Name: Lipopolysaccharide-infusie als een endotoxemisch shockmodel bij varkens (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-12-08T13:40:00.000+00:00
Duration: 5 min 52 s
Description: Leer hoe je endotoxemische shock induceert bij varkens via lipopolysaccharide-infusie. Dit betrouwbare model produceert hemodynamische instabiliteit en respiratoir falen voor onderzoek naar therapeutische interventies.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen Dagmar Dirvonskis bedanken voor haar uitstekende technische ondersteuning.

De experimenten in dit protocol zijn goedgekeurd door het Staats- en Institutioneel Comité voor Dierenverzorging (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Duitsland, TVA G21-1-080). De experimenten zijn uitgevoerd volgens de ARRIVE-richtlijnen. Voor dit onderzoek werden zes gezonde mannelijke Duitse landrasvarkens van 2-3 maanden oud en met een gewicht van 30-35 kg gebruikt. De tijdlijn van het experiment is samengevat in figuur 1. De details met betrekking tot alle materialen en instrumenten die in dit protocol worden gebruikt, staan vermeld in de materiaaltabel.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66039/66039fig01.jpg"> Figuur 1: Experimentele tijdlijn. Baseline gezondheidsmetingen werden uitgevoerd na de voorbereiding van het dier en een stabilisatieperiode van 30 minuten. Endotoxemie werd geïnduceerd door LPS-injectie gedurende 30 minuten en metingen van 0 uur werden uitgevoerd na nog eens 30 minuten; Daarna werden de uurlijkse metingen gedurende 4 uur voortgezet. Afkortingen: BLH = baseline gezond; LPS = lipopolysaccharide. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66039/66039fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
1. Voorbereiding van dieren
<ol><li>Houd de dieren zo lang mogelijk in hun gebruikelijke omgeving om stress tot een minimum te beperken. Houd voedsel achter gedurende 6 uur voorafgaand aan de toediening van anesthesie, terwijl u vrije toegang tot water toestaat.</li>
	<li>Verdoof de dieren met een intramusculaire injectie van azaperon (3 mg∙kg-1) en midazolam (0,5 mg kg-1) terwijl ze nog in hun normale omgeving zijn.</li>
	<li>Zodra de sedatie in werking treedt, wat meestal binnen ongeveer 15-20 minuten na toediening gebeurt, transporteert u de varkens naar het laboratorium. OPMERKING: Het is van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat continue sedatie tijdens de overdracht wordt gehandhaafd; Afhankelijk van de regionale wetgever kan dit het permanente toezicht van een dierenarts vereisen.</li>
	<li>Let goed op het handhaven van de normale lichaamstemperatuur van de varkens (~38 °C) tijdens het transport. Denk bijvoorbeeld aan het afdekken van het dier met een deken om onderkoeling te voorkomen. OPMERKING: Het is belangrijk om de transporttijd te beperken tot het niet overschrijden van de duur van de sedatie, die gewoonlijk varieert van 30 minuten tot 60 minuten.</li>
	<li>Breng na desinfectie een intraveneuze toegang tot stand door een katheter van 22 G in de oorader in te brengen. Voordat u verder gaat met een verdere beweging van het varken of het inleiden van anesthesie, moet u ervoor zorgen dat de katheter stevig is bevestigd om ontwrichting door plotselinge bewegingen te voorkomen.</li>
	<li>Bewaak continu de perifere zuurstofverzadiging met behulp van een sensor die aan de staart of het oor is geklemd.</li>
</ol>2. Anesthesie en mechanische beademing
<ol><li>Dien intraveneuze fentanyl (4 μg kg-1) en propofol (3 mg kg-1) toe om anesthesie te induceren.</li>
	<li>Leg het varken in rugligging.</li>
	<li>Dien atracurium (0,5 mg kg-1) toe als spierverslapper en start onmiddellijk niet-invasieve beademing met behulp van een hondenbeademingsmasker. Plaats het masker over de snuit en oefen stevige druk uit met de duimen terwijl u de onderkaak naar voren trekt met de middel-/ringvinger. Stel het beademingsapparaat in op de volgende parameters: inspiratoire zuurstoffractie (FiO2 ) = 100%, teugvolume = 6-8 ml kg-1, Positive End Expiratoire Druk (PEEP) = 5 mbar, piek inademingsdruk ≤ 20 mbar, ademhalingsfrequentie = 18-20 min-1.</li>
	<li>Handhaaf de anesthesie door een continue infusie te starten van een uitgebalanceerde elektrolytoplossing (5 ml kg-1 h-1), fentanyl (10 μg kg-1 h-1) en propofol (6 mg kg-1 h-1).</li>
