Állatkísérletek Elmélete és GyakorlataB kurzus

Core modul 2/2

Az állatkísérletekből nyert eredmények extrapolációja emberre I:

Sebészeti Műtéttani Intézet

SZTE ÁOK 2015-2016-I. szemeszter

Az állatkísérletekből nyert eredmények extrapolációja emberre I:

Keringési kórképek állatkísérletes modelljei

Dr. Kaszaki József egyetemi docens

A keringési shock valamennyi típusában a fő pathogenetikai faktor:

A keringési shock

A szervek adekvát véráramlásának/ oxigén transzportjának előfeltétele:• szabad légutak és a vér megfelelő oxigén saturációja

• normál vér volumen

• kielégítő miokardiális pumpa funkció

A keringési shock valamennyi típusában a fő pathogenetikai faktor:

• A sejtek számára elégtelen oxigén kínálat

• A sejtek oxigén felhasználása károsodott

A sejtek oxigén szükséglete és az oxigén kínálata közötti egyensúly felborul

Shock - felosztás

Haemodinamikai profil szerint: (Hinshaw, 1972):

1. Hipovolaemiás: keringő vér mennyiség csökken, töltőnyomás csökkenVérvesztés/Plazmavesztés/Extracellularis folyadékvesztés

2. Kardiogén: pumpafunkció elégtelen, töltő nyomás nőObstruktív/Extracardiális (tamponád)

3. Disztributív: vasomotor kontroll károsodik, az SVR csökken (a CO nőhet!)A szimpatikus tónus hirtelen megszűnik (vazogén)Vazodilatátor anyagok a keringésben (anafilaxiás)Gyulladásos mediátorok a keringésben (szeptikus)

Hypovolémiás Disztributív Kardiogén Egyéb

A shock felosztása

A keringési shock típusai

I. Alacsony perctérfogattal jellemezhető állapotok

II. Emelkedett perctérfogattal jellemezhető állapotok

Hypovolémiás Disztributív Kardiogén Egyéb

Dehidráció Anaphylaxiás Congenitális Hő shock

Gastroenteritis Neurogén Ischaemiás Tüdő embolia

Éhezés Szeptikus shock* Anoxiás Pancreatitis

Vérzéses Gyógyszer toxicitás

Tamponád Gyógyszer túladagolás

Égési Cardiomyopáthia

I. Alacsony perctérfogattal jellemezhető állapotok

II. Emelkedett perctérfogattal jellemezhető állapotok

1. Vénás visszaáramlás csökkenése

• Csökken a keringő vértérfogat• Csökken a vazomotor tónus

2. A szív pumpafunkció csökkenése

Szepszis: Infekcióval összefüggésben jelentkező általánostünetek sorozata olyan betegben/állapotban,ahol a fertőzés forrása valószínűleg jelen van;

Systemic Infalmmatory ResponseSyndrome (SIRS):

Kórfolyamatok alatt jelentkező élettaniváltozások sorozata – A KIVÁLTÓ OKTÓLFÜGGETLEN GYULLADÁSOS FOLYAMAT

Tünetek:T >38 °C vagy < 36 °CHR > 90/minLégzésszám > 20/minPaCO2 < 32 HgmmWBC > 12000sejt /mm3 vagy < 4000 sejt/ mm3

Súlyos szepszis:

Szepszis+ szerv funkció zavarok hypoperfúzióval;

Szepszis által kiváltott hypotenzió;

II. Emelkedett perctérfogattal jellemezhető állapotok

Szepszis által kiváltott hypotenzió;RRsyst < 90 Hgmm;RRsyst csökkenés > 40 Hgmm

Szeptikus shock:Szepszis által kiváltott hypotenzió adekvát terápia ellenére 1 órán át fennáll

• DO2 = SV x HR x (1,39xHbxSaO2+0,003xPaO2)

Oxigén szükséglet és kínálat shockban I.

• VO2 = SV x HR x (1,39 x Hb ScvO2 + 0,003 x PcvO2 )

DO2 VO2

O2 transzport: DO2 = perctérfogat x CaO2 (artériás oxigén tartalom)

O2 felhasználás: VO2 = perctérfogat x (CaO2 - CvO2) (oxigén extrakció)

felh

aszn

álás

O2 transzport független VO2O2 transzport függő VO2

Oxigén szükséglet és kínálat shockban II.

