A rekeszizom stimuláció hatása a műtét során
Az időszakos félhártya-stimuláció műtét közbeni hatása a mitokondriális működésre, az egyszálas kontrakciós erőre és a katabolikus utakra emberben
A nagyobb sebészeti beavatkozások során általános érzéstelenítést alkalmaznak a beteg eszméletvesztésére. Az általános érzéstelenítés biztosítja, hogy a beteg ne legyen tudatában a műtét által okozott fájdalomnak. Az általános érzéstelenítés megakadályozza a beteg mozgását is, hogy elkerülje az esetleges műtéti hibát. Ugyanakkor az általános érzéstelenítés lehetetlenné teszi a beteg légzését. A beteg légzésének elősegítése érdekében légzőcsövet helyeznek a páciens légútjába, és csatlakoztatják a gépi lélegeztetőgéphez. A mechanikus lélegeztetőgép egy mesterséges lélegeztető szivattyú, amely gázt juttat a páciens légútjaiba.
Ennek a kutatásnak a célja annak meghatározása, hogy a rövid ideig tartó rekeszizom-stimuláció megelőzheti-e a mechanikus lélegeztetőgépek és a műtét által okozott rekeszizom problémákat. A kérdés megválaszolásához a rekeszizom működéséért felelős gének változásait tanulmányozzuk. A gén a test minden sejtjében jelenlévő kód, amely szabályozza az adott sejt viselkedését. Ezen túlmenően az izomrostok összehúzódási tulajdonságainak változásait is tanulmányozni fogják. A tanulmány eredményei segíthetnek új kezelések kidolgozásában a mechanikus lélegeztetés használatából eredő rekeszizomgyengeség megelőzésére.
A tanulmány áttekintése
Állapot
Körülmények
Beavatkozás / kezelés
Részletes leírás
Bár a gépi szellőztetés (MV) életfenntartó, költséggel jár. Az MV drámaian csökkenti a rekeszizom kontraktilitását, lélegeztetőgép által kiváltott rekeszizom diszfunkciót (VIDD) idéz elő, és néha az elválasztás kudarcához vezet. A VIDD magában foglalja a csökkent mitokondriális légzést és a fokozott oxidatív stresszt, az izomrostok károsodását és a csökkent rekeszizom erőtermelést.
Állatmodellekben az MV támogatás alatti szakaszos rekeszizom-összehúzódás gyengíti a VIDD-t. Ennek az emberi problémának a kezelésére azonban csak korlátozott mennyiségű adat áll rendelkezésre. Itt a kutatócsoport azt javasolja, hogy közvetlenül teszteljék azt a hipotézist, hogy az emberi félhártya szakaszos elektromos stimulációja (ES) hosszan tartó szívműtétek során MV támogatással megakadályozza/gyengíti a VIDD-t az aktív félhártyában. A mitokondriális funkció központi szerepet játszik az energia-anyagcserében és a vázizomzat működésében egy krónikusan aktív izomban, például a rekeszizomban. Bár az abnormális mitokondriális működésről úgy gondolják, hogy az állatmodellekben kiváltja a VIDD-t, korlátozott mennyiségű adat áll rendelkezésre a mitokondriális hozzájárulásról a VIDD-hez emberben. Még ennél is fontosabb, hogy nem állnak rendelkezésre olyan beavatkozások, amelyek enyhítenék ezeket a hibákat az emberekben. Itt a kutatócsoport egy innovatív kísérleti kezelés, a félhártya szakaszos elektromos stimulációja (ES) hatását fogja tesztelni a hosszan tartó MV-műtétek során, a mitokondriális funkcióra, az egyszál összehúzódási tulajdonságaira és az emberi rekeszizom katabolikus izompályáira. Az alanyokon belüli kísérleti terv segítségével a stimulált félhártya izommintáit összehasonlítják a nem stimulált félhártya mintáival. A kutatócsoport megvizsgálja a mitokondriális diszfunkciót és az oxidatív stresszt hosszan tartó CTS/MV során, valamint az ES potenciálját a VIDD enyhítésére vagy megelőzésére. Ezután a kutatócsoport megvizsgálja az ES hatását az egyes rostok összehúzódási tulajdonságaira és a titin integritására. Végül a kutatócsoport megvizsgálja az ES hatását a proteolitikus útvonalakra (kaszpáz, kalpain és ubiquitin-proteaszóma), valamint a csökkent fehérjeszintézis riboszomális RNS-markereire, amelyek a VIDD-ben szerepet játszanak.
