Эффект стимуляции диафрагмы во время операции
Влияние прерывистой стимуляции гемидиафрагмы во время операции на функцию митохондрий, силу сокращения отдельных волокон и катаболические пути у человека
Во время крупных хирургических вмешательств используется общая анестезия, чтобы пациент потерял сознание. Общая анестезия гарантирует, что пациент не осознает боли, вызванной операцией. Общая анестезия также не позволяет пациенту двигаться, чтобы предотвратить любую потенциальную хирургическую ошибку. При этом общая анестезия лишает пациента возможности дышать. Чтобы помочь пациенту дышать, в дыхательные пути пациента помещают дыхательную трубку и подключают к аппарату искусственной вентиляции легких. Аппарат искусственной вентиляции легких — это насос для искусственного дыхания, который подает газ в дыхательные пути пациента.
Цель этого исследования — определить, могут ли короткие периоды стимуляции диафрагмы предотвратить проблемы с диафрагмой, вызванные использованием механических вентиляторов и хирургическим вмешательством. Для ответа на этот вопрос будут изучены изменения в генах, отвечающих за поддержание функции диафрагмы. Ген — это код, присутствующий в каждой клетке вашего тела и контролирующий поведение этой клетки. Кроме того, будут изучены изменения сократительных свойств мышечных волокон. Результаты этого исследования могут помочь в разработке новых методов лечения для предотвращения слабости диафрагмы в результате использования искусственной вентиляции легких.
Обзор исследования
Статус
Вмешательство/лечение
Подробное описание
Хотя механическая вентиляция (ИВЛ) поддерживает жизнь, она требует затрат. МВ резко снижает сократительную способность диафрагмы, вызывает вентилятор-индуцированную дисфункцию диафрагмы (VIDD) и иногда приводит к неудаче при отлучении от груди. VIDD включает снижение митохондриального дыхания и повышенный окислительный стресс, повреждение мышечных волокон и снижение выработки силы диафрагмой.
В моделях на животных прерывистое сокращение диафрагмы во время поддержки МК ослабляет VIDD. Однако имеются лишь ограниченные данные, касающиеся решения этой проблемы у людей. Здесь исследовательская группа предлагает напрямую проверить гипотезу о том, что прерывистая электрическая стимуляция (ES) гемидиафрагмы человека во время длительных операций на сердце с поддержкой MV предотвращает/ослабляет VIDD в активной гемидиафрагме. Митохондриальная функция играет центральную роль в энергетическом обмене и функции скелетных мышц в хронически активных мышцах, таких как диафрагма. Хотя считается, что аномальная функция митохондрий ускоряет VIDD на животных моделях, имеются ограниченные данные о вкладе митохондрий в VIDD у людей. Что еще более важно, не существует никаких вмешательств, позволяющих смягчить эти дефекты у людей. Здесь исследовательская группа проверит влияние инновационного экспериментального лечения, прерывистой электрической стимуляции (ES) полудиафрагмы во время длительных операций с MV, на функцию митохондрий, сократительные свойства отдельных волокон и катаболические пути мышц в диафрагме человека. Используя план эксперимента внутри субъектов, образцы мышц из стимулированной гемидиафрагмы будут сравниваться с образцами из нестимулированной гемидиафрагмы. Исследовательская группа будет изучать митохондриальную дисфункцию и окислительный стресс во время длительного CTS/MV, а также потенциал ES для ослабления или предотвращения VIDD. Затем исследовательская группа изучит влияние ЭС на сократительные свойства отдельных волокон и целостность тайтина. Наконец, исследовательская группа изучит влияние ЭС на протеолитические пути (каспаза, кальпаин и убиквитин-протеасома) и маркеры рибосомной РНК снижения синтеза белка, связанного с VIDD.
