Name: Napar lipopolisacharydowy jako model wstrząsu endotoksemicznego u świń (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-12-08T13:40:00.000+00:00
Duration: 5 min 52 s
Description: Poznaj metodę wywoływania wstrząsu endotoksemicznego u świń za pomocą lipopolisacharydu. Protokół umożliwia badanie niestabilności hemodynamicznej i niewydolności oddechowej w modelu zwierzęcym o wysokiej zgodności z fizjologią człowieka.

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

Autorzy pragną podziękować Dagmar Dirvonskis za doskonałe wsparcie techniczne.

Eksperymenty opisane w niniejszym protokole zostały zatwierdzone przez państwową i instytucjonalną komisję ds. opieki nad zwierzętami (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz, Koblenz, Niemcy, TVA G21-1-080). Badania przeprowadzono zgodnie z wytycznymi ARRIVE. W badaniu wykorzystano sześć zdrowych samców świń rasy German Landrace w wieku 2-3 miesięcy o masie ciała 30-35 kg. Harmonogram eksperymentu przedstawiono na Ryc. 1. Szczegółowe informacje dotyczące wszystkich materiałów i instrumentów użytych w niniejszym protokole znajdują się w Tabeli materiałów.
<img alt="Schemat osi czasu infuzji LPS pokazujący fazy przygotowania, stabilizacji, indukcji wstrząsu i obserwacji." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66039/66039fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Harmonogram eksperymentu. Pomiary bazowego stanu zdrowia wykonano po przygotowaniu zwierzęcia i 30 min okresie stabilizacji. Endotoksemię wywołano poprzez wstrzyknięcie LPS w ciągu 30 min, a pomiary dla punktu 0 h wykonano po kolejnych 30 min; następnie pomiary kontynuowano w odstępach godzinnych przez 4 h. Skróty: BLH = bazowy stan zdrowia (baseline healthy); LPS = lipopolisacharyd. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66039/66039fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
1. Przygotowanie zwierząt
<ol>
	<li>Aby zminimalizować stres, zwierzęta należy utrzymywać w ich zwykłym środowisku tak długo, jak to możliwe. Na 6 h przed podaniem znieczulenia należy odstawić pokarm, zapewniając jednocześnie swobodny dostęp do wody.</li>
	<li>Zwierzęta należy uspokoić poprzez domięśniowy zastrzyk z azaperonu (3 mg∙kg-1) i midazolamu (0,5 mg kg-1), gdy wciąż znajdują się w swoim normalnym środowisku.</li>
	<li>Po wystąpieniu efektu sedacji, co zazwyczaj dzieje się w ciągu około 15-20 min od podania, należy przetransportować świnie do laboratorium. 
	UWAGA: Kluczowe jest zapewnienie ciągłej sedacji podczas transportu; w zależności od regionalnych przepisów może to wymagać stałego nadzoru lekarza weterynarii.</li>
	<li>Podczas transportu należy zwrócić szczególną uwagę na utrzymanie normalnej temperatury ciała świń (~38 °C). Przykładowo, można przykryć zwierzę kocem, aby zapobiec hipotermii. 
	UWAGA: Ważne jest, aby czas transportu nie przekroczył czasu trwania sedacji, który zazwyczaj mieści się w przedziale od 30 min do 60 min.</li>
	<li>Po dezynfekcji należy ustanowić dostęp dożylny, wprowadzając cewnik 22 G do żyły usznej. Przed dalszym przemieszczaniem świni lub indukcją znieczulenia należy upewnić się, że cewnik jest bezpiecznie przymocowany, aby zapobiec jego przesunięciu podczas nagłych ruchów.</li>
	<li>Należy stale monitorować obwodowe wysycenie tlenem, używając czujnika zamocowanego do ogona lub ucha.</li>
