그 외 건강한 환자에서 경미한 정형외과 수술 시 대사 및 생리학적 변화
우리가 숨쉬는 공기에는 21%의 산소가 포함되어 있습니다. 산소는 세포가 에너지를 생산하는 능력에 필수적이며 산소 없이는 생존할 수 없습니다. 산소는 일반적으로 두 개의 원자 O2로 구성된 분자로 존재합니다. 그것은 두 개의 짝을 이루지 않은 전자를 가지고 있으므로 불안정하고 안정되기 위해 전자를 기꺼이 받아들입니다. ATP가 형성되는 동안 전자 수송은 미토콘드리아의 내막을 통해 발생합니다. 산소는 이것들을 받아들일 수 있고 따라서 물로 환원됩니다. 일반적으로 약 4%는 완전히 환원되지 않고 대신 슈퍼옥사이드를 생성합니다. Superoxide는 SOD(superoxide dismutase)에 의해 과산화수소로 변환된 다음 catalase와 glutathione peroxidase에 의해 산소와 물로 변환됩니다. 과산화수소가 Fenton 반응에 의해 수산기 라디칼로 전환되는 것도 가능합니다. 이러한 모든 라디칼은 반응성 산소 종(ROS)이라고 하며 반응성이 매우 높으며 단백질, DNA 및 지질과 같은 세포 구성 요소에 손상을 유발할 수 있습니다. 정상적인 조건에서 SOD, 카탈라아제 및 글루타티온 퍼옥시다아제는 항산화 화합물로 작용하여 산화 스트레스와 손상을 방지합니다. 그러나 과산소 상태에서는 이러한 방어가 압도되어 과도한 ROS가 형성되어 산화 손상이 발생할 수 있습니다.
전신 마취 동안 생명을 위협하는 저산소혈증을 피하기 위해 보충 산소를 사용하는 것은 수년 동안 일반적인 관행이었으며 0.3에서 1.0 범위의 고정된 흡기 산소 비율(FiO2)이 자주 사용됩니다. 이로 인해 폐의 산소 수치가 정상을 넘어섰고 대부분의 환자는 혈액 내 동맥 산소 분압도 정상을 넘어섰습니다.
이 연구는 표준 호흡 설정을 사용하여 최소 45분 동안 FiO2 0.50으로 환기로 인한 대사 및 생리적 변화를 설명하기 위해 일반 마취 중에 경미한 정형외과 수술을 받는 건강한 보행 환자를 검사할 것입니다. 날숨 응축물(EBC)과 동맥혈은 수술 전후에 수집됩니다. 두 개의 EBC와 두 개의 혈액 샘플은 모든 환자가 포함된 후 분석을 위해 -80°C에 보관됩니다. 대사 변화는 NMR 기술 및 기준선 값을 산소 노출 후 얻은 값과 비교하는 다변량 통계 분석으로 측정됩니다.
마취 및 FiO2에 의해 유도된 소기도의 허탈은 수술 전 기준선 측정과 비교하여 수술 후 기도 오실로메트리로 저항 및 리액턴스를 측정하여 평가합니다.
연구 개요
상세 설명
전신 마취 중 산소 보충 전신 마취 중에 생명을 위협하는 저산소혈증을 피하기 위해 산소 보충을 사용하는 것은 수년 동안 일반적인 관행이었습니다. 이로 인해 폐의 산소 수치가 정상을 넘어서고(고산소증) 대부분의 환자는 또한 혈액 내 동맥 산소 분압(PaO2)의 정상 수치를 초과합니다(고산소혈증). 동일한 의인성 고산소증은 중환자실의 기계 환기 환자에서도 일반적입니다. 보충 산소는 약이며 모든 약과 마찬가지로 과도하게 투여해서는 안된다는 사실을 잊은 것 같습니다.
