Interactions between the pulmonary vascular and broncho-alveolar networks  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
62403
Type K
Principal investigator Peták, Ferenc
Title in Hungarian A pulmonális hemodinamika és a légzésmechanika összefüggéseinek vizsgálata
Title in English Interactions between the pulmonary vascular and broncho-alveolar networks
Keywords in Hungarian kisvérköri keringés, kényszerített oszcilláció, légúti hiperreaktivitás, bronchokonstrikció
Keywords in English pulmonary circulation, forced oscillations, bronchial hyperreactivity, bronchoconstriction
Discipline
Biological basis of diseases related to the above (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Panel Physiology, Pathophysiology, Pharmacology and Endocrinology
Department or equivalent Department of Medical Physics and Informatics (University of Szeged)
Participants Adamicza, Ágnes
Babik, Barna
Hantos, Zoltán
Starting date 2006-02-01
Closing date 2010-01-31
Funding (in million HUF) 6.444
FTE (full time equivalent) 2.76
state closed project
Summary in Hungarian
A pulmonális hemodinamika és a légzésmechanika összefüggéseinek vizsgálata eddig jórészt a tüdő globális mechanikai paramétereinek mérésére hagyatkozott. Ezért jelen pályázatban a légzésmechanikai jellemzők részletes, a légúti és szöveti kompartmentekre specifikus paraméterekben mért változások feltárásával kívánjuk vizsgálni a
- krónikus hipoxia hatására kialakult érrendszeri remodeling befolyását a légzésfunkcióra és a légúti reaktivitásra,
- keringési eredetű légúti hiperreaktivitás kialakulásáért felelős mechanizmusokat,
- tracheában pozitív, és a tüdő körül negatív nyomással létrehozott tüdőinfláció közti különbségeket a keringés-légzés kölcsönhatásra,
- fiziológiás pulmonális kapilláris nyomás szerepét a perifériás elzáródások kivédésében és megszüntetésében,
- tüdő posztoperatív iszkémia-reperfúziós károsodását kardiopulmonális bypasst követően szívműtött betegekben.

Méréseinket a kitűzött céloknak megfelelően altatott, mesterségesen lélegeztetett patkányokon, izolált perfundált patkánytüdőkön, és szívműtött betegeken végezzük. A légúti és szöveti mechanikai paramétereket az alacsonyfrekvenciás kényszerített oszcilláció módszerével meghatározott alacsonyfrekvenciás mechanikai impedancia modellalapú értékelésével választjuk szét.

Kutatási eredményeink a keringési és a légzőrendszer komplex együttműködésének mélyrehatóbb megértésével a klinikai gyakorlatban gyakran előforduló keringési eredetű pulmonális konstrikció okainak feltárását, és a kardiopulmonális betegségek patofiziológiás hátterének pontosabb tisztázását erdeményezhetik. Ezen ismeretek a szív-tüdő rendszer diszfunkciójának megelőzéséhez, és a két rendszer együttműködési optimumának helyreállításához járulhatnak hozzá.
Summary
The interactions between the pulmonary hemodynamics and lung mechanics have been investigated previously by measuring global lung function parameters. Thus, in the present project proposal we estimate the changes in the airway and tissue mechanics separately to characterize the
- effects of pulmonary vascular remodeling following prolonged hypoxia on the lung mechanics and on the bronchial reactivity to external stimuli,
- mechanisms responsible for the bronchial hyperreactivity encountered in congestive pulmonary vascular diseases,
- differences in the cardiopulmonary interactions when the lung is inflated with positive intratracheal or negative pressure around the pleura,
- role of physiological pulmonary capillary pressure in preventing and reversing atelectasis development,
- postoperative ischemia-reperfusion injury in patients undergoing cardiopulmonary bypass.

In accordance with our aims, the measurements will be performed on rats in vivo, on isolated perfused rat lungs, and in patients undergoing cardiac surgery. The airway and tissue mechanics will be separated by model-based analyses of the low-frequency forced oscillatory pulmonary input impedance spectra.