</ol>
2. Znieczulenie i wentylacja mechaniczna
<ol>
	<li>Podaj dożylnie fentanyl (4 µg kg-1) oraz propofol (3 mg kg-1) w celu zniesienia czucia (indukcji znieczulenia).</li>
	<li>Umieść świnię w pozycji na plecach.</li>
	<li>Podaj atrakurium (0,5 mg kg-1) jako lek rozluźniający mięśnie i niezwłocznie rozpocznij wentylację nieinwazyjną za pomocą maski wentylacyjnej dla psów. Nałóż maskę na ryj i mocno dociśnij kciukami, jednocześnie wysuwając żuchwę do przodu za pomocą palca środkowego i serdecznego. Ustaw respirator zgodnie z następującymi parametrami: frakcja tlenu w gazach wdechowych (FiO2) = 100%, objętość oddechowa = 6-8 mL kg-1, dodatnie ciśnienie końcowowydechowe (PEEP) = 5 mbar, szczytowe ciśnienie wdechowe ≤ 20 mbar, częstość oddechów = 18-20 min-1.</li>
	<li>Utrzymuj znieczulenie poprzez rozpoczęcie ciągłego wlewu zrównoważonego roztworu elektrolitów (5 mL kg-1 h-1), fentanylu (10 µg kg-1 h-1) oraz propofolu (6 mg kg-1 h-1).</li>
	<li>Wykonaj intubację endotrachealną przy użyciu standardowej rurki endotrachealnej (ID 6-7 mm), prowadnika oraz laryngoskopu wyposażonego w zgłębnik Macintosha (rozmiar 4).
	<ol>
		<li>Asystent powinien otworzyć pysk i odsunąć język na lewą stronę.</li>
		<li>Wprowadź zgłębnik Macintosha, aż do momentu uwidocznienia nagłośnika. Następnie unieś laryngoskop do góry, aby przesunąć nagłośnik w kierunku brzusznym i uwidocznić struny głosowe. Sporadycznie nagłośnik może przylegać do podniebienia miękkiego; w takim przypadku przesuń go delikatnie na bok za pomocą rurki lub buża.</li>
		<li>Ostrożnie wprowadź rurkę endotrachealną przez struny głosowe i usuń prowadnik. W przypadku trudności spróbuj obrócić rurkę, nie stosując nadmiernej siły. Jeśli to konieczne, użyj rurki o mniejszej średnicy. Po umieszczeniu rurki napompuj mankiet 10 mL powietrza.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Podłącz rurkę endotrachealną do respiratora i rozpocznij wentylację. Potwierdź prawidłowe ułożenie rurki poprzez detekcję końcowowydechowego CO2 oraz przeprowadzenie obustronnej auskultacji. Zastosuj następujące ustawienia wentylacji: FiO2 = 40%, objętość oddechowa = 6-8 mL kg-1, PEEP = 5 mbar, stosunek wdechu do wydechu = 1:2, częstość oddechów = dostosowana w celu uzyskania poziomu końcowowydechowego CO2 &lt;45 mmHg, zazwyczaj 30-40 min-1 . 
	UWAGA: Jeśli rurka została błędnie wprowadzona do przełyku, powietrze napompuje żołądek, powodując widoczne uwypuklenie. W takich przypadkach natychmiast usuń rurkę, prowadź wentylację nieinwazyjną przez 1-2 min i ponownie wprowadź rurkę w prawidłowy sposób.</li>
	<li>Wprowadź zgłębnik żołądkowy, aby zapobiec refluksowi lub wymiotom. Jeśli wprowadzenie jest utrudnione, użyj laryngoskopu, aby uzyskać lepszy wgląd w wejście do przełyku.</li>
</ol>
3. Instrumentarium
<ol>
	<li>Wprowadź linię tętniczą i centralną linię żylną odpowiednio do tętnicy i żyły udowej w celu monitorowania hemodynamicznego i dożylnej terapii płynowej.</li>
	<li>Użyj bandażów do odciągnięcia i unieruchomienia tylnych kończyn, aby zapewnić lepszy dostęp do naczyń udowych.</li>
	<li>Przygotuj wszystkie niezbędne materiały przed instrumentacją. Wypełnij wszystkie cewniki roztworem soli fizjologicznej i zapewnij łatwy dostęp do prowadników i cewników, aby zminimalizować liczbę prób kaniulacji i niepotrzebną utratę krwi.</li>
