Целенаправленное вмешательство с физическими упражнениями для снижения заболеваемости и смертности при сепсисе (TERMS)

Участники выполнят входной тест с пассивной нагрузкой в ​​течение 48 часов после начала тяжелого сепсиса. Затем пациенты будут выполнять 30-60-минутную пассивную циклическую эргометрию в положении лежа на спине 5 дней в неделю. Подробная информация о частоте и продолжительности каждой тренировки будет записываться вместе с показателями частоты сердечных сокращений, насыщения гемоглобина кислородом и артериального давления.

Нагрузочные тесты будут состоять из исходного уровня, 30-минутной пассивной эргометрии ног в положении лежа и последующего 60-минутного периода восстановления. Образцы артериальной и венозной крови, полученные на трех этапах протокола, будут проанализированы на наличие метаболических факторов (газы крови, содержание кислорода, рН, лактат, глюкоза). В день 0, 1 и 7 дополнительную пробирку с кровью немедленно переносят на льду в лабораторию уровня 2 биологической опасности Центра трансляционных исследований для обработки и аликвотирования с использованием стандартной операционной процедуры. Плазму хранят при температуре -80°C и размораживают непосредственно перед использованием в биохимических анализах или экспериментах in vitro.

Анализ будет включать уровни медиаторов воспаления, проницаемость кровеносных сосудов в мышцах ног и перфузию мышц ног, как описано ниже. Дополнительные показатели центральной и периферической гемодинамики будут включать ультразвуковые измерения ударного объема сердца, кровотока в сонных артериях и податливости сонных артерий. Непрерывные аналоговые измерения электрокардиограммы, центрального венозного давления, артериального давления, концентрации углекислого газа в конце выдоха и электромиографии (квадрицепса) будут контролироваться во время тренировки и сохраняться в режиме онлайн для последующего анализа вариабельности частоты сердечных сокращений и дыхания, вариабельности артериального давления и чувствительности барорефлекса. Мы также будем регистрировать продолжительность пребывания в отделении интенсивной терапии, внутрибольничную смертность и расходы на лечение в больнице. Продолжительность пребывания в отделении интенсивной терапии и пребывание в больнице будут использоваться в качестве заменителей больничных расходов. Время физиотерапии также будет записано для каждого пациента (время вмешательства и общее время с каждым зарегистрированным пациентом). Энергетические потребности будут оцениваться метаболическими измерениями; Азотистый баланс и преальбумин сыворотки будут измеряться для контроля нутритивного статуса.

Механистическая основа наблюдаемой гемодинамики во время и после пассивных упражнений на ноги будет изучаться с использованием комплексной поступательной модели, которая включает 1) анализ венозной крови, 2) модели клеточной культуры человека in vitro и 3) показатели капиллярной мускулатуры в скелетных мышцах in vivo. кровоток. Эта панель будет оцениваться в день 0, 7 и 28.

1. Анализ венозной крови: воспалительные профили пациентов будут определяться путем анализа сохраненных образцов плазмы на наличие воспалительных биомаркеров и вызывающих воспаление действий. Мы измерим ранее установленный список из более чем 20 воспалительных биомаркеров, повышенных при сепсисе, включая цитокины, хемокины, матриксные металлопротеиназы, продукты распада коллагена, нейротрофины и гормоны стресса (кортизол). Также будет оцениваться врожденный иммунный ответ. HIF1alpha, субъединица фактора транскрипции HIF1, является ключевым регулятором врожденного иммунного ответа на воспаление. Упражнения приводят к увеличению количества свободной ДНК в плазме, что приводит к индуцированной экспрессии HIF1-альфа. Таким образом, HIF1-альфа является потенциальным кандидатом на управление изменениями экспрессии генов, которые инициируют адаптацию врожденного иммунного ответа после физической нагрузки. HIF-1альфа, последующие гены-мишени и уровни свободной ДНК в плазме будут измеряться в образцах крови, чтобы определить влияние упражнений на врожденный иммунный ответ во время сепсиса.
2. Культура клеток in vitro: человеческая плазма будет применяться к эндотелиальным клеткам человеческого происхождения, представляющим различные сосудистые русла (например, церебральные и кожные микрососуды и крупные кровеносные сосуды, такие как аорта и вены) для оценки воспалительного потенциала: измеряемые мишени включают активные формы кислорода, оксид азота, NF-kB, MAP-киназы, анализы адгезии лейкоцитов и проницаемость. Плазма также будет применена к эритроцитам для определения вызванных воспалением изменений в морфологии, анализ, критически важный для понимания способности переносить кислород.
3. Капиллярный кровоток in vivo. Возникновение мышечной гипоперфузии и повышенной сосудистой проницаемости будет оцениваться с использованием собственного метода спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона (NIRS), который отслеживает поглощение светопоглощающего красителя в мышцах. Краситель индоцианин зеленый (ICG) используется в клинической практике более 30 лет и имеет высокие показатели безопасности. Мышечная перфузия и сосудистая проницаемость определяются с использованием математической модели, характеризующей динамику распределения ICG в мышцах после внутривенной инъекции. Этот подход аналогичен методам визуализации с контрастным усилением (КТ и МРТ), но с тем преимуществом, что портативность NIRS позволяет проводить измерения у постели больного.