The detailed description of the airway and lung parenchymal consequences of cardiopulmonary interactions will contribute to a better understanding of pathophysiological mechanism responsible for the lung constriction with circulatory origin. The proposed advances outlined in the present application may also contribute to a more efficient prevention of dysfunction, or to the re-establishment of the optimum equilibrium between the heart and the lungs.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A lezárult pályázatban a légzésmechanikai jellemzők részletes, a légúti és a tüdőszöveti paraméterekben mért változások feltárásával vizsgáltuk a - krónikus hipoxia hatására kialakult érrendszeri remodeling befolyását a légúti reaktivitásra, - keringési eredetű légúti hiperreaktivitás kialakulásáért felelős mechanizmusokat, - tracheában pozitív és a tüdő körül negatív nyomással létrehozott tüdőinfláció közti különbségeket a keringés-légzés kölcsönhatásra, - fiziológiás pulmonális kapilláris nyomás szerepét a perifériás elzáródások kivédésében és megszüntetésében, - tüdő posztoperatív iszkémia-reperfúziós károsodását kardiopulmonális bypasst követően szívműtött betegekben. Méréseinket a kitűzött céloknak megfelelően altatott, mesterségesen lélegeztetett patkányokon, izolált perfundált patkánytüdőkön, és szívműtött betegeken végeztük. A légúti és szöveti mechanikai paramétereket az alacsonyfrekvenciás kényszerített oszcilláció módszerével meghatározott alacsonyfrekvenciás mechanikai impedancia modellalapú értékelésével választottuk szét. Kutatási eredményeink, melyeket 11 teljes terjedelmű angol nyelvű közleményben publikáltunk (összesített impakt faktor 28,935), a keringési és a légzőrendszer komplex együttműködésének mélyrehatóbb megértésével a klinikai gyakorlatban gyakran előforduló keringési eredetű pulmonális konstrikció okainak feltárásához, és a kardiopulmonális betegségek patofiziológiás hátterének tisztázásához járultak hozzá.
Results in English
We estimated in the present project the changes in the airway and tissue mechanics separately to characterize the - effects of pulmonary vascular remodeling following prolonged hypoxia on the lung mechanics and on the bronchial reactivity to external stimuli, - mechanisms responsible for the bronchial hyperreactivity encountered in vascular diseases, - differences in the cardiopulmonary interactions when the lung is inflated with positive intratracheal or negative pressure around the pleura, - role of physiological pulmonary capillary pressure in preventing and reversing atelectasis development, - postoperative ischemia-reperfusion injury in patients undergoing cardiopulmonary bypass. In accordance with our aims, the measurements were performed on rats in vivo, on isolated perfused rat lungs, and in patients with cardiac surgery. The airway and tissue mechanics were separated by model-based analyses of the low-frequency forced oscillatory pulmonary input impedance spectra. The detailed description of the airway and lung parenchymal consequences of cardiopulmonary interactions contributed to a better understanding of pathophysiological mechanism responsible for the lung constriction with circulatory origin. The proposed advances, published in 11 peer reviewed papers (sum impact factor of 28.935), contributed to a more efficient prevention of dysfunction or to the re-establishment of the optimum equilibrium between the heart and the lungs.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=62403
Decision
Yes





 

