Strategic ventilation reduces non-ventilated contralateral lung injury induced by one-lung ventilation in rabbits

• Published in: Arquivo brasileiro de medicina veterinária e zootecnia Vol. 73; no. 2; pp. 367 - 376
• Main Authors: Liu, H.J., Jin, J., Huang, D.D.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais, Escola de Veterinária 01-03-2021; Universidade Federal de Minas Gerais
• Subjects: acute lung injury; one-lung ventilation; strategic ventilation; VETERINARY SCIENCES; ventilação estratégica; strategic ventilation; acute lung injury; lesão pulmonar aguda; ventilação de um pulmão; one-lung ventilation
• ISSN: 0102-0935; 1678-4162; 1678-4162
• DOI: 10.1590/1678-4162-12198

ABSTRACT One lung ventilation (OLV) often results in trauma to the unventilated contralateral lung. This study aims to evaluate the effects of different OLV regimens on the injury of the unventilated contralateral lung to identify the best conditions for OLV. Forty rabbits were divided into five groups: a sham group, OLV group I (fraction of inspired oxygen (FIO2) 1.0, tidal volume (VT) 8mL/kg, respiratory rate (R) 40 breaths/min and inspiratory/expiratory ratio (I:E) 1:2), OLV group II (FIO2=1.0, VT 8mL/kg, R 40 breaths/min, I:E 1:2, and positive end-expiratory pressure (PEEP) 5 cm H2O), OLV group III (FIO2 1.0, VT 6mL/kg, R 40 breaths/min, I:E 1:2 and PEEP 5 cm H2O) and OLV group IV (FIO2 0.8, VT 6mL/kg, R 40 breaths/min, I:E 1:2 and PEEP 5 cm H2O). Animals from all OLV groups received two-lung ventilation (TLV) to establish a baseline, followed by one of the indicated OLV regimens. The rabbits in the sham group were intubated through trachea and ventilated with fresh air. Arterial blood gas samples were collected, lung injury parameters were evaluated, and the concentrations of TNF-α and IL-8 in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and pulmonary surfactant protein A (SPA) in the unventilated lung were also measured. In OLV group I, the unventilated left lung had higher TNF-α, IL-8 and lung injury score but lower SPA than the ventilated right lung. In OLV groups I to III, the concentrations of TNF-α, IL-8 and lung injury score in the left lung decreased but SPA increased. No differences in these parameters between OLV groups III and IV were observed. Strategic ventilation designed for OLV groups III and IV reduced OLV-induced injury of the non-ventilated contralateral lung in rabbits.
RESUMO Ventilação pulmonar unilateral (OLV) frequentemente resulta em trauma no pulmão contralateral não ventilado. Este estudo visa avaliar os efeitos de diferentes regimes de OLV sobre a lesão do pulmão contralateral não ventilado para identificar as melhores condições para OLV. Quarenta coelhos foram divididos em cinco grupos: um grupo falso, OLV grupo I (fração de oxigênio inspirado (FIO2) 1.0, volume corrente (VT) 8mL/kg, frequência respiratória (R) 40 respirações/min e relação inspiração/expiração (I:E) 1:2), OLV grupo II (FIO2=1.0, VT 8mL/kg, R 40 respirações/min, I:E 1:2, e pressão positiva expiratória final (PEEP) 5 cm H2O), OLV grupo III (FIO2 1.0, VT 6mL/kg, R 40 respirações/min, I:E 1:2 e PEEP 5 cm H2O) e OLV grupo IV (FIO2 0.8, VT 6mL/kg, R 40 respirações/min, I:E 1:2 e PEEP 5 cm H2O). Os animais de todos os grupos OLV receberam ventilação nos dois pulmões (TLV) para estabelecer uma linha de base, seguida por um dos regimes OLV indicados. Os coelhos do grupo falso foram intubados através da traqueia e ventilados com ar fresco. Amostras de gases no sangue arterial foram coletadas, parâmetros de lesão pulmonar foram avaliados e as concentrações de TNF-α e IL-8 no fluido de lavagem bronco alveolar (BALF) e proteína A do surfactante pulmonar (SPA) no pulmão não ventilado também foram medidas. No grupo OLV I, o pulmão esquerdo não ventilado tinha maior índice de TNF-α, IL-8 e lesão pulmonar, mas menor SPA do que o pulmão direito ventilado. Nos grupos OLV I a III, as concentrações de TNF-α, IL-8 e a pontuação de lesão pulmonar no pulmão esquerdo diminuíram, mas o SPA aumentou. Não foram observadas diferenças nestes parâmetros entre os grupos OLV III e IV. A ventilação estratégica projetada para os grupos OLV III e IV reduziu a lesão induzida por OLV do pulmão contralateral não ventilado em coelhos.