O2 transzport: DO2 = perctérfogat x CaO2 (artériás oxigén tartalom)

O2 felhasználás: VO2 = perctérfogat x (CaO2 - CvO2) (oxigén extrakció)

O2 transzport

O2fe

lhas

znál

ás

Kritikus O2 transzport

Aerob metabolizmus

Anaerobmetabolizmus

• Oxigén extrakció: VO2 /DO2

250

VO

2(m

l/min

)

kritikus pont

sokk

Oxigén szükséglet és kínálat shockban II.

• Kritikus pont= anaerob anyagcsere folyamatok laktát acidózis , ScvO2 , dCO2

• szervi diszfunkciók több szervi elégtelenséghalál

500 1000

VO

DO2 (ml/min)

felh

aszn

álás Szepszis

Normál keringés

Hipovolémiás shockKardiogén shock

Oxigén szükséglet és kínálat shockban III.

O2 transzport

O2fe

lhas

znál

ás

Szeptikus shock

Kardiogén shock

A szív teljesítménye shockban I.

A miokardiális teljesítményt meghatározó tényezők:

• Előterhelés (Preload); bal kamrai töltőnyomás;

A szívizom végdiasztolés rosthosszúságát meghatározó tényezők összesége;Jellemzői: vénás viszaáramlás; venokonstrikció mértéke;

• Utóterhelés (Afterload):

A kamrai kontrakció és ejekció ellen ható tényezők összessége;A kamrai kontrakció és ejekció ellen ható tényezők összessége;Jellemzői: Szisztémás vaszkuláris rezisztencia; kamrai falfeszülés

• Szívkontraktilitás:

A szívizom elő- és utóterhelés független összehúzódó képessége;

• Szívfrekvencia;

A szív teljesítményének eredménye: a perctérfogat

Oxigén szállítás (DO2)

A perctérfogatból számolható további paraméterek

2

Oxigén fogyasztás (VO2)

Feltétel: Az artériás és vénás oxigén szaturáció meghatározása

Oxigénnel telített hemoglobin százalékos aránya a vérben

95-100 %70-80 %

Periféria

Oxigén szállítás (delivery; DO2)

DO2 [ml/min] = CO x [(1,38 x Hb x SaO2) + (0,003 x PaO2)]

Oxigén szállítás = perctérfogat x artériás oxigén tartalom

Oxigén fogyasztás

(consumption; VO2)

Body/Organs

Oxigén fogyasztás = perctérfogat x (artériás – vénásoxigén tartalom)

I. Alacsony perctérfogatú állapotban

II. Emelkedett perctérfogatú állapotban

Jelentős volumen vesztés hatására• Hipotenzió• Csökkenő előterhelés, vénás telődés• Baroreceptor aktivitás változás

Kompenzációs mechanizmusokaktiválódása

Szepszis -SIRSGyulladásos mediátorok felszabadulása

A szervezet kompenzációs válasza az adekvát perfúzió fenntartására

A szív teljesítménye shockban II.

Növekvő/fenntartott

előterhelés

α-β-adrenergaktiváció

Perifériás vazokonstrikcióTachikardia

aktiválódása

Humorálisvazokonstrikció

Katekolaminok;Renin-angiotenzin rsz.

Vazopresszin

Keringés redisztribúció

Fokozott utóterhelés

Kompenzált szívkontraktilitás

Hiperdynámiás keringési válasz

Tachikardia

Csökkenő utóterhelés

Szívkontraktilitás depresszió

az adekvát perfúzió fenntartására

SzisztémásVaszkuláris Rezisztencia (SVR) változásaHgmm x L-1 x perc-1

Hipovolémiás shockKardiogén shock

SVR =Artériás vérnyomás – Centrális vénás nyomás

Perctérfogat

Perifériás keringés shockban

Idő (óra)

Szepszis → szeptikus shock

Hiperdynámiás fázis

Hipodynámiásfázis

A bél mint shock-szerv

A keringés redisztribúció biztosítja a preferált vérellátású területek (agy,szív) perfúziójának fenntartását, de ennek ára elsősorban a splanchnikusterület vérellátásának drámai csökkenése.

Ezért a rövid távon kedvező folyamat a nem preferált szervek esetébenhosszú távon súlyos károsodáshoz vezethet.