List of publications

  
Janosi T, F. Petak, M. Beghetti, D. Morel, W. Habre: Protection of vasoconstriction and lung function impairment by endothelin-receptor blockers and vasoactive intestinal peptide (VIP) in isolated perfused rat lungs, Eur Respir J 30, Suppl 51: 54s, 2007, 2007
Peták F, Adamicza Á, Lele E, Habre W: Involvement of histaminic and muscarinic receptors in the bronchoconstriction induced by myorelaxant administration in sensitized rabbits, Am J Respir Crit Care Med 175: A157, 2007, 2007
Albu G, Habre H, Fontao F, Morel DR, Petak F: The contribution of the pulmonary microvascular pressure in the maintenance of an open lung during mechanical ventilation, Resp Physiol Neurobiol 157: 262-269, 2007
Albu G, Peták F, Fontao F, Biton C, Pache JC, Habre W: Airway hyperresponsiveness after coronary ischemia: functional and structural backgrounds, Resp Physiol Neurobiol, 162: 176-83, 2008
Peták F, Adamicza Á, Albu G, Tolnai J, Hantos Z: Dynamics of bronchoconstriction reflected by broadband respiratory impedance in rabbits, Am J Respir Crit Care Med Vol 177, A223, 2008
Habre W, Adamicza A, Lele E, Novák T, Sly PD, Petak F.: The involvement of histaminic and muscarinic receptors in the bronchoconstriction induced by myorelaxant administration in sensitized rabbits., Anesth Analg 107: 1899-906, 2008
Janosi T, Peták F, Fontao F, Morel DR, Beghetti M, Habre W.: Differential roles of endothelin-1 ETA and ETB receptors and vasoactive intestinal polypeptide in regulation of the airways and the pulmonary vasculature in isolated rat, Exp Physiol. 93: 1210-9, 2008
Petak F, T Janosi, F Fontao, D Morel, W Habre: Acute increase in pulmonary blood flow elevates airway responsiveness in isolated perfused rat lungs, Eur Respir J 32, Suppl 52: 776s, 2008
Babik B, Albu G, Hantos Z, Balazs M, Bogats G, Peták F.: Changes in respiratory mechanics following cardiac surgery: prolonged deterioration in tissue mechanics in patients with cardiopulmonary bypass., J Cardiothorac Vasc Anesth S7, 2009
78. Peták F, Jánosi T, Myers, C, Fontao F, Habre W.: Impact of elevated pulmonary blood flow and capillary pressure on lung responsiveness., Eur Respir J Vol 34, Suppl 53, 836s, 2009
Habre W, Jánosi T, Fontao F, Meyers, C, Pache JC, Peták F.: Effects of hypoxia-induced chronic changes in pulmonary haemodynamics ont he lung function and responsiveness in rats., Eur Respir J Vol 34, Suppl 53, 835s, 2009
Albu G, Babik, B, Késmárky K, Hantos Z, Peták F.: Changes in airway and respiratory tissue mechanics following cardiac surgery., Eur J Anaesth Vol 26, Suppl 45, p78, 2009
Peták F, Czövek D, Novák Z.: Application of the forced oscillation technique to detect airway hyperresponsiveness int he early diagnosis of asthma in children., Eur Respir J Vol 34, Suppl 53, 203s, 2009
82. Novák Z, Czövek D, Peták F.: Forced oscillation technique int he early diadnosis of asthma in children., World Allergy Organization Journal, p766, 2009
Petak F, Albu G, Lele E, Hantos Z, Morel DR, Fontao F, Habre W.: Lung mechanical and vascular changes during positive- and negative-presssure lung inflations: importance of reference pressures in the pulmonary vasculature, J Appl Physiol 106: 935-942, 2009
Bánfi A, Tiszlavicz L, Székely E, Peták F, Tóth-Szüki V, Baráti L, Bari F, Novák Z.: Development of bronchus-associated lymphoid tissue hyperplasia following lipopolisaccharide-induced lung inflammation in rats., Exp Lung Res 35: 186-197, 2009
Peták F, Janosi TZ, Myers C, Fontao F, Habre W.: Impact of elevated pulmonary blood flow and capillary pressure on lung responsiveness., J Appl Physiol 107: 780-786, 2009
Peták F, Bánfi A, Tóth-Szüki V, Baráti L, Bari F, Székely E, Novák Z.: Airway responsiveness and bronchoalveolar lavage fluid profiling in individual rats: effects of different ovalbumin exposures., Respir Physiol Neurobiol. 170: 76-82, 2010
von Ungern-Sternberg BS, Habre W, Regli A, Pache J-Cl, Fontao F, Janosi TZ, Beghetti M, Peták F.: Precapillary pulmonary hypertension leads to reversible bronchial hyperreactivity in rats., Exp Lung Res (In press), 2010
Habre W, Janosi TZ, Fontao F, Myers C, Albu G, Pache JC, Peták F.: Mechanisms for lung function impairment and airway hyperresponsiveness following chronic hypoxia in rats., Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. (In press), 2010
Albu G, Babik B, Késmárky K, Balázs M, Hantos Z, Peták F.: Changes in airway and respiratory tissue mechanics after cardiac surgery., Ann Thorac Surg (In press), 2010



Back »