$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
W niniejszej pracy po raz pierwszy opisaliśmy reprezentatywny szczurzy model wstrząsu krwotocznego oparty na mieszance modeli o stałym ciśnieniu i stałej objętości. Wykazaliśmy, że 24 godziny po indukcji wstrząsu nasz model wiąże się ze zmianą parametrów hemodynamicznych i metabolizmu.
Ze względu na złożoną patofizjologię, badanie wstrząsu krwotocznego wymaga wykorzystania zintegrowanych modeli zwierzęcych. Rzeczywiście, podejścia in vitro nie mogą naśladować wszystkich ścieżek zaangażowanych w tę chorobę. Obudzenie zwierząt po protokole wstrząsu krwotocznego jest krokiem, który zapewnia lepsze odtworzenie sytuacji klinicznej. Ze względu na trudności związane z budzeniem zwierząt, bardzo niewiele badań obejmowało ten etap. Rzadkie badania, w których budzą się zwierzęta, poświęcają je w krótkim czasie (2 godziny lub 6 godzin), co nie odzwierciedla w pełni tego, co dzieje się z pacjentami 16,18,23,24. Pomimo opracowania modeli wstrząsu krwotocznego, tylko w kilku badaniach oceniano parametry (zapalenie, apoptoza, dysfunkcja narządów) 24 godziny po indukcji wstrząsu, podkreślając w ten sposób trudność tego rodzaju protokołu 25,26,27. Rozwój modeli komputerowych i matematycznych zrewolucjonizował badania. Opracowano liczne modele matematyczne wstrząsu krwotocznego, ale większość z tych modeli nie uwzględnia pełnego zakresu wymiany płynów ustrojowych podczas wstrząsu krwotocznego i wymaga poprawy przed potencjalnym zastosowaniem klinicznym28. Do tej pory jednym z głównych wyzwań jest opracowanie modelu zwierzęcego, który jak najwierniej naśladuje patologię u ludzi.
W literaturze opisano dużą liczbę modeli wstrząsu krwotocznego, które różnią się w zależności od dostępu naczyniowego, objętości pobranej krwi lub docelowego ciśnienia13. Bardziej ogólnie, modele wstrząsu krwotocznego można podzielić na 3 grupy: krwotok o stałej objętości, krwotok o stałym ciśnieniu i krwotok niekontrolowany. Standaryzacja i odtwarzalność w przypadku krwotoku o stałej objętości jest trudna i można ją wytłumaczyć stosunkiem objętości krwi do masy ciała, który zmniejsza się liniowo wraz z masą ciała szczura. Krwotok o stałym ciśnieniu jest szeroko stosowany, co wyjaśnia, że ustawienia (ciśnienie docelowe, czas trwania wstrząsu) są bardzo zmienne w zależności od badania, co utrudnia transpozycję wyników z jednego modelu do drugiego. Należy również podkreślić, że upośledzenie hemodynamiczne, które odgrywa kluczową rolę w patofizjologii wstrząsu krwotocznego, nie jest systematycznie oceniane, co może zwiększać rozbieżność wyników między badaniami. Wreszcie, model niekontrolowanego krwotoku, choć istotny klinicznie, rodzi pytania o odtwarzalność i etykę. Aby w jak największym stopniu pogodzić znaczenie kliniczne, standaryzację i odtwarzalność, opracowaliśmy model mieszany z fazami o stałej objętości i stałym ciśnieniu.
