Infusión de lipopolisacáridos como modelo de choque endotoxémico porcino
Summary
Proporcionamos un protocolo para un modelo experimental de shock endotoxémico en cerdos mediante infusión de lipopolisacáridos.
Abstract
La sepsis y el shock séptico se encuentran con frecuencia en pacientes tratados en unidades de cuidados intensivos (UCI) y se encuentran entre las principales causas de muerte en estos pacientes. Es causada por una respuesta inmunitaria desregulada a una infección. Incluso con un tratamiento optimizado, las tasas de mortalidad siguen siendo altas, lo que hace necesario obtener más información sobre la fisiopatología y nuevas opciones de tratamiento. El lipopolisacárido (LPS) es un componente de la membrana celular de las bacterias gramnegativas, que a menudo son responsables de infecciones que causan sepsis y shock séptico.
La gravedad y la alta mortalidad de la sepsis y el shock séptico hacen que los estudios experimentales estandarizados en humanos sean imposibles. Por lo tanto, se necesita un modelo animal para futuros estudios. El cerdo es especialmente adecuado para este propósito, ya que se parece mucho a los humanos en anatomía, fisiología y tamaño.
Este protocolo proporciona un modelo experimental para el shock endotoxémico en cerdos por infusión de LPS. Pudimos inducir de manera confiable los cambios que se observan con frecuencia en los pacientes con shock séptico, incluida la inestabilidad hemodinámica, la insuficiencia respiratoria y la acidosis. Esto permitirá a los investigadores obtener información valiosa sobre esta afección tan relevante y evaluar nuevos enfoques terapéuticos en un entorno experimental.
Introduction
La sepsis y el shock séptico se encuentran entre las principales causas de mortalidad en pacientes que reciben tratamiento de cuidados intensivos 1,2,3. La sepsis surge cuando una infección desencadena una respuesta inmunitaria desregulada que resulta en una falla multiorgánica. Se caracteriza por síntomas potencialmente mortales, como inestabilidad hemodinámica, dificultad respiratoria, insuficiencia hepática y renal, así como deterioro cognitivo 4,5. El shock séptico representa un subconjunto de sepsis con síntomas particularmente graves que aumentan significativamente la mortalidad. Estos síntomas incluyen hipotensión persistente que requiere terapia vasopresora y un nivel de lactato sérico superior a 2 mmol∙L-1 4,5. Las tasas de mortalidad en pacientes con shock séptico se han estimado en hasta el 40%, incluso con tratamiento hospitalario 1,3,5.
Las bacterias gramnegativas, como Pseudomonas y Escherichia coli, a menudo causan infecciones que desencadenan esta respuesta inmunitaria desregulada4. Los mecanismos fisiopatológicos subyacentes son complejos y aún no se comprenden completamente. Un aspecto bien descrito es la activación de los receptores tipo Toll en las células inmunitarias mediante patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs), lo que conduce a la liberación de citocinas como el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα) o la interleucina 1 (IL 1)4. Uno de estos PAMPs es el lipopolisacárido (LPS), que constituye un componente de la membrana celular en bacterias gramnegativas6. El LPS se ha empleado en modelos animales para inducir endotoxemia y shock endotoxémico 7,8.
Los modelos animales proporcionan un entorno controlado y estandarizado para desarrollar e investigar nuevas estrategias de tratamiento. Debido a su anatomía similar, fisiología inmunológica y parámetros hemodinámicos comparables, el modelo porcino es particularmente adecuado para estudiar los efectos del shock endotoxémico 9,10. Además, los equipos médicos estándar comúnmente utilizados en pacientes humanos se pueden aplicar fácilmente en cerdos debido al tamaño similar de sus vías respiratorias y vasos sanguíneos, lo que facilita la instrumentación y el monitoreo hemodinámico.
Con este protocolo, proporcionamos un modelo experimental para el shock endotoxémico en cerdos mediante la infusión intravenosa de LPS derivado de E. coli. Para monitorizar los efectos, se midieron parámetros hemodinámicos y pulmonares, como la presión arterial, la frecuencia cardíaca, la saturación periférica de oxígeno, la presión arterial pulmonar y la presión de las vías respiratorias. Para evaluar la influencia de la endotoxemia en el suministro de oxígeno cerebral, se utilizó espectrometría de infrarrojo cercano (NIRS). Con este método, la saturación de oxígeno cerebral puede ser evaluada a través de un electrodo adhesivo aplicado en la frente11.
Protocol
Representative Results
Discussion
Presentamos un protocolo para la inducción de endotoxemia experimental en cerdos a través de la infusión de LPS, con el objetivo de inducir de manera confiable los cambios comúnmente observados en la sepsis y el shock séptico. Es necesario tener en cuenta varios pasos críticos en este protocolo. La sedación adecuada de los cerdos antes del transporte es crucial para evitar la elevación de los niveles de catecolaminas inducida por el estrés, lo que podría comprometer los resultados. La intubación de los cerdos …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores quieren agradecer a Dagmar Dirvonskis por su excelente apoyo técnico.