	<li>Nanieś środek odkażający na bazie alkoholu na okolicę pachwinową i przetrzyj ją sterylnym tamponem. Powtórz ten proces dwukrotnie. Ponownie nanieś środek odkażający bez wycierania i odczekaj 3 min. Nałóż sterylną draperię z otworem nad okolicą pachwinową.</li>
	<li>Użyj USG do identyfikacji naczyń krwionośnych kończyny udowej. Zastosuj technikę Seldingera pod kontrolą USG w płaszczyźnie naczynia (in-plane) w celu kaniulacji, aby zminimalizować uszkodzenia tkanek i utratę krwi.</li>
	<li>Zwizualizuj tętnicę udową w przekroju podłużnym. Nakłuj tętnicę za pomocą strzykawki przymocowanej do igły, stosując ciągłą aspirację. Jasnoczerwona, pulsująca krew potwierdza nakłucie tętnicy. Usuń strzykawkę i wprowadź przygotowany prowadnik. Usuń igłę, pozostawiając prowadnik w naczyniu.</li>
	<li>Powtórz tę samą procedurę dla żyły udowej. Nakłucie żyły potwierdza wolno płynąca, ciemnoczerwona krew.</li>
	<li>Potwierdź prawidłowe ułożenie obu prowadników, wizualizując oba naczynia udowe za pomocą USG.</li>
	<li>Użyj techniki Seldingera, aby wprowadzić najpierw tętniczy wprowadzacz, a następnie żylny wprowadzacz. Potwierdź prawidłowe ułożenie poprzez analizę gazometryczną próbek krwi pobranych z obu linii.</li>
	<li>Upewnij się, że krew może być aspirowana ze wszystkich linii. Przepłucz wszystkie linie roztworem soli fizjologicznej, aby zapobiec tworzeniu się skrzepów.</li>
	<li>Mocno przymocuj linie do skóry za pomocą szwów chirurgicznych, aby zapobiec ich przemieszczeniu.</li>
	<li>Podłącz linie tętniczą i centralną żylną do przetworników w celu pomiaru parametrów hemodynamicznych.</li>
	<li>Wprowadź cewnik do pomiaru rzutu serca metodą analizy konturu tętna (PiCCO) do tętniczego wprowadzacza i podłącz go do przetwornika ciśnienia tętniczego oraz kabla interfejsu temperatury monitora PiCCO.</li>
	<li>Podłącz cewnik Swan-Ganza do przetwornika.
	<ol>
		<li>Podczas ciągłego pomiaru ciśnienia wprowadź cewnik do centralnego wprowadzacza żylnego. Nadmuchaj balon po około 30 cm, gdy pojawi się krzywa ciśnienia żylnego centralnego.</li>
		<li>Powoli posuwaj cewnik, monitorując krzywą ciśnienia. Gdy cewnik wejdzie do prawej komory, szukaj krzywej tętna z wysoką wartością skurczową i niską rozkurczową. Dalsze posuwanie cewnika spowoduje uzyskanie stałej wartości skurczowej i zwiększonej wartości rozkurczowej, co wskazuje na umieszczenie w tętnicy płucnej.</li>
		<li>Utrwal cewnik w tej pozycji (zazwyczaj między 50 a 70 cm). Podłącz czujnik temperatury wlewu systemu PiCCO do proksymalnego światła cewnika Swan-Ganza.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ogol czoło świni i przyklej elektrodę sensora do pomiaru regionalnego wysycenia tlenem w mózgu (Cerebral Regional Oxygen Saturation).</li>
	<li>Po indukcji znieczulenia i instrumentacji odczekaj 30 min lub do momentu stabilizacji parametrów hemodynamicznych, zanim przystąpisz do pomiarów wyjściowych i indukcji wstrząsu endotoksycznego.</li>
</ol>
4. Indukcja wstrząsem
UWAGA: Podczas pracy z LPS zawsze należy nosić rękawiczki, okulary ochronne, maskę oraz fartuch laboratoryjny. Należy unikać bezpośredniego kontaktu z LPS.
<ol>
	<li>Przygotować roztwór LPS o stężeniu 100 µg mL-1, rozpuszczając 5 mg LPS w 50 mL 0,9% NaCl.</li>
