Natriumnitroprussidin vaikutus aivojen verenkiertoon

Tausta Aivojen autosäätelyn katsotaan yleensä ylläpitävän aivojen verenvirtausta (CBF), jos keskimääräinen valtimopaine (MAP) on 60 - 150 mmHg. On kuitenkin kiistanalaista, onko CBF:lle tasanne. Näin ollen MAP:n farmakologiset muutokset, jotka ovat noin 40-125 mmHg, vaikuttavat keskimmäisen aivovaltimon (MCA Vmean) veren nopeuteen CBF:n indeksinä. Sitä vastoin kohtalainen verenpaineen lasku ei vaikuta kaulavaltimon sisäiseen verenkiertoon.

Aivoja syöttävät sisäiset kaulavaltimot ja nikamavaltimot, joilla on erilainen säätely ja korkeampi CO2-reaktiivisuus ja suurempi ortostaattinen pelkistys sisäisessä kaulavaltimoon kuin nikamavaltimossa. Kahden valtimon erilainen säätely voi heijastaa sisäisestä kaulavaltimosta peräisin olevien valtimoiden suurempaa sympaattista hermotusta kuin nikamavaltimon. Sisäinen kaulavaltimo voi myötävaikuttaa aivojen autoregulaatioon, kun suoni laajenee MAP:n kohtalaisen laskun aikana, samalla kun sisäinen kaulavaltimon verenvirtaus säilyy. Valtimon CO2-tension (PaCO2) on tärkeä CBF:n säätelijä, ja myös keskusveritilavuuden ja sydämen minuuttitilavuuden ylläpitäminen on tärkeää CBF:n säätelylle. Tässä tutkimuksessa sisäistä kaulavaltimon ja nikamavaltimon verenkiertoa arvioidaan dupleksiultraäänellä 20 terveellä miehellä, kun natriumnitroprussidi, voimakas lyhytkestoinen verisuonia laajentava aine, vähentää MAP:ia.

Tavoite Tutkimuksen tarkoituksena on arvioida, vaikuttaako natriumnitroprussidin 20 % ja 40 % MAP:n väheneminen CBF:ään. Sisäisten kaulavaltimoiden ja nikamavaltimoiden CO2-reaktiivisuus arvioidaan hyperventilaation hallitsemiseksi natriumnitroprussidin aiheuttaman hypotension aikana. Lisäksi tutkimuksessa arvioidaan, ovatko sisäisen kaulavaltimon ja nikamavaltimon verenvirtauksen muutokset MAP:n 40 %:n vähenemisellä erilaisia ​​ja onko valtimoilla erilainen CO2-reaktiivisuus. Lopuksi tutkimuksessa arvioidaan, onko CBF:n ja MAP:n lineaarisen regression kaltevuus suurempi arvioinneissa, joissa MAP:ia vähennetään 40 % ja 20 %, kuin lähtötilanteen arvioinneissa ja kun MAP:ia pienennetään 20 %.

Hypoteesit

• Natriumnitroprussidin aiheuttama MAP:n väheneminen 40 % vähentää CBF:ää
• Natriumnitroprussidin aiheuttama MAP:n väheneminen 20 % vähentää CBF:ää
• Natriumnitroprussidin aiheuttama MAP:n väheneminen 40 %:lla aiheuttaa suuremman suhteellisen pienenemisen sisäisessä kaulavaltimon verenkierrossa kuin nikamavaltimon.
• Sisäisen kaulavaltimon CO2-reaktiivisuus on korkeampi kuin nikamavaltimon
• MAP:n ja CBF:n lineaarisen regression kaltevuus arvioinneissa, joissa MAP:ia vähennetään 20 % ja 40 % natriumnitroprussidilla, on suurempi kuin arvioinneissa lähtötilanteessa ja kun MAP:ia vähennetään 20 %.

Menetelmät Tutkimukseen osallistuu 20 tervettä miestä. Koe kestää noin kolme tuntia ja koehenkilön on oltava paastonnut vähintään 4 tuntia, pidättäytynyt alkoholista ja kofeiinista 12 tuntia ja tiukkaa liikuntaa 24 tuntia. Ennen kokeen aloittamista arvioidaan sisäiset kaulavaltimot ja nikamavaltimot ja mikäli verisuonia ei voida visualisoida, esim. kaulavaltimon korkean haarautuman vuoksi koehenkilö ei voi osallistua tutkimukseen. Tutkittava lepää selällään koko tutkimuksen ajan.

