Efecto del nitroprusiato de sodio en el flujo sanguíneo cerebral

Fondo Generalmente se considera que la autorregulación cerebral mantiene el flujo sanguíneo cerebral (FSC) si la presión arterial media (PAM) está entre 60 y 150 mmHg. Sin embargo, es controvertido si existe una meseta para CBF. Por lo tanto, la velocidad de la sangre de la arteria cerebral media (MCA Vmean), como índice de CBF, se ve afectada por cambios farmacológicos en MAP entre aproximadamente 40-125 mmHg. Por el contrario, el flujo sanguíneo de la arteria carótida interna no se ve afectado por una disminución moderada de la presión arterial.

El cerebro está irrigado por las arterias carótida interna y vertebral que tienen una regulación diferente con mayor reactividad de CO2 y mayor reducción ortostática para la carótida interna que para la arteria vertebral. La diferente regulación de las dos arterias puede reflejar una mayor inervación simpática de las arterias que se originan en la arteria carótida interna que las de la arteria vertebral. La arteria carótida interna puede contribuir a la autorregulación cerebral a medida que el vaso se dilata durante una disminución moderada de la PAM mientras se mantiene el flujo sanguíneo de la arteria carótida interna. La tensión de CO2 arterial (PaCO2) es un regulador importante del FSC y también es importante el mantenimiento del volumen sanguíneo central y el gasto cardíaco para la regulación del FSC. En el presente estudio, se evaluó el flujo sanguíneo de la arteria carótida interna y la arteria vertebral mediante ecografía dúplex en 20 hombres sanos cuando el nitroprusiato de sodio, un potente vasodilatador de corta duración, redujo la PAM.

Objetivo El propósito del estudio es evaluar si el CBF se ve afectado por reducciones de 20% y 40% en MAP por nitroprusiato de sodio. La reactividad al CO2 de las arterias carótida interna y vertebral se evalúa para controlar la hiperventilación durante la hipotensión inducida por nitroprusiato de sodio. Además, el estudio evaluará si los cambios en el flujo sanguíneo de la arteria vertebral y la carótida interna por una reducción del 40% en MAP son diferentes y si las arterias tienen una reactividad de CO2 diferente. Por último, el estudio evaluará si la pendiente de la regresión lineal de CBF y MAP es mayor para las evaluaciones cuando MAP se reduce en un 40% y 20% que la de las evaluaciones al inicio y cuando MAP se reduce en un 20%.

Hipótesis

• La reducción de MAP inducida por nitroprusiato de sodio en un 40 % reduce el FSC
• La reducción de MAP inducida por nitroprusiato de sodio en un 20% reduce el CBF
• La reducción de MAP inducida por nitroprusiato de sodio en un 40 % provoca una reducción relativa mayor en el flujo sanguíneo de la arteria carótida interna que en la arteria vertebral
• La reactividad al CO2 de la arteria carótida interna es mayor que la de la arteria vertebral
• La pendiente de regresión lineal de MAP y CBF en las evaluaciones cuando MAP se reduce en un 20 % y 40 % con nitroprusiato de sodio es mayor que la de las evaluaciones al inicio y cuando MAP se reduce en un 20 %

Métodos El estudio incluirá a 20 hombres sanos. El experimento tiene una duración aproximada de tres horas y el sujeto debe estar en ayunas durante al menos 4 horas, haberse abstenido de alcohol y cafeína durante 12 horas y ejercicio riguroso durante 24 horas. Antes del comienzo del experimento, se evalúan las arterias carótida interna y vertebral y, en caso de que no se puedan visualizar los vasos, p. debido a la bifurcación carotídea alta, el sujeto no podrá participar en el estudio. El sujeto descansa en posición supina durante todo el estudio.

Mediciones Se coloca un catéter en la arteria radial o braquial del brazo no dominante para evaluar la presión arterial y las variables de gas. El volumen total de sangre muestreada es inferior a 25 ml. Se coloca una línea larga en una vena cubital y se avanza hasta la vena subclavia para la infusión de nitroprusiato de sodio. La medición de la presión arterial se utiliza para evaluar el volumen sistólico, el gasto cardíaco y la resistencia periférica total mediante un análisis del contorno del pulso modificado. La frecuencia cardíaca se evalúa mediante la derivación II del electrocardiograma. La oxigenación de la piel de la frente y el flujo sanguíneo se evalúan cerca de la línea del cabello mediante flujometría láser Doppler con un sensor de oxigenación integrado a una profundidad de 1-2 mm en un área de aproximadamente 9 mm^2. La oxigenación del músculo cerebral y del bíceps se evalúa mediante espectroscopia de infrarrojo cercano. El Doppler transcraneal se utiliza para evaluar MCA Vmean. Con un diámetro constante de la ACM, los cambios en la velocidad de la sangre reflejan los del FSC regional, pero el diámetro puede verse afectado por los cambios en la PAM y la PaCO2.