A bél nyálkahártya sejteknek igen jelentős az oxigén igényeA bél nyálkahártya sejteknek igen jelentős az oxigén igényeExtrém hypoxia érzékenység jellemzi őket

A tartós hypoxiás állapot következménye:Nyálkahártya barrier károsodásPermeabilitás fokozódásBakteriális transzlokációBakteriális endotoxin felszívódás

Lokális keringési zavar� trombózis

� stranguláció

� obstruktív ileus

Mesenteriális hypoperfúzió kialakulása és jelentősége

Mezenteriális ischaemia� sebészeti beavatkozás

Generalizáltkeringési zavar� pumpafunkció károsodása /kardiogén shock/

� volumenvesztés /hypovolaemiás shock/

� vasoreguláció zavara - Szepszis

Vékonybél nyálkahártya

károsodása

Bakteriális transzlokáció

Mikrokeringési elégtelenség shockban

1. A perfúzió és a vazoaktivitás változása

Vazokonstrikció Shunt-keringés

Csökkenő kapilláris véráramlás

2. Celluláris reakciók

Leukocyta-extravazációSzabadgyökök képződése

Leukocyta-endothel sejtinterakció

Hipovolémiás shock összefoglaló pathofiziológiája

Pozitivinotrópia

Vér volumen csökkenés

Szimpatikus aktiválódásKatekolamin felszabadulás

A vénás visszaáramláscsökkenése

Tachikardia Perifériásvazokonstrikció

Artériás hypotenzió

KO

MP

EN

ZÁ

CIÓ

Anaerob metabolizmus

Növekvő miokardiálisoxigén igény

Csökkenő szöveti perfúzió

Miokardiális elégtelenség Acidózis

MOF (Sok szerv elégtelenség)

KO

MP

EN

ZÁ

CIÓ

A keringés farmakológiai befolyásolása

Kísérleti protokoll - II.

2. NNA: ↓↓↓↓ 4 mg/kg N-nitro-L-arginin (NNA)

Thorakotómia n=7

150 (perc)

1. Kontroll: ↓↓↓↓ Fiziológiás sóoldat

60 90

Thorakotómia

0 30 120

n=7

100 nmol/kg ETR-P1/fl peptid(ET-A receptor antagonista)

30 60 120 150 (perc)900

0 30 120 150 (perc)90

3. ETR-P1/fl + NNA: ↓↓↓↓ 4 mg/kg NNA

60

n=7

Szívizom biopszia

Thorakotómia

Makrokeringési eredmények

Artériás középnyomás(MAP) Szívkontraktilitás

Akut keringési elégtelenség modellek I.Vérzéses shockVérzéses shock

Vérnyomás vezérelt vérzéses shockA RESZUSZCITÁCIÓ LEHETŐSÉGEI:

1. Saját vér visszaadás

2. Volumen pótlás krisztalloid oldatokkal

(legalább 3 szoros volumen)

3. Volumen pótlás krisztalloid és/vagy kolloid oldatokkal

SHOCK (HS)

ReszuszcitációKONTROLL

40

150 60 90 150 180 240

4. Kontrollálatlan (reszuszcitáció nélküli) vérzés modellek

Hgmm

90

120

150

Artériás Középnyomás

Idő (perc)0 30 60 90 120 150 180 210 240

30

60

zselatinhidroxietil-keményítődextrán

Vérzéses shock Volumen resuscitatio

* P<0.05 vs kontroll érték (0 perc)

A volumen reszuszcitáció végpontja: a kontroll MAP 75%-ának elérése, max. 50 ml/kg kolloid infúzió;

Az állandó nyomás modellAz állandó nyomás modellWiggers, C.J. The present state of the shock problem. Wiggers, C.J. The present state of the shock problem.

Physiol. Rev. 1942;22:74Physiol. Rev. 1942;22:74--123.123.

• Vérzés az a. femoralis-ból egy nyitott reservoir-ba.

• Az érpálya hidrosztatikai nyomását az előre meghatározott artériás középnyomás (MAP) értékre állítják (MAP=40 Hgmm)

• Újraélesztés meghatározott időben (pl. 60perckor)

Számított vértérfogat = testsúly %-a (≈60 ml vér/tskg).

Vérzés az artéria femoralisból 1 ml/perc sebességgel a 40% vértérfogat eléréséig

Állandó térfogat modellÁllandó térfogat modell

vértérfogat eléréséig

Reszuszcitáció 60 perckor

Folyadékterápia: kétélű fegyver

Mo

rbid

itás

, mo

rtal

itás

Folyadék töltöttség

Optimálisfolyadék töltöttség

(Bundgaard-Nielsen M, et al. ACTA Anaesthesiol Scand 2009; 53: 843-51)

Verőtérfogat (SVI) vezérelte vérzéses shock

• Véreztetés végpontok:• CI, SVI MAP, SVV, PPV, DO2, O2ER

tbsl t0 t1 t2 t3 t4

véreztetés folyadékpótlás

SVIbsl SVIbsl- 50% SVIbsl-62% SVIbsl-75% SVIbsl-88% SVIbsl-100%

Módszerek – kísérleti állatok

PICCO-monitor

•n=12•Narkózis=propofol (50 µg /ttkg/ó)•Intubált, kontrollált lélegeztetés (8ml/ttkg)

Artériás, centrál vénás vérgáz mérések

Óra diurézis

Módszerek II.

