Intervenção com exercícios direcionados para reduzir a morbidade e a mortalidade na sepse (TERMS)

Os participantes realizarão um teste de exercício passivo inicial dentro de 48 horas após o início da sepse grave. Os pacientes então realizarão 30-60 min de exercício de cicloergometria passiva supina 5 dias/semana. Detalhes de frequência e duração de cada sessão de treinamento serão registrados juntamente com medidas de frequência cardíaca, saturação de oxigênio da hemoglobina e pressão arterial.

Os testes de exercício consistirão de linha de base, 30 minutos de ergometria em cicloergometria de perna supina passiva e um período de recuperação subsequente de 60 minutos. Amostras de sangue arterial e venoso obtidas durante as três fases do protocolo serão analisadas quanto a fatores metabólicos (gases sanguíneos, teor de oxigênio, pH, lactato, glicose). Nos dias 0, 1 e 7, um tubo de sangue adicional é imediatamente transferido em gelo para o Translational Research Center Biohazard Level 2 Laboratory para processamento e alíquota usando um procedimento operacional padrão. O plasma será armazenado a -80C e descongelado imediatamente antes do uso em análises bioquímicas ou experimentos in vitro.

A análise incluirá níveis de mediadores inflamatórios, permeabilidade dos vasos sanguíneos no músculo da perna e perfusão do músculo da perna conforme descrito abaixo. Medidas adicionais da hemodinâmica central e periférica incluirão medidas baseadas em ultrassom do volume sistólico cardíaco, fluxo sanguíneo carotídeo e complacência da artéria carótida. Medidas analógicas contínuas de eletrocardiograma, pressão venosa central, pressão arterial, dióxido de carbono expirado e eletromiografia (quadríceps) serão monitoradas durante o exercício e armazenadas online para posterior análise da variabilidade da frequência cardíaca e respiratória, variabilidade da pressão arterial e sensibilidade do barorreflexo. Também registraremos o tempo de internação na UTI, a mortalidade intra-hospitalar e os custos hospitalares de saúde. O tempo de internação na UTI e no hospital serão usados ​​como substitutos dos custos hospitalares. O tempo de fisioterapia também será registrado para cada paciente (tempo na intervenção e tempo total com cada paciente inscrito). As necessidades energéticas serão avaliadas por medições metabólicas; balanço de nitrogênio e pré-albumina sérica serão medidos para monitorar o estado nutricional.

A base mecanística da hemodinâmica observada durante e após o exercício passivo da perna será explorada usando um modelo translacional abrangente que incorpora 1) análise de sangue venoso, 2) modelos de cultura de células derivadas de seres humanos in vitro e 3) medidas in vivo do músculo esquelético de células capilares fluxo sanguíneo. Este painel será avaliado nos dias 0, 7 e 28.

1. Análise de Sangue Venoso: Os perfis inflamatórios dos pacientes serão determinados analisando amostras de plasma armazenadas para biomarcadores inflamatórios e ações indutoras de inflamação. Mediremos uma lista previamente estabelecida de mais de 20 biomarcadores inflamatórios elevados na sepse, incluindo citocinas, quimiocinas, metaloproteinases de matriz, produtos de degradação do colágeno, neurotrofinas e hormônios do estresse (cortisol). A resposta imune inata também será avaliada. HIF1alpha, uma subunidade do fator de transcrição HIF1, é um regulador chave da resposta imune inata à inflamação. O exercício resulta em aumento do DNA livre no plasma, o que leva à expressão induzida de HIF1alfa. Assim, o HIF1alpha é um candidato potencial para orquestrar alterações na expressão gênica que iniciam adaptações da resposta imune inata após o exercício. HIF-1alfa, genes-alvo a jusante e níveis de DNA livre no plasma em amostras de sangue serão medidos para determinar os efeitos do exercício na resposta imune inata durante a sepse.
2. Cultura de células in vitro: O plasma humano será aplicado a células endoteliais derivadas de humanos representando vários leitos vasculares (por exemplo, microvasculatura cerebral e dérmica e grandes vasos sanguíneos, como aorta e veias) para avaliar o potencial inflamatório: alvos mensuráveis ​​incluem espécies reativas de oxigênio, óxido nítrico, NF-kB, MAP quinases, ensaios de adesão de leucócitos e permeabilidade. O plasma também será aplicado aos eritrócitos para determinar alterações inflamatórias induzidas na morfologia, um ensaio crítico para entender a capacidade de transporte de oxigênio.
3. Fluxo sanguíneo capilar in vivo: A ocorrência de hipoperfusão muscular e aumento da permeabilidade vascular será avaliada usando um método de espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) desenvolvido internamente que monitora a absorção de um corante de absorção de luz no músculo. O corante indocianina verde (ICG) tem sido usado clinicamente por mais de 30 anos e tem um alto histórico de segurança. A perfusão muscular e a permeabilidade vascular são determinadas usando um modelo matemático para caracterizar a dinâmica da distribuição de ICG no músculo após uma injeção intravenosa. Essa abordagem é análoga aos métodos de imagem com contraste (TC e RM), mas com a vantagem de que a portabilidade do NIRS permite medições à beira do leito.