	<li>Voer endotracheale intubatie uit met behulp van een standaard endotracheale tube (ID 6-7 mm), een voerdraad en een laryngoscoop uitgerust met een Macintosh-mes (maat 4).<ol><li>Laat een assistent de mond openen en de tong aan de linkerkant houden.</li>
		<li>Plaats het Macintosh-mes totdat de epiglottis zichtbaar is. Til vervolgens de laryngoscoop omhoog om de epiglottis ventraal te bewegen en de stembanden te visualiseren. Af en toe kan de epiglottis aan het zachte gehemelte blijven kleven; Mobiliseer het in dit geval door zachtjes zijwaarts te vegen met de buis of een bougie.</li>
		<li>Steek de endotracheale tube voorzichtig door de stembanden en verwijder de inductor. Als u problemen ondervindt, probeer dan de buis te draaien zonder overmatige kracht uit te oefenen. Gebruik indien nodig een kleinere buis. Zodra de slang op zijn plaats zit, blaast u de manchet op met 10 ml lucht.</li>
	</ol></li>
	<li>Sluit de endotracheale tube aan op de beademingsmachine en start de beademing. Bevestig de juiste positionering van de buis door eind-expiratoire CO2 te detecteren en bilaterale auscultatie uit te voeren. Gebruik de volgende ventilatie-instellingen: FiO2 = 40%, teugvolume = 6-8 ml kg-1, PEEP = 5 mbar, inademings-uitademingsverhouding = 1:2, ademhalingsfrequentie = aangepast om een CO2-niveau aan het einde van het getij van <45 mmHg te bereiken, meestal 30-40 min-1 . NOTITIE: Als de buis verkeerd in de slokdarm is geplaatst, blaast de lucht de maag op, waardoor een zichtbare uitstulping ontstaat. Verwijder in dergelijke gevallen onmiddellijk de buis, dien niet-invasieve beademing toe gedurende 1-2 minuten en plaats de buis op de juiste manier terug.</li>
	<li>Breng een maagsonde in om reflux of braken te voorkomen. Als het inbrengen een uitdaging is, gebruik dan de laryngoscoop om een beter zicht op de slokdarmingang te krijgen.</li>
</ol>3. Instrumentatie
<ol><li>Plaats een arteriële en een centrale veneuze lijn in respectievelijk de dijbeenslagader en ader voor hemodynamische monitoring en intraveneuze volumetherapie.</li>
	<li>Gebruik verband om de achterpoten in te trekken en vast te zetten, zodat u beter bij de dijbeenvaten kunt.</li>
	<li>Bereid alle benodigde materialen voor voorafgaand aan de instrumentatie. Vul alle katheters met een zoutoplossing en zorg voor gemakkelijke toegang tot draden en katheters om de noodzaak van meerdere katheterisatiepogingen en onnodig bloedverlies tot een minimum te beperken.</li>
	<li>Breng een alcoholisch ontsmettingsmiddel aan op de liesstreek en veeg het af met een steriel wattenstaafje. Herhaal dit proces twee keer. Breng het ontsmettingsmiddel opnieuw aan zonder af te vegen en wacht 3 minuten. Plaats een steriel geraamd laken over de liesstreek.</li>
	<li>Gebruik echografie om de femurbloedvaten te identificeren. Gebruik een in-plane echogeleide Seldinger-techniek voor katheterisatie om weefselbeschadiging en bloedverlies tot een minimum te beperken.</li>
	<li>Visualiseer de dijbeenslagader in de lengterichting. Prik in de slagader met een spuit die aan de naald is bevestigd voor continue aspiratie. Helderrood, pulserend bloed bevestigt arteriële punctie. Verwijder de spuit en plaats de voorbereide draad. Verwijder de naald terwijl u de draad op zijn plaats laat.</li>
	<li>Herhaal dezelfde procedure voor de dijbeenader . Veneuze punctie wordt bevestigd door langzaam stromend, donkerrood bloed.</li>
	<li>Bevestig de juiste positionering van beide draden door beide femurvaten te visualiseren met behulp van echografie.</li>
	<li>Gebruik de techniek van Seldinger om eerst de arteriële introducerschede in te brengen, gevolgd door de veneuze inbrengschede. Bevestig de juiste positionering door middel van bloedgasanalyse van bloedmonsters die uit de twee lijnen zijn genomen.</li>
	<li>Zorg ervoor dat bloed uit alle lijnen kan worden opgezogen. Spoel alle leidingen door met een zoutoplossing om stolselvorming te voorkomen.</li>
	<li>Bevestig de lijnen stevig aan de huid met chirurgische hechtingen om ontwrichting te voorkomen.</li>
	<li>Sluit de arteriële en centrale veneuze lijnen aan op transducers voor het meten van hemodynamische parameters.</li>
	<li>Steek een PiCCO-katheter (Pulse Contour Cardiac Output) in de arteriële inbrenghuls en sluit deze aan op de arteriële druktransducer en de temperatuurinterfacekabel van de PiCCO-monitor.</li>