	<li>Wyznaczyć bazowe parametry hemodynamiczne bezpośrednio przed rozpoczęciem infuzji LPS.</li>
	<li>Podać dawkę 150 µg kg-1 LPS w ciągu 30 min (co odpowiada stałej szybkości infuzji 300 µg kg-1∙h-1 przez 30 min).</li>
	<li>Po 30 min zmniejszyć szybkość infuzji do 15 µg∙kg-1∙h-1 przez pozostały czas trwania eksperymentu.</li>
	<li>W sposób ciągły monitorować parametry hemodynamiczne, w tym ciśnienie tętnicze i ciśnienie w tętnicy płucnej, częstość akcji serca oraz parametry wentylacji. stale monitorować temperaturę ciała, aby utrzymać normotermię.</li>
</ol>
5. Leczenie niestabilności hemodynamicznej
<ol>
	<li>Gdy średnie ciśnienie tętnicze krwi spadnie poniżej 60 mmHgużyj systemu PiCCO do pomiaru indeksu sercowego (CI), indeksu globalnej objętości końcoworozkurczowej (GEDI) oraz indeksu pozanaczyniowej wody płucnej (ELWI). Leczenie niskiego ciśnienia tętniczego przeprowadź zgodnie z zaleceniami zawartymi w schemacie blokowym w Rycina 2.
	<ol>
		<li>Na monitorze PiCCO naciśnij przycisk przycisk termorozcieńczania (TD).</li>
		<li>Naciśnij przycisk w celu pomiar ciśnienia żylnego centralnego (CVP) i wprowadzić prąd CVP (centralne ciśnienie żylne) wartość</li>
		<li>Naciśnij Start przycisk</li>
		<li>Wprowadzić po otrzymaniu odpowiedniej instrukcji 10 ml z zimny roztwór soli fizjologicznej do czujnika temperatury wstrzykiwanego roztworu połączonego z cewnikiem Swan-Ganza. 
		UWAGA: Nie należy wprowadzać żadnych substancji bezpośrednio przed ani w trakcie pomiaru PiCCO, ponieważ mogłoby to zafałszować wynik pomiaru.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Po uzyskaniu pomiarów CI, GEDI i ELWI, należy leczyć niestabilność hemodynamiczną zgodnie ze schematem przedstawionym w Rysunek 2Jeśli zalecane jest wypełnianie objętościowe, należy szybko podać płyny dożylnie 200 ml z zrównoważony roztwór elektrolitowyJeśli zalecana jest terapia katecholaminami, należy zwiększyć szybkość podawania wlew norepinefryny przez 1 µg kg-1 h-1.</li>
	<li>Powtarzaj ten proces za każdym razem, gdy średnie ciśnienie tętnicze krwi upadki poniżej 60 mmHgW przypadku ciężkiej niestabilności hemodynamicznej należy zastosować szybką eskalację terapii.</li>
</ol>
<img alt="Drzewo decyzyjne terapii PiCCO w przypadku niestabilności hemodynamicznej; parametry CI, GEDI, ELWI; schemat blokowy." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66039/66039fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Terapia niestabilności hemodynamicznej kierowana badaniem PiCCO. Po uzyskaniu pomiarów CI, GEDI i ELWI należy zastosować leczenie zgodnie z tabelą. Rysunek został zaadaptowany z podręcznika użytkownika PiCCO12. Skróty: PiCCO = rzut serca wyznaczony z analizy konturu tętna; V+ = dolewanie płynów; cat = terapia katecholaminami; V- = redukcja objętości płynów; CI = wskaźnik sercowy; GEDI = globalny wskaźnik objętości końcoworozkurczowej; ELWI = wskaźnik poziomu wody pozanaczyniowej w płucach. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66039/66039fig02large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
6. Zakończenie eksperymentu i eutanazja
<ol>
	<li>Wstrzyknij 0,5 mg fentanylu dożylnie. Odczekaj 5 min. Wstrzyknij 200 mg propofolu.</li>
	<li>Uśmierć świnię poprzez szybki wstrzyk 40 mL 1 M chlorku potasu przez centralny dostęp żylny.</li>
</ol>