전신 마취 동안 0.3에서 1.0 범위의 고정된 흡기 산소 비율이 종종 사용됩니다. 말초 산소 포화도를 지속적으로 측정하여 환자를 모니터링하고 이것이 낮거나 동맥 가스가 PaO2가 낮으면 FiO2가 더 증가합니다. 그러나 접두사 FiO2 이상의 감소는 산소 포화도가 100%이거나 동맥 가스가 높은 PaO2를 나타내더라도 거의 수행되지 않습니다.
점점 더 많은 증거가 높은 산소 보충으로서의 고산소증의 자유로운 사용의 안전성에 의문을 제기하고 ROS의 형성은 세포 기능 장애로 이어질 수 있으며 따라서 수술 후 폐 기능 장애에 기여할 수 있습니다.
0.21의 대기 함량을 초과하는 산소 FiO2의 부작용은 특히 0.60을 초과하는 FiO2의 경우 폐 조직에 직접적인 독성 영향을 미칠 수 있습니다. 1970년대 연구에 따르면 FiO2 1.0을 4시간 이상 호흡하면 기관지염 및 흉막염과 같은 가벼운 증상이 나타납니다. 이것은 흉골 뒤, 기도 또는 폐에 가벼운 자극입니다. 이 불편함은 깊은 흡기에 의해 악화되며 기침을 유발할 수 있습니다. 그들은 또한 0.95-1.0의 높은 FiO2 며칠 동안 투여하면 폐부종과 결국 폐 섬유증이 발생합니다. 높은 FiO2는 또한 재흡수 무기폐로 인해 폐 단락으로 이어지는 폐 영역의 허탈을 유발하고 폐 혈관 확장을 유발하지만 그렇지 않으면 다른 모든 혈관 침대(자궁 제외)에서 혈관 수축을 유발하여 심박출량과 말단 장기 관류를 감소시킵니다.
직접적인 세포 손상과 혈관 수축의 정확한 메커니즘은 알려져 있지 않지만 ROS5 생산 증가로 인한 것으로 여겨집니다.
중환자의 임상 환경에서 고산소증 및 고산소혈증은 특히 뇌졸중, 외상성 뇌손상 환자 및 심정지에서 소생된 환자의 하위 그룹에서 사망률 증가와 관련이 있으며 뇌경색 및 심근경색 후 경색 크기 및 사망률 증가로 나타났습니다. . 높은 FiO2를 사용한 수술 전후 치료는 사망률 증가 및 주요 호흡기 합병증과도 관련이 있습니다.
Metabonomics 최근에 고산소 상태에서 ROS의 형성에 많은 관심이 있었습니다. 유도 산화 스트레스 외에도 ROS는 세포 변화를 일으키는 여러 가지 신호 전달 경로에 영향을 미칩니다. 이러한 변화는 메타보노믹스를 사용하여 감지할 수 있습니다.
Metabonomics는 핵 자기 공명(NMR) 또는 질량 분석법(MS)을 사용하여 주어진 샘플에 존재하는 모든 작은 분자 또는 대사 산물을 분석하는 것입니다. Metabonomics는 주어진 샘플에서 모든 대사 산물의 "스냅샷"을 제공하므로 주어진 노출에 대한 대사 프로필의 지속적인 변화를 분석하여 여러 가지 새로운 바이오마커를 찾을 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
오실로메트리 마취 및 높은 FiO2는 작은 기도의 허탈로 이어집니다. 새로운 기도 오실로메트리 시스템(TremoFlo C-100)을 사용하면 소기도의 변화를 간단하고 비침습적으로 측정할 수 있습니다. 시스템은 정상적인 호흡 중에 저항과 리액턴스를 비침습적으로 측정합니다.