	<li>Sluit een Swan-Ganz-katheter aan op een transducer.<ol><li>Terwijl u continu de druk meet, brengt u de katheter in de centraal veneuze inbrenghuls. Blaas de ballon op na ongeveer 30 cm, wanneer een centraal veneuze drukcurve zichtbaar wordt.</li>
		<li>Beweeg de katheter langzaam naar voren terwijl u de drukcurve in de gaten houdt. Als de katheter de rechterhartkamer binnengaat, zoek dan naar een polscurve met een hoge systolische en lage diastolische waarde. Verdere doorstroming van de katheter zal resulteren in een consistente systolische waarde en een verhoogde diastolische waarde, wat wijst op plaatsing in de longslagader.</li>
		<li>Bevestig de katheter in deze positie (meestal tussen 50 en 70 cm). Sluit de injecteertemperatuursensor van het PiCCO-systeem aan op het proximale lumen van de Swan-Ganza-katheter.</li>
	</ol></li>
	<li>Scheer het voorhoofd van het varken en breng de zelfklevende sensorelektrode aan om de cerebrale regionale zuurstofverzadiging te meten.</li>
	<li>Laat het dier na anesthesie-inductie en instrumentatie 30 minuten stabiliseren of totdat de hemodynamische parameters zijn gestabiliseerd voordat u basismetingen uitvoert en endotoxemische shock induceert.</li>
</ol>4. Schok inductie
NOTITIE: Draag bij het werken met LPS altijd handschoenen, een veiligheidsbril, een masker en een laboratoriumjas. Vermijd direct contact met LPS.
<ol><li>Bereid een LPS-oplossing met een concentratie van 100 μg ml-1 door 5 mg LPS op te lossen in 50 ml 0,9% NaCl.</li>
	<li>Verkrijg hemodynamische basislijnmetingen onmiddellijk voordat de LPS-infusie wordt gestart.</li>
	<li>Dien een dosis LPS van 150 μg kg-1 toe gedurende 30 minuten (overeenkomend met een continue infusiesnelheid van 300 μg kg-1∙h-1 gedurende 30 minuten).</li>
	<li>Verlaag na 30 minuten de infusiesnelheid tot 15 μg∙kg-1∙h-1 voor de rest van het experiment.</li>
	<li>Bewaak continu hemodynamische parameters, waaronder arteriële en pulmonale arteriële bloeddruk, hartslag en ventilatieparameters. Houd de lichaamstemperatuur continu in de gaten om normothermie te behouden.</li>
</ol>5. Behandeling van hemodynamische instabiliteit
<ol><li>Wanneer de gemiddelde arteriële bloeddruk onder de 60 mmHg daalt, gebruik dan PiCCO om de cardiale index (CI), de Global End-Diastolic Volume Index (GEDI) en de extravasculaire longwaterindex (ELWI) te meten. Behandel de lage bloeddruk volgens de aanbevelingen in het stroomschema in figuur 2.<ol><li>Druk op de PiCCO-monitor op de thermodilutieknop (TD).</li>
		<li>Druk op de knop voor de ingang van de centrale veneuze druk (CVP) en voer de huidige CVP-waarde in.</li>
		<li>Druk op de Start-knop .</li>
		<li>Injecteer desgevraagd 10 ml koude zoutoplossing in de injecteertemperatuursensor die is aangesloten op de Swan-Ganz-katheter. OPMERKING: Injecteer niets anders direct voor of tijdens de PiCCO-meting, omdat dit de meting in gevaar zou brengen.</li>
	</ol></li>
	<li>Na het verkrijgen van metingen voor CI, GEDI en ELWI, behandelt u hemodynamische instabiliteit volgens het stroomschema in figuur 2. Als volumelading wordt aanbevolen, laat dan snel 200 ml uitgebalanceerde elektrolytoplossing trekken. Als behandeling met catecholamine wordt aanbevolen, verhoog dan de infusiesnelheid van noradrenaline met 1 μg kg-1 h-1.</li>
	<li>Herhaal dit proces wanneer de gemiddelde arteriële bloeddruk onder de 60 mmHg daalt. Kies in geval van ernstige hemodynamische instabiliteit voor een snelle escalatie van de therapie.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66039/66039fig02.jpg"> Figuur 2: PiCCO-geleide therapie van hemodynamische instabiliteit. Na het verkrijgen van metingen voor CI, GEDI en ELWI, past u de behandeling toe volgens de tabel. Dit cijfer is overgenomen uit de PiCCO-gebruikershandleiding12. Afkortingen: PiCCO = pulse contour cardiac output; V+ = volume laden; kat = catecholamine-therapie; V- = volumevermindering; CI = cardiale index; GEDI = globale einddiastolische volume-index; ELWI = extravasculaire longwaterindex. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66039/66039fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
6. Einde experiment en euthanasie
<ol><li>Injecteer 0,5 mg fentanyl intraveneus. Wacht 5 min. Injecteer 200 mg propofol.</li>
	<li>Euthanaseer het varken met een snelle injectie van 40 ml 1 M kaliumchloride via de centrale veneuze lijn.</li>
</ol>