Dosage-Dependent Induction of Endotoxemia in Pigs via LPS Infusion

<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>

Urządzenie NIRS zostało bezwarunkowo dostarczone przez firmę Medtronic PLC, USA, do celów badań eksperymentalnych. Alexander Ziebart otrzymał honorarium za wykład od firmy Medtronic PLC. Żaden z autorów nie zgłasza żadnych finansowych lub innych konfliktów interesów. Rękopis został sprawdzony i zredagowany przez ChatGPT® (Python Software, wersja: 24 maja 2023 r.).

Przedstawiamy protokół indukowania eksperymentalnej endotoksemii u świń poprzez infuzję LPS, mający na celu wiarygodne wywołanie zmian powszechnie obserwowanych w sepsie i wstrząsie septycznym. W tym protokole należy wziąć pod uwagę kilka krytycznych kroków. Odpowiednie uspokojenie świń przed transportem ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania wywołanemu stresem wzrostowi poziomu katecholam, który mógłby potencjalnie zagrozić wynikom. Intubacja świń może stanowić wyzwanie w porównaniu z ludźmi ze względu na anatomiczne ce...

Sepsa i wstrząs septyczny należą do głównych przyczyn śmiertelności u pacjentów poddawanych intensywnej terapii1,2,3. Sepsa powstaje, gdy infekcja wywołuje rozregulowaną odpowiedź immunologiczną, co prowadzi do niewydolności wielonarządowej. Charakteryzuje się objawami zagrażającymi życiu, w tym niestabilnością hemodynamiczną, niewydolnością oddechową, niewydolnością wątroby i nerek, a także upośledzeniem funkcji poznawczych4,5. Wstrząs septyczny stanowi podgrupę sepsy ze szczególnie poważnymi objawami, które znacznie zwiększają śmiertelność. Objawy te obejmują utrzymujące się niedociśnienie wymagające leczenia wazopresorowego i poziom mleczanu w surowicy przekraczający 2 mmol∙L-1 4,5. Śmiertelność u pacjentów ze wstrząsem septycznym szacuje się na 40%, nawet w przypadku leczenia szpitalnego1,3,5.
Bakterie Gram-ujemne, takie jak Pseudomonas i Escherichia coli, często wywołują infekcje wywołując rozregulowaną odpowiedź immunologiczną4. Mechanizmy patofizjologiczne leżące u ich podstaw są złożone i nie zostały jeszcze w pełni poznane. Jednym z dobrze opisanych aspektów jest aktywacja receptorów Toll-podobnych na komórkach odpornościowych przez wzorce molekularne związane z patogenami (PAMP), co prowadzi do uwolnienia cytokin, takich jak czynnik martwicy nowotworu alfa (TNFα) lub interleukina 1 (IL 1)4. Jednym z tych PAMP jest lipopolisacharyd (LPS), który stanowi składnik błony komórkowej u bakterii Gram-ujemnych 6. LPS został zastosowany w modelach zwierzęcych do wywoływania endotoksemii i wstrząsu endotoksemicznego7,8.
Modele zwierzęce zapewniają kontrolowane i ustandaryzowane warunki do opracowywania i badania nowych strategii leczenia. Ze względu na podobną anatomię, fizjologię immunologiczną i porównywalne parametry hemodynamiczne, model świni szczególnie dobrze nadaje się do badania skutków wstrząsu endotoksemicznego9,10. Co więcej, standardowy sprzęt medyczny powszechnie stosowany u ludzi może być łatwo stosowany u świń ze względu na podobny rozmiar ich dróg oddechowych i naczyń krwionośnych, co ułatwia oprzyrządowanie i monitorowanie hemodynamiczne.
Dzięki temu protokołowi dostarczamy eksperymentalny model wstrząsu endotoksemicznego u świń poprzez dożylne podawanie LPS pochodzącego z E. coli. Aby monitorować efekty, zmierzyliśmy parametry hemodynamiczne i płucne, w tym ciśnienie tętnicze krwi, tętno, obwodowe nasycenie tlenem, ciśnienie w tętnicach płucnych i ciśnienie w drogach oddechowych. Aby ocenić wpływ endotoksemii na zaopatrzenie mózgu w tlen, zastosowaliśmy spektrometrię bliskiej podczerwieni (NIRS). Dzięki tej metodzie nasycenie mózgu tlenem można ocenić za pomocą elektrody adhezyjnej przyłożonej do czoła11.