W opisanym tutaj modelu temperatura i częstość oddechów nie są modyfikowane 24 godziny po operacji. Można to wytłumaczyć faktem, że operacja wykonywana jest w sterylnych warunkach, co ogranicza odpowiedź prozapalną. Wstrząs krwotoczny definiuje się jako ostrą niewydolność krążenia spowodowaną utratą krwi związaną ze spadkiem ciśnienia krwi. Podobnie jak u ludzi, ten model wstrząsu krwotocznego powoduje spadek średniego ciśnienia tętniczego, w szczególności z powodu spadku rozkurczowego ciśnienia krwi. Co ciekawe, jak opisano wcześniej, tętno pozostaje niezmienione po fazie resuscytacji w tym modelu wstrząsu krwotocznego 29,30,31. Spadek średniego ciśnienia tętniczego jest prawdopodobnie związany ze zmniejszoną perfuzją narządów, prowadzącą do dysfunkcji wielonarządowej, co można zilustrować wzrostem różnych markerów plazmatycznych w naszym modelu (kreatyninemia, troponina sercowa T, ASAT i ALAT). Zakłócenie w dopływie tlenu prowadzi do metabolizmu beztlenowego, co powoduje wzrost laktatemii32. Jak opisano wcześniej, ten model wstrząsu krwotocznego prowadzi do wzrostu poziomu mleczanu we krwi30. Wzrost ten może być związany z niedokrwieniem spowodowanym na poziomie tętnicy udowej. Biorąc jednak pod uwagę, że zwierzęta w grupie pozorowanej mają fizjologiczną laktatemię i przeszły ten sam zabieg chirurgiczny, co grupa wstrząsu krwotocznego, wydaje się, że wzrost ten jest związany z protokołem wstrząsu krwotocznego. Podsumowując, wszystkie te dane potwierdzają, że protokół opisany w tym badaniu pozwala na opracowanie nowego odpowiedniego modelu wstrząsu krwotocznego u szczura.
Ograniczeniem tego modelu jest stosowanie heparyny, która jest niezbędna do zmniejszenia naturalnej krzepnięcia krwi w kontakcie z materiałami plastycznymi, takimi jak kaniule. Jednak stosowanie heparyny może wpływać na koagulopatię związaną z traumatycznym wstrząsem krwotocznym33. W badaniu tym uczestniczą zdrowe samce w wieku 11-13 tygodni. Biorąc pod uwagę, że płeć, wiek i choroby współistniejące (nadciśnienie, cukrzyca itp.) mogą mieć wpływ na wyniki, istotna byłaby ocena ich wpływu w naszym modelu. W protokole etap resuscytacji jest wykonywany poprzez wstrzyknięcie mleczanu Ringera, krystaloidu, który może sprzyjać koagulopatii i obrzękowi tkanek34. Chociaż stosowanie produktów krwiopochodnych jest optymalne, są one rzadkie i łatwo się psują, a uzyskanie wystarczającego zapasu krwi szczurów na cały protokół może być trudne. Modele wstrząsu krwotocznego oparte na produktach krwiopochodnych i krystaloidach/koloidach do resuscytacji to dwa uzupełniające się podejścia.
Mocnymi stronami tego modelu są: 1) jego wysoka odtwarzalność (zilustrowana niską zmiennością wyników), 2) łatwość zastosowania (większość instrumentów to podejścia klasyczne i naczyniowe) oraz 3) znaczenie kliniczne, zwłaszcza ze względu na przebudzenie zwierząt i dysfunkcję wielownętrzną. Na podstawie wyniku behawioralnego opisanego w pliku uzupełniającym 1 ustalono punkty graniczne. Ofiara zostanie omówiona, jeśli zostanie osiągnięty wynik powyżej 9, zgodnie z załączoną tabelą. Jeśli zostanie osiągnięty wynik 11, zwierzę będzie systematycznie poddawane eutanazji. W tym badaniu żadne ze zwierząt nie osiągnęło wyniku wyższego niż 8, a zatem żadne nie zostało wykluczone z badania. To może wyjaśniać, dlaczego opisany tutaj model wiąże się ze śmiertelnością 3 razy niższą niż w innym badaniu 24-godzinnym (16% vs. 47%)25.
Krytycznym etapem modelu jest faza wstrząsu krwotocznego. Ważne jest, aby przestrzegać zakresu ciśnienia 32-38 mmHg. W rzeczywistości zaobserwowaliśmy, że utrzymanie średniego ciśnienia tętniczego poniżej 32 mmHg spowodowało szybki i nagły spadek ciśnienia. I odwrotnie, utrzymanie ciśnienia powyżej 38 mmHg nie zapewnia modelu, który jest wystarczająco zbliżony do rzeczywistości klinicznej. Obserwacje te są zgodne z przedziałem średniego ciśnienia tętniczego docelowego w innych modelach13.
Podsumowując, wykazaliśmy, że model wstrząsu krwotocznego u szczurów opisany w tym badaniu jest klinicznie istotny i może być przydatny zarówno w zrozumieniu mechanizmów patofizjologicznych poprzez identyfikację nowych aktorów/szlaków biologicznych, jak i w identyfikacji nowych strategii terapeutycznych poprzez testowanie różnych cząsteczek kandydujących.