Тип исследования
Регистрация (Действительный)
Фаза
- Непригодный
Контакты и местонахождение
Места учебы
-
-
Florida
-
Gainesville, Florida, Соединенные Штаты, 32610
- University of Florida
-
-
Критерии участия
Критерии приемлемости
Возраст, подходящий для обучения
Принимает здоровых добровольцев
Описание
Критерии включения:
- Пациенты, перенесшие сложные плановые длительные операции, обычно длящиеся 5-8 часов и более, включая трансплантацию легких (например, клапанопластика, коронарное шунтирование и/или восстановление аорты)
Критерий исключения:
- история предшествующих операций на диафрагме или плевре;
- Диагноз ХОБЛ будет установлен на основании клинического анамнеза, соответствующего хроническому бронхиту и/или эмфиземе, длительном курении сигарет в анамнезе и тестах функции легких, согласующихся с необратимой обструкцией дыхательных путей (ОФВ1 < 40% от должного, в соответствии с критериями Европейского респираторного общества). не будет применяться к пациентам после трансплантации]
- диагноз хронической сердечной недостаточности (класс IV по NYHA)
- клинический диагноз других заболеваний легких (кистозный фиброз, бронхоэктазы, рак легких и т. д.) [не относится к пациентам после трансплантации]
- почечная недостаточность (креатинин сыворотки > 1,6 мг/дл);
- тяжелое заболевание печени (любые печеночные пробы, превышающие верхний предел нормы более чем в 1,5 раза);
- недоедание (индекс массы тела < 20 кг/м2),
- хронические неконтролируемые или плохо контролируемые метаболические заболевания (например, диабет, гипо- или гипертиреоз)
- ортопедические заболевания, подозрение на паранеопластический или миопатический синдромы,
- если, по мнению хирургов, клиническое состояние пациента позволяет, стимуляция диафрагмы будет прекращена и биопсия не будет проводиться,
Учебный план
Как устроено исследование?
Детали дизайна
- Основная цель: Профилактика
- Распределение: Нерандомизированный
- Интервенционная модель: Параллельное назначение
- Маскировка: Нет (открытая этикетка)
Оружие и интервенции
Группа участников / Армия |
Вмешательство/лечение |
|---|---|
|
Экспериментальный: Стимуляция
Электростимуляция полудиафрагмы
|
Электрические импульсы
|
|
Без вмешательства: Контроль
Отсутствие стимуляции гемидиафрагмы
|
Что измеряет исследование?
Первичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Митохондриальное дыхание
Временное ограничение: До восьми часов
|
Респирометрия высокого разрешения будет использоваться для оценки митохондриального дыхания пермеаблилизированных пучков диафрагмы.
Добавление среды-субстрата к респирометрическому прибору Oroboros O2K позволяет количественно оценить утечку дыхания и пик несвязанного дыхания, выраженный в пмоль кислорода/сек/мг сырой массы.
|
До восьми часов
|
|
Аконитазная активность
Временное ограничение: До восьми часов
|
Чтобы оценить повреждение митохондрий, активность актонитазы будет измеряться спектрофотометрически.
Он будет измеряться в единицах/мг белка.
|
До восьми часов
|
|
Перекисное окисление липидов
Временное ограничение: До восьми часов
|
Перекисное окисление липидов будет оцениваться путем измерения белков, модифицированных 4-гидрокси-2-ноненалем.
Она будет выражаться количественно в произвольных единицах оптической плотности.
|
До восьми часов
|
|
Цитрат-синтазная активность
Временное ограничение: До восьми часов
|
Изменения в цепи переноса электронов будут оцениваться путем измерения активности цитратсинтазы.
Это будет количественно выражаться в нмоль/мг белка/мин.
|
До восьми часов
|
|
Волокно с одинарной диафрагмой, удельная сила
Временное ограничение: До восьми часов
|
Удельная сила отдельных волокон диафрагмы представляет собой силу, создаваемую на единицу площади.
|
До восьми часов
|
|
Однодиафрагменное волокно, скорость восстановления натяжения
Временное ограничение: До восьми часов
|
Будут измерены механические силовые свойства одиночного диафрагменного волокна.
