غسل القصبات الهوائية وحقن حمض الأوليك في الخنازير كنموذج مزدوج الضربة لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS)

توجد نماذج حيوانية مختلفة ومعقدة لدراسة الفيزيولوجيا المرضية لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS). يعد غسل الشعب الهوائية وإصابة الرئة الناجمة عن حقن حمض الأوليك مناسبة كنموذج حيواني جديد مزدوج الضرب لدراسة متلازمة الضائقة التنفسية الحادة.

لا يزال علاج متلازمة الضائقة التنفسية الحادة يشكل تحديات كبيرة لأطباء العناية المركزة في القرن الحادي والعشرين حيث لا تزال معدلات الوفيات تصل إلى 50٪ في الحالات الشديدة. هناك حاجة إلى مزيد من الجهود البحثية لفهم الفيزيولوجيا المرضية المعقدة لهذا المرض بشكل أفضل. هناك نماذج حيوانية مختلفة راسخة للحث على إصابة الرئة الحادة ولكن لم يتمكن أي منها من تقليد الآليات المرضية المعقدة لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة بشكل كاف. العامل الأكثر أهمية لتطور هذه الحالة هو تلف الوحدة الشعرية السنخية. يسمح لنا الجمع بين نموذجين راسخين لإصابة الرئة بتقليد الآلية المرضية الأساسية بمزيد من التفصيل. يؤدي غسل القصبات الهوائية (BAL) إلى استنفاد الفاعل بالسطح وكذلك الانهيار السنخي. يؤدي التقطير المتكرر لأحجام السوائل إلى نقص تأكسج الدم اللاحق. يعد استنفاد الفاعل بالسطح عاملا رئيسيا لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة لدى البشر. غالبا ما يتم الجمع بين BAL مع مناهج إصابة الرئة الأخرى ، ولكن ليس بضربة ثانية متبوعة بحقن حمض الأوليك (OAI) حتى الآن. يؤدي حقن حمض الأوليك إلى ضعف شديد في تبادل الغازات وتدهور ميكانيكا الرئة وتعطيل الحاجز الحويصلي الهوائي الشعري. يحاكي OAI معظم الآثار المتوقعة لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة التي تتكون من التهاب ممتد لأنسجة الرئة مع زيادة التسرب السنخي وضعف تبادل الغازات. عيب الجمع بين النماذج المختلفة هو صعوبة تحديد التأثير على إصابة الرئة الناجمة عن BAL وحده أو OAI وحده أو كليهما معا. يمثل النموذج المقدم في هذا التقرير مزيجا من BAL و OAI كنموذج جديد لإصابة الرئة مزدوجة الضربة. هذا النموذج الجديد سهل التنفيذ وبديل لدراسة الأساليب العلاجية المختلفة في متلازمة الضائقة التنفسية الحادة في المستقبل.

متلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS) هي مرض يتكون من ضعف تبادل الغازات وتسلل الرئة ، والذي غالبا ما يحتاج إلى علاج العناية المركزة. لا تزال وفيات متلازمة الضائقة التنفسية الحادة مرتفعة (تصل إلى 50٪) في جميع أنحاء العالم على الرغم من ما يقرب من 50 عاما من البحث المكثف¹. يتم تعريف متلازمة الضائقة التنفسية الحادة من خلال تعريف برلين ، بما في ذلك معايير التشخيص مثل التوقيت وتصوير الصدر وأصل الوذمة ونقص الأكسجة². لتصنيف المرضى الذين يعانون من مستويات مختلفة من شدة متلازمة الضائقة التنفسية الحادة بشكل أفضل، يتم تحديد ثلاث درجات مختلفة من نقص الأكسجة في الدم: خفيف (200 ملم زئبق < PaO₂/FIO₂ ≤ 300 مم زئبق)، معتدل (100 ملم زئبق < PaO₂/FIO₂ ≤ 200 ملم زئبق)، وشديد (PaO₂/FIO₂ ≤ 100 ملم زئبق)². تستخدم النماذج الحيوانية المختلفة التي تركز على إصابة الرئة على نطاق واسع ومقبولة لفحص التغيرات الفيزيولوجية المرضية والأساليب العلاجية المختلفة في متلازمة الضائقة التنفسية الحادة³.