Tanulmány típusa
Beiratkozás (Tényleges)
Fázis
- Nem alkalmazható
Kapcsolatok és helyek
Tanulmányi helyek
-
-
Florida
-
Gainesville, Florida, Egyesült Államok, 32610
- University of Florida
-
-
Részvételi kritériumok
Jogosultsági kritériumok
Tanulmányozható életkorok
Egészséges önkénteseket fogad
Leírás
Bevételi kritériumok:
- Azok a betegek, akik összetett, elektív, elhúzódó, általában 5-8 óráig vagy tovább tartó műtéteken esnek át, beleértve a tüdőtranszplantációt (pl. billentyűplasztika, koszorúér bypass és/vagy aortajavítás)
Kizárási kritériumok:
- a rekeszizom vagy a mellhártya korábbi műtéti története;
- a COPD diagnózisát a krónikus hörghuruttal és/vagy tüdőtágulattal konzisztens klinikai anamnézis, a dohányzás hosszú múltja, valamint az irreverzibilis légáramlási elzáródásnak megfelelő tüdőfunkciós tesztek alapján határozzák meg (FEV1 < 40% előrejelzés az Európai Légzőgyógyászati Társaság kritériumai szerint). nem vonatkozik transzplantált betegekre]
- krónikus szívelégtelenség diagnózisa (NYHA IV. osztály)
- egyéb tüdőbetegségek (cisztás fibrózis, bronchiectasia, tüdőrák stb.) klinikai diagnózisa [transzplantált betegekre nem vonatkozik]
- veseelégtelenség (szérum kreatinin > 1,6 mg/dl);
- súlyos májbetegség (bármely májfunkciós teszt a normál érték felső határának 1,5-szerese felett van);
- alultápláltság (testtömegindex < 20 kg/m2),
- krónikus, ellenőrizetlen vagy rosszul szabályozott anyagcsere-betegségek (pl. cukorbetegség, hypo- vagy hyperthyreosis)
- ortopédiai betegségek, paraneoplasztikus vagy myopathiás szindrómák gyanúja,
- ha a sebészek megítélése szerint a betegek klinikai állapota indokolja, a rekeszizom stimulációt leállítják, és nem vesznek biopsziát,
Tanulási terv
Hogyan készül a tanulmány?
Tervezési részletek
- Elsődleges cél: Megelőzés
- Kiosztás: Nem véletlenszerű
- Beavatkozó modell: Párhuzamos hozzárendelés
- Maszkolás: Nincs (Open Label)
Fegyverek és beavatkozások
Résztvevő csoport / kar |
Beavatkozás / kezelés |
|---|---|
|
Kísérleti: Stimuláció
A hemidiafragma elektromos stimulációja
|
Elektromos impulzusok
|
|
Nincs beavatkozás: Ellenőrzés
Nem stimulálja a félhártyát
|
Mit mér a tanulmány?
Elsődleges eredményintézkedések
Eredménymérő |
Intézkedés leírása |
Időkeret |
|---|---|---|
|
Mitokondriális légzés
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
Nagy felbontású respirometriát használnak a permeablilizált rekeszizomkötegek mitokondriális légzésének értékelésére.
A szubsztrát közeg hozzáadása az Oroboros O2K respirometriás műszerhez lehetővé teszi a szivárgó légzés és a független légzés pmol oxigén/sec/mg nedves tömegben kifejezett mennyiségi meghatározását.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Aconitase tevékenység
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A mitokondriális károsodás értékelése érdekében az aktonitáz aktivitást spektrofotometriásan mérjük.
