Hypothermia protects brain mitochondrial function from hypoxemia in a murine model of sepsis

Sepsis is commonly associated with brain dysfunction, but the underlying mechanisms remain unclear, although mitochondrial dysfunction and microvascular abnormalities have been implicated. We therefore assessed whether cerebral mitochondrial dysfunction during systemic endotoxemia in mice increased mitochondrial sensitivity to a further bioenergetic insult (hyoxemia), and whether hypothermia could improve outcome. Mice (C57bl/6) were injected intraperitoneally with lipopolysaccharide (LPS) (5 mg/kg; n = 85) or saline (0.01 ml/g; n = 47). Six, 24 and 48 h later, we used confocal imaging in vivo to assess cerebral mitochondrial redox potential and cortical oxygenation in response to changes in inspired oxygen. The fraction of inspired oxygen (FiO2) at which the cortical redox potential changed was compared between groups. In a subset of animals, spontaneous hypothermia was maintained or controlled hypothermia induced during imaging. Decreasing FiO2 resulted in a more reduced cerebral redox state around veins, but preserved oxidation around arteries. This pattern appeared at a higher FiO2 in LPS-injected animals, suggesting an increased sensitivity of cortical mitochondria to hypoxemia. This increased sensitivity was accompanied by a decrease in cortical oxygenation, but was attenuated by hypothermia. These results suggest that systemic endotoxemia influences cortical oxygenation and mitochondrial function, and that therapeutic hypothermia can be protective.

Inhibition of nitro-oxidative stress attenuates pulmonary and systemic injury induced by high-tidal volume mechanical ventilation

Mechanisms contributing to pulmonary and systemic injury induced by high tidal volume (VT) mechanical ventilation are not well known. We tested the hypothesis that increased peroxynitrite formation is involved in organ injury and dysfunction induced by mechanical ventilation. Male Sprague-Dawley rats were subject to low- (VT, 9 mL/kg; positive end-expiratory pressure, 5 cmH2O) or high- (VT, 25 mL/kg; positive end-expiratory pressure, 0 cmH2O) VT mechanical ventilation for 120 min, and received 1 of 3 treatments: 3-aminobenzamide (3-AB, 10 mg/kg, intravenous, a poly adenosine diphosphate ribose polymerase [PARP] inhibitor), or the metalloporphyrin manganese(III) tetrakis(1-methyl-4-pyridyl)porphyrin (MnTMPyP, 5 mg/kg intravenous, a peroxynitrite scavenger), or no treatment (control group), 30 min before starting the mechanical ventilation protocol (n = 8 per group, 6 treatment groups). We measured mean arterial pressure, peak inspiratory airway pressure, blood chemistry, and gas exchange. Oxidation (fluorescence for oxidized dihydroethidium), protein nitration (immunofluorescence and Western blot for 3-nitrotyrosine), PARP protein (Western blot) and gene expression of the nitric oxide (NO) synthase (NOS) isoforms (quantitative real-time reverse transcription polymerase chain reaction) were measured in lung and vascular tissue. Lung injury was quantified by light microscopy. High-VT mechanical ventilation was associated with hypotension, increased peak inspiratory airway pressure, worsened oxygenation; oxidation and protein nitration in lung and aortic tissue; increased PARP protein in lung; up-regulation of NOS isoforms in lung tissue; signs of diffuse alveolar damage at histological examination. Treatment with 3AB or MnTMPyP attenuated the high-VT mechanical ventilation-induced changes in pulmonary and cardiovascular function; down-regulated the expression of NOS1, NOS2, and NOS3; decreased oxidation and nitration in lung and aortic tissue; and attenuated histological changes. Increased peroxynitrite formation is involved in mechanical ventilation-induced pulmonary and vascular dysfunction.