Materials
| Atracurium Hikma 50 mg/5mL | Hikma Pharma GmbH, Martinsried | ||
| Azaperone (Stresnil) 40 mg/mL | Lilly Deutschland GmbH, Bad Homburg, Germany | ||
| BD Discardit II Spritze 2, 5, 10, 20 mL | Becton Dickinson S.A. Carretera, Mequinenza Fraga, Spain | syringe | |
| BD Luer Connecta | Becton Dickinson Infusion Therapy, AB Helsingborg, Schweden | 3-way-stopcock | |
| Curafix i.v. classics | Lohmann & Rauscher International GmbH & Co. KG, Rengsdorf, Germany | Cannula retention dressing | |
| Datex Ohmeda S5 | GE Healthcare Finland Oy, Helsinki, Finland | hemodynamic monitor | |
| Engström Carestation | GE Heathcare, Madison USA | ventilator | |
| Fentanyl-Janssen 0.05 mg/mL | Janssen-Cilag GmbH, Neuss | fentanyl | |
| Führungsstab, Durchmesser 4.3 | Rüsch | endotracheal tube introducer | |
| Incetomat-line 150 cm | Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH | perfusor line | |
| Intrafix Primeline | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | Infusion line | |
| Introducer sheath 5 Fr. | Terumo Healthcare | arterial introducer | |
| INVOS | Medtronic, Dublin, Ireland | near infrared spectrometry | |
| JOZA Einmal Nitril Untersuchungshandschuhe | JOZA, München, Germany | disposable gloves | |
| Laryngoscope, 45.48.50, KL 2000 | Medicon | Laryngoscope handle | |
| Littmann Classic III Stethoscope | 3M Deutschland GmbH, Neuss, Germany | stethoscope | |
| LPS (E. coli; Serotype O111:B4) | Sigma-Aldrich, Switzerland | ||
| MAC Two-Lumen Central venous access set | Arrow international inc. Reading, PA, USA | venous introducer | |
| Maimed Vlieskompresse | Maimed GmbH, Neuenkirchen, Germany | Fleece compress to fix the tongue | |
| Masimo LNCS Adtx SpO2 sensor | Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA | saturation clip for the tail | |
| Masimo LNCS TC-I SpO2 ear clip sensor | Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA | Saturation clip for the ear | |
| Masimo Radical 7 | Masimo Corporation Irvine, Ca 92618 USA | periphereal oxygen saturation | |
| Midazolam 15 mg/3 mL | B.Braun Melsungen AG, Germany | ||
| Midmark Canine Mask Small Plastic with Diaphragm FRSCM-0005 | Midmark Corp., Dayton, Ohio, USA | dog ventilation mask | |
| Monocryl surgical suture | Johnson & Johnson, Belgium | ||
| B.Braun Melsungen AG, Germany | saline solution | ||
| NaCl 0.9 % | Sanofi- Aventis, Seutschland GmbH | ||
| Octeniderm farblos | Schülke & Mayr GmbH, Nordenstedt, Germany | Alcoholic disinfectant | |
| Original Perfusor syringe 50 mL | B.Braun Melsungen AG, Germany | perfusor syringe | |
| PA-Katheter Swan Ganz 7.5 Fr 110 cm | Edwards Lifesciences LLC, Irvine CA, USA | Swan-Ganz catheter | |
| Perfusor FM Braun | B.Braun Melsungen AG, Germany | syringe pump | |
| PiCCO catheter | PULSION Medical Systems SE, Feldkirchen, DE | ||
| Potassium chloride 1 M | Fresenius, Kabi Germany GmbH | ||
| Propofol 2% 20 mg/mL (50 mL flasks) | Fresenius, Kabi Deutschland, GmbH | ||
| Pulse-contour continous cardiac output System PiCCO2 | PULSION Medical Systems SE, Feldkirchen, DE | ||
| Rüschelit Super Safety Clear >ID 6/6.5 /7.0 mm | Teleflex Medical Sdn. Bhd, Malaysia | endotracheal tube | |
| Sonosite Micromaxx Ultrasoundsystem | Sonosite Bothell, WA, USA | ultrasound | |
| Stainless Macintosh Größe 4 | Welch Allyn69604 | blade for laryngoscope | |
| Sterofundin | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | Balanced electrolyte solution | |
| Vasco OP sensitive | B.Braun Melsungen AG, Germany | sterile gloves | |
| Vasofix Safety 22 G-16 G | B.Braun Melsungen AG, Germany | venous catheter | |
| VBM Cuff Manometer | VBM Medizintechnik GmbH, Sulz a.N., Germany | cuff pressure gauge |
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