Doseringsafhankelijke inductie van endotoxemie bij varkens via LPS-infusie

<ol><li>Vincent, J. -L., Jones, G., David, S., Olariu, E., Cadwell, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+and+mortality+of+septic+shock+in+Europe+and+North+America%3A+a+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Care%22%5BJournal%5D)">Frequency and mortality of septic shock in Europe and North America: a systematic review and meta-analysis.</a> Critical Care. 23 (1), 196(2019).</li>
<li>Reinhart, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recognizing+sepsis+as+a+Global+Health+Priority+-+A+WHO+Resolution%5BTitle%5D)+AND+%22New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Recognizing sepsis as a Global Health Priority - A WHO Resolution.</a> New England Journal of Medicine. 377 (5), 414-417 (2017).</li>
<li>Cecconi, M., Evans, L., Levy, M., Rhodes, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sepsis+and+septic+shock%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet%22%5BJournal%5D)">Sepsis and septic shock.</a> The Lancet. 392 (10141), 75-87 (2018).</li>
<li>Font, M. D., Thyagarajan, B., Khanna, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sepsis+and+septic+shock+-+basics+of+diagnosis%2C+pathophysiology+and+clinical+decision+making%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Sepsis and septic shock - basics of diagnosis, pathophysiology and clinical decision making.</a> Medical Clinics of North America. 104 (4), 573-585 (2020).</li>
<li>Singer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Third+International+Consensus+definitions+for+sepsis+and+septic+shock+%28Sepsis-3%29%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA%22%5BJournal%5D)">The Third International Consensus definitions for sepsis and septic shock (Sepsis-3).</a> JAMA. 315 (8), 801(2016).</li>
<li>Jerala, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+biology+of+the+LPS+recognition%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Medical+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Structural biology of the LPS recognition.</a> International Journal of Medical Microbiology. 297 (5), 353-363 (2007).</li>
<li>Copeland, S., Warren, H. S., Lowry, S. F., Calvano, S. E., Remick, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammation+and+the+host+response+to+injury+investigators+acute+inflammatory+response+to+endotoxin+in+mice+and+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+and+Diagnostic+Laboratory+Immunology%22%5BJournal%5D)">Inflammation and the host response to injury investigators acute inflammatory response to endotoxin in mice and humans.</a> Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology. 12 (1), 60-67 (2005).</li>
<li>Dickson, K., Lehmann, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammatory+response+to+different+toxins+in+experimental+sepsis+models%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Molecular+Sciences%22%5BJournal%5D)">Inflammatory response to different toxins in experimental sepsis models.</a> International Journal of Molecular Sciences. 20 (18), 4341(2019).</li>
<li>Bassols, A., Costa, C., Eckersall, P. D., Osada, J., Sabrià, J., Tibau, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+pig+as+an+animal+model+for+human+pathologies%3A+A+proteomics+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22PROTEOMICS+-+Clinical+Applications%22%5BJournal%5D)">The pig as an animal model for human pathologies: A proteomics perspective.</a> PROTEOMICS - Clinical Applications. 8 (9-10), 715-731 (2014).</li>
<li>Meurens, F., Summerfield, A., Nauwynck, H., Saif, L., Gerdts, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+pig%3A+a+model+for+human+infectious+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">The pig: a model for human infectious diseases.</a> Trends in Microbiology. 20 (1), 50-57 (2012).</li>
<li>Ali, J., Cody, J., Maldonado, Y., Ramakrishna, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-infrared+spectroscopy+%28NIRS%29+for+cerebral+and+tissue+oximetry%3A+analysis+of+evolving+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiothoracic+and+Vascular+Anesthesia%22%5BJournal%5D)">Near-infrared spectroscopy (NIRS) for cerebral and tissue oximetry: analysis of evolving applications.</a> Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 36, 2758-2766 (2022).</li>
<li>Getinge Deutschland GmbH PiCCO Technologie Erweitertes hämodynamisches Monitoring auf höchstem Niveau. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.getinge.com/dam/hospital/documents/german/picco_haemodynamisches_monitoring_broschuere-de-non_us.pdf">https://www.getinge.com/dam/hospital/documents/german/picco_haemodynamisches_monitoring_broschuere-de-non_us.pdf</a> (2023).</li>
<li>Breslow, M. J., Miller, C. F., Parker, S. D., Walman, A. T., Traystman, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+vasopressors+on+organ+blood+flow+during+endotoxin+shock+in+pigs%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effect of vasopressors on organ blood flow during endotoxin shock in pigs.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 252 (2), H291-H300 (1987).</li>
<li>Fink, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systemic+and+mesenteric+O2+metabolism+in+endotoxic+pigs%3A+effect+of+ibuprofen+and+meclofenamate%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Systemic and mesenteric O2 metabolism in endotoxic pigs: effect of ibuprofen and meclofenamate.</a> Journal of Applied Physiology. 67 (5), Bethesda, Md. 1950-1957 (1989).</li>
<li>Lado-Abeal, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipopolysaccharide+%28LPS%29-induced+septic+shock+causes+profound+changes+in+myocardial+energy+metabolites+in+pigs%5BTitle%5D)+AND+%22Metabolomics%22%5BJournal%5D)">Lipopolysaccharide (LPS)-induced septic shock causes profound changes in myocardial energy metabolites in pigs.</a> Metabolomics. 14 (10), 131(2018).</li>
<li>Park, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+fecal+peritonitis-induced+sepsis+in+a+porcine+model%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Surgical+Research%22%5BJournal%5D)">Characterization of fecal peritonitis-induced sepsis in a porcine model.</a> The Journal of Surgical Research. 244, 492-501 (2019).</li>
<li>Jarkovska, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+rate+variability+in+porcine+progressive+peritonitis-induced+sepsis%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Physiology%22%5BJournal%5D)">Heart rate variability in porcine progressive peritonitis-induced sepsis.</a> Frontiers in Physiology. 6, 412(2015).</li>
<li>Kohoutova, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vagus+nerve+stimulation+attenuates+multiple+organ+dysfunction+in+resuscitated+porcine+progressive+sepsis%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Care+Medicine%22%5BJournal%5D)">Vagus nerve stimulation attenuates multiple organ dysfunction in resuscitated porcine progressive sepsis.</a> Critical Care Medicine. 47 (6), e461-e469 (2019).</li>
<li>Vintrych, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+sepsis%2C+with+a+special+focus+on+large+animal+models+of+porcine+peritonitis+and+bacteremia%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Physiology%22%5BJournal%5D)">Modeling sepsis, with a special focus on large animal models of porcine peritonitis and bacteremia.</a> Frontiers in Physiology. 13, 1094199(2022).</li>
<li>Stengl, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduced+L-type+calcium+current+in+ventricular+myocytes+from+pigs+with+hyperdynamic+septic+shock%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Care+Medicine%22%5BJournal%5D)">Reduced L-type calcium current in ventricular myocytes from pigs with hyperdynamic septic shock.</a> Critical Care Medicine. 38 (2), 579-587 (2010).</li>
</ol>