<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, Niemcy</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, Hiszpania</td><td>strzykawka</td><td></td></tr><tr><td>BD Luer Connecta&nbsp;</td><td>Terapia infuzyjna Becton Dickinson, AB Helsingborg, Szwecja</td><td>3-drożny kran</td><td></td></tr><tr><td>Curafix i.v. klasyka</td><td>Lohmann & Rauscher International GmbH & Co. KG, Rengsdorf, Niemcy</td> Opatrunek <td></td><td>retencyjny kaniuli</td></tr><tr><td>Datex Ohmeda S5</td><td>GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finlandia</td> monitor <td></td><td>hemodynamiczny</td></tr><tr><td>Engstr&ouml; m Carestation</td><td>GE Heathcare, Madison USA</td><td>respirator</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; Wprowadzenie</td><td></td><td>rurki dotchawiczej</td></tr><tr><td>sch Incetomat-line 150 cm</td><td>Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH</td><td>linia</td><td></td>perfuzorów</tr><tr><td>Intrafix Primeline</td><td>B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Niemcy</td><td>Linia</td><td></td>infuzyjna</tr><tr><td>Osłona wprowadzająca 5 Fr.Terumo</td><td></td> <td>Healthcare Wprowadzenie tętnicze&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>INVOS</td><td>Medtronic, Dublin, Irlandia</td><td>spektrometria</td><td></td>bliskiej podczerwieni</tr><tr><td>JOZA Einmal Nitril Untersuchungshandschuhe&nbsp;</td><td>JOZA, M&uuml; nchen, Niemcy</td><td>rękawiczki</td><td></td>jednorazowe</tr><tr><td>Laryngoskop, 45.48.50, KL 2000</td> Uchwyt <td></td><td>laryngoskopu</td><td>Medicon</td></tr><tr><td>Stetoskop Littmann Classic III</td><td>3M Deutschland GmbH, Neuss, Niemcy</td><td>stetoskop</td><td></td></tr><tr><td>LPS (E. coli; Serotyp O111:B4)</td><td>Sigma-Aldrich, Szwajcaria</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MAC Dwuczęściowy centralny zestaw dostępu żylnego</td><td>Arrow international inc. Reading, PA, USA</td><td>wprowadzanie</td><td></td>żylne</tr><tr><td>Maims Vlieskompresse</td><td>Maims GmbH, Neuenkirchen, Niemcy</td><td>Kompres z polaru do mocowania języka</td><td></td></tr><tr><td>Masimo LNCS Adtx SpO2 sensor</td><td>Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA</td><td>nasycenie klips do ogona</td><td></td></tr><tr><td>Masimo LNCS TC-I Czujnik klipsa na ucho</td><td>Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA</td><td>Klips nasycający do ucha</td><td></td></tr><tr><td>Masimo Radical 7</td><td>Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA</td><td>Obwodowe nasycenie tlenem&nbsp; &nbsp; &nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Midazolam 15 mg/3 ml</td><td>B.Braun Melsungen AG, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Midmark Maska dla psów Mała plastikowa z membraną FRSCM-0005</td><td>Midmark Corp., Dayton, Ohio, USA</td><td>Maska</td><td></td>wentylacyjna dla psa</tr><tr><td>Monocryl szew chirurgiczny</td><td>Johnson & Johnson, Belgia</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>B.Braun Melsungen AG, Niemcy</td><td>roztwór</td><td></td>soli</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 & Mayr GmbH, Nordenstedt, Niemcy</td><td>Alkoholowy środek</td><td></td>dezynfekujący</tr><tr><td>Oryginalna strzykawka Perfusor 50 ml</td><td>B.Braun Melsungen AG, Niemcy</td><td>strzykawka</td><td></td>do perfusora</tr><tr><td>PA-Katheter Swan Ganz 7,5 Fr 110 cm</td><td>Edwards Lifesciences LLC, Irvine, CA, Stany Zjednoczone</td><td>Cewnik</td><td></td>Swan-Ganz</tr><tr><td>Perfusor FM Braun</td><td>B.Braun Melsungen AG, Niemcy</td><td>pompa</td><td></td>strzykawkowa</tr><tr><td>Cewnik</td> <td>PiCCOPULSION Medical Systems SE, Feldkirchen, DE</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chlorek potasu 1 M</td><td>Fresenius, Kabi Germany GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Propofol 2% 20 mg/ml (kolby 50 mL)</td><td>Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>System do ciągłej analizy rzutu serca z konturem tętna 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, rurka</td><td>dotchawicza</td><td></td></tr><tr><td>Malezja System ultrasonograficzny Sonosite Micromaxx</td><td>Sonosite Bothell, WA, USA&nbsp;</td><td>ultradźwięki&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Nierdzewny Macintosh Gr&ouml; &szlig; e 4</td><td>Ostrze Welch Allyn69604</td><td>do laryngoskopu</td><td></td></tr><tr><td>Sterofundin</td><td>B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Niemcy</td><td>Zrównoważony roztwór</td><td></td>elektrolitu</tr><tr><td>Vasco OP sensitive&nbsp;</td><td>B.Braun Melsungen AG, Niemcy</td><td>sterylne rękawice</td><td></td></tr><tr><td>Vasofix Safety 22 G-16 G</td><td>B.Braun Melsungen AG, Niemcy</td><td>Cewnik</td><td></td>żylny</tr><tr><td>VBM Manometr mankietowy</td><td>VBM Medizintechnik GmbH, Sulz a.N., Niemcy&nbsp;</td><td>manometr</td><td></td> mankietu</tr></tbody></table>

