Denna sida har översatts automatiskt och översättningens korrekthet kan inte garanteras. Vänligen se engelsk version för en källtext.

Effekt av diafragmastimulering under operation

13 juni 2024 uppdaterad av: University of Florida

Effekten av intermittent hemidiafragmastimulering under kirurgi på mitokondriell funktion, enfiberkontraktilkraft och kataboliska vägar hos människor

Under större kirurgiska ingrepp används generell anestesi för att göra patienten medvetslös. Generell anestesi försäkrar att patienten inte är medveten om smärta orsakad av operation. Generell anestesi förhindrar också patienten från att röra sig för att förhindra eventuella kirurgiska fel. Samtidigt gör generell anestesi det omöjligt för patienten att andas. För att hjälpa patienten att andas placeras en andningsslang i patientens luftvägar och ansluts till den mekaniska ventilatorn. En mekanisk ventilator är en konstgjord andningspump som levererar gas till patientens luftvägar.

Syftet med denna forskningsstudie är att avgöra om korta perioder av diafragmastimulering kan förhindra diafragmaproblem orsakade av användning av mekaniska ventilatorer och kirurgi. För att svara på denna fråga kommer förändringarna i generna som ansvarar för att upprätthålla diafragmans funktion att studeras. En gen är koden som finns i varje cell i din kropp och styr cellens beteende. Dessutom kommer förändringarna i muskelfibrernas kontraktila egenskaper att studeras. Resultaten från denna studie kan hjälpa till att utveckla nya behandlingar för att förhindra membransvaghet till följd av användning av mekanisk ventilation.

Studieöversikt

Status

Avslutad

Betingelser

Intervention / Behandling

Detaljerad beskrivning

Även om mekanisk ventilation (MV) är livsuppehållande, kommer det med en kostnad. MV minskar membranets kontraktilitet dramatiskt, inducerar ventilatorinducerad membrandysfunktion (VIDD) och leder ibland till avvänjningsfel. VIDD inkluderar minskad mitokondriell andning och ökad oxidativ stress, muskelfiberskador och minskad diafragmakraftproduktion.

I djurmodeller dämpar intermittent diafragmakontraktion under MV-stöd VIDD. Det finns dock endast begränsade data om detta problem hos människor. Här föreslår studieteamet att direkt testa hypotesen att intermittent elektrisk stimulering (ES) av den mänskliga hemidiafragman under långvariga hjärtoperationer med MV-stöd förhindrar/dämpar VIDD i den aktiva hemidiafragman. Mitokondriell funktion är central för energiomsättningen och skelettmuskelfunktionen i en kroniskt aktiv muskel, såsom diafragman. Även om onormal mitokondriell funktion tros utfälla VIDD i djurmodeller, finns begränsade data tillgängliga om mitokondriella bidrag till VIDD hos människor. Ännu viktigare är att det inte finns några tillgängliga ingrepp för att dämpa dessa defekter hos människor. Här kommer studiegruppen att testa effekten av en innovativ experimentell behandling, intermittent elektrisk stimulering (ES) av hemidiafragman under långvariga operationer med MV, på mitokondriell funktion, enfibersammandragande egenskaper och kataboliska muskelbanor i mänsklig diafragma. Med hjälp av en experimentell design inom försökspersonerna kommer muskelprover från ett stimulerat hemidiafragma att jämföras med prover från det ostimulerade hemidiafragman. Studiegruppen kommer att undersöka mitokondriell dysfunktion och oxidativ stress under långvarig CTS/MV, och potentialen hos ES att dämpa eller förhindra VIDD. Därefter kommer studiegruppen att undersöka effekterna av ES på enfibersammandragningsegenskaper och Titin-integritet. Slutligen kommer studiegruppen att studera effekten av ES på proteolytiska vägar (kaspas, kalpain och ubiquitin-proteasom) och ribosomala RNA-markörer för minskad proteinsyntes som är inblandad i VIDD.

Studietyp

Interventionell

Inskrivning (Faktisk)

25

Fas

  • Inte tillämpbar

Kontakter och platser

Det här avsnittet innehåller kontaktuppgifter för dem som genomför studien och information om var denna studie genomförs.

Studieorter

  • Förenta staterna
    • Florida
      • Gainesville, Florida, Förenta staterna, 32610
        • University of Florida

Deltagandekriterier

Forskare letar efter personer som passar en viss beskrivning, så kallade behörighetskriterier. Några exempel på dessa kriterier är en persons allmänna hälsotillstånd eller tidigare behandlingar.