Het NIRS-apparaat werd onvoorwaardelijk geleverd door Medtronic PLC, VS, voor experimentele onderzoeksdoeleinden. Alexander Ziebart ontving een collegevergoeding van Medtronic PLC. Geen van de auteurs maakt melding van financiële of andere belangenconflicten. Het manuscript is nagelezen en bewerkt door ChatGPT® (Python Software, versie: 24 mei 2023).

We presenteren een protocol voor het induceren van experimentele endotoxemie bij varkens door middel van LPS-infusie, met als doel op betrouwbare wijze veranderingen te induceren die vaak worden waargenomen bij sepsis en septische shock. In dit protocol moeten verschillende cruciale stappen worden overwogen. Adequate sedatie van varkens voorafgaand aan het transport is van cruciaal belang om door stress veroorzaakte verhoging van de catecholaminespiegels te voorkomen, wat de resultaten mogelijk in gevaar zou kunnen breng...

Sepsis en septische shock behoren tot de belangrijkste doodsoorzaken bij patiënten die een intensive care-behandeling ondergaan 1,2,3. Sepsis ontstaat wanneer een infectie een ontregelde immuunrespons veroorzaakt, wat resulteert in multi-orgaanfalen. Het wordt gekenmerkt door levensbedreigende symptomen, waaronder hemodynamische instabiliteit, ademnood, lever- en nierfalen, evenals cognitieve stoornissen 4,5. Septische shock vertegenwoordigt een subset van sepsis met bijzonder ernstige symptomen die de mortaliteit aanzienlijk verhogen. Deze symptomen zijn onder meer aanhoudende hypotensie waarvoor vasopressortherapie nodig is en een serumlactaatspiegel van meer dan 2 mmol∙L-1 4,5. De sterftecijfers bij patiënten met septische shock zijn geschat op 40%, zelfs met ziekenhuisbehandeling 1,3,5. 
Gramnegatieve bacteriën, zoals Pseudomonas en Escherichia coli, veroorzaken vaak infecties die deze ontregelde immuunresponsveroorzaken4. De onderliggende pathofysiologische mechanismen zijn complex en nog niet volledig begrepen. Een goed beschreven aspect betreft de activering van Toll-achtige receptoren op immuuncellen door pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP's), wat leidt tot het vrijkomen van cytokines zoals tumornecrosefactor-alfa (TNFα) of Interleukine 1 (IL 1)4. Een van deze PAMP's is lipopolysaccharide (LPS), dat een onderdeel vormt van het celmembraan in gramnegatieve bacteriën6. LPS is in diermodellen gebruikt om endotoxemie en endotoxemische shock te induceren 7,8.
Diermodellen bieden een gecontroleerde en gestandaardiseerde setting om nieuwe behandelingsstrategieën te ontwikkelen en te onderzoeken. Vanwege de vergelijkbare anatomie, immunologische fysiologie en vergelijkbare hemodynamische parameters is het varkensmodel bijzonder geschikt voor het bestuderen van de effecten van endotoxemische shock 9,10. Bovendien kan standaard medische apparatuur die vaak bij menselijke patiënten wordt gebruikt, gemakkelijk bij varkens worden toegepast vanwege de vergelijkbare grootte van hun luchtwegen en bloedvaten, waardoor instrumentatie en hemodynamische monitoring worden vergemakkelijkt.
Met dit protocol bieden we een experimenteel model voor endotoxemische shock bij varkens door intraveneus toedienen van LPS afgeleid van E. coli. Om de effecten te monitoren, hebben we hemodynamische en pulmonale parameters gemeten, waaronder arteriële bloeddruk, hartslag, perifere zuurstofverzadiging, pulmonale arteriële druk en luchtwegdruk. Om de invloed van endotoxemie op de cerebrale zuurstoftoevoer te evalueren, gebruikten we nabij-infraroodspectrometrie (NIRS). Met deze methode kan de cerebrale zuurstofverzadiging worden geëvalueerd via een zelfklevende elektrode die op het voorhoofd wordt aangebracht11.