النماذج الحيوانية التي تستخدم السموم الداخلية (على سبيل المثال ، التسريب الوريدي للبكتيريا ، وربط الأعور والثقب لتقليد إصابة الرئة الناجمة عن الإنتان) ، ونماذج نقص التروية / إعادة التروية ، ونماذج متلازمة الضائقة التنفسية الحادة للدخان / الحروق ، وتسريب حمض الأوليك ونماذج غسل القصبات الهوائية³. لا يمثل كل نموذج سوى عدد قليل من التغييرات الفيزيولوجية المرضية مع مزايا وعيوب نتائج الدراسة³. هذا لا يعكس تعقيد مرض متلازمة الضائقة التنفسية الحادة. يسمح الجمع بين نموذجين مثبتين باستنتاجات أفضل حول الفيزيولوجيا المرضية لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة. في النموذج المعروض ، قمنا بدمج غسل القصبات الهوائية وتسريب حمض الأوليك لتقليد تعقيد متلازمة الضائقة التنفسية الحادة البشرية. حمض الأوليك هو حمض دهني غير مشبع ويعمل مباشرة على الوحدة الحويصلية الهوائية الشعرية في الرئتين عن طريق تحفيز تنشيط المستقبلات المناعية الفطرية مما يتسبب لاحقا في تراكم العدلات وإنتاج السيتوكين المسبب للالتهابات وموت الخلايا^4،5. يؤدي تسريب حمض الأوليك إلى نقص تأكسج الدم الحاد وزيادة الضغط الشرياني الرئوي وتراكم مياه الرئة خارج الأوعية الدموية. غالبا ما يحدث انخفاض ضغط الدم وتثبيط عضلة القلب بسبب فشل البطين الأيمن. يقلل تحريض إصابة الرئة عن طريق غسل الشعب الهوائية السنخية المتكرر (BAL) بمحلول إلكتروليت متوازن من تركيز الدهون الخافضة للتوتر السطحي السنخية³. تقلل المواد الخافضة للتوتر السطحي من التوتر السطحي السنخي وتمنع الانهيار السنخي. يسبب BAL نقص تأكسج الدم الفوري وزيادة فرق الأكسجين السنخي^{الشرياني 3}. يرتبط متلازمة الضائقة التنفسية الحادة البشرية أيضا بنضوب الفاعل بالسطح³. عيوب هذا النموذج المشترك هي ضرورة الوصول إلى الوريد المركزي والتنبيب والتخدير العام. علاوة على ذلك ، لا تزال الأهمية الميكانيكية المشكوك فيها (على سبيل المثال ، ضخ حمض الأوليك) للجوانب الانتقالية غير واضحة. على الأقل ، من الصعب تحديد أي جزء من إصابة الرئة (BAL مقابل OAI ، أو كلاهما معا) يساهم في تلف الرئة. تتمثل مزايا هذا النموذج في قابليته للاستخدام في الكبيرة ذات المراقبة والأجهزة المألوفة المشابهة للمرضى البشريين (لا تتطلب معدات خاصة) ، والتكاثر الجيد للجوانب الرئيسية لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة وإمكانية دراسة متلازمة الضائقة التنفسية الحادة المعزولة دون التهاب جهازي (على سبيل المثال ، نماذج السموم الداخلية). في المقالة التالية ، نقدم وصفا تفصيليا لإصابة الرئة المزدوجة (BAL و OAI) في الخنازير ونقدم بيانات تمثيلية لتوصيف استقرار التنازلات في وظائف الرئة.

تمت الموافقة على جميع التجارب على الموضحة هنا من قبل اللجنة المؤسسية والحكومية لرعاية (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz ، كوبلنز ، ألمانيا ؛ رقم الموافقة G18-1-044) وتم إجراؤها وفقا لإرشادات الجمعية الأوروبية والألمانية لعلوم المختبر.