Urvalskriterier

Åldrar som är berättigade till studier

18 år till 85 år (Vuxen, Äldre vuxen)

Tar emot friska volontärer

Nej

Beskrivning

Inklusionskriterier:

  • Patienter som genomgår komplexa, elektiva långvariga operationer, som vanligtvis varar 5-8 timmar eller längre, inklusive lungtransplantationer (t. valveoplastik, kranskärlsbypass och/eller aortareparationer)

Exklusions kriterier:

  • historia av tidigare operation av diafragman eller lungsäcken;
  • en diagnos av KOL kommer att fastställas utifrån en klinisk historia som överensstämmer med kronisk bronkit och/eller emfysem, en lång historia av cigarettrökning och lungfunktionstester som överensstämmer med irreversibel luftflödesobstruktion (FEV1 < 40 % förutspått, enligt European Respiratory Society kriterier [ kommer inte att gälla för transplanterade patienter]
  • en diagnos av kronisk hjärtsvikt (NYHA klass IV)
  • klinisk diagnos av annan lungsjukdom (cystisk fibros, bronkiektas, lungcancer, etc.) [kommer inte att gälla för transplanterade patienter]
  • njurinsufficiens (serumkreatinin > 1,6 mg/dl);
  • allvarlig leversjukdom (alla leverfunktionstester > 1,5 gånger den övre normalgränsen);
  • undernäring (kroppsmassaindex < 20 kg/m2),
  • kroniska okontrollerade eller dåligt kontrollerade metabola sjukdomar (t.ex. diabetes, hypo- eller hypertyreos)
  • ortopediska sjukdomar, misstänkta paraneoplastiska eller myopatiska syndrom,
  • om kirurgerna bedömer att patientens kliniska status motiverar, kommer diafragmastimulering att stoppas och biopsier kommer inte att tas,

Studieplan

Det här avsnittet ger detaljer om studieplanen, inklusive hur studien är utformad och vad studien mäter.

Hur är studien utformad?

Designdetaljer

  • Primärt syfte: Förebyggande
  • Tilldelning: Icke-randomiserad
  • Interventionsmodell: Parallellt uppdrag
  • Maskning: Ingen (Open Label)

Vapen och interventioner

Deltagargrupp / Arm
Intervention / Behandling
Experimentell: Stimulering
Elektrisk stimulering av hemidiafragma
Övrig: Elektrisk stimulering av hemidiafragma
Elektriska impulser
Inget ingripande: Kontrollera
Ingen stimulering av hemidiafragma

Vad mäter studien?

