Perifeerinen kemorefleksi/valtimon barorefleksivuorovaikutus potilailla, joilla on sähköinen kaulavaltimon sinusstimulaatio (ChemoBar)
Tutkimuksen yleiskatsaus
Tila
Yksityiskohtainen kuvaus
Potilaat, joille on implantoitu sähköisen barorefleksistimulaation laitteita, rekrytoidaan mukaanotto- ja poissulkemiskriteerien mukaan, kunnes hyvälaatuiset tallenteet on saatu 10 potilaasta enintään 15 potilaasta. Kirjallisen suostumuksen saatuaan potilaat tutkitaan laboratoriossa yhtenä päivänä. Jopa 20 %:lla potilaista emme ehkä löydä sopivaa hermotallennuskohtaa. Näissä tapauksissa pyydämme potilasta toistamaan kokeen.
Potilaat tutkitaan imeytymisen jälkeisessä tilassa virtsarakon tyhjentämisen jälkeen. Instrumentoinnin ja mittausten aikana ne lepäävät makuuasennossa. Korjaamme rintaelektrodit EKG:tä ja impedanssikardiografiaa varten. Perifeerinen laskimokatetri otetaan käyttöön myöhempää dopamiini-infuusiota varten. Mansetteja käytetään olkavarressa ja sormessa verenpaineen seuraamiseksi ja pulssin muotojen analysoimiseksi. Lopuksi etsimme sopivaa hermotallennuskohtaa peroneaalihermossa lihassympaattisen hermotoiminnan (MSNA, postganglionaalinen vasokonstriktori sympaattinen asema) tallentamiseen. Kaikki biosähköiset signaalit tallennetaan jatkuvasti kokeiden ajan.
Valmistelujen jälkeen suoritetaan perustallennukset. Tämän jälkeen sähköinen barorefleksistimulaattori kytketään pois päältä ja PÄÄLLE toistuvasti (vaihtelemalla) normaaleissa olosuhteissa. Jokainen OFF- ja ON-tila kestää 4 minuuttia. Oskillometriset verenpainelukemat otetaan joka toinen minuutti, jotta saadaan kaksi lukemaa stimulaatiojaksoa kohden. Normoksiassa vaihtamisen tarkoituksena on varmistaa, että potilas on reagoiva koepäivänä ja sulkea pois se, että verenpaineen nousu on liian korkea stimulaatiosta (turvallisuushuoli). Sen jälkeen hengityskaasua vaihdetaan, jotta potilas hengittää sokeasti hypoksista tai hyperoksista seosta. Kun on saavutettu vakaa ventilaatio- ja autonominen tila, stimulaattorin vaihto ja verenpainemittaukset toistetaan. Samat toimenpiteet suoritetaan vastakkaisen hapetustilan määrittämisen jälkeen. Stimulointi on PÄÄLLÄ happitilojen välillä, mikä tarkoittaa, että ensimmäiset kytkimet ovat OFF-kytkimiä kaikilla hapetusolosuhteilla. Sen jälkeen säilytetään viimeinen hapetustila ja annetaan ylimääräinen pieniannoksinen dopamiini-infuusio. Jälleen sähköinen barorefleksistimulaattori kytketään pois päältä ja päälle toistuvasti ja verenpainelukemat otetaan. Kunkin hapetustason kahden viimeisen stimulaattorin vaihtotilan aikana otetaan laskimoverinäytteet hormonimittauksia varten ja inerttikaasun uudelleenhengitys suoritetaan sydämen minuuttitilavuuden määrittämiseksi. Lopuksi tarkistetaan uudelleen mikroneurografiaelektrodin oikea sijainti.
Tällaisen kokeen kesto riippuu ajasta, joka tarvitaan sympaattisten hermokimppujen löytämiseen ennen mittauksia ja kokeen aikana, mikäli tallennusasema katoaa. Kokeiden kokonaiskesto on kuitenkin harvoin yli 5 tuntia.