1. التخدير والتنبيب والتهوية الميكانيكية

1. امتنع عن الطعام لمدة 6 ساعات قبل التخدير لتقليل خطر الشفط ، ولكن اسمح بالوصول المجاني إلى الماء لتقليل التوتر.
2. حقن مزيج من الكيتامين (4 ملغم∙^كجم-1) والأزابيرون (8 ملغ∙^كجم-1) في العضل للتخدير أثناء وجود في صندوق.
3. إنشاء خط وريدي باستخدام قسطرة وريدية محيطية مشتركة (20 جم) في وريد الأذن بعد التطهير الموضعي بالكحول.
4. ابدأ في مراقبة تشبع الأكسجين المحيطي (SpO₂) عن طريق قص المستشعر على إحدى أذني أو ذيله.
5. حقن الفنتانيل (4 ميكروغرام ^كجم-1) والبروبوفول (3 مجم ∙ كجم ^-1) والأتراكوريوم (0.5 مجم ^{∙ كجم -1}) لتحريض التخدير.
6. ضع الخنزير في وضع ضعيف على نقالة.
7. قم بتهوية الخنزير بقناع مناسب للحيوانات ذات ذروة ضغط الشهيق أقل من 20 سم_{H 2}O ، ونقطة زقزقة 5 سم H₂O ، وتردد 14-16 / دقيقة و FiO₂ من 1.0.
8. ابدأ التسريب المستمر بمحلول إلكتروليت متوازن (5 مل ∙ كجم ^-1∙ ساعة ^-1) ، والبروبوفول (8-12 مجم ∙ كجم ^-1∙ ساعة ^-1) والفنتانيل (0.1-0.2 مجم ^{∙ كجم -1}∙ ساعة ^-1) للحفاظ على التخدير.
9. للتنبيب ، استخدم أنبوبا قصغاميا مشتركا مناسبا للحيوان (على سبيل المثال ، وزن 25-30 كجم ، معرف أنبوب القصبة الهوائية 6-7) مسلحا بمدخل أنبوب القصبة الهوائية ، ومنظار الحنجرة المشترك بشفرة Macintosh 4. شخصان ضروريان.
   1. الشخص 1: اسحب اللسان بيد واضغط على الخطم لأسفل باليد الأخرى.
   2. الشخص 2: أدخل منظار الحنجرة وقم بتقديمه كالمعتاد حتى يمكن تصور لسان المزمار.
10. اسحب منظار الحنجرة لأعلى لتصور الحبال الصوتية. في بعض الأحيان "يلتصق" لسان المزمار بالحنك الناعم. إذا كان الأمر كذلك ، فقم بتعبئته بطرف الأنبوب.
11. أدخل الأنبوب من خلال الحبال الصوتية واسحب المدخل للخارج.
12. سد بالون الأنبوب.
13. قم بتوصيل الأنبوب بجهاز التنفس الصناعي وتحقق من الوضع الصحيح باستخدام التصوير الكابنوغرافيا والتسمع.
14. ابدأ التهوية الميكانيكية (حجم المد والجزر 6-8 مل / كجم ، PEEP 5 سم H₂O ، FiO₂ 0.4 ، التردد للحفاظ على etCO₂ بين 35 - 45 مم زئبق).

2. الأجهزة

1. اسحب الأرجل الخلفية بالضمادات لقسطرة الأوعية اللازمة. من الضروري وجود خط شرياني وغمد إدخال شرياني وخط وريدي مركزي وغمد إدخال وريدي لوضع قسطرة الشريان الرئوي.
2. تطهير منطقة الفخذ بسخاء بالتطهير الكحولي. اعتمادا على الفحوصات المخطط لها ، يتم استخدام نهج معقم إلى حد ما.
3. تحضير القسطرة عن طريق غسلها بالمحلول الملحي.
4. ضع مسبار الموجات فوق الصوتية على الرباط الإربي وافحص الأوعية الفخذية.
5. أدر المسبار بزاوية 90 درجة لتصور الشريان الفخذي بالكامل في المحور الطويل. إذا لزم الأمر ، من الممكن أيضا في ظروف مختلفة استخدام عرض المحور القصير لتصور الشرايين الفخذية بشكل كامل.
6. قم بتقنيد الشريان الفخذي تحت التصور بالموجات فوق الصوتية المضمنة باستخدام إبرة المدخل في تقنية Seldinger. عند تدفق الدم الساطع النابض ، أدخل السلك التوجيهي واسحب الإبرة.
7. تصور الوريد الفخذي وقم بتقشير الوريد تحت التصور بالموجات فوق الصوتية المضمنة والشفط المستمر بإبرة مجموعة المقدم. عندما يكون الدم الوريدي قابلا للتنشيط ، افصل المحقنة وأدخل السلك التوجيهي. اسحب الإبرة.
8. تحقق من موضع الأسلاك بالموجات فوق الصوتية.
9. أدخل الخط الشرياني والوريدي فوق الأسلاك التوجيهية الموضوعة.
10. كرر علامات الترقيم الشريانية والوريدية على الجانب الآخر وأدخل أغلفة الإدخال وفقا لتقنية Seldinger كما هو موضح أعلاه.
11. قم بتوصيل الخط الشرياني والخط الوريدي لكل منهما بمحول الطاقة.
12. ضع كلا المحولات على مستوى القلب وقم بتبديل محبس الطاقة ثلاثي الاتجاهات لكلا المحولات المفتوحة في الغلاف الجوي لمعايرة النظام إلى الصفر.
    ملاحظة: من الضروري تجنب أي فقاعات هواء وبقع دم في النظام لتوليد قيم معقولة.
13. قم بتبديل ضخ البروبوفول والفنتانيل إلى أحد منافذ الخط الوريدي المركزي.
14. قم بمعايرة المسبار لقياسات pO₂ فائقة السرعة وإدخاله من خلال غلاف إدخال الشريان.
    ملاحظة: قياس pO₂ باستخدام المسبار لقياس pO₂ فائق السرعة ليس إلزاميا ولكنه يساعد في تصور التغييرات في الوقت الفعلي في pO₂.