Скорость восстановления напряжения выражается количественно как s^(-1).
|
До восьми часов
|
|
Чувствительность к кальцию (pCa50)
Временное ограничение: До восьми часов
|
Значение pCa50 представляет собой логарифмическую шкалу pCa (чувствительность Ca+2), при которой была получена полумаксимальная сила.
Значение pCa рассчитывают как -log10[Ca (нм)]; pCa50 представляет собой -log10[Ca (нм)], при котором создается полумаксимальная сила.
|
До восьми часов
|
|
Разница в соотношении общего тайтина и тяжелых цепей миозина
Временное ограничение: До восьми часов
|
Количества общего белка тайтина и белка тяжелой цепи миозина в гомогенизированных образцах диафрагмальных волокон измеряли, а затем рассчитывали как отношение общего содержания тайтина к содержанию тяжелых цепей миозина (безразмерное значение).
Статистический подход был выбран априори как разница соотношения стимулированной и нестимулированной сторон.
|
До восьми часов
|
|
Разница в содержании титинсвязывающего белка
Временное ограничение: До восьми часов
|
Содержание тайтинсвязывающих белков будет количественно определять с помощью вестерн-блоттинга.
Он будет нормализован по эталонному белку (GAPDH) и представлен как оптическая интенсивность (AU).
|
До восьми часов
|
|
Разница в содержании белка кальпаина 1
Временное ограничение: До восьми часов
|
Кальпаин 1 (мю-кальпаин) будет измеряться с помощью вестерн-блот-анализа и будет представлен в процентах от общей интенсивности в стимулированных и нестимулированных полудиафрагмах.
|
До восьми часов
|
|
Разница в содержании белка Кальпаина 2
Временное ограничение: До восьми часов
|
Кальпаин 2 будет измеряться с помощью автоматизированного капиллярного иммуноанализа с использованием системы Джесса, нормализованного по общему белку, и будет представлен как площадь скорректированного пика (AU) в стимулированных и нестимулированных полудиафрагмах.
|
До восьми часов
|
|
Разница в содержании белка кальпаина 3
Временное ограничение: До восьми часов
|
Кальпаин 3 будет измеряться с помощью вестерн-блот-анализа и будет представлен как соотношение расщепленного кальпаина 3 к общему количеству кальпаина 3 (безразмерное значение) в стимулированных и нестимулированных полудиафрагмах.
|
До восьми часов
|
|
Разница в содержании белка каспазы-3
Временное ограничение: До восьми часов
|
Каспаза-3 будет измерена с помощью вестерн-блот-анализа, нормализована по общему белку, загруженному на каждой дорожке, и будет представлена как площадь скорректированного пика (AU) в стимулированных и нестимулированных мышечных волокнах полудиафрагмы.
|
До восьми часов
|
|
Атрогин 1
Временное ограничение: До восьми часов
|
Уровень атрогина 1 будет измеряться с помощью иммуноанализа белка Джесса, нормироваться по общему белку и будет представлен как скорректированная площадь пика (AU) в стимулированных и нестимулированных мышечных волокнах полудиафрагмы.
|
До восьми часов
|
|
Разница в составе экзонов титина
Временное ограничение: До восьми часов
|
Состав экзонов тайтина будет оцениваться и количественно определяться с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени (кПЦР).
N2A и tT2 будут рассчитываться как процент от общего тайтина.
|
До восьми часов
|
Другие показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Каспаза-9
Временное ограничение: До восьми часов
|
Каспазу-9 измеряют с помощью вестерн-блоттинга и представляют в виде процентной разницы в экспрессии.
|
До восьми часов
|
|
МурФ1
Временное ограничение: До восьми часов
|
MurF1 измеряют с помощью вестерн-блоттинга и представляют в виде процентной разницы в экспрессии.
|
До восьми часов
|
|
Фоксо-3
Временное ограничение: До восьми часов
|
Foxo-3 измеряют с помощью вестерн-блоттинга и представляют в виде процентной разницы в экспрессии.