Opintotyyppi
Ilmoittautuminen (Todellinen)
Vaihe
- Ei sovellettavissa
Yhteystiedot ja paikat
Opiskelupaikat
-
-
LSX
-
Hannover, LSX, Saksa, 30625
- Hannover Medical School
-
-
Osallistumiskriteerit
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Sukupuolet, jotka voivat opiskella
Kuvaus
Sisällyttämiskriteerit:
- Implantoitu laite sähköiseen barorefleksistimulaatioon.
- Potilas on "vastaaja", ts. e. kaulavaltimoiden ja poskionteloiden stimulaatio aiheuttaa systolisen valtimopaineen laskun vähintään 15 mmHg.
- Potilas antoi tietoisen suostumuksen.
Poissulkemiskriteerit:
- Potilas on tutkija tai apulaistutkija, tutkimusapulainen, apteekkihenkilökunta, tutkimuskoordinaattori, muu henkilökunta tai hänen omainensa, joka on suoraan osallisena protokollan toteuttamisessa.
- Psyykkinen tila tekee potilaan kykenemättömäksi ymmärtämään tutkimuksen luonnetta, laajuutta ja mahdollisia seurauksia.
- Potilas ei todennäköisesti noudata protokollaa.
- Potilas on raskaana tai imettää.
- Puolen tunnin hypoksiset tilat katsotaan haitallisiksi, esim. g. potilailla, joilla on shuntti.
- Huumeiden tai alkoholin väärinkäytön historia.
- Diureettilääkityksen lopettamista yhdeksi päiväksi pidetään haitallisena. (Syy: Virtsarakon turvotus on sympaattinen kiihottava ärsyke ja lyhentää koeaikaa. Näiden puutteiden estämiseksi toteutetaan kolme toimenpidettä: Juomien ja diureettien luopuminen sekä virtsarakon täydellinen tyhjennys välittömästi ennen koetta.)
Opintosuunnitelma
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Ensisijainen käyttötarkoitus: BASIC_SCIENCE
- Jako: SATUNNAISTUNA
- Inventiomalli: RISTO
- Naamiointi: YKSITTÄINEN
Aseet ja interventiot
Osallistujaryhmä / Arm |
Interventio / Hoito |
|---|---|
|
Active Comparator: Hypoksia ilman dopamiinia
Tavoite hemoglobiinin happisaturaatio (SpO2) 80 %.
Ei kemorefleksiafferenttien farmakologista suppressiota.
Lukemat: Reaktiot sähköiseen barorefleksistimulaatioon.
|
Tavoite hemoglobiinin happisaturaatio (SpO2) 80 %.
|
|
Active Comparator: Hypoksia dopamiinilla
Tavoite hemoglobiinin happisaturaatio (SpO2) 80 %.
Kemorefleksiafferenttien farmakologisen suppression estäminen.
Lukemat: Reaktiot sähköiseen barorefleksistimulaatioon.
|
Tavoite hemoglobiinin happisaturaatio (SpO2) 80 %.
Dopamiiniannos 3 µg/kg/min.
|
|
Active Comparator: Hyperoksia ilman dopamiinia
Hemoglobiinin lähes täydellinen happisaturaatio.
Ei ylimääräistä kemorefleksiafferenttien farmakologista suppressiota.
Lukemat: Reaktiot sähköiseen barorefleksistimulaatioon.
|
Hemoglobiinin lähes täydellinen happisaturaatio.
|
|
Active Comparator: Hyperoksia dopamiinin kanssa
Hemoglobiinin lähes täydellinen happisaturaatio.
Kemorefleksiafferenttien farmakologinen lisäsuppressio.
Lukemat: Reaktiot sähköiseen barorefleksistimulaatioon.
|
Hemoglobiinin lähes täydellinen happisaturaatio.
Dopamiiniannos 3 µg/kg/min.
|
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Lihassympaattinen hermotoiminta (MSNA)
Aikaikkuna: Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
Lihassympaattinen hermoaktiivisuus (MSNA) määritetään purkaustaajuudella, ts. e. purskeiden lukumääränä minuutissa [pursketta/min].
Vastaajilla sähköinen kaulavaltimoonteloiden stimulaatio johtaa MSNA:n laskuun: [-]MSNA.