• Véreztetés: artéria carotis kanül SVIbsl-50%-ig• Folyadékpótlás: Ri-Lac-infúzió 4 lépcsőben

SVIbsl-ig• Mérések:

• Invazív hemodinamikai mérés • Invazív hemodinamikai mérés • Artériás, centrális vénás vérgáz • Óradiurézis

tbsl t0 t1 t2 t3 t4

véreztetés folyadékpótlás

SVIbsl SVIbsl- 50% SVIbsl-62% SVIbsl-75% SVIbsl-88% SVIbsl-100%

* *

ScvO2 and dCO2 resuscitation end-points

Nemeth M, et al. Intensive Care Med 2012; 38(S1): S0030

SVI drop by 50% Resusc - SVIbsl

* *

*

ScvO2 and dCO2 resuscitation end-points

Nemeth M, et al. Intensive Care Med 2012; 38(S1): S0030

SVI drop by 50% Resusc - SVIbsl

* *

* *

ScvO2 and dCO2 resuscitation end-points

Nemeth M, et al. Intensive Care Med 2012; 38(S1): S0030

∆ScvO2~5%

SVI drop by 50% Resusc - SVIbsl

* *

* *

ScvO2 and dCO2 resuscitation end-points

Nemeth M, et al. Intensive Care Med 2012; 38(S1): S0030

SVI drop by 50% Resusc - SVIbsl

ScvO2: good indicator of VO2/DO2

dCO2: good indicator of flow

Mérsékelt hipovolémia modellek:Volumen vesztés NEM vérvesztés útjánVolumen vesztés NEM vérvesztés útján

Mérsékelt hipovolémia

Bolus: iv. 5 mg/ttkg furosemid

Folyamatos: iv. 5 mg/ttkg/~100 perc furosemid

T0 T1 T2 T3 T4 T5

A hypovolémia makrohemodinamikai hatásai

*

*

─ GEDI--- CI *

** *

─ VO2/DO2

Az adatokat, mint median jelöltük és repeated measures ANOVA-val elemeztük.

* p<0,05 T0-hoz képest

** * *

****

* *

* ** *

─ VO2/DO2

─ DO2I

l/perc/m2

2,5

3,0

Furosemid kezeltKontroll

Perctérfogat index

Idő (perc)

0 20 40 60 80 1000,5

1,0

1,5

2,0

*

x

* **x

x xx

µµµµm/sec

750

1000

KontrollFuroszemid kezelt

VVT áramlási sebesség a szublinguális régióban

Idő (perc)

0 40 100

250

500

750

#

#

A fast-truck surgery sarkallatos pontjai

Műtét előtt:Műtét előtt:• Betegek felkészítése (nem előkészítés

• Műtét előtt CH és fehérjedús diéta (tápszer)

• Bélelőkészítés mellőzéseBélelőkészítés mellőzése• Bélelőkészítés mellőzéseBélelőkészítés mellőzése

•• Műtét előtt nincs éhezésMűtét előtt nincs éhezés

•• Műtét előtt 6 órával orális tápszerMűtét előtt 6 órával orális tápszer

•• Műtét előtt 2 órával folyadékMűtét előtt 2 órával folyadék

• EDA kanül műtét előtt

• ÁK a műtőben

megvonásamegvonása

0 20 40 60 80 100Idő (perc)

Kísérleti protokoll

Csoportok

1.1. FTS (n=8)FTS (n=8)6 órás táplálék +2 órás folyadék megvonás

Előkészítés

Volumenterápia

Volumenterápia

Volumenterápia

2.2. MBP+HES (n=5)MBP+HES (n=5)

3.3. MBP+RL (n=5)MBP+RL (n=5)

Laevolac 3x30 ml + 24 órás táplálék+ 12 órás folyadékmegvonás

megvonás

Artériás középnyomásH

gm

m

110

120

130

FTSMBP+HESMBP+RL

Idő (perc)

0 20 40 60 80 100

Hg

mm

90

100

110

Volumenterápia

Szívfrekvencia1/

per

c 90

100

110

120

FTSMBP+HESMBP+RL

# #

#

#

####

Idő (perc)

