Állatkísérletek elmélete és gyakorlata - B szint
Gyulladási és keringési shock modellek
A keringési shock A szervek adekvát véráramlásának/ oxigén transzportjának előfeltétele: • szabad légutak és a vér megfelelő oxigén saturációja • normál vér volumen • kielégítő miokardiális pumpa funkció A keringési shock valamennyi típusában a fő pathogenetikai faktor: • A sejtek számára elégtelen oxigén kínálat • A sejtek oxigén felhasználása károsodott
A sejtek oxigén szükséglete és az oxigén kínálata közötti egyensúly felborul
Shock - felosztás Haemodinamikai profil szerint: (Hinshaw, 1972): 1. Hipovolaemiás: keringő vér mennyiség csökken, töltőnyomás csökken Vérvesztés/Plazmavesztés/Extracellularis folyadékvesztés 2. Kardiogén: pumpafunkció elégtelen, töltő nyomás nő Obstruktív/Extracardiális (tamponád) 3. Disztributív: vasomotor kontroll károsodik, az SVR csökken (a CO nőhet!) A szimpatikus tónus hirtelen megszűnik (vazogén) Vazodilatátor anyagok a keringésben (anafilaxiás) Gyulladásos mediátorok a keringésben (szeptikus)
A keringési shock típusai I. Alacsony perctérfogattal jellemezhető állapotok
II. Emelkedett perctérfogattal jellemezhető állapotok
A shock felosztása Hypovolémiás
Disztributív
Kardiogén
Egyéb
Dehidráció
Anaphylaxiás
Congenitális
Hő shock
Gastroenteritis
Neurogén
Ischaemiás
Tüdő embolia
Éhezés
Szeptikus shock*
Anoxiás
Pancreatitis
Vérzéses
Gyógyszer toxicitás
Tamponád
Gyógyszer túladagolás
Égési
Cardiomyopáthia
I. Alacsony perctérfogattal jellemezhető állapotok 1. Vénás visszaáramlás csökkenése • •
Csökken a keringő vértérfogat Csökken a vazomotor tónus
2. A szív pumpafunkció csökkenése
II. Emelkedett perctérfogattal jellemezhető állapotok Szepszis: Infekcióval összefüggésben jelentkező általános tünetek sorozata olyan betegben/állapotban, ahol a fertőzés forrása valószínűleg jelen van;
Systemic Infalmmatory Syndrome (SIRS):
Response
Kórfolyamatok alatt jelentkező élettani változások sorozata – A KIVÁLTÓ OKTÓL FÜGGETLEN GYULLADÁSOS FOLYAMAT
Tünetek: T >38 °C vagy < 36 °C HR > 90/min Légzésszám > 20/min PaCO2 < 32 Hgmm WBC > 12000sejt /mm3 vagy < 4000 sejt/ mm3
II. Emelkedett perctérfogattal jellemezhető állapotok Súlyos szepszis: Szepszis+ szerv funkció zavarok hypoperfúzióval;
Szepszis által kiváltott hypotenzió; RRsyst < 90 Hgmm; RRsyst csökkenés > 40 Hgmm
Szeptikus shock: Szepszis által kiváltott hypotenzió adekvát terápia ellenére 1 órán át fennáll
Oxigén szükséglet és kínálat shockban I. • DO2 = SV x HR x
(1,39xHbxSaO2+0,003xPaO2)
• VO2 = SV x HR x (1,39 x Hb ScvO2 + 0,003 x PcvO2 )
DO2
O2 transzport:
VO2
DO2 = perctérfogat x CaO2 (artériás oxigén tartalom)
O2 felhasználás: VO2 = perctérfogat x (CaO2 - CvO2) (oxigén extrakció)
Oxigén szükséglet és kínálat shockban II. O2 transzport:
DO2 = perctérfogat x CaO2 (artériás oxigén tartalom)
O2 felhasználás: VO2 = perctérfogat x (CaO2 - CvO2) (oxigén extrakció)
O2 felhasználás
O2 transzport függő VO2
O2 transzport független VO2 Aerob metabolizmus
Anaerob metabolizmus Kritikus O2 transzport
O2 transzport
Oxigén szükséglet és kínálat shockban II.
VO2 (ml/min)
• Oxigén extrakció: VO2 /DO2 kritikus pont 250
sokk
1000
500
DO2 (ml/min)
• Kritikus pont= anaerob anyagcsere folyamatok acidózis , ScvO2 , dCO2 • szervi diszfunkciók több szervi elégtelenség halál
laktát
O2 felhasználás
Oxigén szükséglet és kínálat shockban III.
