CO2-Rückatmung in nOH: Eine Proof-of-Concept-Pilotstudie

HINTERGRUND: Neurogene orthostatische Hypotonie (nOH) ist eine chronische Erkrankung, die mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko und einer verminderten Lebensqualität einhergeht. Beim Stehen kommt es bei Patienten mit nOH zu einem starken Blutdruckabfall (Blutdruck; mindestens ≥ 20/10 mmHg, oft aber auch viel mehr), der häufig mit schwächenden Symptomen und Synkopen einhergeht. nOH betrifft ältere Menschen und Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen (z. B. Parkinson-Krankheit, Multisystematrophie), Neuropathien (z. B. Diabetes) und Nervenschäden (z. B. Rückenmarksverletzung).

Bei gesunden Kontrollpersonen führt Hyperkapnie (d. h. hoher CO2-Gehalt) zu einem Anstieg der sympathischen Nervenaktivität und des Blutdrucks. Hyperkapnie erhöht den Blutdruck im Liegen und Sitzen bei Patienten mit nOH signifikant, und unsere vorherige Studie (unveröffentlicht) zeigte, dass Hyperkapnie den Blutdruck im Stehen bei Patienten mit nOH signifikant erhöht.

Unser Körper produziert und atmet auf natürliche Weise CO2 aus. Rebreathe-Geräte bieten eine einfache, kostengünstige Technologie zur Erhöhung des arteriellen CO2. Kurz gesagt: Rückatmungsgeräte fangen ausgeatmetes CO2 auf, das dann wieder eingeatmet wird. Der Nettoeffekt ist ein vorübergehender Anstieg des CO2. Ein CO2-Rückatmungsgerät könnte eine neuartige hämodynamische Therapie für Patienten mit nOH bieten.

ZIEL: Hierbei handelt es sich um eine Pilot-Proof-of-Concept-Studie zur Evaluierung eines CO2-Rebreathers zur Verbesserung des Blutdrucks und der orthostatischen Toleranz bei Patienten mit nOH. Wir gehen davon aus, dass ein Rebreather den CO2-Gehalt ausreichend erhöht, um den Blutdruck bei Patienten mit nOH zu verbessern.

METHODEN: Männliche und weibliche Patienten (n=28) werden aus der Calgary Autonomic Investigation and Management Clinic rekrutiert.

STUDIENVERFAHREN Einverständniserklärung: Die Einverständniserklärung wird den Patienten im Voraus per E-Mail zugesandt. Wir geben jedem Patienten die Möglichkeit, Fragen zum Protokoll zu stellen und diese Fragen zu seiner Zufriedenheit beantworten zu lassen. Die schriftliche Einverständniserklärung wird vor der Durchführung studienbezogener Verfahren dokumentiert.

Vorhandene Medikamente aufbewahren: Die Teilnehmer werden gebeten, ihre klinischen Medikamente nach Möglichkeit am Tag der Studientests aufzubewahren, dies ist jedoch nicht verpflichtend. Wir werden die von jedem Teilnehmer zum Zeitpunkt der Studie eingenommenen Medikamente notieren.

Studientag: Der Patient wird mindestens 2 Stunden nach dem Essen mit leerer Blase instrumentiert. Die Teilnehmer werden gebeten, vor dem Test 12 Stunden lang auf Alkohol, Koffein und körperliche Betätigung zu verzichten. Am Morgen des Unterrichts dürfen die Teilnehmer Wasser trinken. Bei der Ankunft im Labor wird eine Beschreibung der Studie gegeben und eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt, wenn die Person sich für die Teilnahme an der Studie entscheidet. Ein Mitglied des Forschungsteams wird die Teilnehmer im Rahmen der Einschluss-/Ausschlusskriterien der Studie nach aktuellen Medikamenten und anderen Erkrankungen befragen, an denen sie häufig leiden. Wir werden auch alle anderen Einschluss-/Ausschlusskriterien für die Studie überprüfen. Die gesamte Lernausrüstung wird vorgestellt und wir beginnen mit der Vorbereitung auf das Studium.

Die Teilnehmer werden gebeten, während der Instrumentierung auf dem Rücken auf dem Kipptisch zu liegen. Nach der Instrumentierung beginnt die Studie mit einer 10-minütigen Basislinie in Rückenlage. Während dieser Zeit werden wir Blutdruck, Herzfrequenz, Blutflussgeschwindigkeit im Gehirn, Flüssigkeitsverschiebungen und Atmungsmuster mithilfe der folgenden Geräte verfolgen:

• Blutdruckmanschetten für Finger und Arme
• Hautelektroden zur Messung der Herzfrequenz und Flüssigkeitsverschiebungen
• Ein transkranieller Doppler (TCD), bei dem ein Band um den Kopf mit einer ultraschallähnlichen Sonde an der linken und/oder rechten Schläfe verwendet wird
• Pulsoximeter am Finger zur Messung der Sauerstoffsättigung
• Die Teilnehmer erhalten ein Mundstück zum Einatmen. Das Mundstück wird mit einem Atembeutel verbunden, der das ausgeatmete CO2 auffängt. Das Mundstück wird außerdem mit einem Schlauch verbunden, der Atemfrequenz, Atemtiefe, CO2 und O2 misst.

Nach der Instrumentierung absolvieren die Teilnehmer bis zu zwei 70°-HUT-Tests (Head-Up-Tilt), während sie entweder normale Raumluft oder mit dem Rebreather atmen. Jede HUT dauert maximal 5 Minuten. Wenn die Teilnehmer nicht aufrecht sind, befinden sie sich in Rückenlage. Die Teilnehmer werden gebeten, mit dem Rebreather zu atmen, bis der gemessene CO2-Wert zwischen 5 und 10 mmHg ansteigt. Sobald CO2 erhöht ist, beginnt HUT. Die Teilnehmer atmen bis zum Ende des HUT weiterhin mit dem Rebreather.

Die beiden HUT-Tests werden randomisiert sein und bestehen aus:

1. HÜTTE mit Raumluft
2. HUT mit ETCO2-Werten, die um 5–10 mmHg über dem Normalwert liegen

Das primäre Ergebnismaß wird das Ausmaß der Blutdruckreaktion (ΔBP = HUT – Rückenlage) während Raumluft vs. Hyperkapnie sein. Das primäre Ergebnis wird mithilfe eines gepaarten T-Tests zwischen Raumluft und Hyperkapnie verglichen.