Das schwere akute Lungenversagen (ARDS) hat trotz Einführung der lungenprotektiven Beatmungsstrategien eine unvermindert hohe Letalität von ca. 40%. Dabei gibt es bisher keine etablierte medikamentöse Therapie, welche die Sterblichkeit des ARDS nachgewiesen senkt. Für die Inhalation von Stickstoffmonoxid (NO), welches als endogen vorkommender, potenter Vasodilatator bekannt ist, konnten bisher Verbesserungen in der Oxygenierung des Blutes, aber keine Reduktion der Sterblichkeit gezeigt werden. Nitrit (NO2-) ist ein Abbauprodukt von NO, kann aber selbst als vasoaktiver NO-Donator fungieren. Darüber hinaus hat es zytoprotektive Eigenschaften. Pickerodt et al. konnten einen lungenprotektiven Effekt von intravenös (iv.) appliziertem NO2- auf die Entwicklung eines Ventilator-induzierten Lungenschadens bei Ratten zeigen, wenn es vor der Schadensinduktion appliziert wird. Mit dem hier präsentierten Forschungsvorhaben wurde überprüft, ob iv. appliziertes Natriumnitrit (NaNO2) diesen positiven Effekt der Lungenprotektion auch auf einen bereits vorhandenen Lungenschaden hat. Im Fokus der Untersuchung standen vor allem die Einflüsse auf die pulmonale Hämodynamik sowie auf den Gasaustausch. Aufgrund des notwenigen invasiven Monitoring, rezidivierender Blutentnahmen sowie der guten Übertragbarkeit des Modells auf den Menschen wurde ein Schweinemodell gewählt. Der Lungenschaden wurde mittels Surfactant-Depletion induziert, da dies ein stabiles und gut reproduzierbares Schadensmodell der Lunge ist. Es wurden drei Gruppen untersucht: Kontrollen (n=7), iv. NaNO2 Hochdosis (3.0 mg/kg KG Bolus über 20 Minuten, gefolgt von 1.725 mg/kg/h kontinuierlich; n=6) und iv. NaNO2 Niedrigdosis (0.3 mg/kg KG Bolus über 20 Minuten, gefolgt von 0.1725 mg/kg/h kontinuierlich; n=6). Mit der Behandlung wurde nach Induktion des Lungenschadens begonnen. Unsere Untersuchungen zeigen eine Nitrit-induzierte pulmonale Vasodilatation mit einem Abfall des pulmonalarteriellen Druckes sowie des pulmonalarteriellen Gefäßwiderstandes. Gegenüber der Kontrollgruppe konnte dabei aber kein verbesserter Gasaustausch, keine Reduktion des Lungenödems sowie keine erniedrigten intrapulmonalen Entzündungsmediatoren erreicht werden. Aus dieser Arbeit ergibt sich zusammenfassend kein Hinweis darauf, dass Nitrit nach iv. Applikation das Ausmaß oder die Schwere eines Lavage-induzierten Lungenversagens beim Schwein reduziert. Limitierend ist dabei der kurze Untersuchungszeitraum und dass nur eine Art des Lungenschadens abgebildet ist.
Although lung protective ventilation is well established, the acute respiratory distress syndrome (ARDS) has a very high mortality of approx. 40%. There is no evidence that any drug therapy reduces the mortality of ARDS. Nitric oxide (NO) is known as a strong endogenous vasodilator. There is evidence for improvements in oxygenation when NO is inhaled in ARDS but a reduction of the mortality of ARDS has not been shown. Nitrite (NO2-) is the end product in the NO metabolism, but NO2- is also known to act via NO dependent mechanisms as a vasodilator and for having cytoprotective effects during stress and hypoxia. Pickerodt et al. have shown that intravenous nitrite has lung protective effects in ventilator-induced lung injury in rats (pre-treatment therapy). With this research project we examined whether intravenous sodium nitrite (NaNO2) has the same lung protective effects on an already existing lung injury. In particular we focused on changes in pulmonary hemodynamics and gas exchange in the lung. To test our hypothesis by repetitive blood samples and more invasive monitoring as compared to the previously used rat model, we chose to work in pigs. Lung injury was induced by repetitive surfactant depletion by lung lavages. This leads to a stable and reproducible lung injury. We investigated three groups: controls (n=7), high dose iv. NaNO2 (3.0 mg/kg BW bolus for 20 minutes, followed by 1.725 mg/kg/h continuously; n=6) and low dose iv. NaNO2 (0.3 mg/kg BW bolus for 20 minutes, followed by 0.1725 mg/kg/h continuously; n=6). The infusion started after the lung injury was induced. We found that the treatment with iv. NaNO2 induces a pulmonary vasodilation with a decrease in pulmonary artery pressure and pulmonary artery resistance. An improvement in gas exchange, a reduced lung edema or decreased intrapulmonary inflammatory cytokines could not be shown. In summary, there is no evidence that iv. NaNO2 reduces the severity of lavage induced ARDS in pigs. Our findings are limited by the short time frame of our investigation and does not allow conclusions to the effects of NaNO2 in other models of lung injury.