Szepszis Normál keringés Hipovolémiás shock Kardiogén shock
Szeptikus shock
O2 transzport
A szív teljesítménye shockban I. A miokardiális teljesítményt meghatározó tényezők: • Előterhelés (Preload); bal kamrai töltőnyomás;
A szívizom végdiasztolés rosthosszúságát meghatározó tényezők összesége; Jellemzői: vénás viszaáramlás; venokonstrikció mértéke; • Utóterhelés (Afterload): A kamrai kontrakció és ejekció ellen ható tényezők összessége; Jellemzői: Szisztémás vaszkuláris rezisztencia; kamrai falfeszülés • Szívkontraktilitás: A szívizom elő- és utóterhelés független összehúzódó képessége; • Szívfrekvencia; A szív teljesítményének eredménye: a perctérfogat
A perctérfogatból számolható további paraméterek
Oxigén szállítás (DO2) Oxigén fogyasztás (VO2) Feltétel: Az artériás és vénás oxigén szaturáció meghatározása
Oxigénnel telített hemoglobin százalékos aránya a vérben
70-80 %
95-100 %
Periféria
Oxigén szállítás = perctérfogat x artériás oxigén tartalom DO2 [ml/min] = CO x [(1,38 x Hb x SaO2) + (0,003 x PaO2)]
Oxigén szállítás (delivery; DO2)
Oxigén fogyasztás (consumption; VO2)
Body/Organs Oxigén fogyasztás = perctérfogat x (artériás – vénás oxigén tartalom)
A szív teljesítménye shockban II. I. Alacsony perctérfogatú állapotban Jelentős volumen vesztés hatására • Hipotenzió • Csökkenő előterhelés, vénás telődés • Baroreceptor aktivitás változás
Kompenzációs mechanizmusok aktiválódása Humorális α-β-adrenerg vazokonstrikció aktiváció Katekolaminok; Perifériás vazokonstrikció Renin-angiotenzin rsz. Tachikardia Vazopresszin
Fokozott utóterhelés Kompenzált szívkontraktilitás
Keringés redisztribúció
II. Emelkedett perctérfogatú állapotban Szepszis -SIRS Gyulladásos mediátorok felszabadulása
Növekvő/fenntartott előterhelés A szervezet kompenzációs válasza az adekvát perfúzió fenntartására Hiperdynámiás keringési válasz Tachikardia Csökkenő utóterhelés Szívkontraktilitás depresszió
Perifériás keringés shockban Hgmm x L-1 x perc-1
SVR =
SzisztémásVaszkuláris Rezisztencia (SVR) változása Artériás vérnyomás – Centrális vénás nyomás Perctérfogat
Hipovolémiás shock Kardiogén shock
Szepszis → szeptikus shock Hipodynámiás fázis Hiperdynámiás fázis Idő (óra)
A bél mint shock-szerv A keringés redisztribúció biztosítja a preferált vérellátású területek (agy, szív) perfúziójának fenntartását, de ennek ára elsősorban a splanchnikus terület vérellátásának drámai csökkenése. Ezért a rövid távon kedvező folyamat a nem preferált szervek esetében hosszú távon súlyos károsodáshoz vezethet. A bél nyálkahártya sejteknek igen jelentős az oxigén igénye Extrém hypoxia érzékenység jellemzi őket A tartós hypoxiás állapot következménye: Nyálkahártya barrier károsodás Permeabilitás fokozódás Bakteriális transzlokáció Bakteriális endotoxin felszívódás
Mesenteriális hypoperfúzió kialakulása és jelentősége Lokális keringési zavar trombózis z stranguláció z obstruktív ileus z sebészeti beavatkozás z
Mezenteriális ischaemia Vékonybél nyálkahártya károsodása
Generalizált keringési zavar pumpafunkció károsodása /kardiogén shock/ z volumenvesztés /hypovolaemiás shock/ z
z
vasoreguláció zavara -
Szepszis