|
До восьми часов
|
|
28SрРНК
Временное ограничение: До восьми часов
|
28SrRNA измеряют с помощью вестерн-блоттинга и представляют в виде процентной разницы в экспрессии.
|
До восьми часов
|
|
18SрРНК
Временное ограничение: До восьми часов
|
18SrRNA измеряют с помощью вестерн-блоттинга и представляют в виде процентной разницы в экспрессии.
|
До восьми часов
|
|
Производство митохондриальных активных форм кислорода
Временное ограничение: До восьми часов
|
Производство митохондриальными активных форм кислорода (АФК) будет оцениваться с использованием подхода in situ для измерения производства перекиси водорода в пермеабилизированных пучках волокон скелетных мышц диафрагмы.
Его количественно выражают в пмоль/мин/мг сухого веса.
|
До восьми часов
|
|
Активность цитохром с-оксидазы (ЦОГ)
Временное ограничение: До восьми часов
|
Изменения в цепи переноса электронов будут оцениваться путем измерения активности цитохром-с-оксидазы (ЦОГ).
Он будет измеряться количественно в единицах/мкг белка.
|
До восьми часов
|
|
Частота мутаций ядерной ДНК
Временное ограничение: До восьми часов
|
Количественная ПЦР с длинными ампликонами будет использоваться для измерения частоты мутаций ядерной ДНК.
Это будет определяться количественно как количество поражений/10 килобаз.
|
До восьми часов
|
|
Размер Титина
Временное ограничение: До восьми часов
|
Будет оценена целостность тайтина.
Относительный размер тайтина будет определен количественно в нм.
|
До восьми часов
|
|
20S протеасома
Временное ограничение: До восьми часов
|
Протеасому 20S измеряют с помощью вестерн-блот-анализа и представляют как процентную разницу в экспрессии.
|
До восьми часов
|
|
26S протеасома
Временное ограничение: До восьми часов
|
Протеасому 26S измеряют с помощью вестерн-блоттинга и представляют как процентную разницу в экспрессии.
|
До восьми часов
|
|
45S Пре-рРНК
Временное ограничение: До восьми часов
|
Пре-рРНК 45S будет измеряться с помощью вестерн-блот-анализа и будет представлена как процентная разница в экспрессии.
|
До восьми часов
|
|
Частота мутаций митохондриальной ДНК
Временное ограничение: До восьми часов
|
Количественная ПЦР с длинными ампликонами будет использоваться для измерения частоты мутаций митохондриальной ДНК.
Это будет определяться количественно как количество поражений/10 килобаз.
|
До восьми часов
|
Соавторы и исследователи
Спонсор
Соавторы
Следователи
- Главный следователь: Anatole D Martin, PhD, University of Florida
- Главный следователь: Thomas M Beaver, MD, University of Florida
- Главный следователь: Barbara Smith, PhD, PT, University of Florida
Даты записи исследования
Изучение основных дат
Начало исследования (Действительный)
Первичное завершение (Действительный)
Завершение исследования (Действительный)
Даты регистрации исследования
Первый отправленный
Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества
Первый опубликованный (Действительный)
Обновления учебных записей
Последнее опубликованное обновление (Действительный)
Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества
Последняя проверка
Дополнительная информация
Термины, связанные с этим исследованием
Ключевые слова
Другие идентификационные номера исследования
- IRB201602186-N
- R01AR072328 (Грант/контракт NIH США)
Информация о лекарствах и устройствах, исследовательские документы
Изучает лекарственный продукт, регулируемый FDA США.
Изучает продукт устройства, регулируемый Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.
Эта информация была получена непосредственно с веб-сайта clinicaltrials.gov без каких-либо изменений. Если у вас есть запросы на изменение, удаление или обновление сведений об исследовании, обращайтесь по адресу register@clinicaltrials.gov. Как только изменение будет реализовано на clinicaltrials.gov, оно будет автоматически обновлено и на нашем веб-сайте. .