0 20 40 60 80 100

1/p

erc

50

60

70

80

Volumenterápia

VVT áramlási sebességm

/sec 750

1000

FTSMBP+HESMBP+RL

Idő (perc)

0 40 100

µµ µµm

/sec

250

500

Volumenterápia

##

#

Perfúziós ráta

0,6

0,8

1,0

FTSMBP+HESMBP+RL

Idő (perc)

0 40 100

0,2

0,4

0,6

Volumenterápia#

#

Hipovolémia létrehozásaalsó testfélre kifejtett negatív nyomás

(vákuum) hatására

Humán keringés vizsgálatHumán keringés vizsgálat

Módszerek - LBNP

- egészséges önkénteseken biztonságosan alkalmazható a hipovolémia

szimulálására

- az alsó testfélre kifejtett negatív nyomás (vákuum) hatására az alsó

testfél felé volumen átrendeződés jön létre, ami centrálisan testfél felé volumen átrendeződés jön létre, ami centrálisan

hipovolémiát eredményez, tényleges volumen vesztés nélkül

- korábbi vizsgálati eredmények alapján:

- 20 Hgmm-es negatív nyomás → kb. 400-500 ml vérvesztés

- 40 Hgmm-es negatív nyomás → kb. 800-1000 ml vérvesztés

Ward KR et al., Resuscitation 81: 987, 2010.

Módszerek - OPS

- intravitalis videomikroszkópia

ortogonalis polarizációs spektrális képalkotással

- 548 nm-es hullámhosszúságú fény alkalmazása

→ vvt-k láthatóvá válnak

- nem-invazív monitorozás- nem-invazív monitorozás

RBCV: vvt áramlási sebesség

MPR: perfúziós ráta

MPCL: perfundált kapilláris hossz

Módszerek – monitorozott

paraméterek

Mikrokeringés- RBCV

- %RBCV

- MPR

- MPCL

EKG- RRI

SaO2

Vákuum kamra

Centrális vénás kanül- vérgáz

- MPO

- cvp

- MPCL

Finapres- SAP

- MAP

- PP/PPV

- SV/SVV

hemodinamika

vérvétel

Módszerek – vizsgálati protokol

OPS felvétel

0 Hgmm -20 Hgmm -40 Hgmm 0 Hgmm

1. vákuum beállása: 3-4 perc

2. mikrokeringés felvétel

3. hemodinamikai mérések spontán, vezényelt légzés mellett

4. vérvétel

Eredmények –

vörösvértest áramlási sebesség

RBCV ( µm/s )

1000

1100

1200Non -ResponderResponder

416

1 2 3 4400

500

600

700

800

900

1000

Kontroll -20 Hgmm -40 Hgmm Visszatérés

*

*

x

x

x

Akut keringési elégtelenség modellek II.Kardiogén shockKardiogén shock

Pericardiális tamponád

Okai:

• Traumás• Iatrogén

A pericardiumban felgyűlő folyadék komprimálja a szívet, ezáltal romlik a pumpafunkció, ami kardiogén sokkhoz vezet.

• Iatrogén• Betegségek / tumoros, gyulladásos (vírusos,

bakteriális vagy immun eredetű)/• MI utáni vagy aorta aneurizma ruptúra

Tünetei, jelei:

• Sápadt, hűvös, nyirkos bőr• Nehézlégzés• Tachycardia• Beck triász: Centrális vénás nyomás emelkedés

HipotóniaHalk szívhangokPericardium

Intrapericardiális folyadék

Módszerek I.

Szublinguális- és gasztrikus tonométer

PiCCO

referencia termisztor

Szublinguális- és gasztrikus tonométer

nyomás szenzor

termisztor

Altatás:

•Indukció: Ketamin+Xylazin•Fenntartás: Propofol 2% (50μl/ttkg/min)

Lélegeztetés:VT=10ml/ttkgFiO2=0,21EtCO2=35 Hgmm

Áramlásmérő:a.mesenterica szuperior

Kísérleti protokoll

1.Álműtött

2. Pericardiális tamponád-60 0 30 60 90 120 150 180 210 240

Szuperoxid meghatározás

vérmintából

• hemodinamika

• vérgáz

• tonometria

Pericardiálistamponád

3. Pericardiális tamponád + C5a antagonista

Pericardiálistamponád

C5a antagonista(Anablock; iv. 4mg/ttkg)

-60 0 30 60 90 120 150 180 210 240

-60 0 30 60 90 120 150 180 210 240

240 percnél szövettani mintavétel biokémiai meghatározás céljából

Artériás középnyomás

TamponádTamponád + C5a antagonistaÁlműtött

Hgmm

100

120

# # # # #

C5a antagonista

TAMPONÁD

Idő (m in)