Primära resultatmått

Resultatmått
Åtgärdsbeskrivning
Tidsram
Mitokondriell andning
Tidsram: Upp till åtta timmar
Högupplöst respirometri kommer att användas för att bedöma mitokondriell andning av permeabliliserade diafragmaknippen. Tillsats av substratmedium till Oroboros O2K-respirometriinstrument möjliggör kvantifiering av läckandning och toppfri andning, uttryckt som pmol syre/sek/mg våtvikt.
Upp till åtta timmar
Aconitase-aktivitet
Tidsram: Upp till åtta timmar
För att utvärdera mitokondriell skada kommer aktonitasaktivitet att mätas spektrofotometriskt. Det kommer att kvantifieras som enheter/mg protein.
Upp till åtta timmar
Lipidperoxidation
Tidsram: Upp till åtta timmar
Lipidperoxidation kommer att bedömas genom att mäta 4-hydroxi-2-nonenal-modifierade proteiner. Den kommer att kvantifieras som godtyckliga optiska densitetsenheter.
Upp till åtta timmar
Citrate Cynthase Activity
Tidsram: Upp till åtta timmar
Förändringar i elektrontransportkedjan kommer att bedömas genom att mäta citratcyntasaktivitet. Det kommer att kvantifieras som nmol/mg protein/min.
Upp till åtta timmar
Enkelt diafragmafiber, specifik kraft
Tidsram: Upp till åtta timmar
Specifik kraft hos enstaka membranfibrer representerar kraften som genereras per ytenhet.
Upp till åtta timmar
Enkelt diafragmafiber, spänningsomvandlingshastighet
Tidsram: Upp till åtta timmar
Enstaka membranfibers mekaniska kraftegenskaper kommer att mätas. Hastigheten för återuppbyggnad av spänningen kvantifieras som s^(-1).
Upp till åtta timmar
Kalciumkänslighet (pCa50)
Tidsram: Upp till åtta timmar
PCa50-värdet är den logaritmiska skalan för pCa (känslighet för Ca+2) vid vilken halvmaximal kraftgenerering erhölls. pCa-värdet beräknas som -log10[Ca (nm)]; pCa50 är -log10[Ca (nm)] vid vilken halvmaximal kraft genereras.
Upp till åtta timmar
Skillnad i förhållandet mellan total titin och myosin tungkedjor
Tidsram: Upp till åtta timmar
Mängderna av totalt titinprotein och myosin-tungkedjeproteininnehåll i homogeniserade diafragmafiberprover mättes och beräknades sedan som ett förhållande mellan totalt titin och myosin-tungkedjeinnehåll (enhetslöst värde). Det statistiska tillvägagångssättet valdes apriori som skillnaden i förhållandet mellan de stimulerade och ostimulerade sidorna.
Upp till åtta timmar
Skillnad i titinbindande proteininnehåll
Tidsram: Upp till åtta timmar
Innehållet av titinbindande proteiner kommer att kvantifieras via Western blot. Det kommer att normaliseras till ett referensprotein (GAPDH) och presenteras som optisk intensitet (AU).
Upp till åtta timmar
Skillnad i Calpain 1-proteininnehåll
Tidsram: Upp till åtta timmar
Calpain 1 (mu-calpain) kommer att mätas med Western Blot-analys och presenteras som procent av total intensitet i stimulerade och ostimulerade hemidiafragmar
Upp till åtta timmar
Skillnad i Calpain 2-proteininnehåll
Tidsram: Upp till åtta timmar
Calpain 2 kommer att mätas med automatiserad, kapillärbaserad immunanalys med ett Jess-system, normaliserat till totalt protein, och kommer att presenteras som ett område med korrigerad topp (AU) i stimulerade och ostimulerade hemidiafragma.
Upp till åtta timmar
Skillnad i Calpain 3-proteininnehåll
Tidsram: Upp till åtta timmar
Calpain 3 kommer att mätas med Western Blot-analys och kommer att presenteras som ett förhållande mellan klyvd och total calpain 3 (enhetslöst värde) i stimulerade och ostimulerade hemidiafragma.
Upp till åtta timmar
Skillnad i kaspas-3-proteininnehåll
Tidsram: Upp till åtta timmar
Caspase-3 kommer att mätas med Western Blot-analys, normaliseras till totalt protein laddat i varje bana, och kommer att presenteras som ett område med korrigerad topp (AU) i stimulerade och ostimulerade hemidiafragma muskelfibrer.
Upp till åtta timmar
Atrogin 1
Tidsram: Upp till åtta timmar
Atrogin 1 kommer att mätas med Jess proteinimmunanalys, normaliserad till totalt protein, och kommer att presenteras som den korrigerade topparean (AU) i stimulerade och ostimulerade hemidiafragma muskelfibrer.
Upp till åtta timmar
Skillnad i Titin Exon-komposition
Tidsram: Upp till åtta timmar
Sammansättningen av titin-exoner kommer att bedömas och kvantifieras via realtidspolymeraskedjereaktion (qPCR). N2A och tT2 kommer att beräknas som en procentandel av total titin.
Upp till åtta timmar

