Gerichte oefeninterventie om morbiditeit en mortaliteit bij sepsis te verminderen (TERMS)

Deelnemers voeren binnen 48 uur na het begin van ernstige sepsis een passieve inspanningstest uit. Patiënten zullen dan 30-60 minuten liggende passieve fietsergometrie-oefening 5 dagen per week uitvoeren. Details over de frequentie en duur van elke trainingssessie worden geregistreerd, samen met metingen van hartslag, hemoglobinezuurstofverzadiging en bloeddruk.

De inspanningstests zullen bestaan ​​uit baseline, 30 minuten liggende passieve beenfiets-ergometrie en een daaropvolgende herstelperiode van 60 minuten. Arteriële en veneuze bloedmonsters verkregen tijdens de drie protocolfasen zullen worden geanalyseerd op metabole factoren (bloedgassen, zuurstofgehalte, pH, lactaat, glucose). Op dag 0, 1 en 7 wordt onmiddellijk een extra bloedbuisje op ijs overgebracht naar het Translational Research Center Biohazard Level 2 Laboratory voor verwerking en aliquotering volgens een standaardwerkwijze. Plasma wordt bewaard bij -80C en onmiddellijk ontdooid voor gebruik in biochemische analyses of in vitro experimenten.

De analyse omvat de niveaus van ontstekingsmediatoren, de permeabiliteit van bloedvaten in de beenspieren en de doorbloeding van de beenspieren, zoals hieronder beschreven. Bijkomende metingen van de centrale en perifere hemodynamica omvatten op echografie gebaseerde metingen van het slagvolume van het hart, de doorbloeding van de halsslagader en de compliantie van de halsslagader. Continue analoge metingen van het elektrocardiogram, centrale veneuze druk, bloeddruk, end tidal kooldioxide en elektromyografie (quadriceps) zullen tijdens de oefening worden gecontroleerd en online worden opgeslagen voor latere analyse van hart- en ademhalingsfrequentievariabiliteit, bloeddrukvariabiliteit en baroreflexgevoeligheid. We registreren ook de duur van het verblijf op de IC, de sterfte in het ziekenhuis en de kosten voor gezondheidszorg in het ziekenhuis. De duur van de IC en het ziekenhuisverblijf worden gebruikt als surrogaten voor de ziekenhuiskosten. De fysiotherapietijd wordt ook geregistreerd voor elke patiënt (tijd van de interventie en totale tijd bij elke geregistreerde patiënt). De energiebehoefte wordt beoordeeld door middel van metabole metingen; stikstofbalans en serumprealbumine zullen worden gemeten om de voedingsstatus te controleren.

De mechanistische basis van de waargenomen hemodynamiek tijdens en na passieve beentraining zal worden onderzocht met behulp van een uitgebreid translationeel model dat 1) veneuze bloedanalyse, 2) in vitro celkweekmodellen van menselijke oorsprong en 3) in vivo skeletspiermetingen van capillaire Bloedstroom. Dit panel wordt geëvalueerd op dag 0, 7 en 28.

1. Veneuze bloedanalyse: Ontstekingsprofielen van patiënten zullen worden bepaald door opgeslagen plasmamonsters te testen op inflammatoire biomarkers en ontstekingsopwekkende acties. We zullen een eerder opgestelde lijst van 20+ inflammatoire biomarkers meten die verhoogd zijn bij sepsis, waaronder cytokines, chemokines, matrixmetalloproteïnasen, collageenafbraakproducten, neurotrofines en stresshormonen (cortisol). De aangeboren immuunrespons zal ook worden geëvalueerd. HIF1alpha, een subeenheid van de transcriptiefactor HIF1, is een belangrijke regulator van de aangeboren immuunrespons op ontstekingen. Oefening resulteert in meer vrij DNA in het plasma, wat leidt tot geïnduceerde HIF1alpha-expressie. HIF1alpha is dus een potentiële kandidaat om genexpressieveranderingen te orkestreren die aanpassingen van de aangeboren immuunrespons na inspanning initiëren. HIF-1alpha, stroomafwaartse doelwitgenen en plasma-vrije DNA-niveaus in bloedmonsters zullen worden gemeten om de effecten van lichaamsbeweging op de aangeboren immuunrespons tijdens sepsis te bepalen.
2. In vitro celkweek: Menselijk plasma zal worden aangebracht op van mensen afkomstige endotheelcellen die verschillende vaatbedden vertegenwoordigen (bv. cerebrale en dermale microvasculatuur, en grote bloedvaten zoals aorta en aders) om ontstekingspotentieel te beoordelen: meetbare doelen zijn onder meer reactieve zuurstofspecies, stikstofmonoxide, NF-kB, MAP-kinases, leukocytadhesie-assays en permeabiliteit. Plasma zal ook worden toegepast op erytrocyten om door ontsteking veroorzaakte veranderingen in de morfologie te bepalen, een test die van cruciaal belang is voor het begrijpen van het zuurstoftransportvermogen.
3. In vivo capillaire bloedstroom: Het optreden van spierhyperfusie en verhoogde vasculaire permeabiliteit zal worden beoordeeld met behulp van een in eigen beheer ontwikkelde methode voor nabij-infraroodspectroscopie (NIRS) die de opname van een lichtabsorberende kleurstof in de spier bewaakt. De kleurstof, indocyaninegroen (ICG), wordt al meer dan 30 jaar klinisch gebruikt en heeft een hoog veiligheidsrecord. Spierperfusie en vasculaire permeabiliteit worden bepaald met behulp van een wiskundig model om de dynamiek van de ICG-distributie in spieren na een intraveneuze injectie te karakteriseren. Deze benadering is analoog aan contrastversterkte beeldvormingsmethoden (CT en MRI), maar met het voordeel dat de draagbaarheid van NIRS metingen aan het bed mogelijk maakt.