<table><tbody><tr><td>Atracurium Hikma 50 mg/5mL</td><td>Hikma Pharma GmbH, Martinsried</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Azaperone (Stresnil) 40 mg/mL</td><td>Lilly Deutschland GmbH, Bad Homburg, Germany</td><td></td><td></td></tr><tr><td>BD Discardit II Spritze 2, 5, 10, 20 mL</td><td>Becton Dickinson S.A. Carretera, Mequinenza Fraga, Spain</td><td>syringe</td><td></td></tr><tr><td>BD Luer Connecta&nbsp;</td><td>Becton Dickinson Infusion Therapy, AB Helsingborg, Schweden</td><td>3-way-stopcock</td><td></td></tr><tr><td>Curafix i.v. classics</td><td>Lohmann &amp; Rauscher International GmbH &amp; Co. KG, Rengsdorf, Germany</td><td>Cannula retention dressing</td><td></td></tr><tr><td>Datex Ohmeda S5</td><td>GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland</td><td>hemodynamic monitor</td><td></td></tr><tr><td>Engstr&ouml;m Carestation</td><td>GE Heathcare, Madison USA</td><td>ventilator</td><td></td></tr><tr><td>Fentanyl-Janssen 0.05 mg/mL</td><td>Janssen-Cilag GmbH, Neuss</td><td>fentanyl</td><td></td></tr><tr><td>F&uuml;hrungsstab, Durchmesser 4.3</td><td>R&uuml;sch</td><td>endotracheal tube introducer</td><td></td></tr><tr><td>Incetomat-line 150 cm</td><td>Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH</td><td>perfusor line</td><td></td></tr><tr><td>Intrafix Primeline</td><td>B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany</td><td>Infusion line</td><td></td></tr><tr><td>Introducer sheath 5 Fr.</td><td>Terumo Healthcare</td><td>arterial introducer&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>INVOS</td><td>Medtronic, Dublin, Ireland</td><td>near infrared spectrometry</td><td></td></tr><tr><td>JOZA Einmal Nitril Untersuchungshandschuhe&nbsp;</td><td>JOZA, M&uuml;nchen, Germany</td><td>disposable gloves</td><td></td></tr><tr><td>Laryngoscope, 45.48.50, KL 2000</td><td>Medicon</td><td>Laryngoscope handle</td><td></td></tr><tr><td>Littmann Classic III Stethoscope</td><td>3M Deutschland GmbH, Neuss, Germany</td><td>stethoscope</td><td></td></tr><tr><td>LPS (E. coli; Serotype O111:B4)</td><td>Sigma-Aldrich, Switzerland</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MAC Two-Lumen Central venous access set</td><td>Arrow international inc. Reading, PA, USA</td><td>venous introducer</td><td></td></tr><tr><td>Maimed Vlieskompresse</td><td>Maimed GmbH, Neuenkirchen, Germany</td><td>Fleece compress to fix the tongue</td><td></td></tr><tr><td>Masimo LNCS Adtx SpO2 sensor</td><td>Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA</td><td>saturation clip for the tail</td><td></td></tr><tr><td>Masimo LNCS TC-I SpO2 ear clip sensor</td><td>Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA</td><td>Saturation clip for the ear</td><td></td></tr><tr><td>Masimo Radical 7</td><td>Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA</td><td>periphereal oxygen saturation&nbsp;&nbsp;&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Midazolam 15 mg/3 mL</td><td>B.Braun Melsungen AG, Germany</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Midmark Canine Mask Small Plastic with Diaphragm FRSCM-0005</td><td>Midmark Corp., Dayton, Ohio, USA</td><td>dog ventilation mask</td><td></td></tr><tr><td>Monocryl surgical suture</td><td>Johnson &amp; Johnson, Belgium</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>B.Braun Melsungen AG, Germany</td><td>saline solution</td><td></td></tr><tr><td>NaCl 0.9 %</td><td>Sanofi- Aventis, Seutschland GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Octeniderm farblos</td><td>Sch&uuml;lke &amp; Mayr GmbH, Nordenstedt, Germany</td><td>Alcoholic disinfectant</td><td></td></tr><tr><td>Original Perfusor syringe 50 mL</td><td>B.Braun Melsungen AG, Germany</td><td>perfusor syringe</td><td></td></tr><tr><td>PA-Katheter Swan Ganz 7.5 Fr 110 cm</td><td>Edwards Lifesciences LLC, Irvine CA, USA</td><td>Swan-Ganz catheter</td><td></td></tr><tr><td>Perfusor FM Braun</td><td>B.Braun Melsungen AG, Germany</td><td>syringe pump</td><td></td></tr><tr><td>PiCCO catheter</td><td>PULSION Medical Systems SE, Feldkirchen, DE</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Potassium chloride 1 M</td><td>Fresenius, Kabi Germany GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Propofol 2% 20 mg/mL (50 mL flasks)</td><td>Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pulse-contour continous cardiac output System PiCCO2</td><td>PULSION Medical Systems SE, Feldkirchen, DE</td><td></td><td></td></tr><tr><td>R&uuml;schelit Super Safety Clear >ID 6/6.5 /7.0 mm</td><td>Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia</td><td>endotracheal tube</td><td></td></tr><tr><td>Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem</td><td>Sonosite Bothell, WA, USA&nbsp;</td><td>ultrasound&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Stainless Macintosh Gr&ouml;&szlig;e 4</td><td>Welch Allyn69604</td><td>blade for laryngoscope</td><td></td></tr><tr><td>Sterofundin</td><td>B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany</td><td>Balanced electrolyte solution</td><td></td></tr><tr><td>Vasco OP sensitive&nbsp;</td><td>B.Braun Melsungen AG, Germany</td><td>sterile gloves</td><td></td></tr><tr><td>Vasofix Safety 22 G-16 G</td><td>B.Braun Melsungen AG, Germany</td><td>venous catheter</td><td></td></tr><tr><td>VBM Cuff Manometer</td><td>VBM Medizintechnik GmbH, Sulz a.N., Germany&nbsp;</td><td>cuff pressure gauge</td><td></td></tr></tbody></table>

