正常症および高圧条件における組織窒素化に対する酸素予防の影響

背景：純粋な酸素を呼吸すると、組織からの窒素ウォッシュアウトが発生します。これは、低圧曝露を防ぐために一般的に展開される方法です。理論的には、酸素を前に事前に呼んでいると、窒素の摂取能力が向上し、短い期間中に超飽和度を制限する可能性があります。正常球体および高圧曝露後の組織窒素を定量化するために、放射性窒素同位体である13N2を使用することを目指しました。 方法：20個のSprague Dawleyラットを4つの条件で分けました。正常標準前ブレース、正常障害制御、高圧前腹部、高圧制御。前後のラットは、実験の1時間前に酸素を呼吸し、空気を吸い込んでいます。ノルモバリックラットは、100 kPaで13N2を含む空気を30分間呼吸しましたが、高圧ラットは700 kPaで13N2を呼吸し、その後エアイソフルラン（13N2なしで数分間）を使用して減圧および鎮静しました。安楽死後、血液、脳、肝臓、大腿骨、太ももの筋肉をガンマカウントによって分析しました。 結果：ノルモバリアでは、酸素前の酸素が発生すると、血液中の絶対窒素数が高くなり（p = .034）、肝臓と筋肉の両方で正常化されたカウントが高くなりました（p = .034）。ただし、高圧暴露後、どの臓器の条件間で違いは観察されませんでした（p> .344）。骨と筋肉の両方が、ノルモバリアと比較して高塩基後に高い正規化数を示しました。 結論：酸素前呼吸は、ノルモバリアで窒素除去を引き起こし、より大きな「シンク」と13N2の取り込みをもたらしました。高塩基の状態の違いの欠如は、繁殖前の効果を軽減するダイブの期間と深さによる可能性があります。高圧条件では、鎮静処置中の窒素のオフガスのために低いカウントが可能である可能性が高いため、げっ歯類ではガスを外すのに数分で十分であることが示唆されました。骨と筋肉の高塩基下でのより高い正規化されたカウントは、これらの組織がオンガス窒素に遅くなっていることに関係している可能性があります。将来の実験には、オフガスを防ぐために13N2を呼吸しながら、より短いダイブと安楽死が含まれる場合があります。

BACKGROUND: Breathing pure oxygen causes nitrogen washout from tissues, a method commonly deployed to prevent decompression sickness from hypobaric exposure. Theoretically prebreathing oxygen increases the capacity for nitrogen uptake and potentially limits supersaturation during dives of short duration. We aimed to use 13N2, a radioactive nitrogen isotope, to quantify tissue nitrogen following normobaric and hyperbaric exposures. METHODS: Twenty Sprague Dawley rats were divided in 4 conditions; normobaric prebreathe, normobaric control, hyperbaric prebreathe, hyperbaric control. Prebreathed rats breathed oxygen for 1 h prior to the experiment whilst controls breathed air. Normobaric rats breathed air containing 13N2 at 100 kPa for 30 min, whereas hyperbaric rats breathed 13N2 at 700 kPa before being decompressed and sedated using air-isoflurane (without 13N2 for a few minutes). After euthanization, blood, brain, liver, femur and thigh muscle were analyzed by gamma counting. RESULTS: At normobaria prebreathing oxygen resulted in higher absolute nitrogen counts in blood (p = .034), as well as higher normalized counts in both the liver and muscle (p = .034). However, following hyperbaric exposure no differences were observed between conditions for any organ (p>.344). Both bone and muscle showed higher normalized counts after hyperbaria compared to normobaria. CONCLUSIONS: Oxygen prebreathing caused nitrogen elimination in normobaria that led to a larger "sink" and uptake of 13N2. The lack of difference between conditions in hyperbaria could be due to the duration and depth of the dive mitigating the effect of prebreathing. In the hyperbaric conditions the lower counts were likely due to off-gassing of nitrogen during the sedation procedure, suggest a few minutes was enough to off-gas in rodents. The higher normalized counts under hyperbaria in bone and muscle likely relate to these tissues being slower to on and off-gas nitrogen. Future experiments could include shorter dives and euthanization while breathing 13N2 to prevent off-gassing.