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机械通气是一种重要的救生方法。然而,它与一系列不良反应相关,包括与呼吸机相关的肺炎、容积性肺损伤,以及最近发现的由呼吸机引起的膈肌功能障碍(VIDD) [1- - - - - -3.]。VIDD合并膈肌无力和肌纤维萎缩、重塑和损伤。其机制包括蛋白合成减少、蛋白水解增加、氧化应激增加和线粒体功能障碍[2,4]。控制机械通气似乎是VIDD的主要(如果不是唯一的话)危险因素,在动物模型中,通过维持呼吸努力(辅助通气模式)可减弱VIDD [2]。虽然相关的人类证据仍然缺乏,但这是当前观念的基础,即“临床医生应鼓励接受机械通气的患者持续膈肌活动”[2]。有人建议在自发性呼吸活动不符合病人情况时,采用膈肌起搏代替。[2,5,但这种方法似乎还没有经过实验验证。
在这里,我们报告一个初步描述假定有益的影响隔膜起搏在三个机械通气绵羊。麻醉3只成年母羊(41,32和34公斤)(预处理:乙酰丙嗪1.3 mg·公斤)−1坜,诱导前30分钟;诱导:异丙酚6mg·kg−1注射。;维护:丙泊酚连续1-2 mg·kg−1·h−1,咪达唑仑0.3-2 mg·kg−1·h−1吗啡0.2-0.3 mg·kg−1·h−1;无致麻痹剂),气管切开术,机械通风,确保正常通风(Aisys, GE Healthcare, Datex Ohmeda, Madison, WI, USA)。给予额外的氧以维持经皮脉冲氧饱和度>92%。提供充足的液体和营养支持,并控制血糖。监测体温、心率和动脉压。经颈段切口经胸内镜入路(CITES)将膈神经电刺激电极双侧插入半骨间质[6]。膜片起搏(NeurRxDP4刺激器,Synapse Biomedical Inc., Oberlin, OH, USA)在开始机械通气后2小时内开始。在整个实验过程中,只刺激了一个半性失语(右两例,左一例),以便比较机械通气的半性失语(无刺激侧)和机械通气的隔膜起搏(MV+stim)半性失语(受刺激侧)。30分钟刺激会议每隔4 h是叠加在机械通气(18每分钟呼吸,刺激强度15马,刺激频率20赫兹,吸气时间1.1年代和150μs脉冲宽度,机械和电气的灵感是同步)。1只动物在机械通气48小时后突然死亡(3号),2只动物在机械通气72小时后死亡(1号和2号)。立即经腹部切口取出10×8 cm的肋膈肌条事后剖析在动物3号和动物1号和2号牺牲之前。膜片样本被安装在一个小土堆上,土堆上有10%的黄蓍胶,放在软木圆盘上,冷冻在异戊烷中,用液氮冷却。串行cryosections横肋隔膜(8μm厚)的苏木精和伊红染色,并定性分析了结构异常。其他切片染色为腺苷三磷酸酶(ATPase pH 9.4),根据其组织化学反应,使用ImageJ软件(美国国家卫生研究院,贝塞斯达,MD,美国)识别纤维类型为慢收缩型I型或快收缩型II型纤维。利用NIS软件(Nikon Instruments Europe B.V., Amsterdam, Netherlands),对每种纤维类型的平均横截面积进行了测定,其中至少有150根纤维取自每种半植物ragm的六个不同区域。Graphpad Prism (Graphpad Software, San Diego, CA)用于计算和绘制测量量平均值和标准误差。采用配对t检验评估机械通气和MV+stim条件的差异,p<0.05为显著性差异。
在研究的三只动物中,机械通气的半植物表现出严重损伤的迹象,包括过度收缩的纤维,明显的脂滴积聚和间质强烈的脂肪样浸润,导致纤维组织紊乱(图1一个)。即使在机械通气72小时后(图1一个)。机械通气型与中压+stim型半干粉植物的纤维种类相对比例无差异。机械通气组和MV+stim半性aphragms (图1 b) 72小时后(注意,与48小时相比,机械通气72小时的动物的1型纤维面积更小,图1 c(中),但这些症状在所有MV+stim半干性失语症中明显不明显。第2类纤维的表面积,即绵羊隔膜内的主要纤维种类[7, MV+stim半干性蚜虫(图1 c(下)与机械通气的半植物相比。机械通气组的2型纤维面积比机械通气组小,但机械通气组的面积比机械通气组小,而机械通气组的面积比机械通气组小,而机械通气组的面积比机械通气组小。