Ensisijaisen hypoteesimme mukaan [-]MSNA hyperoksisissa olosuhteissa ([-]MSNA_hyperoksia) on suurempi kuin hypoksian ([-]MSNA_hypoxia) aikana.
Siksi tutkimuksen ensisijainen päätetapahtuma on ero [-]MSNA_hyperoksia - [-]MSNA_hypoksia.
Tutkimus on onnistunut heti, kun ero hyperoksisen ja hypoksisen tilan vähenemisen välillä eroaa merkittävästi nollasta.
Positiivinen arvo vahvistaisi ensisijaisen hypoteesimme.
Jos ero on negatiivinen, päättelemme, että sähköisen barorefleksistimulaation kyky alentaa sympaattista aktiivisuutta on suurempi aktivoidun kemorefleksin olosuhteissa.
|
Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
Toissijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Systolinen verenpaine (SBP)
Aikaikkuna: Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
Vastaajilla sähköinen kaulavaltimoonteloiden stimulaatio johtaa systolisen verenpaineen laskuun: [-]SBP.
Ensisijaisen hypoteesimme mukaan [-]SBP hyperoksisissa olosuhteissa ([-]SBP_hyperoksia) on suurempi kuin hypoksian aikana ([-]SBP_hypoksia).
Siksi tutkimuksen toissijainen päätepiste on ero [-]SBP_hyperoksia - [-]SBP_hypoksia.
Positiivinen arvo vahvistaisi toissijaisen hypoteesimme.
Jos ero osoittautuu negatiiviseksi, päättelemme, että sähköisen barorefleksistimulaation teho alentaa verenpainetta on suurempi aktivoidun kemorefleksin olosuhteissa.
Tällainen havainto ei kuitenkaan välttämättä tarkoita, että kemoreseptorin aktivaatio olisi optimaalisen barorefleksiaktivaatiohoidon edellytys, koska SBP *taso* voi olla alhaisempi *inaktiivisilla* kemoreseptorilla.
|
Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
Muut tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Hiilidioksidin osapaine vuoroveden lopussa (etCO2)
Aikaikkuna: Yli 24 minuuttia normoksiaa.
|
Sähköinen kaulavaltimon sinus-stimulaatio voi johtaa kaulavaltimon kehon kemoreseptorien yhteisaktivoitumiseen, mikä johtaisi lisääntyneeseen ventilaatioon ja etCO2-päästöjen vähenemiseen. Hypoteesimme mukaan etCO2 on korkeampi ilman sähköistä barorefleksistimulaatiota. Näin ollen päätepiste on ero etCO2,OFF - etCO2,ON. EtCO2 arvioidaan normoksian aikana. Argumentti hypoksiaa vastaan: Hypoksiahaasteen odotetaan lisäävän ilmanvaihtoa. Tätä seurannut etCO2-pudotus olisi hämmentävä. Näin ollen haemme normaaleja etCO2-tasoja hypoksian aikana lisäämällä vaihtelevia pieniä määriä CO2:ta hengityskaasuun. (Huomaa: tämä ei ole väliintulo, mutta välttää tärkeän hämmennyksen, nimittäin etCO2-muutokset.) Argumentti hyperoksiaa vastaan: Kaulavaltimon kemosensorit voivat olla herkistymättömiä sähköiselle stimulaatiolle hyperoksian aikana. |
Yli 24 minuuttia normoksiaa.
|
|
Yksilölliset vasteet (MSNA, BP) ilman dopamiinia
Aikaikkuna: Yli 24 minuuttia vakaata hapenpoistoa.
|
MSNA ja verenpainevasteet stimulaatioon normoksian ja hyperoksian aikana yksilöllisesti.
|
Yli 24 minuuttia vakaata hapenpoistoa.
|
|
Yksilölliset vasteet (MSNA, BP) dopamiinilla
Aikaikkuna: Yli 24 minuuttia dopamiini-infuusiota.
|
Pieniannoksinen dopamiini-infuusio on toinen tapa simuloida hyperoksisia tiloja.