실험 우리는 표준 설정에 따라 45분 동안 FiO2 0.50으로 환기로 인한 대사 및 생리적 변화를 설명하기 위해 일반 마취 중에 경미한 정형외과 수술을 받는 건강한 보행 환자를 검사할 것입니다. Exhaled breath condensate (EBC) 및 동맥혈은 수술 전에 수집되고 FiO2 0.50으로 45분 동안 기계 환기를 한 후 수술 중에 반복됩니다. 두 개의 EBC와 두 개의 혈액 샘플은 모든 환자가 포함된 후 분석을 위해 -80°C에 보관됩니다. 대사 변화는 NMR 기술 및 기준선 값을 산소 노출 45분 후에 얻은 값과 비교하는 다변량 통계 분석으로 측정됩니다. 모든 표본은 NMR 분석 후 파괴됩니다. 마취 및 FiO2에 의해 유도된 소기도의 허탈은 수술 전 기준선 측정과 비교하여 수술 후 저항 및 리액턴스를 측정하여 평가합니다.
연구 유형
등록 (실제)
연락처 및 위치
연구 장소
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Aalborg, 덴마크, 9000
- Departmen of Anaesthesia and Intensive Care Medicine, Aalborg University Hospital
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
연구 대상 성별
샘플링 방법
연구 인구
설명
포함 기준:
- 만 18세 이상
- 그 외 건강(큰 질병이 없고 정기적으로 약을 복용하지 않음)
- 비흡연자(시험일 이전 2년 이상 흡연 또는 금연한 적이 없음)
- 정보에 입각한 동의를 했습니다.
제외 기준:
- 지난 3개월 동안 의사의 진찰을 받은 모든 호흡기 감염(참가자가 의사의 진찰을 받거나 감염에 대한 약물을 복용하게 된 시험 전 3개월 동안 폐 또는 기도의 모든 감염)
- 지난 24시간 동안의 모든 알코올 섭취(시험 시작까지 지난 24시간 동안의 알코올 섭취)
- 임신
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
코호트 및 개입
그룹/코호트 |
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정형외과 수술을 위한 건강한 환자
우리 부서의 표준 설정에 따라 최소 45분 동안 FiO2 0.50으로 표준 전신 마취 및 환기.
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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날숨 응축물과 동맥혈의 대사 산물
기간: 경미한 수술(약 45-120분)
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핵 자기 공명 분광법(NMR)으로 측정한 대사체, 설명 연구 따라서 대사체의 모든 변화를 시각화합니다.
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경미한 수술(약 45-120분)
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2차 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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경미한 기도 저항
기간: 경미한 수술(약 45-120분)
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오실로메트리로 측정
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경미한 수술(약 45-120분)
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기도 반응
기간: 경미한 수술(약 45-120분)
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오실로메트리로 측정
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경미한 수술(약 45-120분)
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평균 동맥 혈압
기간: 경미한 수술(약 45-120분)
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침습적으로 측정
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경미한 수술(약 45-120분)
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심박수
기간: 경미한 수술(약 45-120분)
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전신 마취에서 깨어난 후 30분에 측정한 심박수의 변화를 기준선(수술 전 30분)과 비교
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경미한 수술(약 45-120분)
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산소포화도
기간: 경미한 수술(약 45-120분)
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전신 마취에서 깨어난 후 30분에 측정한 산소 포화도의 변화를 기준선(수술 전 30분)과 비교
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경미한 수술(약 45-120분)
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동맥 산소 분압
기간: 경미한 수술(약 45-120분)
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Blodgas 분석기로 측정 (Radiometer, 덴마크)
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경미한 수술(약 45-120분)
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공동 작업자 및 조사자
수사관
- 수석 연구원: Bodil S Rasmussen, Professor, Department of Anaesthesia and Intensive Care Medicine, Aalborg University Hospital
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (실제)
연구 완료 (실제)
연구 등록 날짜
최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
처음 게시됨 (실제)
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
마지막으로 확인됨
추가 정보
이 연구와 관련된 용어
기타 연구 ID 번호
- AAUH-ANAESTH-03
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약물 및 장치 정보, 연구 문서
미국 FDA 규제 의약품 연구
미국 FDA 규제 기기 제품 연구
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