Andra resultatmått

Resultatmått
Åtgärdsbeskrivning
Tidsram
Caspase-9
Tidsram: Upp till åtta timmar
Caspase-9 kommer att mätas med Western Blot-analys och kommer att presenteras som procentuell skillnad i uttryck.
Upp till åtta timmar
MurF1
Tidsram: Upp till åtta timmar
MurF1 kommer att mätas med Western Blot-analys och presenteras som procentuell skillnad i uttryck.
Upp till åtta timmar
Foxo-3
Tidsram: Upp till åtta timmar
Foxo-3 kommer att mätas med Western Blot-analys och presenteras som procentuell skillnad i uttryck.
Upp till åtta timmar
28SrRNA
Tidsram: Upp till åtta timmar
28SrRNA kommer att mätas med Western Blot-analys och presenteras som procentuell skillnad i uttryck.
Upp till åtta timmar
18SrRNA
Tidsram: Upp till åtta timmar
18SrRNA kommer att mätas med Western Blot-analys och kommer att presenteras som procentuell skillnad i uttryck.
Upp till åtta timmar
Produktion av mitokondriella reaktiva syrearter
Tidsram: Upp till åtta timmar
Produktionen av mitokondriella reaktiva syrearter (ROS) kommer att bedömas med hjälp av en in situ-metod för att mäta väteperoxidproduktion i permeabiliserade diafragma skelettmuskelfiberknippen. Den kommer att kvantifieras som pmol/min/mg torrvikt.
Upp till åtta timmar
Cytokrom c Oxidas (COX) aktivitet
Tidsram: Upp till åtta timmar
Förändringar i elektrontransportkedjan kommer att bedömas genom att mäta cytokrom c oxidas (COX) aktivitet. Det kommer att kvantifieras som enheter/mcg protein.
Upp till åtta timmar
Nukleär DNA-mutationsfrekvens
Tidsram: Upp till åtta timmar
Long-Amplicon kvantitativ PCR kommer att användas för att mäta frekvensen av nukleära DNA-mutationer. Det kommer att kvantifieras som antal lesioner/10 kilobaser.
Upp till åtta timmar
Titin storlek
Tidsram: Upp till åtta timmar
Titins integritet kommer att bedömas. En relativ titinstorlek kommer att kvantifieras i nm.
Upp till åtta timmar
20S Proteasom
Tidsram: Upp till åtta timmar
20S-proteasom kommer att mätas med Western Blot-analys och presenteras som procentuell skillnad i uttryck.
Upp till åtta timmar
26S Proteasom
Tidsram: Upp till åtta timmar
26S-proteasom kommer att mätas med Western Blot-analys och presenteras som procentuell skillnad i uttryck.
Upp till åtta timmar
45S Pre-rRNA
Tidsram: Upp till åtta timmar
45S pre-rRNA kommer att mätas med Western Blot-analys och kommer att presenteras som procentuell skillnad i uttryck.
Upp till åtta timmar
Mitokondriell DNA-mutationsfrekvens
Tidsram: Upp till åtta timmar
Long-Amplicon kvantitativ PCR kommer att användas för att mäta frekvensen av mitokondriella DNA-mutationer. Det kommer att kvantifieras som antal lesioner/10 kilobaser.
Upp till åtta timmar

Samarbetspartners och utredare

Det är här du hittar personer och organisationer som är involverade i denna studie.

Sponsor

University of Florida

Samarbetspartners

National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (NIAMS)
National Institutes of Health (NIH)
University of Arizona

Utredare

  • Huvudutredare: Anatole D Martin, PhD, University of Florida
  • Huvudutredare: Thomas M Beaver, MD, University of Florida
  • Huvudutredare: Barbara Smith, PhD, PT, University of Florida

Studieavstämningsdatum

Dessa datum spårar framstegen för inlämningar av studieposter och sammanfattande resultat till ClinicalTrials.gov. Studieposter och rapporterade resultat granskas av National Library of Medicine (NLM) för att säkerställa att de uppfyller specifika kvalitetskontrollstandarder innan de publiceras på den offentliga webbplatsen.

Studera stora datum

Studiestart (Faktisk)

14 februari 2018

Primärt slutförande (Faktisk)

31 maj 2022

Avslutad studie (Faktisk)

31 december 2023

Studieregistreringsdatum

Först inskickad

26 september 2017

Först inskickad som uppfyllde QC-kriterierna

4 oktober 2017

Första postat (Faktisk)

5 oktober 2017

Uppdateringar av studier

Senaste uppdatering publicerad (Faktisk)

26 juni 2024

Senaste inskickade uppdateringen som uppfyllde QC-kriterierna

13 juni 2024

Senast verifierad

1 juni 2024

Mer information

Termer relaterade till denna studie

Nyckelord

Andra studie-ID-nummer

  • IRB201602186-N
  • R01AR072328 (U.S.S. NIH-anslag/kontrakt)

Läkemedels- och apparatinformation, studiedokument

Studerar en amerikansk FDA-reglerad läkemedelsprodukt

Nej

Studerar en amerikansk FDA-reglerad produktprodukt

Nej

Denna information hämtades direkt från webbplatsen clinicaltrials.gov utan några ändringar. Om du har några önskemål om att ändra, ta bort eller uppdatera dina studieuppgifter, vänligen kontakta register@clinicaltrials.gov. Så snart en ändring har implementerats på clinicaltrials.gov, kommer denna att uppdateras automatiskt även på vår webbplats .

Kliniska prövningar på Mekanisk ventilationskomplikation

Kliniska prövningar på Elektrisk stimulering av hemidiafragma

Sök liknande försök

Sponsorer och medarbetare

Medicinska tillstånd

Läkemedelsinterventioner

CROs by country

CROs in Estonia

Betingelser

Sällsynta sjukdomar

Läkemedelsinterventioner

Kosttillskott

Sponsor / medarbetare

Platser

Prenumerera