Variable cell stretching and mechanical ventilation: A comprehensive investigation on the mechanisms and long-term effects of a new ventilatory strategy

可变细胞拉伸和机械通气:对新通气策略的机制和长期影响的全面研究

基本信息

项目摘要

Variable mechanical ventilation improves lung function and damage in experimental lung injury, as compared to conventional mechanical ventilation. Such effects are partially explained by redistribution of aeration and perfusion to dependent lung zones, which may improve ventilation/perfusion matching and reduce regional stress/strain. Theoretically, a differentiated mechanotransduction in alveolar epithelial cells during variable tidal stretching could also contribute to the mechanisms of lung protection during variable ventilation. This project aims at shedding light onto the mechanisms of lung protection of long-term variable ventilation in the micro and macro-structure of lungs (studies A and B, respectively). In study A, alveolar epithelial cells type L2, as well as primary alveolar epithelial cells type II and type I-like from rats, will be submitted to variable and non-variable tidal stretching. The inflammatory response, activation of transcriptional factors and the regulation of cation channels on the cell membrane will be determined. In study B, lung injury will be induced in pigs by a double-hit approach, and animals ventilated for 24 h with either variable, or non-variable volume controlled mechanical ventilation. The regional distribution of the net uptake rate of the intravenous injection of 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG) will be assessed using positron emission tomography and a multicompartmental model of 18F-FDG kinetics. We hypothesize that variable compared to non-variable tidal cell stretching (study A): 1) decreases the gene expression of the mechano-sensitive cell membrane protein amphiregulin; 2) decreases the activation and release of pro-inflammatory cytokines; 3) decreases the activation of transcriptional factors c-fos, NF-kappa-B and their translocation into the cell nucleus and; 4) under-regulates the opening of cation channels on the cell membrane. We also hypothesize that variable compared to non-variable volume controlled ventilation, in the long-term (study B): a) reduces and redistributes neutrophilic inflammation across the lungs; b) reduces diffuse alveolar damage; c) improves gas exchange and; d) results in more homogeneous distribution of aeration, ventilation and perfusion across the lungs. The results from this project may have impact on the understanding of the micro- and macro-structural mechanisms of protection, as well as on characterization of the long-term effects of variable mechanical ventilation on lung function and damage. Such information will likely motivate clinical investigations on this ventilatory strategy, which may influence the practice of mechanical ventilation in patients suffering from the acute respiratory distress syndrome.
与常规机械通气相比,可变机械通气改善了实验性肺损伤的肺功能和损伤。这种效应部分由通气和灌注重新分布到依赖性肺区来解释,这可以改善通气/灌注匹配并降低区域应力/应变。从理论上讲,在可变潮气拉伸过程中肺泡上皮细胞的分化机械转导也可能有助于可变通气过程中的肺保护机制。本项目旨在阐明长期可变通气在肺的微观和宏观结构中的肺保护机制(分别为研究A和B)。在研究A中,肺泡上皮细胞L2型,以及大鼠的原代肺泡上皮细胞II型和I型样细胞,将接受可变和不变的潮汐拉伸。将确定炎症反应、转录因子的激活和细胞膜上阳离子通道的调节。在研究B中,将通过双重打击方法在猪中诱导肺损伤,并且动物使用可变或非可变容量控制机械通气24小时。将使用正电子发射断层扫描和18F-FDG动力学的多房室模型评估静脉注射18F-氟脱氧葡萄糖(18F-FDG)的净摄取率的区域分布。我们假设可变的与不变的潮汐细胞拉伸(研究A)相比:1)降低机械敏感细胞膜蛋白双调蛋白的基因表达; 2)降低促炎细胞因子的激活和释放; 3)降低转录因子c-fos、NF-κ-B的激活和它们向细胞核的移位; 4)调节细胞膜上阳离子通道的开放不足。我们还假设,与非可变容量控制通气相比,可变容量控制通气在长期(研究B)中:a)减少并重新分布肺部的嗜酸性炎症; B)减少弥漫性肺泡损伤; c)改善气体交换; d)导致肺部通气、通气和灌注的更均匀分布。该项目的结果可能会影响对保护的微观和宏观结构机制的理解,以及对可变机械通气对肺功能和损伤的长期影响的表征。这些信息可能会激发对这种治疗策略的临床研究,这可能会影响急性呼吸窘迫综合征患者的机械通气实践。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Marcelo Gama de Abreu其他文献

Professor Dr. Marcelo Gama de Abreu的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Marcelo Gama de Abreu', 18)}}的其他基金

