- ICH GCP
- US-Register für klinische Studien
- Klinische Studie NCT03303040
Wirkung der Zwerchfellstimulation während der Operation
Die Wirkung der intermittierenden Hemidiaphragma-Stimulation während der Operation auf die Mitochondrienfunktion, die Einzelfaser-Kontraktionskraft und die katabolischen Wege beim Menschen
Bei größeren chirurgischen Eingriffen wird eine Vollnarkose eingesetzt, um den Patienten bewusstlos zu machen. Die Vollnarkose stellt sicher, dass der Patient keine Schmerzen bemerkt, die durch die Operation verursacht werden. Die Vollnarkose verhindert auch, dass sich der Patient bewegt, um mögliche chirurgische Fehler zu vermeiden. Gleichzeitig macht die Vollnarkose dem Patienten das Atmen unmöglich. Um dem Patienten beim Atmen zu helfen, wird ein Beatmungsschlauch in die Atemwege des Patienten eingeführt und mit dem mechanischen Beatmungsgerät verbunden. Ein mechanisches Beatmungsgerät ist eine künstliche Beatmungspumpe, die Gas in die Atemwege eines Patienten abgibt.
Der Zweck dieser Forschungsstudie ist es festzustellen, ob kurze Perioden der Zwerchfellstimulation Zwerchfellproblemen vorbeugen können, die durch die Verwendung von mechanischen Beatmungsgeräten und Operationen verursacht werden. Um diese Frage zu beantworten, werden die Veränderungen in den Genen untersucht, die für die Aufrechterhaltung der Zwerchfellfunktion verantwortlich sind. Ein Gen ist der Code, der in jeder Zelle Ihres Körpers vorhanden ist und das Verhalten dieser Zelle steuert. Darüber hinaus werden die Veränderungen der kontraktilen Eigenschaften von Muskelfasern untersucht. Die Ergebnisse dieser Studie können dazu beitragen, neue Behandlungen zu entwickeln, um eine Zwerchfellschwäche infolge einer mechanischen Beatmung zu verhindern.
Studienübersicht
Status
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
Obwohl die mechanische Beatmung (MV) lebenserhaltend ist, ist sie mit Kosten verbunden. MV reduziert die Zwerchfellkontraktilität dramatisch, induziert eine beatmungsinduzierte Zwerchfelldysfunktion (VIDD) und führt manchmal zu einem Versagen der Entwöhnung. VIDD umfasst eine verringerte mitochondriale Atmung und erhöhten oxidativen Stress, Muskelfaserschäden und eine verringerte Kraftproduktion des Zwerchfells.
In Tiermodellen dämpft eine intermittierende Zwerchfellkontraktion während der AMV-Unterstützung VIDD. Es gibt jedoch nur begrenzte Daten, die sich mit diesem Problem beim Menschen befassen. Hier schlägt das Studienteam vor, die Hypothese direkt zu testen, dass die intermittierende elektrische Stimulation (ES) des menschlichen Hemidiaphragmas während längerer Herzoperationen mit MV-Unterstützung VIDD im aktiven Hemidiaphragma verhindert/dämpft. Die Mitochondrienfunktion ist zentral für den Energiestoffwechsel und die Skelettmuskelfunktion in einem chronisch aktiven Muskel wie dem Zwerchfell. Obwohl angenommen wird, dass eine abnormale mitochondriale Funktion VIDD in Tiermodellen auslöst, sind begrenzte Daten über mitochondriale Beiträge zu VIDD beim Menschen verfügbar. Noch wichtiger ist, dass es keine verfügbaren Interventionen gibt, um diese Defekte beim Menschen abzuschwächen. Hier wird das Studienteam die Auswirkungen einer innovativen experimentellen Behandlung, der intermittierenden elektrischen Stimulation (ES) des Hemidiaphragmas während längerer Operationen mit MV, auf die Mitochondrienfunktion, die kontraktilen Eigenschaften einzelner Fasern und die katabolischen Muskelwege im menschlichen Zwerchfell testen. Unter Verwendung eines intraindividuellen experimentellen Designs werden Muskelproben von einem stimulierten Hemidiaphragma mit Proben von einem nicht stimulierten Hemidiaphragma verglichen. Das Studienteam wird die mitochondriale Dysfunktion und oxidativen Stress während längerer CTS/MV sowie das Potenzial von ES zur Abschwächung oder Verhinderung von VIDD untersuchen. Als nächstes wird das Studienteam die Auswirkungen von ES auf die Kontraktionseigenschaften einzelner Fasern und die Titin-Integrität untersuchen. Schließlich wird das Studienteam die Wirkung von ES auf proteolytische Signalwege (Caspase, Calpain und Ubiquitin-Proteasom) und ribosomale RNA-Marker einer verringerten Proteinsynthese, die mit VIDD in Verbindung steht, untersuchen.