Los cambios en el volumen sanguíneo central se evalúan mediante el registro de la admitancia eléctrica torácica. La hemodinámica central, MCA Vmean, electrocardiograma, y ​​la oxigenación de la piel y el flujo sanguíneo se registran a 100 hercios, la oxigenación cerebral y muscular se registra a 0,1 hercios, y la admitancia torácica a 0,25 hercios y se guardan en una computadora.

El flujo sanguíneo de la arteria carótida interna y la arteria vertebral se evalúa unilateralmente en el cuello mediante ecografía dúplex. La evaluación es en la sección longitudinal 1-2 cm distal a la bifurcación carotídea y la arteria vertebral se evalúa entre los procesos transversos de C2-5 con la cabeza girada aproximadamente 30⁰ hacia el lado contralateral. Para limitar la influencia de la ventilación, se realizan dos registros de aproximadamente 20 s de ambas arterias en cada nivel de PAM y se informa la media. Se utiliza una frecuencia de 8 a 12 megahercios y la ganancia se establece lo más alta posible mientras el lumen del vaso está libre de eco. El Doppler de onda pulsada en un ángulo estable ≤ 60º determinó la velocidad de flujo máxima promediada en el tiempo corregida por ángulo (TAVMAX), que corresponde al doble de la velocidad media de la sangre. El diámetro se evalúa utilizando un software automático para rastrear la pared del vaso y el flujo sanguíneo es: 0,125 * 60 * TAVMAX * π * diámetro ^ 2 y CBF es la suma del flujo sanguíneo unilateral de la arteria carótida interna y vertebral.

La reactividad del CO2 de la arteria carótida interna y la arteria vertebral es: cambio en el flujo sanguíneo * 100 / cambio en la PaCO2 * flujo sanguíneo inicial usando regresión lineal individual para las evaluaciones durante normo, hipo e hipercapnia. La reactividad de CO2 de MCA Vmean y la oxigenación cerebral se evalúan de manera similar y las mediciones durante la infusión de nitroprusiato de sodio se corrigen para los cambios en PaCO2 desde el valor inicial utilizando la reactividad de CO2 a la hipocapnia.

Procedimientos La evaluación inicial en reposo se realiza al menos 30 minutos después de la colocación de los catéteres. Posteriormente, se evalúa la reactividad del CO2 durante la hipo e hipercapnia en orden aleatorio. La hipocapnia se logra por hiperventilación durante 6 min para provocar un 0,7-1,2 reducción de kilopascales (kPa) en PaCO2, y se repite la evaluación si la reducción en PaCO2 no está dentro de este intervalo. La hipercapnia se consigue respirando CO2 al 6% durante 6 min.

A partir de entonces, se infunde nitroprusiato de sodio para reducir la MAP en un 20 % (15 %-25 %) y un 40 % (35 %-45 % y mínimamente MAP 50 mmHg a una tasa de infusión máxima de 10 µg/(kg*min)). El nitroprusiato de sodio es un potente vasodilatador de acción corta que activa la guanilato ciclasa directamente o mediante la producción de óxido nítrico, lo que provoca la relajación de las células del músculo liso en las arterias y las venas. El efecto del nitroprusiato de sodio se logra en 2 minutos y la vida media es de 2 minutos, por lo que el efecto es de corta duración. El nitroprusiato de sodio no tiene efecto directo sobre el FSC. La infusión de nitroprusiato de sodio se realiza mediante una bomba de infusión electrónica, a 0,25 µg/(kg*min) durante un minuto y aumenta 0,25 µg/(kg*min) cada minuto. El efecto sobre MAP se evalúa cada minuto antes de aumentar la velocidad de infusión. Cuando se alcanza un nivel de MAP, MAP se mantiene durante otro minuto y luego se realizan mediciones durante 2-3 min. Cuando se han realizado evaluaciones en ambos niveles de PAM, la velocidad de infusión se reduce gradualmente para evitar la llamada "hipertensión de rebote". En este momento se termina el experimento y se retiran los catéteres.

Estadísticas Tamaño del ensayo: En un estudio similar, la reducción de MAP inducida por nitroprusiato de sodio en un 43 % disminuyó el FSC en un 15 % después de la corrección por la disminución de PaCO2. Un cálculo de potencia indica que se requieren al menos 14 sujetos para detectar una reducción del 15 % en el CBF con una desviación estándar del 18 % cuando el nitroprusiato de sodio reduce la PAM en un 40 % con un nivel de significación del 5 % y una potencia del 80 %.