lipopolysaccharide-infusie als een endotoxemisch shockmodel bij varkens

Lipopolysaccharide Infusion as a Porcine Endotoxemic Shock Model

Sepsis en septische shock komen vaak voor bij patiënten die op de intensive care (ICU's) worden behandeld en behoren tot de belangrijkste doodsoorzaken bij deze patiënten. Het wordt veroorzaakt door een ontregelde immuunrespons op een infectie. Zelfs met een geoptimaliseerde behandeling blijven de sterftecijfers hoog, waardoor verdere inzichten in de pathofysiologie en nieuwe behandelingsopties noodzakelijk zijn. Lipopolysaccharide (LPS) is een bestanddeel van het celmembraan van gramnegatieve bacteriën, die vaak verantwoordelijk zijn voor infecties die sepsis en septische shock veroorzaken. 
De ernst en hoge mortaliteit van sepsis en septische shock maken gestandaardiseerde experimentele studies bij mensen onmogelijk. Er is dus een diermodel nodig voor verdere studies. Het varken is bijzonder geschikt voor dit doel omdat het qua anatomie, fysiologie en grootte sterk op mensen lijkt. 
Dit protocol biedt een experimenteel model voor endotoxemische shock bij varkens door LPS-infusie. We waren in staat om op betrouwbare wijze veranderingen te induceren die vaak worden waargenomen bij patiënten met septische shock, waaronder hemodynamische instabiliteit, respiratoire insufficiëntie en acidose. Dit zal onderzoekers in staat stellen om waardevol inzicht te krijgen in deze zeer relevante aandoening en nieuwe therapeutische benaderingen in een experimentele setting te evalueren.

Voor deze studie werden zes gezonde mannelijke varkens van 2-3 maanden oud en met een gewicht van 30-35 kg verdoofd en kregen ze een infuus met lipopolysaccharide (LPS) om endotoxemie te induceren. Om de juiste dosering LPS te bepalen die nodig is om consequent shocksymptomen op te wekken, kregen de varkens verschillende inductiedoses LPS toegediend, variërend van 100 μg kg-1 tot 200 μg kg-1 gedurende een periode van 30 minuten, gevolgd door een onderhoudsdosis van 1/10 van de aanvangsdosis per uur ...

We bieden een protocol voor een experimenteel endotoxemisch shockmodel bij varkens door infusie van lipopolysaccharide.

Lipopolysaccharide-infusie als een endotoxemisch shockmodel bij varkens

Sepsis and septic shock are frequently encountered in patients treated in intensive care units (ICUs) and are among the leading causes of death in these ...

