Systémový nitrosativní/oxidační stres u pacientů s akutním poraněním mozku (NOX)

POZADÍ:

Akutní poranění mozku v důsledku traumatického poranění mozku (TBI), intracerebrálního krvácení (ICH) a aneuryzmatického subarachnoidálního krvácení (SAH) je celosvětově hlavní příčinou mortality a trvalé invalidity. Bez ohledu na jeho etiologii je akutní poranění mozku spojeno s rozsáhlou aktivací buněčných a biochemických procesů, které mohou zhoršit poškození po primárním poranění – toto se nazývá sekundární poranění mozku.

Oxid dusnatý (NO) je silný endogenní vazodilatátor produkovaný z argininu enzymem syntáza oxidu dusnatého (NOS), který existuje ve třech izoformách: endoteliální, neuronální a indukovatelný NOS (eNOS, nNOS a iNOS). V podmínkách zánětu a oxidačního stresu (např. při akutním poranění mozku) mohou volné radikály reagovat s NO za vzniku peroxydusitanu (ONOO-), který je vysoce reaktivní a může přímo poškodit biologické makromolekuly, jako jsou lipidy a proteiny. Tento jev, tj. zvýšená produkce reaktivních druhů dusíku potenciálně vedoucí k poškození buněk, se nazývá nitrosativní stres.

Všeobecně se má za to, že oxidativní/nitrosativní stres a související poruchy metabolismu NO se podílejí na rozvoji sekundárního poškození mozku, ale přesná úloha těchto mechanismů zůstává neúplně objasněna. Zatímco někteří autoři se domnívají, že dysfunkce NOS az toho vyplývající nízká biologická dostupnost NO je důležitou příčinou sekundárního poškození mozku, jiní tvrdí, že nadprodukce NO zprostředkovaná iNOS je maladaptivní odezva vedoucí ke zhoršení poškození tkáně v důsledku nitrosativního stresu.

Vyšetřovatelé předpokládají, že akutní poranění mozku je spojeno s okamžitým zvýšením cirkulujících biomarkerů oxidačního stresu a snížením biologické dostupnosti NO v důsledku tvorby peroxynitritu (nitrosativní stres), a že to představuje důležitý mechanismus rozvoje sekundárního mozku. zranění. Toto snížení dostupnosti NO by mohlo přispět k začarovanému kruhu, ve kterém výsledné zvýšení mikrovaskulární rezistence, cerebrální hypoperfuze a hypoxie mozkové tkáně dále zvyšuje produkci volných radikálů. Dále se však předpokládá, že počáteční snížení dostupnosti NO je následováno zvýšením metabolitů NO zprostředkovaným iNOS v následujících dnech po poranění. Tato explorativní studie se pokusí charakterizovat tyto změny a jejich roli u pacientů s akutním poraněním mozku.

HYPOTÉZY:

1. Pacienti budou mít nejvyšší hladiny markerů oxidativního/nitrosativního stresu a nejnižší hladiny metabolitů NO bezprostředně po iktusu, s progresivním snižováním markerů oxidativního/nitrosativního stresu a nárůstem metabolitů NO v následujících dnech.
2. Stupeň oxidativního/nitrosativního stresu bude spojen s nepříznivým klinickým průběhem (např. epizody neurologického zhoršení), špatným neurologickým výsledkem a smrtí.
3. Pacienti s vyšší závažností onemocnění (např. vyšší skóre Světové federace neurologických chirurgů pro pacienty s SAH) budou mít vyšší stupeň oxidačního/nitrosativního stresu ve srovnání s pacienty s nižší závažností onemocnění.
4. Stupeň oxidativního/nitrosativního stresu bude spojen se stupněm biomarkerem determinovaného poškození neurovaskulární jednotky.
5. Stupeň oxidačního/nitrosativního stresu bude spojen s průkazem systémové dysfunkce orgánů.
6. Stupeň oxidativního/nitrosativního stresu a relativního vyčerpání NO je spojen s hypoxií mozkové tkáně, metabolickou krizí mozku a kortikálními šířícími se depolarizacemi (u podskupiny pacientů podstupujících multimodální neuromonitoring).

METODY:

Studie je jednocentrová, prospektivní, explorativní, observační studie, která bude zahrnovat 50 pacientů s SAH, 50 pacientů s ICH a 50 pacientů s TBI přijatých na jednotku neurointenzivní péče (NICU) v Rigshospitalet, Kodaň. Zařazování pacientů bude pokračovat, dokud nebude zapsán plánovaný počet pacientů, nebo do 1. května 2023, kdy bude zařazování zastaveno a data budou analyzována bez ohledu na počet zařazených pacientů.

Vzorky arteriální krve budou odebírány ve 3 časových bodech: den 0-2 (brzký), den 3-5 (střední) a den 6-8 (pozdní) po přijetí. Pokud není k dispozici žádný arteriální katétr, lze alternativně odebrat vzorky centrálních žil nebo periferních žil. Vzorky krve budou odebírány pouze při příjmu na JIP a/nebo jednotku intermediární péče a v případě propuštění na jiné oddělení bude odběr vzorků zastaven.

Demografické, klinické a paraklinické údaje budou získány z elektronických lékařských záznamů každého pacienta. Data z multimodálního neuromonitoringu (tj. intrakraniální tlak, okysličení mozkové tkáně, mozková mikrodialýza a/nebo elektrokortikografie) budou průběžně shromažďována spolu s fyziologickými parametry, pokud budou k dispozici. Neurologický výsledek (jak je určen modifikovanou Rankinovou škálou) bude stanoven po 6 měsících v souvislosti s ambulantní kontrolní návštěvou v nemocnici nebo prostřednictvím telefonických rozhovorů.

BIOCHEMICKÉ ANALÝZY:

Vzorky krve budou analyzovány na následující markery oxidačního stresu: askorbátový radikál, lipidové hydroperoxidy, myeloperoxidázu a antioxidanty glutathion, α/γ-tokoferol, α/β-karoten, retinol a lykopen.

Budou stanoveny následující metabolity NO: celková koncentrace NO v plazmě (dusičnany (NO3-) + dusitany (NO2-) + S-nitrosothioly (RSNO)) a celkový NO vázaný na červené krvinky (dusitany (NO2-) + nitrosylhemoglobin (HbNO) ) + S-nitrosohemoglobin (HbSNO)). Kromě toho bude 3-nitrotyrosin určen jako náhradní marker pro peroxydusitan.

Budou stanoveny následující biomarkery poškození neurovaskulárních jednotek: S100ß, gliální fibrilární kyselý protein, neuron-specifická enoláza, ubikvitinová karboxy-terminální hydroláza L1, lehký řetězec neurofilament a celkový tau.