Efectos del tipo de recuperación sobre la oxigenación muscular durante el ejercicio de sentadilla

El objetivo de esta investigación es comprobar los cambios en la oxigenación muscular del recto anterior durante la realización del ejercicio de sentadilla según el tipo de recuperación. Para ello, 11 sujetos varones bien entrenados fueron distribuidos aleatoriamente a tres grupos experimentales: grupo que realiza recuperación pasiva con 2 minutos de descanso (GC), grupo que realiza recuperación activa hasta la estabilización de oxígeno (GA), grupo que realiza recuperación pasiva hasta la estabilización de oxígeno (GP). Todos realizaron la sentadilla hasta los 90º al 65% del 1RM con un 80% del carácter del esfuerzo (CE) (4x10). Los resultados muestran que el tiempo de reoxigenación (TrecSmO2) fue inferior significativamente en GA (77,94 ± 11,08) que en GC (p<0.001). En las inclinaciones medias de ejecución y reoxigenación el GA obtuvo los menores y mayores valores respectivamente y de forma significativa respecto a GC (p<0.001). Estas dos variables obtuvieron una relación inversamente proporcional con una r=-0.9585 (p<0.001). Estos resultados muestran una mejor reoxigenación en el grupo que realizó descanso de forma activa. Se muestra una relación inversamente proporcional entre la inclinaciones de ejecución y recuperación por lo que cuanto más rápida y completa sea la desoxigenación más lenta resultará la reoxigenación. Además, la saturación de oxígeno puede ser un factor de la fatiga neuromuscular y su control durante el entrenamiento de fuerza podría facilitar los objetivos de entrenamiento. Estos resultados muestran, a priori, una mejor recuperación entre series a nivel oxidativo cuando los sujetos realizan una recuperación de forma activa, en comparación con la pasiva.

Flujo sanguíneo cerebral durante el ejercicio de esprint

Se desconocen los efectos del entrenamiento interválico de alta intesidad (HIIT) sobre el flujo sanguíneo cerebral (FSC) y la oxigenación cerebral. Por ello reclutamos a 20 voluntarios que realizaron una sesión de HIIT (4 test de Wingate con recuperaciones de 4 minutos). Se midió la oxigenación del lóbulo frontal (OLF) y el Vastus lateralis (VL) a través de espectrofotometría cercana a los infrarrojos (NIRS). También se registró la velocidad de la sangre en las arterias cerebrales medias (vACM) mediante Doppler. La vACM disminuyó entre un 5 y 10 % en el primer esprint. En los siguientes esprints se redujo aún más. La vACM descendió en cada esprint coincidiendo con la disminución de la presión tele-espiratoria de dióxido de carbono (PETCO2) y con valores superiores de ventilación pulmonar (VE). Al interrumpirse el pedaleo se redujo bruscamente la vACM. Sin embargo, la OLF se mantuvo estable en el primer esprint sólo reduciéndose ligeramente durante el segundo y tercer Wingate (el cuarto fue similar al tercero). Este estudio muestra que la vACM disminuye durante los ejercicios de esprint, posiblemente debido a la hipocapnia. La reducción de la vACM no ejerce efectos funcionales ni relevantes sobre la oxigenación cerebral, gracias al ajuste de la conductancia vascular a través de los mecanismos de autoregulación, sin que parezca afectar negativamente al rendimiento.

Impacto de la dinámica oceanográfica en la variación de azufre inorgánico en sedimentos de la Bahía de Paracas

Las condiciones oceanográficas y geoquímicas asociadas al azufre inorgánico fueron estudiadas en la bahía de Paracas para determinar su impacto en los procesos de sulfato-reducción, el intercambio de sulfuro de hidrógeno en la interfaz agua-sedimento y su movilización hacia la fracción precipitada. Se establecieron tres estaciones de muestreo al interior de la bahía entre abril y junio de 2015. La variación espacio-temporal de las especies de azufre inorgánico disuelto (H2S y SO4-2) y precipitado (Acid Volatile Sulfide AVS y Chromium-Reducible Sulfur CRS) se analizaron en relación a los factores ambientales: velocidad de vientos, oxígeno disuelto, temperatura, pH e indicadores de materia orgánica fresca (Cl-a) y de preservación de materia orgánica (COT y NT), así como azufre total (ST). A partir de los análisis de correlación cruzada, se infiere que en las estaciones más profundas hay una mayor correlación entre el oxígeno disuelto y la temperatura que en la estación somera, la correlación de estas variables con la velocidad de viento no fue significativa (p>0.05). Las aguas de fondo en la bahía muestran alternancia entre condiciones hipóxicas (<1,43 mL/L) y micróxicas (<0.10 mL/L) durante otoño con períodos prolongados y con máximas concentraciones de H2S (4,966.76 uM) en los primeros 20 cm del sedimento. El análisis de componentes principales sugiere condiciones más favorables para la sulfato reducción en abril y una mayor oxigenación en junio, a pesar de esto hay una tendencia de incremento de AVS y CRS hacia junio, posiblemente como una respuesta en desfase de las condiciones iniciales, ocasionando una mayor precipitación de monosulfuros de hierro y pirita hacia junio. A pesar de esta precipitación significativa de azufreexisten importantes flujos difusivos de H2S (en promedio de 574.76 μmol.m².d-1), colocando a la bahía de Paracas bajo un escenario de fuente de H2S, que podría alcanzar una condición más severa (2824.94 μmol.m².d-1) durante un evento de aguas blancas.

