Intervention d'exercice ciblée pour réduire la morbidité et la mortalité dans le sepsis (TERMS)

Les participants effectueront un test d'effort passif d'entrée dans les 48 heures suivant l'apparition d'une septicémie sévère. Les patients effectueront ensuite un exercice d'ergométrie à cycle passif de 30 à 60 minutes en décubitus dorsal, 5 jours/semaine. Les détails de la fréquence et de la durée de chaque séance d'entraînement seront enregistrés ainsi que les mesures de la fréquence cardiaque, de la saturation en oxygène de l'hémoglobine et de la pression artérielle.

Les tests d'exercice consisteront en une ligne de base, 30 minutes d'ergométrie passive du cycle des jambes en décubitus dorsal et une période de récupération ultérieure de 60 minutes. Les échantillons de sang artériel et veineux obtenus au cours des trois phases du protocole seront analysés pour les facteurs métaboliques (gaz du sang, teneur en oxygène, pH, lactate, glucose). Aux jours 0, 1 et 7, un tube de sang supplémentaire est immédiatement transféré sur de la glace au laboratoire de niveau 2 de risque biologique du Centre de recherche translationnelle pour traitement et aliquotage en utilisant une procédure opératoire standard. Le plasma sera stocké à -80°C et décongelé immédiatement avant d'être utilisé dans des analyses biochimiques ou des expériences in vitro.

L'analyse comprendra les niveaux de médiateurs inflammatoires, la perméabilité des vaisseaux sanguins dans le muscle de la jambe et la perfusion du muscle de la jambe, comme décrit ci-dessous. Des mesures supplémentaires de l'hémodynamique centrale et périphérique comprendront des mesures basées sur les ultrasons du volume systolique cardiaque, du débit sanguin carotidien et de la compliance de l'artère carotide. Des mesures analogiques continues de l'électrocardiogramme, de la pression veineuse centrale, de la pression artérielle, du dioxyde de carbone de fin d'expiration et de l'électromyographie (quadriceps) seront surveillées pendant l'exercice et stockées en ligne pour une analyse ultérieure de la variabilité de la fréquence cardiaque et respiratoire, de la variabilité de la pression artérielle et de la sensibilité baroréflexe. Nous enregistrerons également la durée du séjour en soins intensifs, la mortalité hospitalière et les coûts des soins de santé hospitaliers. La durée du séjour en unité de soins intensifs et à l'hôpital sera utilisée comme substitut pour les coûts hospitaliers. Le temps de physiothérapie sera également enregistré pour chaque patient (temps sur l'intervention et temps total avec chaque patient inscrit). Les besoins énergétiques seront évalués par des mesures métaboliques ; le bilan azoté et la préalbumine sérique seront mesurés pour surveiller l'état nutritionnel.

La base mécanistique de l'hémodynamique observée pendant et après l'exercice passif des jambes sera explorée à l'aide d'un modèle translationnel complet qui intègre 1) l'analyse du sang veineux, 2) des modèles de culture cellulaire d'origine humaine in vitro et 3) des mesures in vivo du muscle squelettique du capillaire. débit sanguin. Ce panel sera évalué aux jours 0, 7 et 28.

1. Analyse du sang veineux : les profils inflammatoires des patients seront déterminés en analysant des échantillons de plasma stockés pour les biomarqueurs inflammatoires et les actions induisant l'inflammation. Nous mesurerons une liste précédemment établie de plus de 20 biomarqueurs inflammatoires élevés dans le sepsis, y compris les cytokines, les chimiokines, les métalloprotéinases matricielles, les produits de dégradation du collagène, les neurotrophines et les hormones de stress (cortisol). La réponse immunitaire innée sera également évaluée. HIF1alpha, une sous-unité du facteur de transcription HIF1, est un régulateur clé de la réponse immunitaire innée à l'inflammation. L'exercice entraîne une augmentation de l'ADN libre dans le plasma, ce qui conduit à l'expression induite de HIF1alpha. Ainsi, HIF1alpha est un candidat potentiel pour orchestrer les changements d'expression génique qui initient des adaptations de la réponse immunitaire innée après l'exercice. Le HIF-1alpha, les gènes cibles en aval et les taux plasmatiques d'ADN libre dans les échantillons de sang seront mesurés afin de déterminer les effets de l'exercice sur la réponse immunitaire innée pendant la septicémie.
2. Culture cellulaire in vitro : du plasma humain sera appliqué sur des cellules endothéliales d'origine humaine représentant divers lits vasculaires (par ex. microvasculature cérébrale et dermique et gros vaisseaux sanguins tels que l'aorte et les veines) pour évaluer le potentiel inflammatoire : les cibles mesurables comprennent les espèces réactives de l'oxygène, l'oxyde nitrique, le NF-kB, les kinases MAP, les tests d'adhérence leucocytaire et la perméabilité. Le plasma sera également appliqué aux érythrocytes pour déterminer les changements de morphologie induits par l'inflammation, un test essentiel pour comprendre la capacité de transport d'oxygène.
3. Débit sanguin capillaire in vivo : la survenue d'une hypoperfusion musculaire et d'une perméabilité vasculaire accrue sera évaluée à l'aide d'une méthode de spectroscopie proche infrarouge (NIRS) développée en interne qui surveille l'absorption d'un colorant absorbant la lumière dans le muscle. Le colorant, le vert d'indocyanine (ICG), est utilisé en clinique depuis plus de 30 ans et a un dossier de sécurité élevé. La perfusion musculaire et la perméabilité vasculaire sont déterminées à l'aide d'un modèle mathématique pour caractériser la dynamique de la distribution de l'ICG dans le muscle suite à une injection intraveineuse. Cette approche est analogue aux méthodes d'imagerie à contraste amélioré (CT et IRM), mais avec l'avantage que la portabilité du NIRS permet des mesures au chevet du patient.