Målrettet træningsintervention for at reducere sygelighed og dødelighed i sepsis (TERMS)

Deltagerne vil udføre en passiv træningstest inden for 48 timer efter indtræden af ​​svær sepsis. Patienterne vil derefter udføre 30-60 minutters liggende passiv cyklus ergometriøvelse 5 dage om ugen. Detaljer om frekvens og varighed af hver træningssession vil blive registreret sammen med målinger af hjertefrekvens, hæmoglobin iltmætning og blodtryk.

Træningstestene vil bestå af baseline, 30 minutters liggende passiv bencyklusergometri og en efterfølgende 60 minutters restitutionsperiode. Arterielle og venøse blodprøver opnået under de tre protokolfaser vil blive analyseret for metaboliske faktorer (blodgasser, oxygenindhold, pH, laktat, glucose). På dag 0, 1 og 7 overføres et ekstra blodrør øjeblikkeligt på is til Translational Research Center Biohazard Level 2 Laboratory for bearbejdning og alikvotering ved hjælp af en standard operationsprocedure. Plasma vil blive opbevaret ved -80C og optøet umiddelbart før brug i biokemiske analyser eller in vitro eksperimenter.

Analyse vil omfatte niveauer af inflammatoriske mediatorer, blodkarpermeabilitet i benmuskler og benmuskelperfusion som beskrevet nedenfor. Yderligere mål for central og perifer hæmodynamik vil omfatte ultralydsbaserede målinger af hjerteslagvolumen, carotis blodgennemstrømning og carotis arterie compliance. Kontinuerlige analoge målinger af elektrokardiogrammet, centralt venetryk, blodtryk, kuldioxid i endetiden og elektromyografi (quadriceps) vil blive overvåget under træningen og gemt online til efterfølgende analyse af hjerte- og respirationsfrekvensvariabilitet, blodtryksvariabilitet og barorefleksfølsomhed. Vi vil også registrere længden af ​​ICU-ophold, dødelighed på hospitalet og udgifter til hospitalsbehandling. Længden af ​​ICU og hospitalsophold vil blive brugt som surrogater for hospitalsudgifter. Fysioterapitiden vil også blive registreret for hver patient (tid på interventionen og samlet tid med hver indskrevet patient). Energibehov vil blive vurderet ved metaboliske målinger; nitrogenbalance og serum præalbumin vil blive målt for at overvåge ernæringsstatus.

Det mekanistiske grundlag for den observerede hæmodynamik under og efter passiv bentræning vil blive udforsket ved hjælp af en omfattende translationel model, der inkorporerer 1) venøs blodanalyse, 2) in vitro human-afledte cellekulturmodeller og 3) in vivo skeletmuskelmålinger af kapillær. blodgennemstrømning. Dette panel vil blive evalueret på dag 0, 7 og 28.

1. Analyse af venøst ​​blod: Patientinflammatoriske profiler vil blive bestemt ved at analysere lagrede plasmaprøver for inflammatoriske biomarkører og inflammatorisk-inducerende virkninger. Vi vil måle en tidligere etableret liste over 20+ inflammatoriske biomarkører forhøjet i sepsis, herunder cytokiner, kemokiner, matrixmetalloproteinaser, kollagennedbrydningsprodukter, neurotrofiner og stresshormoner (cortisol). Det medfødte immunrespons vil også blive evalueret. HIF1alpha, en underenhed af transkriptionsfaktoren HIF1, er en nøgleregulator af det medfødte immunrespons på inflammation. Motion resulterer i øget frit DNA i plasmaet, hvilket fører til induceret HIF1alfa-ekspression. HIF1alpha er således en potentiel kandidat til at orkestrere genekspressionsændringer, der initierer tilpasninger af det medfødte immunrespons efter træning. HIF-1alpha, nedstrøms målgener og plasmafrit DNA-niveauer i blodprøver vil blive målt for at bestemme effekten af ​​træning på det medfødte immunrespons under sepsis.
2. In vitro cellekultur: Humant plasma vil blive påført humant afledte endotelceller, der repræsenterer forskellige vaskulære lejer (f.eks. cerebral og dermal mikrovaskulatur og store blodkar såsom aorta og vener) for at vurdere inflammatorisk potentiale: Målbare mål omfatter reaktive oxygenarter, nitrogenoxid, NF-kB, MAP-kinaser, leukocytadhæsionsassays og permeabilitet. Plasma vil også blive anvendt på erytrocytter for at bestemme inflammatorisk-inducerede ændringer i morfologi, et assay, der er afgørende for at forstå iltbærende kapacitet.
3. In vivo kapillær blodgennemstrømning: Forekomsten af ​​muskelhypoperfusion og øget vaskulær permeabilitet vil blive vurderet ved hjælp af en internt udviklet nær-infrarød spektroskopi (NIRS) metode, der overvåger optagelsen af ​​et lysabsorberende farvestof i musklen. Farvestoffet, indocyaningrønt (ICG), er blevet brugt klinisk i over 30 år og har en høj sikkerhedsrekord. Muskelperfusion og vaskulær permeabilitet bestemmes ved at bruge en matematisk model til at karakterisere dynamikken i ICG-fordelingen i muskler efter en intravenøs injektion. Denne tilgang er analog med kontrastforstærkede billeddannelsesmetoder (CT og MR), men med den fordel, at portabiliteten af ​​NIRS muliggør målinger ved sengekanten.