napar lipopolisacharydowy jako model wstrząsu endotoksemicznego u świń

Lipopolysaccharide Infusion as a Porcine Endotoxemic Shock Model

Sepsa i wstrząs septyczny są często spotykane u pacjentów leczonych na oddziałach intensywnej terapii (OIOM) i są jedną z głównych przyczyn zgonów tych pacjentów. Jest to spowodowane rozregulowaną odpowiedzią immunologiczną na infekcję. Nawet przy zoptymalizowanym leczeniu wskaźniki śmiertelności pozostają wysokie, co sprawia, że konieczne jest dalsze badanie patofizjologii i nowe opcje leczenia. Lipopolisacharyd (LPS) jest składnikiem błony komórkowej bakterii Gram-ujemnych, które często są odpowiedzialne za infekcje wywołujące sepsę i wstrząs septyczny. 
Nasilenie i wysoka śmiertelność sepsy i wstrząsu septycznego uniemożliwiają przeprowadzenie standardowych badań eksperymentalnych na ludziach. W związku z tym do dalszych badań potrzebny jest model zwierzęcy. Świnia szczególnie dobrze nadaje się do tego celu, ponieważ bardzo przypomina ludzi pod względem anatomii, fizjologii i wielkości. 
Ten protokół dostarcza eksperymentalny model wstrząsu endotoksemicznego u świń za pomocą infuzji LPS. Byliśmy w stanie niezawodnie wywołać zmiany często obserwowane u pacjentów ze wstrząsem septycznym, w tym niestabilność hemodynamiczną, niewydolność oddechową i kwasicę. Pozwoli to naukowcom uzyskać cenny wgląd w ten bardzo istotny stan i ocenić nowe podejścia terapeutyczne w warunkach eksperymentalnych.

W niniejszym badaniu sześć zdrowych samców świń w wieku 2-3 miesięcy o masie ciała 30-35 kg zostało poddanych znieczuleniu, a następnie otrzymało wlew lipopolisacharydu (LPS) w celu wywołania endotoksemii. Aby ustalić odpowiednią dawkę LPS niezbędną do powtarzalnego wywołania objawów wstrząsu, świniom podano różne dawki indukcyjne LPS w zakresie od 100 µg kg-1 do 200 µg kg-1 w ciągu 30 min, a następnie dawkę podtrzymującą w ilości 1/10 dawki początkowej na godzinę przez resztę eksperymentu. U wszyst...

Udostępniamy protokół dla eksperymentalnego modelu wstrząsu endotoksemicznego u świń poprzez infuzję lipopolisacharydu.

Napar lipopolisacharydowy jako model wstrząsu endotoksemicznego u świń

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 ...

Za pomocą tego protokołu indukujemy eksperymentalny wstrząs endotoksemiczny u świń. Udało nam się niezawodnie wywołać objawy endotoksemii, takie jak niestabilność hemodynamiczna i niewydolność oddechowa. Lipopolisacharyd jest substancją toksyczną.Podczas pracy z lipopolisacharydem należy zawsze nosić rękawice, okulary ochronne, maskę i fartuch laboratoryjny. Protokół ten zapewnia łatwy i niezawodny sposób wywoływania endotoksemii. Ze względu na podobną anatomię i fizjologię, świnie są szczególnie dobrze przystosowane do tego rodzaju badań, ponieważ mogą być używane standardowe urządzenia medyczne.Korzystając z tego protokołu, będziemy mogli badać wpływ różnych strategii wentylacji na niewydolność oddechową i uszkodzenie płuc podczas wstrząsu endotoksemicznego.

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Źródło: Radulovic, K. i in. Wstrzykiwanie lipopolisacharydu u myszy w celu naśladowania wejścia produktów pochodzących od mikroorganizmów po przełamaniu bariery jelitowej. J. Vis. Exp. (2018)Ten film pokazuje krok po kroku procedurę wstrzykiwania lipopolisacharydu (LPS) myszom wewnątrzotrzewnowkowo, aby wywołać stany ogólnoustrojowe.