Distribution of mechanical energy intensity during mechanical ventilation: An investigation on the mechanisms of ventilator induced lung injury
机械通气过程中机械能强度的分布:呼吸机所致肺损伤机制的研究
  • 批准号:
    438791011
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Distribution and mechanisms of lung injury induced by spontaneous breathing in experimental acute respiratory distress syndrome: A comprehensive investigation towards improvement of protective mechanical ventilation
实验性急性呼吸窘迫综合征自主呼吸所致肺损伤的分布及机制:保护性机械通气改善的综合研究
  • 批准号:
    158129290
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Optimierung der variablen Beatmung anhand numerischer Modellierung der Lungenmechanik
基于肺力学数值模拟的可变通气优化
  • 批准号:
    111164733
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Untersuchungen zu den Effekten und Wirkmechanismen der biologisch variablen Beatmung
生物可变通气效果及作用机制研究
  • 批准号:
    29118858
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Influence of different concentrations of perfluorohexane vapor on respiratory mechanics and gas exchange in the surfactant depletion model of ARDS
不同浓度全氟己烷蒸气对ARDS表面活性剂耗竭模型呼吸力学和气体交换的影响
  • 批准号:
    5329166
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

全细胞疫苗Cell@MnO2的乳腺癌术后免疫响应监测与放射免疫治疗研究
  • 批准号:
    QN25H220002
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
染色体外环状DNA以cell-in-cell途径促进基因横向传递和扩增的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    15.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
GMFG/F-actin/cell adhesion 轴驱动 EHT 在造 血干细胞生成中的作用及机制研究
  • 批准号:
    TGY24H080011
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于In-cell NMR策略对“舟楫之剂”桔梗中引经药效物质的快速发现研究
  • 批准号:
    82305053
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
糖尿病ED中成纤维细胞衰老调控内皮细胞线粒体稳态失衡的机制研究
  • 批准号:
    82371634
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
骨髓ISG+NAMPT+中性粒细胞介导抗磷脂综合征B细胞异常活化的机制研究
  • 批准号:
    82371799
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    47.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
配子生成素GGN不同位点突变损伤分子伴侣BIP及HSP90B1功能导致精子形成障碍的发病机理
  • 批准号:
    82371616
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
利用CRISPR内源性激活Atoh1转录促进前庭毛细胞再生和功能重建
  • 批准号:
    82371145
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    46.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
IL-4协同精氨酸优化种植初期巨噬细胞胞葬作用和成骨微环境的作用及机制研究
  • 批准号:
    82370923
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
胆固醇合成蛋白CYP51介导线粒体通透性转换诱发Th17/Treg细胞稳态失衡在舍格伦综合征中的作用机制研究
  • 批准号:
    82370976
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Post-translational Modification of Cx43 Regulates Myometrial Quiescence
Cx43 的翻译后修饰调节子宫肌层静止
  • 批准号:
    10575364
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Microglial process convergence following brain injury
脑损伤后小胶质细胞过程收敛
  • 批准号:
    10657968
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Modifying endothelial Piezo 1 function to improve brain perfusion in AD/ADRD
修改内皮 Piezo 1 功能以改善 AD/ADRD 患者的脑灌注
  • 批准号:
    10658645
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Nanoscopic Membrane Modulations Induced by Nanoscale Oligomers
纳米级低聚物诱导的纳米膜调节
  • 批准号:
    10790511
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanosensor Proteins in Hair Cell Repair
毛细胞修复中的机械传感器蛋白
  • 批准号:
    10718860
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanical signaling through the nuclear membrane in lung alveolar health
通过核膜的机械信号传导影响肺泡健康
  • 批准号:
    10677169
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Asymmetric Single-Chain MspA nanopores for electroosmotic stretching and sequencing proteins
用于电渗拉伸和蛋白质测序的不对称单链 MspA 纳米孔
  • 批准号:
    10646810
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Parallel Characterization of Genetic Variants in Chemotherapy-Induced Cardiotoxicity Using iPSCs
使用 iPSC 并行表征化疗引起的心脏毒性中的遗传变异
  • 批准号:
    10663613
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Project 3: Therapeutic Gene Editing for Huntington's Disease
项目3:亨廷顿病的治疗性基因编辑
  • 批准号:
    10668769
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Trpv4 regulation of lymphatic vascular function: Implications in metabolic syndrome
Trpv4 对淋巴管功能的调节:对代谢综合征的影响
  • 批准号:
    10638806
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了