Effetto della stimolazione del diaframma durante l'intervento chirurgico

Sebbene la ventilazione meccanica (MV) sostenga la vita, ha un costo. La MV riduce drasticamente la contrattilità del diaframma, induce la disfunzione del diaframma indotta dal ventilatore (VIDD) e talvolta porta al fallimento dello svezzamento. Il VIDD include una ridotta respirazione mitocondriale e un aumento dello stress ossidativo, danni alle fibre muscolari e una diminuzione della produzione di forza del diaframma.

Nei modelli animali, la contrazione intermittente del diaframma durante il supporto MV attenua il VIDD. Tuttavia, ci sono solo dati limitati che affrontano questo problema negli esseri umani. Qui, il team di studio propone di testare direttamente l'ipotesi che la stimolazione elettrica intermittente (ES) dell'emidiaframma umano durante interventi cardiaci prolungati con supporto MV prevenga/attenui la VIDD nell'emidiaframma attivo. La funzione mitocondriale è fondamentale per il metabolismo energetico e la funzione del muscolo scheletrico in un muscolo cronicamente attivo, come il diaframma. Sebbene si ritenga che la funzione mitocondriale anormale possa precipitare la VIDD nei modelli animali, sono disponibili dati limitati sui contributi mitocondriali alla VIDD negli esseri umani. Di importanza ancora maggiore, non ci sono interventi disponibili per attenuare questi difetti negli esseri umani. Qui, il team di studio testerà l'impatto di un trattamento sperimentale innovativo, la stimolazione elettrica intermittente (ES) dell'emidiaframma durante interventi chirurgici prolungati con MV, sulla funzione mitocondriale, le proprietà contrattili delle singole fibre e le vie muscolari cataboliche nel diaframma umano. Utilizzando un disegno sperimentale all'interno dei soggetti, i campioni muscolari di un emidiaframma stimolato saranno confrontati con campioni dell'emidiaframma non stimolato. Il team di studio esaminerà la disfunzione mitocondriale e lo stress ossidativo durante CTS/MV prolungati e il potenziale dell'ES di attenuare o prevenire il VIDD. Successivamente, il team di studio esaminerà gli effetti dell'ES sulle proprietà contrattili della singola fibra e sull'integrità della titina. Infine, il team di studio studierà l'effetto dell'ES sulle vie proteolitiche (caspasi, calpaina e ubiquitina-proteasoma) e sui marcatori dell'RNA ribosomiale della ridotta sintesi proteica implicati nel VIDD.