Egység/mg fehérjeként lesz számszerűsítve.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Lipidperoxidáció
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A lipidperoxidációt a 4-hidroxi-2-nonenál-módosított fehérjék mérésével értékeljük.
Ez tetszőleges optikai sűrűségegységként lesz számszerűsítve.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Citrát-cintáz aktivitás
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
Az elektrontranszport lánc változásait a citrát-cintáz aktivitás mérésével értékeljük.
Ezt nmol/mg fehérje/perc értékben határozzuk meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Egymembrános szál, fajlagos erő
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
Az egyedi membránszálak fajlagos ereje az egységnyi területen keletkezett erőt jelenti.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Egymembrános szál, a feszültség újrafejlődési sebessége
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
Az egymembrános szál mechanikai erőtulajdonságait mérjük.
A feszültség-újrafejlődés mértéke s^(-1) számszerűsíthető.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Kalciumérzékenység (pCa50)
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A pCa50 érték a pCa logaritmikus skálája (Ca+2 érzékenység), amelynél fele-maximális erőgenerálást kaptunk.
A pCa-értéket -log10[Ca (nm)]-ként számítjuk ki; a pCa50 a -log10[Ca (nm)], amelynél fele-maximális erő keletkezik.
|
Akár nyolc óráig
|
|
A teljes titin és a miozin nehézlánc arányának különbsége
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
Megmértük a homogenizált rekeszizom rostmintákban a teljes titin fehérje és a miozin nehézlánc fehérje tartalmát, majd a teljes titin és a miozin nehézlánc tartalom arányaként számítottuk ki (egység nélküli érték).
A statisztikai megközelítést a priori a stimulált és a nem stimulált oldal arányának különbségeként választottuk.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Különbség a titinkötő fehérjetartalomban
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A titinkötő fehérjék tartalmát Western-blot segítségével határozzuk meg.
Ezt egy referenciafehérjére (GAPDH) normalizálják, és optikai intenzitásként (AU) jelenítik meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Különbség a Calpain 1 fehérjetartalomban
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A Calpain 1-et (mu-calpaint) Western Blot analízissel mérjük, és a teljes intenzitás százalékaként jelenítjük meg stimulált és nem stimulált félhártyákban.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Különbség a Calpain 2 fehérjetartalomban
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A Calpain 2-t automatizált, kapilláris alapú immunoassay-vel, Jess-rendszerrel mérjük, összfehérjére normalizáljuk, és a stimulált és nem stimulált félhártyákban a korrigált csúcs (AU) területeként jelenítjük meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Különbség a Calpain 3 fehérjetartalomban
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A calpain 3-at Western Blot analízissel mérjük, és a hasított kalpain 3-hoz viszonyítva (egység nélküli érték) a stimulált és nem stimulált hemidiafragmákban jelenítjük meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
A kaszpáz-3 fehérjetartalom különbsége
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A kaszpáz-3-at Western-blot analízissel mérjük, az egyes sávokban betöltött összes fehérjére normalizáljuk, és a stimulált és nem stimulált félhártya-izomrostokban a korrigált csúcs (AU) területeként jelenítjük meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Atrogin 1
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
Az Atrogin 1-et Jess protein immunoassay analízissel mérjük, összfehérjére normalizáljuk, és korrigált csúcsterületként (AU) jelenik meg a stimulált és nem stimulált félhártya-izomrostokban.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Különbség a Titin Exon összetételében
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A titin exonok összetételét valós idejű polimeráz láncreakcióval (qPCR) értékelik és számszerűsítik.