-60 -30 0 30 60 90 120 150 180 210 240

40

60

80

** **

x

x

x x x x x

xx* *

Artéria mesenterica superior áramlás

ml/perc

300

* * *# # #

xx

x

Idő (perc)

-60 -30 0 30 60 90 120 150 180 210 240

100

200

*

*TamponádTamponád + C5a antagonistaÁlműtött

C5a antagonista

TAMPONÁD

Akut keringési elégtelenség modellek III.Ischaemiás modellekIschaemiás modellekBéltranszplantáció

MódszerekMódszerekMódszerekMódszerekAnaesthesia: Na-pentobarbitál, 30 mg/kgHEMODINAMIKAI MÉRÉSEKVéráramlás: Transsonic flow-meterMesenteriálisérellenállás: Számítás:

(AMSP-MVP)/AMSFBIOKÉMIAI MÉRÉSEKBélnyálkahártya

Anaesthesia: Na-pentobarbitál, 30 mg/kgHEMODINAMIKAI MÉRÉSEKVéráramlás: Transsonic flow-meterMesenteriálisérellenállás: Számítás:

(AMSP-MVP)/AMSFBIOKÉMIAI MÉRÉSEKBélnyálkahártya

Mérőrendszer

Computer

BélnyálkahártyaMPO aktivitás: Kübler módszerGranulocyta szabad-gyök termelés: Guarnieri módszerSZÖVETTANH&E festés, 5 fokozatú Chiu-skálaSTATISZTIKACsoportokon belül: Friedman és Dunn tesztCsoportok között: Kruskal-Wallis és Dunn teszt* p<0.05 a csoportokon belül

BélnyálkahártyaMPO aktivitás: Kübler módszerGranulocyta szabad-gyök termelés: Guarnieri módszerSZÖVETTANH&E festés, 5 fokozatú Chiu-skálaSTATISZTIKACsoportokon belül: Friedman és Dunn tesztCsoportok között: Kruskal-Wallis és Dunn teszt* p<0.05 a csoportokon belül

Arteria mesenterica superior

Vena mesenterica superior

Transzplantált vékonybél

Kísérleti protokoll IV.Kísérleti protokoll IV.Kísérleti protokoll IV.Kísérleti protokoll IV.Biopszia

Műtét

MűtétHideg

ischaemia Reperfúzió

Biopszia

MűtétHideg

ischaemia Reperfúzió

Biopszia

MűtétHideg

ischaemia Reperfúzió

Biopszia

ETR-p1/fl i.v. (0,1 mg/kg)

ETR-p1/fl i.g. (0,1 mg/kg)

Graft-microcirculation• Leukocyte rolling (intravital

fluorescence microscopy=IVM)

• Leukocyte adherence (IVM)

• Functional capillary density of the villi

IVM OPS

Vazokonstriktor hatás elimináció: ET-AReceptor antagonizmus béltranszplantáció

(SBTX) során

• Functional capillary density of the villi (orthogonal polarization spectral

imaging=OPS)

• Epithelial thickness (OPS)

Cold Ischemia ReperfusionReperfusion

-150 -120 -60 0 60 120 180 240 m.

Wolfárd et al, Dynamic in vivo observation of villius microcirculation during small bowel autotransplantation: effects of endothelin-A receptor inhibition. Transplantation 73: 1511-1514, 2002.

ETR-p1/fl

CObw (ml/min/kg)

125

150

175

200

*

##*

SMA blood flow (ml/min/kg)

20

25

*#

SBTX

SBTX+IPC#

PERCTÉRFOGATART. MESENTERICA

SUPERIORVÉRÁRAMLÁS

Time (min)-180 -120 -60 0 60 120 180 240

0

25

50

75

100

125

*** *SBTX

SBTX+IPC

IPC Cold Ischemia

Time (min)-180 -120 -60 0 60 120 180 240

0

5

10

15*

** **

IPC Cold Ischemia

Wolfárd A, Kaszaki J, Varga S, Lázár G, Boros M. Early microcirculatory changes after ischemic preconditioning and small bowel autotransplantation. Eur Surg Res 39: 284-290, 2007.

