Hyperkapnie bei orthostatischer Hypotonie

HINTERGRUND: Die Regulation der Gewebedurchblutung lebenswichtiger Organe wie Gehirn und Herz erfolgt zum großen Teil durch lokale Anpassung der Mikrovaskulatur (Autoregulation) und autonome Nervensystemsteuerung des kardiovaskulären Systems. Die neurogene orthostatische Hypotonie (NOH) ist ein Schlüsselbeispiel dafür, wann diese Systeme versagen. Die Patienten erleiden einen signifikanten und anhaltenden Blutdruckabfall (≥20/10 mmHg) in aufrechter Position, was zu zerebraler Hypoperfusion und Symptomen wie Benommenheit, Übelkeit, Präsynkope und sogar Synkope führt. NOH und eine beeinträchtigte zerebrovaskuläre Perfusion treten auf, weil der Baroreflex nicht in der Lage ist, den sympathischen Abfluss angemessen zu erhöhen.

Eine neuartige Lösung, um den akuten Wirkungen von NOH entgegenzuwirken, besteht darin, die sympathische Aktivität vorübergehend zu erhöhen, indem die peripheren und zentralen respiratorischen Chemorezeptoren mit erhöhtem fraktional inspiriertem (Fi)CO2 stimuliert werden. Bei gesunden Probanden verbessert erhöhtes FiCO2 die orthostatische Toleranz und die Blutdruckkontrolle während schneller Haltungswechsel. Darüber hinaus haben nur wenige geschlechtsspezifische Auswirkungen auf die Beziehung zwischen Chemoreflex und Autonomie berücksichtigt. Vorhandene Beweise zeigen eine verstärkte sympathische Reaktion auf Chemoreflexstimulation bei postmenopausalen Frauen mit beobachteter Vasokonstriktion und erhöhtem Blutdruck. Diese Daten deuten darauf hin, dass Frauen möglicherweise besser auf Hyperkapnie als neuartige therapeutische Intervention für NOH ansprechen. Leider kann es auch eine Prädisposition für ein kardiovaskuläres Risiko im Zusammenhang mit Bluthochdruck im Liegen hervorheben.

Um die mechanistischen Grundlagen von NOH bei Männern und Frauen besser zu verstehen und die Verwendung von erhöhtem FiCO2 zu seiner Behandlung zu untersuchen, benötigen Forscher eine bessere Methode zur Überwachung der sympathischen Aktivität und der zerebrovaskulären Perfusion. Die funktionelle optische Kohärenztomographie (fOCT) der Gefäßbetten der Netzhaut und der Aderhaut des Auges (eines Ausläufers des Gehirns) wurde kürzlich in Calgary entwickelt, um eine physiologische Überwachung dieser wesentlichen Variablen zu ermöglichen. Zusammenfassend scheinen erhöhte FiCO2-Spiegel (Hyperkapnie) die Blutdruckreaktionen auf das Stehen und die orthostatische Toleranz zu verbessern und können eine attraktive Therapie für NOH-Patienten darstellen.

Dies ist eine Proof-of-Concept-Studie zur Bewertung von Hyperkapnie als neuartige therapeutische Intervention zur Verbesserung des Blutdrucks und der orthostatischen Toleranz bei männlichen und weiblichen Patienten mit NOH. Darüber hinaus werden die Forscher darauf abzielen, die funktionelle OCT als fortschrittliches, nicht-invasives Instrument zur Messung der sympathischen und metabolischen zerebrovaskulären Kontrolle zu evaluieren.

ZIELE: Die Ziele des aktuellen Vorschlags sind die Anwendung von Hyperkapnie während der fOCT-Überwachung bei männlichen und weiblichen Patienten mit NOH und gesunden Kontrollpersonen, um: (a) die Auswirkungen von Hyperkapnie auf kardiovaskuläre und zerebrovaskuläre Reaktionen zu bewerten und zu vergleichen, um die grundlegende Chemoreflex- und Baroreflexphysiologie besser zu verstehen bei männlichen und weiblichen Patienten mit NOH, (b) zu bestimmen, ob ein Gerät, das FiCO2 als Reaktion auf Haltungsänderungen vorübergehend erhöht, als nicht-medikamentöses Therapeutikum wirksam ist, und (c) fOCT als neuartiges fortschrittliches Instrument zur Messung sympathischer und metabolischer Komponenten zu bewerten der zerebralen Autoregulation bei Patienten mit autonomem Versagen.

METHODEN: Männliche und weibliche NOH-Patienten (n = 40) werden von der Calgary Autonomic Clinic zusammen mit geschlechts- und altersangepassten Kontrollen aus der Gemeinde rekrutiert. Die Teilnehmer absolvieren fünf Active Stand-Tests, bei denen sie aufgefordert werden, unterschiedliche endtidale (ET) CO2-Werte anzustreben. OCT-Bilder werden während jedes Tests erfasst. Die Teilnehmer werden das folgende Atmungsprotokoll während eines aktiven Standtests absolvieren: a) normale Raumluft atmen (ETCO2 frei schwankend), b) ETCO2 auf Grundlinie geklemmt, c) ETCO2 auf +5 mmHg geklemmt, d) ETCO2 auf +10 mmHg geklemmt, e ) ETCO2 geklemmt bei +10 mmHg mit ETO2 geklemmt bei 50 mmHg. Die angestrebten ETCO2-Werte werden durch ein computergestütztes Gasversorgungssystem erreicht. Zuletzt wird eine Rückatmungsaufgabe durchgeführt, um Hyperkapnie und Hypoxie (wenig Sauerstoff) hervorzurufen. Auf jeden Zustand folgt eine mindestens 10-minütige Erholungsphase, um eine ETCO2-Normalisierung sicherzustellen. Hämodynamik (BP, HR und Schlagvolumen) und orthostatische Symptome werden während des gesamten Tests bewertet. Die Atemzug-für-Atemzug-Daten umfassen ETO2, ETCO2, Atemfrequenz, Atemzugvolumen und Atemminutenvolumen. OCT-Bildanalysen in sitzender und stehender Position werden die Perfusionsdichten der Aderhaut und Netzhaut (Surrogate für periphere sympathische Aktivität bzw. metabolische zerebrale Autoregulation) messen.