MSNA:ta ja verenpainevasteita stimulaatioon dopamiinilla ja ilman sitä on verrattava.
|
Yli 24 minuuttia dopamiini-infuusiota.
|
|
MSNA-purkausten esiintyvyys
Aikaikkuna: Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
Muutokset sympaattisessa aktiivisuudessa mitattuna purskeiden ilmaantuvuudena (sympaattiset purskeet per 100 sydämenlyöntiä) ja kokonaisaktiivisuutena (sympaattisten purkausten alla oleva alue).
|
Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
|
Diastolinen ja keskimääräinen verenpaine (DBP, MBP)
Aikaikkuna: Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
Verenpainevasteet stimulaatioon normoksian, hyperoksian ja dopamiini-infuusion aikana.
|
Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
|
Sympaattinen ja sydämen barorefleksiherkkyys.
Aikaikkuna: Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
Erot sympaattisen aktiivisuuden tai sykevälin muutosten ja verenpaineen välisessä suhteessa.
|
Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
|
Ilmanvaihto
Aikaikkuna: Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
Ilmavirtaus [l/min]
|
Yli 24 minuutin stabiili de/hapetus +/- dopamiini-infuusio.
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Sponsori
Yhteistyökumppanit
Tutkijat
- Päätutkija: Jens Tank, MD, Hannover Medical School
Julkaisuja ja hyödyllisiä linkkejä
Yleiset julkaisut
- Grassi G. Counteracting the sympathetic nervous system in essential hypertension. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2004 Sep;13(5):513-9. doi: 10.1097/00041552-200409000-00006.
- Eckberg DL. Carotid baroreflex function in young men with borderline blood pressure elevation. Circulation. 1979 Apr;59(4):632-6. doi: 10.1161/01.cir.59.4.632.
- Somers VK, Mark AL, Abboud FM. Potentiation of sympathetic nerve responses to hypoxia in borderline hypertensive subjects. Hypertension. 1988 Jun;11(6 Pt 2):608-12. doi: 10.1161/01.hyp.11.6.608.
- Trzebski A, Tafil M, Zoltowski M, Przybylski J. Increased sensitivity of the arterial chemoreceptor drive in young men with mild hypertension. Cardiovasc Res. 1982 Mar;16(3):163-72. doi: 10.1093/cvr/16.3.163.
- McBryde FD, Abdala AP, Hendy EB, Pijacka W, Marvar P, Moraes DJ, Sobotka PA, Paton JF. The carotid body as a putative therapeutic target for the treatment of neurogenic hypertension. Nat Commun. 2013;4:2395. doi: 10.1038/ncomms3395.
- Abdala AP, McBryde FD, Marina N, Hendy EB, Engelman ZJ, Fudim M, Sobotka PA, Gourine AV, Paton JF. Hypertension is critically dependent on the carotid body input in the spontaneously hypertensive rat. J Physiol. 2012 Sep 1;590(17):4269-77. doi: 10.1113/jphysiol.2012.237800. Epub 2012 Jun 11.
- Sinski M, Lewandowski J, Przybylski J, Bidiuk J, Abramczyk P, Ciarka A, Gaciong Z. Tonic activity of carotid body chemoreceptors contributes to the increased sympathetic drive in essential hypertension. Hypertens Res. 2012 May;35(5):487-91. doi: 10.1038/hr.2011.209. Epub 2011 Dec 8.
- Paton JF, Deuchars J, Li YW, Kasparov S. Properties of solitary tract neurones responding to peripheral arterial chemoreceptors. Neuroscience. 2001;105(1):231-48. doi: 10.1016/s0306-4522(01)00106-3.
- Somers VK, Mark AL, Abboud FM. Interaction of baroreceptor and chemoreceptor reflex control of sympathetic nerve activity in normal humans. J Clin Invest. 1991 Jun;87(6):1953-7. doi: 10.1172/JCI115221.
- Paton JF, Sobotka PA, Fudim M, Engelman ZJ, Hart EC, McBryde FD, Abdala AP, Marina N, Gourine AV, Lobo M, Patel N, Burchell A, Ratcliffe L, Nightingale A. The carotid body as a therapeutic target for the treatment of sympathetically mediated diseases. Hypertension. 2013 Jan;61(1):5-13. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.111.00064. Epub 2012 Nov 19. No abstract available. Erratum In: Hypertension. 2013 Feb;61(2):e26. Engleman, Zoar J [corrected to Engelman, Zoar J].
