Kohdennettu harjoitusinterventio sepsiksen sairastuvuuden ja kuolleisuuden vähentämiseksi (TERMS)

Osallistujat suorittavat passiivisen rasitustestin 48 tunnin sisällä vakavan sepsiksen alkamisesta. Tämän jälkeen potilaat suorittavat 30-60 minuutin passiivisen sykliergometrian harjoituksen 5 päivänä viikossa. Jokaisen harjoituksen tiheyden ja keston tiedot tallennetaan sekä sykemittaukset, hemoglobiinihappisaturaatio ja verenpaine.

Harjoituskokeet koostuvat lähtötilanteesta, 30 minuutin passiivisesta jalkasykliergometriasta ja sitä seuraavasta 60 minuutin palautumisjaksosta. Kolmen protokollavaiheen aikana otetuista valtimo- ja laskimoverinäytteistä analysoidaan metaboliset tekijät (verikaasut, happipitoisuus, pH, laktaatti, glukoosi). Päivinä 0, 1 ja 7 ylimääräinen veriputki siirretään välittömästi jäillä Translational Research Center Biohazard Level 2 -laboratorioon prosessoitavaksi ja jaettavaksi alikvooimiseksi käyttäen standardia toimintatapaa. Plasma varastoidaan -80 C:ssa ja sulatetaan välittömästi ennen käyttöä biokemiallisissa analyyseissä tai in vitro -kokeissa.

Analyysi sisältää tulehdusvälittäjätasot, verisuonten läpäisevyyden jalkalihaksessa ja jalkalihasten perfuusion, kuten alla on kuvattu. Sentraalisen ja perifeerisen hemodynamiikan lisämittauksiin kuuluvat ultraäänipohjaiset sydämen aivohalvauksen tilavuuden, kaulavaltimon verenvirtauksen ja kaulavaltimomyöntyvyyden mittaukset. Jatkuvia analogisia mittauksia elektrokardiogrammista, keskuslaskimopaineesta, verenpaineesta, loppuhengityksen hiilidioksidista ja elektromyografiasta (nelipäistä) seurataan harjoituksen aikana ja tallennetaan verkkoon myöhempää sydämen ja hengitystiheyden vaihtelun, verenpaineen vaihtelun ja barorefleksiherkkyyden analysointia varten. Kirjaamme myös tehohoitojakson pituuden, sairaalakuolleisuuden ja sairaalan terveydenhuollon kustannukset. Tehohoito- ja sairaalajakson pituus käytetään sairaalakustannusten korvikkeena. Fysioterapia-aika kirjataan myös jokaiselle potilaalle (interventioon kulunut aika ja kunkin potilaan kokonaisaika). Energiantarpeet arvioidaan aineenvaihduntamittauksilla; typpitasapaino ja seerumin prealbumiini mitataan ravitsemustilan seuraamiseksi.

Passiivisen jalkaharjoituksen aikana ja sen jälkeen havaitun hemodynamiikan mekaanista perustaa tutkitaan käyttämällä kattavaa translaatiomallia, joka sisältää 1) laskimoverianalyysin, 2) ihmisperäiset soluviljelymallit in vitro ja 3) kapillaarien luustolihasmittaukset in vivo. verenkiertoa. Tämä paneeli arvioidaan päivinä 0, 7 ja 28.

1. Laskimoverianalyysi: Potilaan tulehdusprofiilit määritetään analysoimalla tallennetuista plasmanäytteistä tulehduksellisia biomarkkereita ja tulehdusta aiheuttavia vaikutuksia. Mittaamme aiemmin laaditun luettelon yli 20:stä sepsiksessä kohonneesta tulehduksellisesta biomarkkerista, mukaan lukien sytokiinit, kemokiinit, matriksin metalloproteinaasit, kollageenin hajoamistuotteet, neurotrofiinit ja stressihormonit (kortisoli). Myös luontainen immuunivaste arvioidaan. HIF1alfa, transkriptiotekijän HIF1 alayksikkö, on avainsäätelijä synnynnäisessä immuunivasteessa tulehdukselle. Harjoittelu johtaa lisääntyneeseen vapaan DNA:n määrään plasmassa, mikä johtaa indusoituneeseen HIF1alfan ilmentymiseen. Siten HIF1alpha on potentiaalinen ehdokas järjestämään geeniekspression muutoksia, jotka käynnistävät synnynnäisen immuunivasteen mukautukset harjoituksen jälkeen. HIF-1alfa, alavirran kohdegeenit ja plasman vapaan DNA:n tasot verinäytteistä mitataan, jotta voidaan määrittää harjoituksen vaikutukset synnynnäiseen immuunivasteeseen sepsiksen aikana.
2. In vitro -soluviljelmä: Ihmisen plasmaa levitetään ihmisperäisiin endoteelisoluihin, jotka edustavat erilaisia ​​verisuonikerroksia (esim. aivojen ja ihon mikroverisuonit ja suuret verisuonet, kuten aortta ja suonet) tulehduspotentiaalin arvioimiseksi: mitattavia kohteita ovat reaktiiviset happilajit, typpioksidi, NF-kB, MAP-kinaasit, leukosyyttien adheesiomääritykset ja läpäisevyys. Plasmaa levitetään myös punasoluihin tulehduksen aiheuttamien morfologian muutosten määrittämiseksi, mikä on kriittinen hapensiirtokapasiteetin ymmärtämisen kannalta.
3. In vivo kapillaariverenkierto: Lihasten hypoperfuusion esiintyminen ja lisääntynyt verisuonten läpäisevyys arvioidaan käyttämällä itse kehitettyä lähi-infrapunaspektroskopia (NIRS) -menetelmää, joka seuraa valoa absorboivan väriaineen ottoa lihakseen. Väriainetta, indosyaniinivihreää (ICG), on käytetty kliinisesti yli 30 vuoden ajan, ja sen turvallisuus on korkea. Lihasten perfuusio ja verisuonten läpäisevyys määritetään käyttämällä matemaattista mallia luonnehtimaan ICG-jakauman dynamiikkaa lihaksessa suonensisäisen injektion jälkeen. Tämä lähestymistapa on analoginen kontrastitehostettujen kuvantamismenetelmien (CT ja MRI) kanssa, mutta sen etuna on, että NIRS:n siirrettävyys mahdollistaa vuodemittaukset.