Met dit protocol induceren we experimentele endotoxemische shock bij varkens. We waren in staat om op betrouwbare wijze symptomen van endotoxemie te veroorzaken, zoals hemodynamische instabiliteit en respiratoire insufficiëntie. Lipopolysaccharide is een giftige stof.Bij het werken met lipopolysaccharide is het essentieel om altijd handschoenen, een veiligheidsbril, een masker en een laboratoriumjas te dragen. Dit protocol biedt een gemakkelijke en betrouwbare manier om endotoxemie te induceren. Vanwege hun vergelijkbare anatomie en fysiologie zijn varkens bijzonder geschikt voor dit soort onderzoek, omdat standaard medische apparatuur kan worden gebruikt.Met behulp van dit protocol zullen we in staat zijn om de effecten van verschillende beademingsstrategieën bij respiratoire insufficiëntie en longschade tijdens endotoxemische shock te bestuderen.

lipopolysaccharide-infusion-as-a-porcine-endotoxemic-shock-model

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Source: Radulovic, K., et al. Injections of Lipopolysaccharide into Mice to Mimic Entrance of Microbial-derived Products After Intestinal Barrier Breach. J. Vis. Exp. (2018)This video demonstrates a step-by-step procedure for injecting lipopolysaccharide (LPS) into mice intraperitoneally to induce systemic inflammation.

Intraperitoneal Injection of Bacterial Lipopolysaccharide in Mice to Study Systemic Immune Responses

Hemorragische shock is een ernstige complicatie bij ernstig gewonde patiënten, wat leidt tot levensbedreigende zuurstof ondervoeding. We presenteren een gestandaardiseerde methode voor het induceren van hemorragische shock via bloed terugtrekking bij varkens die wordt geleid door hemodynamiek en microcirculatoire cerebrale oxygenatie.

Gestandaardiseerde hemorragische shock inductie geleid door cerebrale Oximetrie en uitgebreide hemodynamische controle bij varkens

Hier presenteren we een reproduceerbaar intensive care unit-georiënteerd endotoxine model bij ratten.

Een reproduceerbaar intensive care-unit-georiënteerd endotoxinemodel bij ratten

De microcirculatie van het ruggenmerg speelt een cruciale rol bij dwarslaesie. De meeste methoden laten geen real-time beoordeling van de microcirculatie van het ruggenmerg toe, wat essentieel is voor de ontwikkeling van microcirculatiegerichte therapieën. Hier stellen we een protocol voor met behulp van Laser-Doppler-Flow Needle-sondes in een groot diermodel van ischemie / reperfusie.

Real-time beoordeling van ruggenmergmicroperfusie in een varkensmodel van ischemie / reperfusie

Hier wordt een protocol gepresenteerd om renale oxygenatie in het medulla en niet-invasieve urine zuurstof partiële druk te meten in een hemorragisch shock varkensmodel om urine zuurstof partiële druk vast te stellen als een vroege indicator van acute nierschade (AKI) en een nieuw reanimatie-eindpunt.

Niet-invasieve en invasieve renale hypoxiemonitoring in een varkensmodel van hemorragische shock

Dit artikel is bedoeld om onderzoekers een gedetailleerde en toegankelijke gids te bieden voor het opzetten van een model van hemorragische shock bij baby's.

Beschrijving van een varkensbabymodel van volumegecontroleerde hemorragische shock

Het continu toedienen van oliezuur in de longslagader van een verdoofd volwassen varken induceert acuut ademhalingsfalen, waardoor gecontroleerde experimenten tijdens acute respiratoire decompensatie mogelijk zijn.

Een varkensmodel van acuut respiratoir falen met een continue infusie van oliezuur

Deze studie presenteert een varkensmodel van longembolie (PE) met behulp van grote autologe embolieën die acute PE met gemiddeld risico repliceren. Het model is zeer geschikt voor de evaluatie van zowel pathofysiologie als behandelingsresponsen.

Een varkensmodel van acute autologe longembolie

In deze studie is aangetoond dat een niet-invasieve endotracheale installatietechniek ALI bij ratten ontwikkelt met behulp van een basislaryngoscoop om een precieze LPS-afgifte aan de longen te garanderen. De LPS wordt toegediend via een endotracheale buis met behulp van een laryngoscoop. De omvang van het longletsel wordt op meerdere tijdstippen beoordeeld.

Niet-invasieve endotracheale toediening van lipopolysaccharide om acute longschade bij knaagdieren te induceren

Het Hemorragische Shock model is een betrouwbare en reproduceerbare bron vergemakkelijken van de identificatie en het begrip van signaalcascades geassocieerd met ontsteking en eindorgaanschade na een trauma. Dit artikel geeft een stap-voor-stap beschrijving van chirurgische en mechanische aspecten die samenhangen met de hemorragische Shock experimentele procedure in muizen.

Vaste Volume of vaste druk: een muizenmodel van hemorragische shock

Leer hoe je endotoxemische shock induceert bij varkens via lipopolysaccharide-infusie. Dit betrouwbare model produceert hemodynamische instabiliteit en respiratoir falen voor onderzoek naar therapeutische interventies.

Lipopolysaccharide-infusie als een endotoxemisch shockmodel bij varkens

Meer video's verkennen