Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-36372
Titel: Examine the Lung Role in Acute Respiratory Distress Syndrome and COVID-19-Disease with Focus on Transpulmonary Gradient of the Inflammatory Biomarkers
VerfasserIn: Mozafari, Bahareh
Sprache: Englisch
Erscheinungsjahr: 2021
Erscheinungsort: Homburg/Saar
DDC-Sachgruppe: 000 Allgemeines, Wissenschaft
610 Medizin, Gesundheit
Dokumenttyp: Dissertation
Abstract: Background: The main function of the lungs is respiration, however there are a few studies about other metabolic functions of the lungs, i.e. production of the angiotensin converting enzyme and thus participate in the metabolism of angiotensin. There is also data on the metabolism of some drugs through the lungs. 100% of the cardiac output flows through the lungs. In principle, this results in the prerequisites that the lungs also intervene in metabolic processes or significantly change the blood concentration of biomarkers i.e. inflammatory mediators. We hypothesize that numerous metabolites of the blood are changed passing through the lung or the lung secrete certain inflammatory mediators into the blood. The present work compares the transpulmonary gradient of inflammatory cytokines, mentioned as delta value through the work, among three different groups: healthy individuals, pneumonia / ARDS patients and COVID-19 patients. The delta values are defined as the difference of biomarkers concentrations found in serum taken from arterial blood (oxygenated, after passing through the lungs) and biomarkers concentration found in serum taken from the central venous blood (deoxygenated, before entering the lungs). Methods: Men from January 2019 to April 2020 were included in our study. The samples were collected at the Saarland University Hospital (UKS). Three groups were included: patients from surgery department as control group (sample size n = 26), pneumonia / ARDS group (n = 23) and COVID-19 group (n = 10). To collect samples, blood was drawn from the central venous catheter (CVC) and peripheral arterial catheter. The statistical evaluation was carried out using the program SPSS Version 26 (IBM 2019). Results: The age distribution ranged from 34 to 93 years old, with the mean age being 62.17 ± 12.69 years old. According to the Shapiro-Wilk test (p> 0.05), the age distribution of the subjects was normal. The survival of patients was also documented. No one from control group died. From the “pneumonia / ARDS” group, 3 out of 23 patients died and from the “COVID-19” group 5 out of 10 patients died in the course of the disease. We tested 76 different cytokines and biomarkers, in both arterial and venous circulatory system. 4 biomarkers differed significantly in their delta value between the COVID-19 and control groups, 2 biomarkers between the pneumonia / ARDS and the control groups and 3 biomarkers between the pneumonia and COVID-19 groups. The delta values of nine biomarkers correlated significantly with the intensive care medicine scores SAPS (Simplified Acute Physiology Score) and TISS (Therapeutic Intervention Scoring System) in pneumonia / ARDS group. In contrast, a correlation between the biomarkers in COVID-19 group and the intensive medicine scores could not be detected. The comparison between the survived and deceased COVID-19 patients revealed a significant difference in the delta values of 3 biomarkers. Conclusions: Cytokines and biomarkers can make statements about the disease and the course of COVID-19 and pneumonia / ARDS patients. In our study the transpulmonary gradient of some pro- and anti-inflammatory biomarkers were statistically significant among the three groups including IgM, IL-1RA, IL-10 among others. The transpulmonary gradient of these biomarkers were the lowest in COVID-19 group, however comparing the venous and arterial samples within each group, COVID-19 group had the highest venous and arterial concentration of theses biomarkers. This might be an indicator for a higher inflammation state in COVID-19 in comparison to other types of ARDS. Furthermore, we could show a correlation between the transpulmonary gradient of two cellular adhesion molecules and outcome of our COVID-19 patients.