Studientyp
Einschreibung (Tatsächlich)
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienorte
-
-
Florida
-
Gainesville, Florida, Vereinigte Staaten, 32610
- University of Florida
-
-
Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Patienten, die sich komplexen, elektiven, verlängerten Operationen unterziehen, die normalerweise 5-8 Stunden oder länger dauern, einschließlich Lungentransplantationen (z. Klappenplastik, Koronararterien-Bypass und/oder Aortenreparatur)
Ausschlusskriterien:
- Vorgeschichte einer früheren Operation des Zwerchfells oder der Pleura;
- eine COPD-Diagnose wird anhand einer klinischen Vorgeschichte bestimmt, die mit chronischer Bronchitis und/oder Emphysem, einer langen Vorgeschichte des Zigarettenrauchens und Lungenfunktionstests, die mit einer irreversiblen Atemwegsobstruktion übereinstimmen (FEV1 < 40 % vorhergesagt, gemäß den Kriterien der European Respiratory Society [ gilt nicht für Transplantationspatienten]
- eine Diagnose einer chronischen Herzinsuffizienz (NYHA-Klasse IV)
- klinische Diagnose einer anderen Lungenerkrankung (zystische Fibrose, Bronchiektasie, Lungenkrebs usw.) [gilt nicht für Transplantationspatienten]
- Niereninsuffizienz (Serumkreatinin > 1,6 mg/dl);
- schwere Lebererkrankung (jeder Leberfunktionstest > 1,5-mal die Obergrenze des Normalwerts);
- Unterernährung (Body-Mass-Index < 20 kg/m2),
- chronische unkontrollierte oder schlecht kontrollierte Stoffwechselerkrankungen (z. B. Diabetes, Hypo- oder Hyperthyreose)
- orthopädische Erkrankungen, Verdacht auf paraneoplastische oder myopathische Syndrome,
- wenn es der klinische Zustand des Patienten nach Einschätzung des Chirurgen rechtfertigt, wird die Zwerchfellstimulation gestoppt und es werden keine Biopsien entnommen,
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Verhütung
- Zuteilung: Nicht randomisiert
- Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
---|---|
Experimental: Stimulation
Elektrische Stimulation des Hemidiaphragmas
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Elektrische Impulse
|
Kein Eingriff: Kontrolle
Keine Stimulation des Hemidiaphragmas
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
---|---|---|
Mitochondriale Atmung
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
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Hochauflösende Respirometrie wird verwendet, um die mitochondriale Atmung zu beurteilen.
Sie wird als pmol Sauerstoff/sec/mg Nassgewicht quantifiziert.
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Bis zu acht Stunden
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Mitochondriale Produktion reaktiver Sauerstoffspezies
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
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Die Produktion von mitochondrialen reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) wird unter Verwendung eines In-situ-Ansatzes bewertet, um die Wasserstoffperoxidproduktion in permeabilisierten Faserbündeln der Skelettmuskulatur des Zwerchfells zu messen.
Es wird als pmol/min/mg Trockengewicht quantifiziert.
|
Bis zu acht Stunden
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Mitochondriale DNA-Mutationshäufigkeit
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Quantitative Long-Amplicon-PCR wird verwendet, um die Häufigkeit von mitochondrialen DNA-Mutationen zu messen.
Sie wird als Anzahl der Läsionen/10 Kilobasen quantifiziert.
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Bis zu acht Stunden
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Häufigkeit nuklearer DNA-Mutationen
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Quantitative Long-Amplicon-PCR wird verwendet, um die Häufigkeit von nuklearen DNA-Mutationen zu messen.
Sie wird als Anzahl der Läsionen/10 Kilobasen quantifiziert.
|
Bis zu acht Stunden
|
Aconitase-Aktivität
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Um die mitochondriale Schädigung zu beurteilen, wird die Actonitase-Aktivität spektrophotometrisch gemessen.