Incidencia de síndrome de abstinencia secundario a opioides y/o benzodiacepinas en dos unidades de cuidados intensivos pediátricos

• Introducción: El síndrome de abstinencia (SA) es el conjunto de síntomas y signos que se producen al suspender bruscamente la administración de un fármaco una vez se haya establecido dependencia física. • Objetivos: Caracterizar los pacientes que presentan SA secundario a opiodes (OP) y/o benzodiacepinas(BZ) durante la hospitalización en las unidades de cuidados intensivos pediátricos de la Clínica Infantil Colsubsidio (CIC) y Hospital del Niño de Panamá (HDN) del 1 de abril al 30 de septiembre del 2016. • Materiales y métodos: se realizó un estudio descriptivo, longitudinal, prospectivo. Incluimos 189 pacientes en la CIC y 144 pacientes en el HDN. Se utilizó la escala SOPHIA para el diagnóstico de SA, las escalas COMFORT para evaluar la sedación en pacientes ventilados no relajados y la escala FLACC para evaluar la analgesia. Se utilizó software StataV12® para el análisis estadístico. • Resultados: se reportó una incidencia global de SA de 6.1/100 días personas. La incidencia acumulada de SA fue de 56.08% y 29.86% para la CIC y el HDN respectivamente. En la CIC el 69.81% de los pacientes que requirieron infusión de OP y BZ desarrollaron SA. Se reportó una dosis acumulada de fentanyl de 530.34 ± 276.49 mcg/kg. Con respecto al HDN, de los pacientes que recibieron opioides y benzodiacepinas el 53.49 % desarrollaron SA. • Conclusión: El SA secundario a opioides y/o benzodiacepinas es frecuente en nuestras unidades con una incidencia variable, es mayor la presentación del SA al usar ambos fármacos, mayores dosis acumuladas y más días de infusión continua.

Multi-organ support device for combined extracorporeal carbon dioxide removal and hemofiltration treatments with pump-free solution for ultrafiltration

The use of extracorporeal organ support (ECOS) devices is increasingly widespread, to temporarily sustain or replace the functions of impaired organs in critically ill patients. Among ECOS, respiratory functions are supplied by extracorporeal life support (ECLS) therapies like extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) and extracorporeal carbon dioxide removal (ECCO2R), and renal replacement therapies (RRT) are used to support kidney functions. However, the leading cause of mortality in critically ill patients is multi-organ dysfunction syndrome (MODS), which requires a complex therapeutic strategy where extracorporeal treatments are often integrated to pharmacological approach. Recently, the concept of multi-organ support therapy (MOST) has been introduced, and several forms of isolated ECOS devices are sequentially connected to provide simultaneous support to different organ systems. The future of critical illness goes towards the development of extracorporeal devices offering multiple organ support therapies on demand by a single hardware platform, where treatment lines can be used alternately or in conjunction. The aim of this industrial PhD project is to design and validate a device for multi-organ support, developing an auxiliary line for renal replacement therapy (hemofiltration) to be integrated on a platform for ECCO2R. The intended purpose of the ancillary line, which can be connected on demand, is to remove excess fluids by ultrafiltration and achieve volume control by the infusion of a replacement solution, as patients undergoing respiratory support are particularly prone to develop fluid overload. Furthermore, an ultrafiltration regulation system shall be developed using a powered and software-modulated pinch-valve on the effluent line of the hemofilter, proposed as an alternative to the state-of-the-art solution with peristaltic pump.