这是一个初步的研究,涉及的动物很少,对隔膜结构、生物学和功能的分析也很有限。特别是,我们没有测量隔膜收缩性。它的保存在有节奏的半植物标本中是被期待的,但这必须被特别证明,因为肌肉结构的保存不一定与肌肉力量的保存相关。因此,我们的结果并不超出概念的证明,也不能以任何方式被认为是结论性的。重要的是,我们的数据与健康的动物有关,就像所有现有的关于实验动物的数据一样。这就需要谨慎地考虑外推法对重病人的影响。然而,我们的观察在这个非常早期的阶段是值得报道的,因为他们似乎提供了第一个实验论据,支持一个假定的横膈膜起搏来防止VIDD的效用。事实上,在我们的动物中,有节奏的半蚜虫表现出惊人的更少的损伤(图1一个)及较少2型纤维萎缩(图1罪犯)。方案的设计(在重症监护病房(ICU)等条件下进行的大型动物研究);在相同的动物中,对有节奏的半语序和无节奏的半语序的比较)给我们的观察增加了力量。肌肉损伤,如图所示图1一个在此之前,还没有人专门将其描述为VIDD的一个特征,但这些观察结果与在人类VIDD中使用电子显微镜观察到的结果是一致的[8]。在过度收缩的肌肉纤维中存在的脂滴也符合已在人类VIDD中描述的代谢性肌肉功能障碍[4]。最后,在动物和人类中,2型纤维萎缩也与现有的VIDD数据一致[2]。这些特征在我们的动物中MV+stim半蚜虫均不存在。膈肌起搏可以通过对抗多种机制来对抗VIDD。它可以抵消“废弃的萎缩”成分,并保持肌肉质量,其方式与电刺激机械通气患者肢体肌肉所描述的方式类似[9]。它可以发挥抗炎作用,正如其他类型的电性肌肉刺激所描述的那样[10]。它还可以防止偏心轮或张力损伤所引起的呼吸诱导拉伸的紧张性隔膜。以上所有的假设都有待验证。目前正在开发用于人类临时膈肌起搏的微创技术,包括经皮重复磁刺激[11]及经静脉电刺激[12,13]。因此,在不久的将来,治疗性膈神经刺激对于预防或治疗VIDD或其他icu相关的膈肌疾病是有可能的。我们认为,我们的数据虽然可能是初步的,但为今后研究这一方法提供了基础。我们的观察结果必须在更大的动物群体中得到证实和巩固,并详细描述机械通气时膈肌起搏的生物学和生理学效应。许多问题需要回答:确定最佳的刺激方案;要描述其长期影响,请记住,低频隔膜刺激往往会促进1型纤维的发展[14];确认电刺激本身所产生的有害影响[15或临床环境,如肌肉刺激可能适得其反的败血症;为了确定最佳的目标人群(由于昏迷或其他原因,膈肌起搏是否仅限于在控制通气模式下的患者?在可能的情况下,与维持一些自发呼吸活动相比如何?);最后,建立一个风险-收益平衡。
致谢
作者感激地感谢朱莉哨兵(Laboratoire生物Biochirurgicales, Alain Carpentier基金会中心Cardiovasculaire de生僻,援助Publique-Hopitaux巴黎APHP,友谊医院纽约蓬皮杜,巴黎,法国),杰罗姆·切朱莉Delemazure和罗曼Persichini(呼吸和重症监护医学的所有部门,协助Publique-Hopitaux巴黎APHP, - salpetriere医院,巴黎,(法国)感谢他们参与实验并支持动物管理和重症监护。他们感谢Moustapha Diop、Synapse Biomedical Europe公司提供的友好帮助和技术支持。他们感谢Synapse Biomedical公司提供了膈神经刺激器,并免费提供了刺激电极。他们还感谢Alain Carpentier基金会生物制药研究实验室主任Philippe Menasche(巴黎希望公共实验室心血管研究中心;欢迎在他的实验设施中进行的实验。
脚注
有关编辑意见,请参阅第12页。
支持声明:Synapse Biomedical公司为本研究免费提供了刺激电极,并提供了膈神经刺激器。
利益冲突:可以在本文的网络版旁边找到披露信息www.www.qdcxjkg.com
- 收到了2013年3月13日。
- 接受2013年3月25日。
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