Die Hauptfunktion der Lunge ist der Austausch der Atemgase, jedoch es gibt ein Paar Studien über die andere metabolische Funktionen der Lungen, z. B. die Produktion des Angiotensin-Converting Enzymes und somit Beteiligung am Stoffwechsel von Angiotensin. Weiterhin gibt es Daten zur Metabolisierung einiger Pharmaka durch die Lunge. Die Lunge wird von 100 % des Herzzeitvolumens durchströmt. Dadurch ergeben sich prinzipiell die Voraussetzungen, dass die Lunge auch in metabolische Prozesse eingreift bzw. die Blutkonzentration von beispielsweise Entzündungsmediatoren deutlich verändert. Wir hypothetisieren hier, dass zahlreiche Metabolite des Blutes im Rahmen der Lungenpassage verändert werden beziehungsweise die Lunge bestimmte Entzündungsmediatoren ins Blut abgibt. Die vorliegende Arbeit Vergleich die transpulmonale Gradienten der Entzündungsmediatoren, der in dieser Arbeit als Delta-Wert bezeichnet wird, zwischen drei verschiedenen Gruppen ab: Gesunde, Patienten mit Pneumonie / ARDS und Patienten mit COVID-19 Erkrankung. Die Delta-Werte sind definiert als die Differenz der Biomarkerkonzentration im Serum aus arteriellem Blut (oxygeniert, nach Durchtritt durch die Lunge) und der Biomarkerkonzentration im Serum aus dem zentralvenösen Blut (desoxygeniert, bevor es in die Lunge gelangt). Methoden: In unsere Studie wurden männliche Patienten von Januar 2019 bis April 2020 eingeschlossen. Die Proben wurden am Universitätsklinikum des Saarlandes, Deutschland gesammelt. Es wurde zwischen drei Gruppen unterschieden. Zum einen die Operationspatientengruppe als Kontrollgruppe (Stichprobengröße n = 26), die Pneumonie- / ARDS-Gruppe (n = 23) und die Gruppe mit COVID-19-Patienten (n = 10). Um die einzelnen Proben einer Person zu sammeln, wurde Blut aus dem zentralen Venenkatheter (ZVK) und dem peripheren arteriellen Katheter entnommen. Die statistische Auswertung erfolgte mit Hilfe des Programms SPSS Version 26 (IBM 2019). Ergebnisse: Die Altersverteilung über die gesamte Studie reichte von 34 bis 93 Jahren, wobei das Durchschnittsalter 62,17 Jahre mit einer Standardabweichung von 12,69 Jahren betrug. Laut Shapiro-Wilk-Test (Signifikanz p > 0,05) war die Altersverteilung der Probanden normal. Auch das Überleben der Patienten wurde dokumentiert. Es zeigte sich, dass kein Patient der „gesunden“ Gruppe starb. Aus der Gruppe „Pneumonie“ starben 3 von 23 Patienten und aus der Gruppe „COVID-19“ starben 5 von 10 Patienten im Krankheitsverlauf. Insgesamt wurde das jeweilige Blut auf 76 verschiedene Zytokine und Biomarker, sowohl arteriell wie auch venös, getestet. Die Hauptergebnisse waren, dass sich insgesamt 4 Biomarker in ihrem Delta-Wert zwischen den COVID-19-Patienten und Patienten mit gesunden Lungen signifikant unterschieden. Im Vergleich dazu wurde bei insgesamt 2 Biomarkern ein signifikanter Unterschied zwischen den Pneumonie- bzw. ARDS-Patienten und den gesunden Probanden gefunden. Die Pneumonie- und COVID-19-Patienten unterschieden sich hingegen in insgesamt 3 Biomarkern. Die Blutkonzentration der restlichen Biomarker unterschied sich beim Durchgang durch die Lunge nicht statistisch signifikant. Für die intensivmedizinischen Scores SAPS und TISS konnten für die Gruppe der Pneumoniepatienten 9 korrelierte Marker bestimmt werden. Ein Zusammenhang zwischen COVID-19-Patienten und den Scores konnte hingegen nicht nachgewiesen werden. Der Vergleich zwischen den überlebenden und verstorbenen COVID-19-Patienten ergab einen signifikanten Unterschied in den Serumkonzentrationen für 3 Biomarker. Schlussfolgerungen: Anhand der Zytokin- und Biomarkerwerte können Aussagen über die Erkrankung und den Verlauf von COVID-19- und Pneumonie/ARDS-Patienten getroffen werden. In unserer Studie waren die transpulmonalen Gradientenunterschiede einiger pro- und antiinflammatorischer Biomarker zwischen den drei Gruppen einschließlich IgM, IL-1RA, IL-10 statistisch signifikant. Der transpulmonale Gradient dieser Biomarker war in der COVID-19-Gruppe am niedrigsten, aber beim Vergleich der venösen und arteriellen Proben innerhalb jeder Gruppe wies die COVID-19-Gruppe die höchste Konzentration dieser Biomarker in beiden Proben auf. Dies könnte ein Indikator für einen höheren Entzündungszustand bei COVID-19 im Vergleich zu anderen Arten von ARDS sein. Darüber hinaus konnten wir eine Korrelation zwischen dem transpulmonalen Gradienten zweier zellulärer Adhäsionsmoleküle und dem Outcome von COVID-19-Patienten aufzeigen.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.2147/JIR.S320685. eCollection 2021.
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291--ds-363722
hdl:20.500.11880/33140
http://dx.doi.org/10.22028/D291-36372
Erstgutachter: Bals, Robert
Tag der mündlichen Prüfung: 30-Mai-2022
Datum des Eintrags: 20-Jun-2022
Fakultät: M - Medizinische Fakultät
Fachrichtung: M - Innere Medizin
Professur: M - Prof. Dr. Robert Bals
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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