Bakteriális transzlokáció
Mikrokeringési elégtelenség shockban 1. A perfúzió és a vazoaktivitás változása Vazokonstrikció Shunt-keringés Csökkenő kapilláris véráramlás
2. Celluláris reakciók Leukocyta-endothel sejt interakció
Leukocyta-extravazáció Szabadgyökök képződése
Heterogenitás térben és időben
Hipovolémiás shock összefoglaló pathofiziológiája
KOMPENZÁCIÓ
Vér volumen csökkenés Szimpatikus aktiválódás Katekolamin felszabadulás
A vénás visszaáramlás csökkenése
Perifériás Pozitiv Tachikardia vazokonstrikció inotrópia
Artériás hypotenzió
Csökkenő szöveti perfúzió Növekvő miokardiális oxigén igény Miokardiális elégtelenség
Anaerob metabolizmus Acidózis
MOF (Sok szerv elégtelenség)
Perctérfogat mérés rágcsálókban V. jugularis katéter és hideg fiziológiás só injektálás (0,3-0,5 ml)
Termoszenzor katéter a carotis artériában
Femoralis artéria katéter Vérnyomás transducer
Adat gyűjtő-monitorozó komputer rendszer
Perctérfogat monitorozás sertésen Mesterséges lélegeztetés
CVP katéter PiCCO monitor
Kilégzett CO2 monitorozás kapnográffal Vérnyomás és termoszenzor katéter
A keringés farmakológiai befolyásolása
Kísérleti protokoll - II. ↓ Fiziológiás sóoldat
1. Kontroll:
n=7
Thorakotómia 0
30
60
90
120
150 (perc)
↓ 4 mg/kg N-nitro-L-arginin (NNA)
2. NNA: Thorakotómia
n=7 0
30
60
90
120
3. ETR-P1/fl + NNA: ↓ 4 mg/kg NNA
n=7
Thorakotómia 0
30
100 nmol/kg ETR-P1/fl peptid (ET-A receptor antagonista)
60
150 (perc)
90
120
150 (perc)
Szívizom biopszia
Makrokeringési eredmények Artériás középnyomás (MAP)
Teljes perifériás érellenállás (TPR)
Makrokeringési eredmények Perctérfogat (CI)
Szívfrekvencia
Makrokeringési eredmények Balkamra átmérő változása
Szívkontraktilitás
Biokémiai eredmények Plazma endothelin-1 szint
Plazma nitrit/nitrát szint (NOx)
Akut keringési elégtelenség modellek I. Vérzéses shock
Vérnyomás vezérelt vérzéses shock A RESZUSZCITÁCIÓ LEHETŐSÉGEI: 1. Saját vér visszaadás
Artériás középnyomás (Hgmm)
2. Volumen pótlás krisztalloid oldatokkal (legalább 3 szoros volumen) 3. Volumen pótlás krisztalloid és/vagy kolloid oldatokkal
4. Kontrollálatlan (reszuszcitáció nélküli) vérzés modellek
40
SHOCK (HS) 0
KONTROLL
15
60
90
150
Reszuszcitáció
180
240
Makrohemodinamikai eredmények
Morbiditás, mortalitás
Folyadékterápia: kétélű fegyver
Optimális folyadék töltöttség
Folyadék töltöttség
(Bundgaard-Nielsen M, et al. ACTA Anaesthesiol Scand 2009; 53: 843-51)
Artériás Középnyomás
Hgmm 150
120
90 zselatin hidroxietil-keményítő dextrán
60
Vérzéses shock
30 0
30
60
Volumen resuscitatio 90 120 Idő (perc)
150
180
210
240
* P<0.05 vs kontroll érték (0 perc)
A volumen reszuszcitáció végpontja: a kontroll MAP 75%-ának elérése, max. 50 ml/kg kolloid infúzió;
Verőtérfogat (SVI) vezérelte vérzéses shock • Véreztetés végpontok: • CI, SVI MAP, SVV, PPV, DO2, O2ER
SVIbsl
SVIbsl- 50%
tbsl
véreztetés
t0
SVIbsl-62% t1
SVIbsl-75%
SVIbsl-88%
t2
t3
folyadékpótlás
SVIbsl-100% t4
Módszerek – kísérleti állatok
•n=12 •Narkózis=propofol (50 µg /ttkg/ó) •Intubált, kontrollált lélegeztetés (8ml/ttkg)
PICCO-monitor
Óra diurézis
Artériás, centrál vénás vérgáz mérések
