Effect of Inhaled Nitric Oxide on Hemodynamics, Gas Exchange and Pulmonary Inflammation in Newborn Piglets with Escherichia coli Induced Septic Lungs

패혈성 폐가 유도된 신생자돈에서 외인성 Nitric Oxide 흡입의 혈역학, 가스교환 및 폐 염증에 대한 효과

Purpose : The aim of this study was to evaluate the effect of inhaled nitric oxide(iNO) on gas exchange, hemodynamics and pulmonary inflammation in newborn piglets with E. coli induced septic lung. Methods : Twenty three instrumented and ventilated piglets were randomized into three groups : CON(n=6), PCON(n=9), and PNO(n=8). In the piglets of the PCON and PNO groups, E. coli septic lung was induced by endotracheal instillation of E. coli. Ten ppm iNO was given continuously in the PNO group after endotracheal instillation of E. coli. All animals were mechanically ventilated for six hour with a peak inspiratory pressure of 30 $cmH_2O$, frequency of 25 breaths/min, $FiO_2$ 1.0 and a positive end-expiratory pressure of 4 $cmH_2O$. All measurements were made at one hour intervals during the experiment. At the end of the experiment, lung tissue was harvested for the analysis of myeloperoxidase activity, indicative of lung inflammation. Results : All piglets with pulmonary instillation of E. coli developed E. coli sepsis. Piglets in the PCON group developed progresseve pulmonry hypertension, hypoxemia and hypercarbia compared to the CON group due to increased pulmonary vascular resistance, intrapulmonary shunt fraction and physiologic dead space fraction. iNO did not reverse pulmonary hypertension in the PNO group. However iNO significantly improved oxygenation, which was attributed to marked improvement of venous admixture and partial attenuation of increase in dead space fraction. Increased myeloperoxidase activity in PCON compared to CON was significantly attenuated in PNO. Conclusion : iNO improves oxygenation and lung inflammation in newborn piglets with E. coli induced septic lung.

목 적 : E. coli 패혈성 폐가 유도된 신생자돈에서 Nitric oxide(NO) 가스 흡입요법이 혈역학, 가스교환 및 폐 염증 소견에 미치는 영향을 알아보고자 본 연구를 실시하였다. 방 법 : 23마리의 신생자돈에서 도관 삽입과 기도 삽관을 시행하여 기계적 가스 인공환기를 시키면서 CON군(n=6)은 생리적 식염수 5 mL, PCON(n=9) 및 PNO(n=8) 군은 Escherichia coli strain $69{\times}10^9cfu$(10 mL)를 투여한 후 time-cycled pressure-limited 인공환기기로 PIP 30 $cmH_2O$, 호흡수 분당 30회, $FiO_2$ 1.0, PEEP 4 $cmH_2O$의 설정에서 6시간 동안 유지하였다. PNO군에서는 NO 10 ppm을 E. coli 투여 후부터 실험 종료 시까지 기도 내로 투여하였다. 모든 신생자돈에서 가스교환, 혈역학, 폐기능 지수들을 1시간 간격으로 측정하였고 실험 종료후 폐 조직을 얻어 염증반응 정도 지표인 myeloperoxidase 활성을 측정하였다. 결 과 : E. coli가 기도 내로 투여된 PCON 및 PNO군 모두에서 실험 종료시 E. coli 패혈증이 발생하였다. PCON군에서는 시간에 따라 진행되는 폐동맥 고혈압, 저산소혈증, 고탄산혈증, 및 폐 내 단락과 폐 내 사강의 비율의 증가를 보였고 대조군에서는 실험 종료시까지 의미 있는 변화를 보이지 않았다. NO가 투여된 PNO군에서 폐동맥 고혈압이 감소되지 않았으나 폐 내 단락의 의미 있는 개선과 폐 내 사강 비율 증가의 일부 감소에 기인한 저산소혈증 진행의 완화가 관찰되었다. 폐 염증정도의 지표인 폐조직의 myeloperoxidase 활성도는 PCON군에서 CON군에 비해 의미 있게 증가되었으며 이는 PNO군에서 의미 있게 완화되었다. 결 론 : E. coli 패혈성 폐가 유도된 신생자돈에서 NO 가스 흡입요법은 폐 내 단락 개선을 통해 산소화를 향상시켰으며 또한 폐 염증 소견을 완화시켰다.