- Despas F, Lambert E, Vaccaro A, Labrunee M, Franchitto N, Lebrin M, Galinier M, Senard JM, Lambert G, Esler M, Pathak A. Peripheral chemoreflex activation contributes to sympathetic baroreflex impairment in chronic heart failure. J Hypertens. 2012 Apr;30(4):753-60. doi: 10.1097/HJH.0b013e328350136c.
- Wennergren G, Little R, Oberg B. Studies on the central integration of excitatory chemoreceptor influences and inhibitory baroreceptor and cardiac receptor influences. Acta Physiol Scand. 1976 Jan;96(1):1-18. doi: 10.1111/j.1748-1716.1976.tb10166.x.
- Heusser K, Tank J, Engeli S, Diedrich A, Menne J, Eckert S, Peters T, Sweep FC, Haller H, Pichlmaier AM, Luft FC, Jordan J. Carotid baroreceptor stimulation, sympathetic activity, baroreflex function, and blood pressure in hypertensive patients. Hypertension. 2010 Mar;55(3):619-26. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.109.140665. Epub 2010 Jan 25.
- Schroeder C, Heusser K, Brinkmann J, Menne J, Oswald H, Haller H, Jordan J, Tank J, Luft FC. Truly refractory hypertension. Hypertension. 2013 Aug;62(2):231-5. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.113.01240. Epub 2013 May 20. No abstract available.
- Jordan J, Heusser K, Brinkmann J, Tank J. Electrical carotid sinus stimulation in treatment resistant arterial hypertension. Auton Neurosci. 2012 Dec 24;172(1-2):31-6. doi: 10.1016/j.autneu.2012.10.009. Epub 2012 Nov 9.
- Janssen C, Beloka S, Kayembe P, Deboeck G, Adamopoulos D, Naeije R, van de Borne P. Decreased ventilatory response to exercise by dopamine-induced inhibition of peripheral chemosensitivity. Respir Physiol Neurobiol. 2009 Sep 30;168(3):250-3. doi: 10.1016/j.resp.2009.07.010. Epub 2009 Jul 18.
- Niewinski P, Tubek S, Banasiak W, Paton JF, Ponikowski P. Consequences of peripheral chemoreflex inhibition with low-dose dopamine in humans. J Physiol. 2014 Mar 15;592(6):1295-308. doi: 10.1113/jphysiol.2013.266858. Epub 2014 Jan 6.
- Niewinski P, Janczak D, Rucinski A, Jazwiec P, Sobotka PA, Engelman ZJ, Fudim M, Tubek S, Jankowska EA, Banasiak W, Hart EC, Paton JF, Ponikowski P. Carotid body removal for treatment of chronic systolic heart failure. Int J Cardiol. 2013 Oct 3;168(3):2506-9. doi: 10.1016/j.ijcard.2013.03.011. Epub 2013 Mar 29.
- Lipp A, Schmelzer JD, Low PA, Johnson BD, Benarroch EE. Ventilatory and cardiovascular responses to hypercapnia and hypoxia in multiple-system atrophy. Arch Neurol. 2010 Feb;67(2):211-6. doi: 10.1001/archneurol.2009.321.
- Breskovic T, Valic Z, Lipp A, Heusser K, Ivancev V, Tank J, Dzamonja G, Jordan J, Shoemaker JK, Eterovic D, Dujic Z. Peripheral chemoreflex regulation of sympathetic vasomotor tone in apnea divers. Clin Auton Res. 2010 Apr;20(2):57-63. doi: 10.1007/s10286-009-0034-1. Epub 2009 Oct 10.
Opintojen ennätyspäivät
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus
Ensisijainen valmistuminen (Todellinen)
Opintojen valmistuminen (Todellinen)
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Ensimmäinen Lähetetty (Arvio)
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Viimeksi vahvistettu
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Avainsanat
Muita asiaankuuluvia MeSH-ehtoja
Muut tutkimustunnusnumerot
- CRC-KliPha-004
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .