Akutní intermitentní hypoxie při traumatickém poranění mozku (AIH)

Účelem této studie je určit, zda je bezpečné podávat akutní intermitentní hypoxii (AIH) lékařsky stabilním pacientům s chronickým traumatickým poraněním mozku (TBI). Existují důkazy naznačující, že AIH podporuje neuroplasticitu centrálního nervového systému (CNS). AIH stimuluje serotonergní neurony citlivé na kyslík v raphe nucleus mozkového kmene, což vede k uvolňování serotoninu do různých oblastí CNS. Toto uvolňování vede k aktivaci serotoninových receptorů na kortikálních neuronech nebo v jejich blízkosti a ke zvýšené syntéze mnoha trofických faktorů včetně neurotrofického faktoru odvozeného z mozku, vaskulárního endoteliálního růstového faktoru a erytropoetinu. Tyto akce také ovlivňují fungování neurotransmiterů, jako je GABA. Větší exprese růstových faktorů v mozku usnadňuje neuroplasticitu tím, že zvyšuje synaptickou sílu, excitabilitu kortikálních neuronů a interneuronů a konektivitu intra- a mezimozkových oblastí. Je třeba poznamenat, že neuroplasticita vyvolaná hypoxií se vyskytuje pouze při akutní intermitentní expozici, ale není vyvolána kontinuální hypoxií stejné doby trvání. Je bezpečné podávat AIH pacientům s TBI? Převaha dřívějších důkazů na zvířatech a lidech naznačuje, že každodenní epizody mírné AIH nemají negativní dopad na důležité bezpečnostní parametry, jako je klidový krevní tlak, arteriální tlak, srdeční frekvence, variabilita srdeční frekvence, srdeční výdej nebo kognitivní funkce. K dnešnímu dni byly protokoly AIH, které indukují prospěšnou neuroplasticitu bez spouštění patologických následků, omezeny na krátké epizody mírné hypoxie s nízkým počtem cyklů, jako jsou 15 x 90sekundové epizody 10% vdechovaného kyslíku. Nedávné studie u lidí s chronickým poraněním míchy a mrtvicí prokázaly, že tyto mírné epizody AIH opakované po dobu pěti po sobě jdoucích dnů lze bezpečně tolerovat bez patologických následků. Další nedávná studie ukázala, že ani 4týdenní protokol mírné denní AIH (cyklování 9%/21% kyslíku každých 1,5 minuty, 15 cyklů denně, po dobu 4 týdnů) nevyvolává nepříznivé zdravotní následky nebo kognitivní poruchy. Kumulativní důkazy tedy naznačují, že repetitivní AIH lze bezpečně použít ke studiu, zda může zlepšit neurobehaviorální fungování u pacientů s TBI bez škodlivých účinků. V této studii budeme podávat mírnou AIH 16 pacientům ve čtyřech různých dnech rozložených v průběhu dvou až čtyř týdnů, počínaje normální koncentrací kyslíku (cílová SpO2 98 %) a poté postupně snižovat koncentrace kyslíku během následujících tří sezení. (na 93 %, 87 % a 82 %). Naším primárním cílem je určit, zda je bezpečné podávat mírnou AIH pacientům s chronickým TBI s přetrvávajícími funkčními poruchami, kteří jsou však klinicky stabilní. Jako sekundární cíl v této studii posoudíme, zda podávání mírné AIH má po studii nějaké post-relační nebo kumulativní účinky na paměť a kognici, kortikální aktivaci, jak byla hodnocena jednopulzní transkraniální magnetickou stimulací, nebo zda před studiem má architekturu mozku nebo funkční konektivita, jak je detekována strukturálním a klidovým funkčním zobrazováním magnetickou rezonancí, předpovídá odpověď na AIH. Pokud v této studii nebyly pozorovány žádné nepříznivé účinky na mírnou AIH, klinické studie používající mírnou AIH samotnou nebo ve spojení s neurobehaviorálními terapiemi by mohly vyhodnotit, zda AIH usnadňuje zlepšení funkční výkonnosti po TBI.