3. إدخال قسطرة الشريان الرئوي

1. افحص بالون قسطرة الشريان الرئوي (PAC) بحثا عن تلف.
2. قم بتوصيله بالمحول ومعايرته.
3. أدخل PAC من خلال غلاف الإدخال (بالون مفرغ من الهواء).
4. عندما يمر PAC عبر غمد الإدخال (15-20 سم) ، قم بتضخيم البالون.
5. تقدم PAC ومراقبة الأشكال الموجية النموذجية (الأوعية الوريدية ، الأذين الأيمن ، البطين الأيمن ، الشرايين الرئوية ، ضغط الإسفين الشعري الرئوي). قم بتفريغ البالون وتحقق مما إذا كان يمكن شفط الدم عبر جميع منافذ PAC.

4. تحريض إصابة الرئة: أول ضربة بغسل القصبات الهوائية

1. تحضير محلول إلكتروليت متوازن معقم (على سبيل المثال ، Sterofundin) دافئ إلى 40 درجة مئوية.
   ملاحظة: يستخدم محلول المنحل بالكهرباء المتوازن المعقم لتجنب التلوث الرئوي.
2. قم بتغيير FiO₂ من 0.4 إلى 1.0 خلال 10 دقائق قبل إجراء غسل القصبات الهوائية.
3. ابدأ قياس pO₂ فائق السرعة.
4. تحضير النورادرينالين للتسريب المستمر وحقن البلعة (إذا كان متوسط الضغط الشرياني < 60 مم زئبق). قم بتوصيل مضخة حقنة النورادرينالين بأحد منافذ القسطرة الوريدية المركزية دون بدء تشغيلها.
5. املأ 30 مل ∙ كجم ^-1 من محلول الإلكتروليت المعقم المتوازن الدافئ في قمع. تأكد من إمكانية توصيل القمع بالأنبوب الرغامي.
6. افصل الأنبوب دون فقدان PEEP في الإلهام من جهاز التنفس الصناعي.
7. قم بتوصيل القمع بالأنبوب الرغامي.
8. ارفع القمع 1 متر فوق يدويا.
9. افتح الغطاء وقم بغرس الكمية الكاملة من محلول الإلكتروليت المتوازن الدافئ من القمع إلى أنبوب القصبة الهوائية على مدى 30 ثانية باستخدام الضغط الهيدروستاتيكي.
10. بعد 30 ثانية ، قم بإزالة المحلول المنقوع عن طريق خفض القمع على بعد 1 متر أسفل وتصريف سائل الغسيل بشكل سلبي. أعد توصيل بجهاز التنفس الصناعي للأكسجين.
11. اجمع سائل الغسيل الذي تمت إزالته ولاحظ الكمية. هناك حاجة لحساب تصفية السائل السنخي.
    ملاحظة: لا تقم بإعادة استخدام محلول الإلكتروليت المتوازن بعد الغسيل لزيادة غسل المادة الخافضة للتوتر السطحي.
12. استنشق ما تبقى من المحلول في الأنبوب باستخدام قسطرة الشفط.
13. راقب عن كثب ديناميكا الدم بعد غسل القصبات الهوائية واحتفظ بالنورادرينالين في متناول اليد. إذا لزم الأمر، أعط النورادرينالين كبلعة أو تسريب مستمر لتثبيت ضغط الدم (مقارنة بالخطوة 4.4).
14. كرر التسريب لمحلول الإلكتروليت المتوازن 30 مل ∙ كجم ^-1 كما هو موضح في الخطوات 4.5-4.13 حتى تقل نسبة PaO₂ / FiO₂ عن 250 مم زئبق. قد يكون من الضروري تكرار أربع إلى خمس مرات لغسل القصبات الهوائية.
15. إذا كانت نسبة PaO₂ / FiO₂ أقل من 250 مم زئبق ، فابدأ بتحريض إصابة الرئة عن طريق حقن حمض الأوليك. لا تقم بتغيير إعدادات جهاز التنفس الصناعي أثناء هذا الإجراء.