Sie wird in Einheiten/mg Protein quantifiziert.
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Bis zu acht Stunden
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Lipidperoxidation
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
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Die Lipidperoxidation wird durch Messen von 4-Hydroxy-2-nonenal-modifizierten Proteinen bewertet.
Sie wird als willkürliche optische Dichteeinheiten quantifiziert.
|
Bis zu acht Stunden
|
Citrat-Cynthase-Aktivität
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Änderungen in der Elektronentransportkette werden durch Messung der Citrat-Cynthase-Aktivität bewertet.
Sie wird als nmol/mg Protein/min quantifiziert.
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Bis zu acht Stunden
|
Aktivität der Cytochrom-c-Oxidase (COX).
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Änderungen in der Elektronentransportkette werden durch Messung der Aktivität der Cytochrom-c-Oxidase (COX) bewertet.
Es wird als Units/mcg Protein quantifiziert.
|
Bis zu acht Stunden
|
Einzelne Membranfaser, spezifische Kraft
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Die mechanischen Krafteigenschaften einer einzelnen Membranfaser werden gemessen.
Die spezifische Kraft wird als kN/m^2 quantifiziert.
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Bis zu acht Stunden
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Einzelne Membranfaser, Geschwindigkeit der Spannungsumbildung
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Die mechanischen Krafteigenschaften einer einzelnen Membranfaser werden gemessen.
Die Geschwindigkeit des Spannungsaufbaus wird als s^(-1) quantifiziert.
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Bis zu acht Stunden
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Einzelne Membranfaser, maximale Verkürzungsgeschwindigkeit
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Die mechanischen Krafteigenschaften einer einzelnen Membranfaser werden gemessen.
Die maximale Verkürzungsgeschwindigkeit wird in mm/s angegeben.
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Bis zu acht Stunden
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Titin-Größe
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Die Titinintegrität wird bewertet.
Eine relative Titingröße wird in nm quantifiziert.
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Bis zu acht Stunden
|
Verhältnis von Gesamt-Titin zu schwerer Kette von Myosin
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Die Titinintegrität wird bewertet.
Das Gesamtverhältnis von Titin zu schwerer Kette von Myosin wird als Wert ohne Einheit dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
|
Titin-Exon-Zusammensetzung
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Die Zusammensetzung der Titin-Exons wird mittels Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (qPCR) bewertet und quantifiziert. Sie wird als prozentuale Änderung des Ausdrucks dargestellt. als prozentuale Änderung des Ausdrucks. |
Bis zu acht Stunden
|
Titin-bindende Proteine
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Titin-bindende Proteine werden mittels Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (qPCR) bewertet und quantifiziert.
Sie wird als prozentuale Änderung des Ausdrucks dargestellt.
|
Bis zu acht Stunden
|
Calpain 1
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Calpain 1 wird mit Western-Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
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Calpain 2
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Calpain 2 wird mit Western-Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
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Calpain 3
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Calpain 3 wird mit Western-Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
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Caspase-3
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Caspase-3 wird mit Western-Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
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Caspase-9
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Caspase-9 wird mit Western-Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
|
20S-Proteasom
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Das 20S-Proteasom wird mit Western Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
|
Bis zu acht Stunden
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26S-Proteasom
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Das 26S-Proteasom wird mit Western Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
|
MurF1
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
MurF1 wird mit Western-Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
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Arogin 1
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Atrogin 1 wird mit Western-Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
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Foxo-3
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
Foxo-3 wird mit Western Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
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28SrRNA
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
28SrRNA wird mit Western Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
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18SrRNA
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
|
18SrRNA wird mit Western Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
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45S-Prä-rRNA
Zeitfenster: Bis zu acht Stunden
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45S-pre-rRNA wird mit Western Blot-Analyse gemessen und als prozentualer Unterschied in der Expression dargestellt.
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Bis zu acht Stunden
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Mitarbeiter
Ermittler
- Hauptermittler: Anatole D Martin, PhD, University of Florida
- Hauptermittler: Thomas M Beaver, MD, University of Florida
- Hauptermittler: Barbara Smith, PhD, PT, University of Florida
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Primärer Abschluss (Tatsächlich)
Studienabschluss (Geschätzt)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
Mehr Informationen
Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Schlüsselwörter
Andere Studien-ID-Nummern
- IRB201602186-N
- R01AR072328 (US NIH Stipendium/Vertrag)
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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