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La sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS) è una causa comune di insufficienza respiratoria ipossiemica e morte nei pazienti critici1. È caratterizzato da lesioni epiteliali ed endoteliali alveolari diffuse, che portano ad un aumento della permeabilità e dell'edema polmonare, alterata clearance del liquido alveolare (AFC) e peggioramento del distress respiratorio2. Il riassorbimento dell'edema alveolare e il recupero dall'ARDS richiedono il trasporto del liquido epiteliale attraverso gli alveoli per rimanere intatti, il che suggerisce che una terapia che migliora l'AFC potrebbe essere utile3,4. Sebbene la ventilazione protettiva polmonare e una strategia restrittiva per la fluidoterapia endovenosa si siano dimostrate utili nel migliorare i risultati2,5, sono ancora associati ad alta mortalità e morbilità6. Pertanto, vi è un urgente bisogno di sviluppare terapie efficaci per la sindrome e di comprendere meglio i meccanismi precisi attraverso i quali tali terapie potrebbero funzionare.
Gli anestetici alogenati, come l'isoflurano o il sevoflurano, sono stati ampiamente utilizzati per l'anestesia generale in sala operatoria. Il sevoflurano è associato a una diminuzione dell'infiammazione nei polmoni dei pazienti sottoposti a chirurgia toracica e ad una diminuzione delle complicanze polmonari postoperatorie, come l'ARDS7. Risultati simili sono stati trovati in una meta-analisi di pazienti dopo cardiochirurgia8. I volatili alogenati hanno anche un effetto broncodilatatore9,10 e forse alcune proprietà che proteggono diversi organi, come il cuore8,11 e i reni12,13,14. Recentemente, c'è stato un crescente interesse per l'uso clinico di anestetici per via inalatoria come sedativi nell'unità di terapia intensiva (ICU). Sia gli studi sugli animali che sull'uomo supportano gli effetti protettivi del pretrattamento con agenti alogenati prima dell'ischemia prolungata del fegato15,del cervello16o del cuore11. Gli agenti alogenati presentano anche potenziali vantaggi farmacocinetici e farmacodinamici rispetto ad altri agenti per via endovenosa per la sedazione di pazienti critici, tra cui una rapida insorgenza d'azione e un rapido offset dovuto al piccolo accumulo nei tessuti. Gli agenti alogenati per via inalatoria riducono i tempi di intubazione rispetto alla sedazione endovenosa nei pazienti sottoposti a cardiochirurgia17. Diversi studi supportano la sicurezza e l'efficacia degli agenti alogenati nella sedazione dei pazienti in terapia intensiva18,19,20. Nei modelli sperimentali di ARDS, il sevoflurano per via inalatoria migliora lo scambio gassoso21,22,riduce l'edema alveolare21,22,e attenua l'infiammazione sia polmonare che sistemica23. L'isoflurano migliora anche la riparazione polmonare dopo l'infortunio mantenendo l'integrità della barriera alveolare-capillare, possibilmente modulando l'espressione di una proteina chiave a giunzione stretta24,25,26. Inoltre, i macrofagi di topo che sono stati coltivati e trattati con isoflurano hanno avuto effetti fagocitici migliori sui neutrofili rispetto ai macrofagi che non sono stati trattati con isoflurano27.
Tuttavia, le precise vie e meccanismi biologici che rappresentano le proprietà protettive polmonari degli anestetici volatili rimangono in gran parte sconosciuti fino ad oggi, richiedendo ulteriori indagini18. Ulteriori studi sono inoltre giustificati per indagare gli effetti precisi del sevoflurano sulla lesione polmonare e per verificare se le prove sperimentali possono essere tradotte nei pazienti. Il primo studio di controllo randomizzato del nostro team ha rilevato che la somministrazione di sevoflurano per via inalatoria in pazienti con ARDS era associata a un miglioramento dell'ossigenazione e a una diminuzione dei livelli sia di citochine pro-infiammatorie che di marcatori di danno epiteliale polmonare, come valutato dai recettori solubili plasmatici e alveolari per i prodotti finali di glicazione avanzata (sRAGE)28 . Poiché sRAGE è ora considerato un marker di danno cellulare alveolare di tipo 1 e un mediatore chiave dell'infiammazione alveolare, questi risultati potrebbero suggerire alcuni effetti benefici del sevoflurano sulla lesione epiteliale alveolare polmonare21,29,30.
L'uso di agenti alogenati per la sedazione in terapia intensiva per via inalatoria ha richiesto a lungo l'impiego di ventilatori per anestesia in sala operatoria e vaporizzatori a gas in terapia intensiva. Da allora, i riflettori anestetici adatti all'uso con i moderni ventilatori per terapia intensiva sono stati sviluppati per un uso specifico nella terapia intensiva31. Questi dispositivi sono dotati di filtri modificati per lo scambio di calore e umidità inseriti tra il pezzo Y del circuito respiratorio e il tubo endotracheale. Consentono la somministrazione di agenti alogenati, con isoflurano e sevoflurano che sono i più frequentemente utilizzati, e sono costituiti da un'asta di evaporazione porosa in polipropilene, in cui viene rilasciato un agente liquido, erogato da una specifica pompa a siringa. L'agente alogenato viene assorbito durante la scadenza da un mezzo riflettente contenuto nel dispositivo e viene rilasciato durante l'ispirazione successiva, consentendo il ricircolo di circa il 90% dell'agente alogenato scaduto31,32. Recentemente, è stata sviluppata una versione miniaturizzata del dispositivo con uno spazio morto strumentale di 50 ml, rendendolo ancora più adatto per l'uso durante la ventilazione ultraprotettiva nei pazienti con ARDS, con volumi di marea che potrebbero essere fino a 200 mL31. Un tale dispositivo miniaturizzato non è mai stato studiato in un modello sperimentale di maialino di ARDS.
Poiché ricerche precedenti supportano i ruoli promettenti dei volatili alogenati nell'infiammazione alveolare polmonare e nelle lesioni durante l'ARDS, abbiamo progettato un modello animale sperimentale per ottenere una comprensione traslazionale dei meccanismi degli effetti degli agenti alogenati sulla lesione polmonare e sulla riparazione33,34,35. In questo studio, abbiamo sviluppato un modello di ARDS indotto da acido cloridrico (HCl) in suinetti in cui la sedazione inalatoria può essere somministrata utilizzando la versione miniaturizzata del dispositivo di conservazione degli anestetici, un dispositivo di tipo ICU. Questo grande modello animale di ARDS potrebbe essere utilizzato per approfondire la nostra comprensione dei potenziali effetti protettivi polmonari degli agenti alogenati inalati.