5. تحريض إصابة الرئة: الضربة الثانية عن طريق حقن حمض الأوليك

1. تحضير محلول حمض الأوليك: 0.1 مل ∙ كجم ^-1 من حمض الأوليك في حقنة 20 مل وقم بتوصيله بمحبس ثلاثي الاتجاهات. خذ 2 مل من الدم في حقنة أخرى سعة 20 مل. أضف المحلول الملحي إلى الحجم الإجمالي البالغ 20 مل في كلتا المحاقن وقم بتوصيل المحقنة الثانية أيضا بمحبس ثلاثي الاتجاهات.
   تنبيه: استخدم القفازات وواقي العين عند العمل مع حمض الأوليك.
2. تحضير النورادرينالين للتسريب المستمر وحقن البلعة (إذا كان متوسط الضغط الشرياني < 60 مم زئبق). قم بتوصيل مضخة حقنة النورادرينالين بأحد منافذ القسطرة الوريدية المركزية دون بدء تشغيلها.
3. استمر في مراقبة قياس pO₂ فائق السرعة الذي لا يزال قيد القياس. لا يزال FiO₂ 1.0.
4. قم بتوصيل محبس 3 اتجاهات بالمنفذ القريب من PAC.
5. امزج حمض الأوليك وخليط الدم / المحلول الملحي جيدا عن طريق التبديل المتكرر للمحلول من حقنة إلى أخرى والعكس صحيح عبر محبس ثلاثي الاتجاهات واستمر في الخلط طوال الوقت. عندما يكون مستحلبا متجانسا ، قم بحقن 2 مل من المستحلب واستمر في الخلط.
   ملاحظة: إذا توقف الخلط ، فقد ينفصل المستحلب إلى جزء محب للدهون وجزء محب للماء.
6. راقب عن كثب ديناميكا الدم بعد حقن حمض الأوليك واحتفظ بالنورادرينالين في متناول اليد. إذا لزم الأمر ، أعط النورادرينالين على شكل بلعة أو تسريب مستمر لتثبيت ضغط الدم (مقارنة بالخطوة 5.2).
   ملاحظة: كن يقظا. يمكن أن تموت أثناء هذا الإجراء.
7. كرر حقن 2 مل من المحلول كل 3 دقائق حتى تقل نسبة PaO₂ / FiO₂ عن 150 مم زئبق.
8. إذا كانت المحقنة فارغة قبل أن تكون نسبة PaO₂ / FiO₂ بين 100 و 200 مم زئبق ، فقم بإعداد حقنتين إضافيتين كما هو موضح في الخطوة 5.1. كرر الخطوات 5.5-5.8 حتى تنخفض نسبة PaO₂ / FiO₂ بين 100 و 200 مم زئبق.
   ملاحظة: عادة ما تكون هناك حاجة إلى نصف إلى حقنة ممتلئة من حمض الأوليك وخليط الدم / المحلول الملحي.
9. إذا كانت نسبة PaO₂ / FiO₂ بين 100 و 200 مم زئبق ، فانتظر 30 دقيقة وتحقق مرة أخرى. إذا كان أقل باستمرار من 200 مم زئبق ، فابدأ التجربة / العلاج ؛ وإلا قم بإعداد حقنتين أخريين كما هو موضح في الخطوة 5.1 وكرر الخطوات 5.5-5.9.
   ملاحظة: بعد تحريض إصابة الرئة كما هو موضح ، يمكن أن يظل ضعف وظائف الرئة مستقرا أو يتدهور أو حتى يتحسن ضمن حدود معينة.

6. نهاية التجربة والقتل الرحيم

1. حقن 0.5 مجم من الفنتانيل بالإضافة إلى التخدير المستمر وانتظر 5 دقائق. حقن 200 مجم من البروبوفول و 40 مليمول من كلوريد البوتاسيوم لقتل في التخدير العميق.

تنخفض نسبة PaO₂ / FiO₂ بعد غسل القصبات الهوائية والتطبيق المجزأ لحمض الأوليك (الشكل 1). نظرا لأنه من غير الواضح التنبؤ بتأثير غسل القصبات الهوائية (على سبيل المثال ، تأثير جرعة حمض الأوليك المجزأة) على نسبة PaO₂ / FiO₂ ، فمن المستحسن مراقبة ن?...

طريقة الضربة المزدوجة الموصوفة لإحداث إصابة خطيرة في الرئة في الخنازير مناسبة لدراسة خيارات العلاج المختلفة في متلازمة الضائقة التنفسية الحادة. يحاكي نموذج الضربة المزدوجة عنصرين مركزيين في الآلية المرضية لمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة: فقدان الوحدة السنخية الشعر?...

لا يكشف جميع المؤلفين عن أي تضارب مالي أو أي تضارب مصالح آخر.

يريد المؤلفون أن يشكروا Dagmar Dirvonskis على الدعم الفني الممتاز.