Krónikus keringési elégtelenség modellek III.Ischaemia hosszútávú következményeiIschaemia hosszútávú következményei

Bevezetés

• A gastrointestinalis traktus különösen érzékeny az ischaemia-reperfusiós károsodásra

• Két módon jöhet létre:• Occlusiv (SMA embolia, thrombosis, strangulatio)• Non-occlusiv (szisztémás hypotensio pl: pericardialis • Non-occlusiv (szisztémás hypotensio pl: pericardialis

tamponád, aorta dissectio, érsebészeti beavatkozások)

• Mesenterialis ischaemia hatására

Capillarisokpermeabilitasa nő

Mucosapermeabilitasa nő

Baktériumok jutnak át

Aktiválódik a komplement rendszer

C5aszabadul fel

További citokinek termelődését

C5a peptid kulcsszerepet játszik a folyamatban

További citokinek termelődését serkenti (pl: TNFα, IL-1)

ARDS, SIRS, Sepsis, MODS

Korábbi eredményeink

Az AcPepA kezelés rövid távú hatékonyságakeringési elégtelenségben, nagyállat modellben

Hosszú távú hatás?

Érces et al., Crit Care Med, 2013.

Hosszú távú hatás?

Kísérleti elrendezés1. nap

aorta abdominalis

Vérnyomásmérés

aorta abdominalis

a. femoralis

OPS vizsgálatSprague-Dawley hím patkányok (300-320g)Na-pentobarbital altatás (50 mg/kg)16 óra éheztetés

40 Hgmm

Kísérleti elrendezés2. nap

Vérnyomásmérés

trachea kanülv. jugularis,

infúzióa. carotis

Perctérfogatmérés

AMS áramlásmérésa. mesenterica superior

OPS vizsgálat

Kísérleti protokoll

Álműtött(n=6)

Idő (óra)

PAO(n=6)

Idő (óra)

1 24 260

1 24 260

MAP = 40 Hgmm

mérések

mérések

1. nap 2. nap

Idő (óra)

PAO+AcPepA(n=6)

Idő (óra)

1 24 260

1 24 260mérések

MAP = 40 Hgmm

AcPepA4 mg/kg iv

- BP, HR, AMSF, CO → TPR, MVR- mikrokeringés (mucosa, serosa)

- BP, HR- mikrokeringés (serosa)

- BP, HR

Makrokeringési

Mikrokeringési

350

400

450

*

*

* x

x

100

120

140

160 *

**x x

x

x

Artériás középnyomás Szívfrekvencia

Idő (h)

0 1 24

1/m

in200

250

300

350

ÁlműtöttPAOPAO+AcPepA

Idő (h)

0 1 24

Hg

mm

20

40

60

80

100

ÁlműtöttPAOPAO+AcPepA

*

PAO PAO

45. perc: AcPepA

45. perc: AcPepA

Szívindex

270

300 x

Csoportok

Álműtött PAO PAO+AcPepA

ml/m

in/k

g

180

210

240#

Akut keringési elégtelenség modellekIV. Endotoxémia-szepszisIV. Endotoxémia-szepszis

Kísérleti protokoll II.Kísérleti protokoll II.Kísérleti protokoll II.Kísérleti protokoll II.

ETX-infúzió (5,3 µµµµg/kg)

0. perc 120. perc 240. perc 0. perc 120. perc 240. perc 480. perc

ETX-infúzió (5,3 µµµµg/kg)

0. perc 120. perc 240. perc 480. perc

MEG (2 mg/kg)

Artériás középnyomásArtériás középnyomásArtériás középnyomásArtériás középnyomás

100

110

120

130

140

150

Hgmm

ETX ETX+MEG

*

* *

Idő (perc)0 60 120 180 240 300 360 420 480

50

60

70

80

90

100

*

ETX infúzió

MEG kezelés

*

* *

** *

*** *

Balkamrai kontraktilitásBalkamrai kontraktilitásBalkamrai kontraktilitásBalkamrai kontraktilitás

20

25

30

Hgmm/mm

ETX ETX+MEG

##

##

Idő (perc)0 60 120 180 240 300 360 420 480

10

15

20

ETX infúzió

MEG kezelés

***

*

***

Akut keringési elégtelenség modellekV. Peritonitis-szepszisV. Peritonitis-szepszis

Kísérleti protokollKísérleti protokoll(Barth et al., Crit Care Med 2008, módosítása)

Álműtöttn=8

Szeptikus

0 6 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Instrumentálás

Krisztalloid iv.

OPS OPS OPS

• Vérvétel

• Kilégzett metán mintavétel

Szeptikusn=16

Indukció

1. nap

0 6

16.00 22.00

Invazív monitorozás

2. nap

Instrumentálás15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

07.00 16.00

Krisztalloid - kolloid iv.