Módszerek II. • Véreztetés: artéria carotis kanül • Folyadékpótlás: Ri-Lac-infúzió SVIbsl-ig • Mérések:
SVIbsl-50%-ig 4 lépcsőben
• Invazív hemodinamikai mérés • Artériás, centrális vénás vérgáz • Óradiurézis SVIbsl
SVIbsl- 50%
tbsl
véreztetés
t0
SVIbsl-62% t1
SVIbsl-75%
SVIbsl-88%
t2
t3
folyadékpótlás
SVIbsl-100% t4
ScvO2 and dCO2 resuscitation endpoints
Nemeth M, et al. Intensive Care Med 2012; 38(S1): S0030
*
*
SVI drop by 50% Resusc - SVIbsl
ScvO2 and dCO2 resuscitation endpoints
Nemeth M, et al. Intensive Care Med 2012; 38(S1): S0030
*
*
*
SVI drop by 50% Resusc - SVIbsl
ScvO2 and dCO2 resuscitation endpoints
Nemeth M, et al. Intensive Care Med 2012; 38(S1): S0030
*
*
*
*
ΔScvO2~5% SVI drop by 50% Resusc - SVIbsl
ScvO2 and dCO2 resuscitation endpoints
Nemeth M, et al. Intensive Care Med 2012; 38(S1): S0030
*
*
*
*
ScvO2: good indicator of VO2/DO2 dCO2: good indicator of flow
SVI drop by 50% Resusc - SVIbsl
Mérsékelt hipovolémia modellek: Volumen vesztés NEM vérvesztés útján
Mérsékelt hipovolémia Bolus: iv. 5 mg/ttkg furosemid Folyamatos: iv. 5 mg/ttkg/~100 perc furosemid
T0
T1
T2
T3
T4
T5
A hypovolémia makrohemodinamikai hatásai
─ GEDI
*
--- CI
* * * *
* *
* *
*
*
*
* *
─ VO2/DO2 ─ DO2I
* *
*
*
Az adatokat, mint median jelöltük és repeated measures ANOVA-val elemeztük. * p<0,05 T0-hoz képest
*
Perctérfogat index l/perc/m2
Furosemid kezelt Kontroll
3,0
2,5
2,0
1,5
x
*
1,0
x
*x
*x
*x
0,5 0
20
40
60
Idő (perc)
80
100
VVT áramlási sebesség a szublinguális régióban μm/sec Kontroll Furoszemid kezelt 1000
750
500
# 250
#
0
40
Idő (perc)
100
A fast-truck surgery sarkallatos pontjai Műtét előtt: • Betegek felkészítése (nem előkészítés • Műtét előtt CH és fehérjedús diéta (tápszer)
• Bélelőkészítés mellőzése
• Műtét előtt nincs éhezés • Műtét előtt 6 órával orális tápszer • Műtét előtt 2 órával folyadék • EDA kanül műtét előtt • ÁK a műtőben
megvonása
Kísérleti protokoll Csoportok
Előkészítés 0
1. FTS (n=8)
20
Idő (perc) 40 60
6 órás táplálék + 2 órás folyadék megvonás
Volumenterápia 2. MBP+HES (n=5) 3. MBP+RL (n=5)
Laevolac 3x30 ml + 24 órás táplálék + 12 órás folyadék megvonás
Volumenterápia
Volumenterápia
80
100
Artériás középnyomás FTS MBP+HES MBP+RL
130
Hgmm
120
110
100
90 Volumenterápia
0
20
40
60
Idő (perc)
80
100
Szívfrekvencia 120
#
#
#
FTS MBP+HES MBP+RL
#
110
#
100
1/perc
#
#
#
90 80 70 60 50
Volumenterápia
0
20
40
60
Idő (perc)
80
100
VVT áramlási sebesség FTS MBP+HES MBP+RL
μm/sec
1000
750
500
# 250
## Volumenterápia
0
40
Idő (perc)
100
Perfúziós ráta FTS MBP+HES MBP+RL
1,0
0,8
0,6
0,4
#
0,2
# Volumenterápia
0
40
Idő (perc)
100
Hipovolémia létrehozása alsó testfélre kifejtett negatív nyomás (vákuum) hatására Humán keringés vizsgálat
Módszerek - LBNP - egészséges önkénteseken biztonságosan alkalmazható a hipovolémia szimulálására - az alsó testfélre kifejtett negatív nyomás (vákuum) hatására az alsó testfél felé volumen átrendeződés jön létre, ami centrálisan hipovolémiát eredményez, tényleges volumen vesztés nélkül - korábbi vizsgálati eredmények alapján: - 20 Hgmm-es negatív nyomás → kb. 400-500 ml vérvesztés - 40 Hgmm-es negatív nyomás → kb. 800-1000 ml vérvesztés
Ward KR et al., Resuscitation 81: 987, 2010.