Iniekcja do otrzewnewki bakteryjnego lipopolisacharydu u myszy w celu badania ogólnoustrojowych odpowiedzi immunologicznych

Wstrząs krwotoczny jest poważnym powikłaniem u poważnie rannych pacjentów, co prowadzi do zagrażającego życiu niedoboru tlenu. Przedstawiamy znormalizowaną metodę wywoływania wstrząsu krwotocznego poprzez pobranie krwi u świń, która jest kierowana przez hemodynamikę i mikrokrążeniowe natlenienie mózgu.

Standaryzowana indukcja wstrząsu krwotocznego prowadzona za pomocą oksymetrii mózgowej i rozszerzonego monitorowania hemodynamicznego u świń

Tutaj prezentujemy powtarzalny model endotoksyny zorientowany na oddział intensywnej terapii u szczurów.

Powtarzalny model endotoksyny zorientowany na oddział intensywnej terapii u szczurów

Mikrokrążenie rdzenia kręgowego odgrywa kluczową rolę w uszkodzeniu rdzenia kręgowego. Większość metod nie pozwala na ocenę mikrokrążenia rdzenia kręgowego w czasie rzeczywistym, co jest niezbędne do opracowania terapii ukierunkowanych na mikrokrążenie. W tym miejscu proponujemy protokół z użyciem sond Laser-Doppler-Flow Needle w dużym zwierzęcym modelu niedokrwienia/reperfuzji.

Ocena mikroperfuzji rdzenia kręgowego w czasie rzeczywistym w świńskim modelu niedokrwienia/reperfuzji

Prezentowany tutaj jest protokół pomiaru natlenienia nerek w rdzeniu i nieinwazyjnego ciśnienia parcjalnego tlenu w moczu w modelu świni ze wstrząsem krwotocznym, aby ustalić ciśnienie parcjalne tlenu w moczu jako wczesny wskaźnik ostrego uszkodzenia nerek (AKI) i nowy punkt końcowy reanimacji.

Nieinwazyjne i inwazyjne monitorowanie niedotlenienia nerek w świńskim modelu wstrząsu krwotocznego

Ten artykuł ma na celu dostarczenie badaczom szczegółowego i przystępnego przewodnika, jak skonfigurować model wstrząsu krwotocznego u niemowląt świń.

Opis modelu wstrząsu krwotocznego o kontrolowanej objętości u niemowląt świń

Ciągłe wprowadzanie kwasu oleinowego do tętnicy płucnej znieczulonej dorosłej świni wywołuje ostrą niewydolność oddechową, umożliwiając kontrolowane eksperymenty podczas ostrej dekompensacji oddechowej.

Świński model ostrej niewydolności oddechowej z ciągłym wlewem kwasu oleinowego

To badanie przedstawia świński model zatorowości płucnej (PE) wykorzystujący duże autologiczne zatory replikujące ostry PW pośredniego ryzyka. Model doskonale nadaje się do oceny zarówno patofizjologii, jak i odpowiedzi na leczenie.

Świński model ostrej autologicznej zatorowości płucnej

W tym badaniu wykazano, że nieinwazyjna technika instylacji tchawicy pozwala na rozwój ALI u szczurów za pomocą podstawowego laryngoskopu, aby zapewnić precyzyjne dostarczanie LPS do płuc. LPS jest wprowadzany za pomocą rurki tchawicowej za pomocą laryngoskopu. Skala uszkodzenia płuc jest oceniana w wielu punktach czasowych.

Nieinwazyjne podanie lipopolisacharydu przez endotchawicę w celu wywołania ostrego uszkodzenia płuc u gryzoni

Model wstrząsu krwotocznego jest wiarygodnym i powtarzalnym narzędziem ułatwiającym identyfikację i zrozumienie kaskad sygnalizacyjnych związanych ze stanem zapalnym i uszkodzeniem narządów końcowych po urazach. Niniejszy artykuł zawiera szczegółowy opis krok po kroku aspektów chirurgicznych i mechanicznych związanych z procedurą eksperymentalną wstrząsu krwotocznego u myszy.

Stała objętość czy stałe ciśnienie: mysi model wstrząsu krwotocznego

Poznaj metodę wywoływania wstrząsu endotoksemicznego u świń za pomocą lipopolisacharydu. Protokół umożliwia badanie niestabilności hemodynamicznej i niewydolności oddechowej w modelu zwierzęcym o wysokiej zgodności z fizjologią człowieka.

Napar lipopolisacharydowy jako model wstrząsu endotoksemicznego u świń

Przeglądaj więcej filmów