Az N2A és tT2 a teljes titin százalékában kerül kiszámításra.
|
Akár nyolc óráig
|
Egyéb eredményintézkedések
Eredménymérő |
Intézkedés leírása |
Időkeret |
|---|---|---|
|
Kaszpáz-9
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A kaszpáz-9-et Western Blot analízissel mérjük, és az expresszió százalékos különbségeként jelenítjük meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
MurF1
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A MurF1-et Western Blot analízissel mérjük, és az expresszió százalékos különbségeként jelenítjük meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Foxo-3
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A Foxo-3-at Western Blot analízissel mérjük, és az expresszió százalékos különbségeként jelenítjük meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
28SrRNS
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A 28SrRNS-t Western Blot analízissel mérjük, és az expresszió százalékos különbségeként jelenítjük meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
18SrRNS
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A 18SrRNS-t Western Blot analízissel mérjük, és az expresszió százalékos különbségeként jelenítjük meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Mitokondriális reaktív oxigénfajok előállítása
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A mitokondriális reaktív oxigénfajták (ROS) termelését in situ módszerrel értékelik a hidrogén-peroxid termelésének mérésére a permeabilizált rekeszizom vázizomrost-kötegeiben.
A mennyiséget pmol/perc/mg száraz tömegben határozzuk meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Citokróm c-oxidáz (COX) aktivitás
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
Az elektrontranszport lánc változásait a citokróm c oxidáz (COX) aktivitás mérésével értékelik.
Egység/mcg fehérjeként lesz számszerűsítve.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Nukleáris DNS mutációs gyakorisága
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
Hosszú amplikon kvantitatív PCR-t használnak a nukleáris DNS-mutációk gyakoriságának mérésére.
Ez a léziók száma/10 kilobázis lesz számszerűsítve.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Titin méret
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A titin integritását felmérik.
A relatív titin méretet nm-ben határozzuk meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
20S Proteasome
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A 20S proteaszómát Western Blot analízissel mérjük, és az expresszió százalékos különbségeként jelenítjük meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
26S proteaszóma
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A 26S proteaszómát Western Blot analízissel mérjük, és az expresszió százalékos különbségeként jelenítjük meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
45S pre-rRNS
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
A 45S pre-rRNS-t Western Blot analízissel mérjük, és az expresszió százalékos különbségeként jelenítjük meg.
|
Akár nyolc óráig
|
|
Mitokondriális DNS-mutációs frekvencia
Időkeret: Akár nyolc óráig
|
Hosszú amplikon kvantitatív PCR-t használnak a mitokondriális DNS-mutációk gyakoriságának mérésére.
Ez a léziók száma/10 kilobázis lesz számszerűsítve.
|
Akár nyolc óráig
|
Együttműködők és nyomozók
Szponzor
Együttműködők
Nyomozók
- Kutatásvezető: Anatole D Martin, PhD, University of Florida
- Kutatásvezető: Thomas M Beaver, MD, University of Florida
- Kutatásvezető: Barbara Smith, PhD, PT, University of Florida
Tanulmányi rekorddátumok
Tanulmány főbb dátumok
Tanulmány kezdete (Tényleges)
Elsődleges befejezés (Tényleges)
A tanulmány befejezése (Tényleges)
Tanulmányi regisztráció dátumai
Először benyújtva
Először nyújtották be, amely megfelel a minőségbiztosítási kritériumoknak
Első közzététel (Tényleges)
Tanulmányi rekordok frissítései
Utolsó frissítés közzétéve (Tényleges)
Az utolsó frissítés elküldve, amely megfelel a minőségbiztosítási kritériumoknak
Utolsó ellenőrzés
Több információ
A tanulmányhoz kapcsolódó kifejezések
Kulcsszavak
Egyéb vizsgálati azonosító számok
- IRB201602186-N
- R01AR072328 (Az Egyesült Államok NIH támogatása/szerződése)
Gyógyszer- és eszközinformációk, tanulmányi dokumentumok
Egy amerikai FDA által szabályozott gyógyszerkészítményt tanulmányoz
Egy amerikai FDA által szabályozott eszközterméket tanulmányoz
Ezt az információt közvetlenül a clinicaltrials.gov webhelyről szereztük be, változtatás nélkül. Ha bármilyen kérése van vizsgálati adatainak módosítására, eltávolítására vagy frissítésére, kérjük, írjon a következő címre: register@clinicaltrials.gov. Amint a változás bevezetésre kerül a clinicaltrials.gov oldalon, ez a webhelyünkön is automatikusan frissül. .