Módszerek - OPS - intravitalis videomikroszkópia ortogonalis polarizációs spektrális képalkotással - 548 nm-es hullámhosszúságú fény alkalmazása → vvt-k láthatóvá válnak - nem-invazív monitorozás
RBCV: vvt áramlási sebesség MPR: perfúziós ráta MPCL: perfundált kapilláris hossz
Módszerek – monitorozott paraméterek SaO2
Mikrokeringés - RBCV - %RBCV - MPR - MPCL
EKG - RRI
Centrális vénás kanül - vérgáz - MPO - cvp
Vákuum kamra
Finapres - SAP - MAP - PP/PPV - SV/SVV
Módszerek – vizsgálati protokol OPS felvétel
0 Hgmm
1. 2. 3. 4.
-20 Hgmm
hemodinamika vérvétel
-40 Hgmm
0 Hgmm
vákuum beállása: 3-4 perc mikrokeringés felvétel hemodinamikai mérések spontán, vezényelt légzés mellett vérvétel
Eredmények – vörösvértest áramlási sebesség RBCV ( μm/s ) 1200
Non -Responder Responder
1100
4 16
1000
x 900
*x
800
x
700
*
600 500 400 1 Kontroll
2 -20 Hgmm
3 -40 Hgmm
4 Visszatérés
Akut keringési elégtelenség modellek II. Kardiogén shock
Pericardiális tamponád A pericardiumban felgyűlő folyadék komprimálja a szívet, ezáltal romlik a pumpafunkció, ami kardiogén sokkhoz vezet. Okai: • Traumás • Iatrogén • Betegségek / tumoros, gyulladásos (vírusos, bakteriális vagy immun eredetű)/ • MI utáni vagy aorta aneurizma ruptúra
Intrapericardiális folyadék Pericardium
Tünetei, jelei: • Sápadt, hűvös, nyirkos bőr • Nehézlégzés • Tachycardia • Beck triász: Centrális vénás nyomás emelkedés Hipotónia Halk szívhangok
Módszerek I.
PiCCO referencia termisztor Szublinguális‐ és gasztrikus tonométer
nyomás szenzor
Áramlásmérő: a.mesenterica szuperior
termisztor Lélegeztetés:
Altatás: •Indukció: Ketamin+Xylazin •Fenntartás: Propofol 2% (50μl/ttkg/min)
VT=10ml/ttkg FiO2=0,21 EtCO2=35 Hgmm
Kísérleti protokoll • hemodinamika • vérgáz • tonometria
1.Álműtött
‐60
0
30
Szuperoxid meghatározás vérmintából
60 90 120 150
180 210 240
60 90 120 150
180 210 240
2. Pericardiális tamponád Pericardiális tamponád
‐60
0
30
3. Pericardiális tamponád + C5a antagonista Pericardiális tamponád
‐60
0
30
60 90 120 150
C5a antagonista (Anablock; iv. 4mg/ttkg)
180 210 240 240 percnél szövettani mintavétel biokémiai meghatározás céljából
Artériás középnyomás H gm m
Tamponád Tamponád + C5a antagonista Álműtött
120
100
#
#
x
x
120
150
#
#
#
80
60
*x *x
40
x
x
*
x
*
x
*x *
TAMPONÁD -60
-30
0
30
60
C5a antagonista
90
Idő (m in)
180
210
240
Artéria mesenterica superior áramlás ml/perc x
*#
x
*#
x
*#
300
200
*
Tamponád Tamponád + C5a antagonista Álműtött
*
100
TAMPONÁD -60
-30
0
30
60
C5a antagonista
90
120
Idő (perc)
150
180
210
240
Akut keringési elégtelenség modellek III. Ischaemiás modellek Béltranszplantáció
M ódszerek Módszerek
Anaesthesia: Na-pentobarbitál, Anaesthesia: Na-pentobarbitál, 30 30 mg/kg mg/kg Computer HEMODINAMIKAI HEMODINAMIKAI MÉRÉSEK MÉRÉSEK Véráramlás: Transsonic Véráramlás: Transsonic flow-meter flow-meter Mesenteriális Mesenteriális Mérőrendszer érellenállás: Számítás: érellenállás: Számítás: (AMSP-MVP)/AMSF (AMSP-MVP)/AMSF BIOKÉMIAI BIOKÉMIAI MÉRÉSEK MÉRÉSEK Bélnyálkahártya Bélnyálkahártya MPO Kübler MPO aktivitás: aktivitás: Kübler módszer módszer Granulocyta Granulocyta szabadszabadgyök Guarnieri gyök termelés: termelés: Guarnieri módszer módszer SZÖVETTAN SZÖVETTAN H&E H&E festés, festés, 55 fokozatú fokozatú Chiu-skála Chiu-skála STATISZTIKA STATISZTIKA Arteria mesenterica superior Csoportokon Csoportokon belül: belül: Friedman Friedman és és Dunn Dunn Vena mesenterica superior teszt teszt Transzplantált vékonybél Csoportok Csoportok között: között: Kruskal-Wallis Kruskal-Wallis és és Dunn Dunn teszt teszt ** p<0.05 p<0.05 aa csoportokon csoportokon belül belül
K ísérleti protokoll IV. Kísérleti
Biopszia
Műtét
Műtét
Hideg ischaemia
Biopszia Reperfúzió
ETR-p1/fl i.v. (0,1 mg/kg) Műtét
Műtét
Hideg ischaemia
Reperfúzió
Hideg ischaemia
ETR-p1/fl i.g. (0,1 mg/kg) Reperfúzió
Biopszia
Biopszia
Vazokonstriktor hatás elimináció: ET-A Receptor antagonizmus béltranszplantáció (SBTX) során Graft-microcirculation • Leukocyte rolling (intravital fluorescence microscopy=IVM) • Leukocyte adherence (IVM) • Functional capillary density of the villi (orthogonal polarization spectral imaging=OPS) • Epithelial thickness (OPS) -150
-120 ETR-p1/fl
-60
0
Cold Ischemia
60
IVM
120
OPS
180
240 m.
Reperfusion
Wolfárd et al, Dynamic in vivo observation of villius microcirculation during small bowel autotransplantation: effects of endothelin-A receptor inhibition. Transplantation 73: 1511-1514, 2002.
PERCTÉRFOGAT
CObw (ml/min/kg)
ART. MESENTERICA SUPERIOR VÉRÁRAMLÁS SMA blood flow (ml/min/kg)
200
SBTX
175
25
#
150
# *
125
#
SBTX+IPC
20
*
#
15
100 75
SBTX
50
SBTX+IPC
*
*
*
*
*
10
*
*
120
180
*
*
5
25 IPC
Cold Ischemia
-180
-120
-60
0
IPC
0
0 60
Time (min)
120
180
240
-180
-120
Cold Ischemia -60
0
60
240
Time (min)
Wolfárd A, Kaszaki J, Varga S, Lázár G, Boros M. Early microcirculatory changes after ischemic preconditioning and small bowel autotransplantation. Eur Surg Res 39: 284-290, 2007.
LEUKOCITA ROLLING
LEUKOCITA KITAPADÁS
Adherent leukocytes (No/mm2)
Rolling leukocytes (%) 100
SBTX SBTX+IPC
SBTX SBTX+IPC
1500
80 1250 60
# #
40
#
#
#
1000
#
#
#
750 500
20 250 0
0 0
60
120
Time (min)
180
240
0
60
120
Time (min)
180
Wolfárd A, Kaszaki J, Varga S, Lázár G, Boros M. Early microcirculatory changes after ischemic preconditioning and small bowel autotransplantation. Eur Surg Res 39: 284-290, 2007.
240
FUNKCIONÁLIS KAPILLÁRIS DENZITÁS
2
Epithelial thickness (μm)
FCD (mm/mm ) SBTX SBTX+IPC
400 350
EPITHEL VASTAGSÁG
#
300
*
250
#
#
SBTX SBTX+IPC
35
*
*
25
*
20
*
#
#
#
*#
30
* *
200 15
150
10
100
5
50
Cold ischemia
Cold ischemia
0
0 -60
0
60
120
Time (min)
180
240
-60
0
60
120
Time (min)
180
Wolfárd A, Kaszaki J, Varga S, Lázár G, Boros M. Early microcirculatory changes after ischemic preconditioning and small bowel autotransplantation. Eur Surg Res 39: 284-290, 2007.
240
Krónikus keringési elégtelenség modellek III Ischaemia hosszútávú következményei
Bevezetés • A gastrointestinalis traktus különösen érzékeny az ischaemia-reperfusiós károsodásra • Két módon jöhet létre: • Occlusiv (SMA embolia, thrombosis, strangulatio) • Non-occlusiv (szisztémás hypotensio pl: pericardialis tamponád, aorta dissectio, érsebészeti beavatkozások) • Mesenterialis ischaemia hatására
C5a peptid kulcsszerepet játszik a folyamatban
Korábbi eredményeink Az AcPepA kezelés rövid távú hatékonysága keringési elégtelenségben, nagyállat modellben
Érces et al., Crit Care Med, 2013.
Korábbi eredményeink Az AcPepA kezelés rövid távú hatékonysága keringési elégtelenségben, nagyállat modellben
Hosszú távú hatás?
Érces et al., Crit Care Med, 2013.
Kísérleti elrendezés 1. nap
Vérnyomásmérés aorta abdominalis
a. femoralis
OPS vizsgálat
Sprague-Dawley hím patkányok (300-320g) Na-pentobarbital altatás (50 mg/kg) 16 óra éheztetés
40 Hgmm
Kísérleti elrendezés 2. nap trachea kanül v. jugularis, infúzió
a. carotis
Vérnyomásmérés Perctérfogatmérés
a. mesenterica superior
OPS vizsgálat
AMS áramlásmérés
Kísérleti protokoll 1. nap
2. nap
Álműtött (n=6)
Idő (óra)
mérések
0
1
24
26
MAP = 40 Hgmm
PAO (n=6)
Idő (óra)
mérések
0
1
24
MAP = 40 Hgmm
PAO+AcPepA (n=6)
Idő (óra) Makrokeringési Mikrokeringési
26
mérések
0
1
24
26
AcPepA 4 mg/kg iv
- BP, HR - BP, HR - mikrokeringés (serosa)
- BP, HR, AMSF, CO → TPR, MVR - mikrokeringés (mucosa, serosa)
Artériás középnyomás
*x
*x
160
Szívfrekvencia 450
*x
140
x x
*
100
400
1/min
Hgmm
120
*x
80
*
350
300
60
250 40
200
20
PAO 0 Álműtött PAO PAO+AcPepA
PAO 1
24 Idő (h)
45. perc: AcPepA
0 Álműtött PAO PAO+AcPepA
1
24 Idő (h)
45. perc: AcPepA
Szívindex x
300
ml/min/kg
270
240
#
210
180
Álműtött
PAO Csoportok
PAO+AcPepA
Teljes perifériás ellenállás # 1,8
Hgmm/ml/min
1,5
1,2
0,9
0,6
Álműtött
PAO Csoportok
PAO+AcPepA
Az arteria mesenterica superior vérátáramlása
érellenállása #
11 25
10
x
9 Hgmm/ml/min
ml/min
20
15
10
x
8 7 6 5 4
5
3 Álműtött
PAO Csoportok
PAO+AcPepA
Álműtött
PAO Csoportok
PAO+AcPepA
Átlagos vvt áramlási sebesség serosa 1400
Álműtött PAO PAO+AcPepA
1200
# μm/s
1000
800
x
600
400 1. nap
2. nap
Akut keringési elégtelenség modellek IV. Endotoxémia-szepszis
K ísérleti protokoll II. Kísérleti
ETX-infúzió (5,3 μg/kg) 0. perc 480. perc
120. perc
240. perc
MEG (2 mg/kg) ETX-infúzió (5,3 μg/kg) 0. perc 480. perc
120. perc
240. perc
Art ériás kközépnyomás özépnyomás Artériás Hgmm 150 140
ETX
ETX+MEG
130 120
*
110 100 90
*
*
80
*
* *
*
*
*
*
360
420
480
* *
70
MEG kezelés 60
ETX infúzió
50 0
60
120
180
240
Idő (perc)
300
Balkamrai kontraktilit ás kontraktilitás Hgmm/mm 30
ETX
ETX+MEG
25
#
#
#
#
20
* * * *
15
*
MEG kezelés
*
*
ETX infúzió 10 0
60
120
180
240
Idő (perc)
300
360
420
480
Akut keringési elégtelenség modellek V. Peritonitis-szepszis
Kísérleti protokoll (Barth et al., Crit Care Med 2008, módosítása)
OPS
OPS
Álműtött n=8 0
6 15
16
OPS
17
18
19
20
21
22
23
24
20
21
22
23
24
Instrumentálás
Krisztalloid iv.
Szeptikus n=16 0
6 15
16
17
18
19
Instrumentálás
Krisztalloid - kolloid iv.
Indukció 16.00
22.00
1. nap
Invazív monitorozás 07.00
16.00
2. nap
Lélegeztetés: VT=10ml/ttkg; FiO2=0,21; EtCO2=35 Hgmm
• Vérvétel • Kilégzett metán mintavétel
Monitorozás Kilégzett metán mintavétel
PiCCO perctérfogat
CVP Katéter
OPS mikrokeringés vizsgálat Vérnyomás szenzor
Intravitális videomikroszkóp: Ortogonális Polarizációs Spektrális (OPS) képalkotás
• Hemoglobin tartalmú képletekről kontrasztanyag Altatás: nélkül •Indukció: Ketamin+Xylazin • 548 nm-es hullámhossz
•Fenntartás: Propofol 2% (50 μl/ttkg/min)
Artériás és vénás vérgáz mintavétel Vérminta biokémiai meghatározásokra
Az oxigénextrakció változása O2 extrakció (%) (DO2 / VO2 x 100) Súlyosabb szepszis Álműtött Kevésbé súlyos szepszis
30
20
x#
10
0
16
18
Idő (óra)
20
22
24
Az oxigén szállítás változása DO2 (ml/min) Súlyosabb szepszis Álműtött Kevésbé súlyos szepszis
6000
x x
x x
22
24
4000
2000 0
16
18
Idő (óra)
20
Az oxigén felhasználás változása VO2 (ml/min) 1200
Súlyosabb szepszis Álműtött Kevésbé súlyos szepszis
x
1000
800
600
# 400
0
16
18
Idő (óra)
20
22
24
HMGB1 plazma koncentráció HMGB1 (pg/ml) 14
Súlyosabb szepszis Álműtött Kevésbé súlyos szepszis
12
*
x #
10 8
*
6 4 2 0 0
3
6
9
12
Idő (óra)
15
18
21
24
Big - endothelin szint változása fmol/ml 3
Súlyosabb szepszis Álműtött Kevésbé súlyos szepszis
*#
x#
2
*#
1
0 0
6
16
Idő (óra)
20
24
A vörösvértestek áramlási sebessége Microcirkuláció (vvt sebesség)
1200
r= -0,491 P=0,0086
1000
RBCV (μm/s)
800
600
1200
400
200 0,0
0,5
1,0
1,5
Big - endothelin (fmol/ml)
1000
800
*x #
600
Súlyosabb szepszis Álműtött Kevésbé súlyos szepszis
400
0
Idő (óra)
16
24
2,0
2,5
3,0
Krónikus gyulladás modellek Colitis
Módszerek‐ IBD modellezése • TNBS modell (Morris 1989) : – – – – –
2‐, 4‐, 6‐trinitro‐benzol‐szulfon sav Egyszeri intracolonalis alkalmazás Vastagbélfekélyek több, mint 8 hétig Extenzív, transmuralis, granulomatózus gyulladás kifejezett súlyvesztés, morfológiai elváltozások, TNF‐α plazmaszint emelkedés és szöveti granulocita akkumuláció
álműtött
colitis
Módszerek ‐ sebészi beavatkozás a. carotis v. jugularis infúzió
Termodilúciós perctérfogatmérés CLSEM
trachea kanül
a. femoralis
Állatok: Wistar hím patkányok (250-300 g) Napentobarbitál altatás (50 mg/kg)
Artériás vérnyomás katéter Vérnyomás jelátalakító (transzducer)
Adatgyűjtő Computer
Hemodinamikai vizsgálatok: Artériás vérnyomás Perctérfogat (CO) mérés
Kísérleti protokoll: I. vizsgálat (PC kezelés) 0.nap
- 6. nap
Idő (óra)
0
1.nap 16 17 18
6.nap 23
144 145 146
149
1. Álműtött (n=8+8)
Oldó Oldószer i.c. kezelé kezelés
2. Colitis (n=8+8) TNBS 40 mg/kg i.c.
3. Colitis+PC táp (n=8+8) TNBS 40 mg/kg i.c.
TNBS = 2-, 4-, 6-trinitro-benzol-szulfonsav egyszeri intracolonalis alkalmazása Előkezelés: TNBS indukció előtt 6 napig PC-vel dúsított speciális táp = mintavétel
Eredmények – I. Vizsgálat In vivo hisztológiai változások
Kehelysejt szám változása