Lélegeztetés: VT=10ml/ttkg; FiO2=0,21; EtCO2=35 Hgmm

MonitorozásMonitorozásPiCCO

perctérfogat

CVP Katéter

OPS

Kilégzett metán mintavétel

Vérnyomás szenzor

Artériás és vénás vérgáz mintavétel

Vérminta biokémiai meghatározásokra

OPS

mikrokeringés

vizsgálat

Altatás:•Indukció: Ketamin+Xylazin•Fenntartás: Propofol 2% (50 µl/ttkg/min)

Intravitális videomikroszkóp: Ortogonális Polarizációs

Spektrális (OPS) képalkotás

• Hemoglobin tartalmúképletekről kontrasztanyagnélkül

• 548 nm-es hullámhossz

Az Az oxigénextrakcióoxigénextrakció változása változása

O2 extrakció (%)

20

30Súlyosabb szepszisÁlműtöttKevésbé súlyos szepszis

(DO2 / VO2 x 100)

Idő (óra)

0 16 18 20 22 24

10

20

x#

Az oxigén szállítás változása Az oxigén szállítás változása

DO2 (ml/min)

6000

x

xxx

Súlyosabb szepszisÁlműtöttKevésbé súlyos szepszis

Idő (óra)0 16 18 20 22 24

2000

4000

Az oxigén felhasználás változása Az oxigén felhasználás változása

VO2 (ml/min)

1000

1200

x

Súlyosabb szepszisÁlműtöttKevésbé súlyos szepszis

Idő (óra)0 16 18 20 22 24

400

600

800

#

HMGB1 plazma koncentrációHMGB1(pg/ml)

8

10

12

14

Súlyosabb szepszisÁlműtöttKevésbé súlyos szepszis

x*#

Idő (óra)

0 3 6 9 12 15 18 21 240

2

4

6

8

*

Big Big -- endothelinendothelin szint változása szint változása fmol/ml

2

3

*x#

*# #

Súlyosabb szepszisÁlműtöttKevésbé súlyos szepszis

Idő (óra)0 6 16 20 24

0

1

A vörösvértestek áramlási sebessége A vörösvértestek áramlási sebessége

RBCV (µµµµm/s)

1000

1200

Big - endothelin (fmol/ml)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Microcirkuláció (vvt sebesség)

200

400

600

800

1000

1200r= -0,491P=0,0086

Idő (óra)0 16 24

400

600

800

*x #Súlyosabb szepszisÁlműtöttKevésbé súlyos szepszis

Krónikus gyulladás modellekColitisColitis

Módszerek- IBD modellezése

• TNBS modell (Morris 1989) : – 2-, 4-, 6-trinitro-benzol-szulfon sav– Egyszeri intracolonalis alkalmazás – Vastagbélfekélyek több, mint 8 hétig– Extenzív, transmuralis, granulomatózus gyulladás– Extenzív, transmuralis, granulomatózus gyulladás– kifejezett súlyvesztés, morfológiai elváltozások, TNF-α

plazmaszint emelkedés és szöveti granulocita akkumuláció

álműtött colitis

Módszerek - sebészi beavatkozás

a. carotis

v. jugularis

trachea kanül

infúzió

Artériás vérnyomás katéter

Termodilúciós perctérfogatmérés

CLSEM

trachea kanül Artériás vérnyomás katéterVérnyomás jelátalakító

(transzducer)

Adatgyűjtő Computera. femoralis

Állatok:Wistar hím patkányok (250-300 g) Na-pentobarbitál altatás (50 mg/kg)

Hemodinamikai vizsgálatok:Artériás vérnyomásPerctérfogat (CO) mérés

Kísérleti protokoll: I. vizsgálat (PC kezelés)

Idő (óra)Idő (óra)

1. Álműtött1. Álműtött(n=(n=8+88+8))

2. Colitis 2. Colitis (n=(n=8+88+8))

11.nap.nap

OldószerOldószeri.c. kezelési.c. kezelés

00.nap.nap

16 17 18 230

6.nap6.nap

144 145 146 149

- 6. nap

3. 3. Colitis+PC táp (n=8+8)

TNBSTNBS40 mg/kg i.c.40 mg/kg i.c.

TNBSTNBS40 mg/kg i.c.40 mg/kg i.c.

Előkezelés: TNBS indukció előtt 6 napig PC-vel dúsított speciális táp

TNBS = 2-, 4-, 6-trinitro-benzol-szulfonsav egyszeri intracolonalis alkalmazása

= mintavétel

Eredmények – I. Vizsgálat

In vivo hisztológiai változások Kehelysejt szám változása