Mittaukset Katetri asetetaan säteittäiseen tai olkavarteen ei-dominoivaan käsivarteen valtimonpaineen ja kaasumuuttujien arvioimiseksi. Otetun veren kokonaistilavuus on alle 25 ml. Pitkä linja asetetaan kyynärastiaan ja viedään subclavian laskimoon natriumnitroprussidin infuusiota varten. Valtimopainemittausta käytetään aivohalvauksen tilavuuden, sydämen minuuttitilavuuden ja perifeerisen kokonaisvastuksen arvioimiseen modifioidulla pulssin muoto-analyysillä. Syke arvioidaan EKG-johdolla II. Otsan ihon hapetus ja verenvirtaus arvioidaan lähellä hiusrajaa käyttämällä Laser Doppler -virtausmittaria, jossa on integroitu hapetusanturi, 1-2 mm:n syvyydellä noin 9 mm^2:n alueella. Aivojen ja hauislihasten hapetus arvioidaan käyttämällä lähi-infrapunaspektroskopiaa. Transkraniaalista Doppleria käytetään MCA Vmeanin arvioimiseen. MCA:n vakiohalkaisijalla muutokset veren nopeudessa heijastavat alueellisen CBF:n muutoksia, mutta MAP:n ja PaCO2:n muutokset voivat vaikuttaa halkaisijaan.

Muutokset keskusveren tilavuudessa arvioidaan tallentamalla rintakehän sähköinen sisäänpääsy. Keskushemodynamiikka, MCA Vmean, elektrokardiogrammi ja ihon hapetus ja verenvirtaus tallennetaan 100 hertsiin, aivojen ja lihasten hapetus tallennetaan 0,1 hertsiin ja rintakehän sisäänpääsy 0,25 hertsiin ja tallennetaan tietokoneelle.

Kaulavaltimon ja nikamavaltimon sisäinen verenvirtaus arvioidaan yksipuolisesti kaulassa dupleksiultraäänellä. Arviointi on pitkittäisleikkauksessa 1-2 cm distaalisesti kaulavaltimon haarautumisesta ja nikamavaltimo arvioidaan C2-5:n poikittaisten prosessejen välissä pään ollessa käännettynä noin 30° kontralateraaliselle puolelle. Ventiloinnin vaikutuksen rajoittamiseksi molemmista valtimoista tehdään kaksi noin 20 sekunnin mittaista tallennusta kullakin MAP-tasolla ja keskiarvo raportoidaan. Käytetään 8-12 megahertsin taajuutta ja vahvistus asetetaan mahdollisimman suureksi verisuonen luumenin ollessa kaikuton. Pulssiaallon Doppler vakaassa kulmassa ≤ 60º määritti kulmakorjatun aikakeskiarvon maksimivirtausnopeuden (TAVMAX), joka vastaa kaksinkertaista keskimääräistä verennopeutta. Halkaisija määritetään käyttämällä automaattista ohjelmistoa suonen seinämän seuraamiseksi, ja veren virtaus on: 0,125 * 60 * TAVMAX * π * halkaisija^2 ja CBF on yksipuolisen sisäisen kaulavaltimon ja nikamavaltimon verenvirtauksen summa.

Sisäisen kaulavaltimon ja nikamavaltimon CO2-reaktiivisuus on: muutos verenvirtauksessa *100 / muutos PaCO2:ssa * lähtötason verenvirtaus käyttämällä yksilöllistä lineaarista regressiota arvioinneissa normo-, hypo- ja hyperkapnian aikana. MCA Vmeanin CO2-reaktiivisuus ja aivojen hapetus arvioidaan samalla tavalla ja natriumnitroprussidi-infuusion aikana tehdyt mittaukset korjataan PaCO2:n muutosten suhteen lähtötasosta käyttämällä CO2-reaktiivisuutta hypokapniaan.

Toimenpiteet Perustason arviointi levossa suoritetaan vähintään 30 minuuttia katetrien asettamisen jälkeen. Tämän jälkeen CO2-reaktiivisuus arvioidaan hypo- ja hyperkapnian aikana satunnaisessa järjestyksessä. Hypokapnia saavutetaan 6 minuutin hyperventilaatiolla, joka aiheuttaa 0,7-1,2 kilopascalin (kPa) vähentäminen PaCO2:ssa, ja arviointi toistetaan, jos PaCO2:n väheneminen ei ole tämän aikavälin sisällä. Hyperkapnia saavutetaan hengittämällä 6 % CO2:ta 6 minuutin ajan.

Sen jälkeen natriumnitroprussidia infusoidaan MAP:n vähentämiseksi 20 % (15–25 %) ja 40 % (35–45 % ja minimaalisesti MAP 50 mmHg maksimiinfuusionopeudella 10 µg/(kg*min)). Natriumnitroprussidi on lyhytvaikutteinen, voimakas verisuonia laajentava aine, joka aktivoi guanylaattisyklaasia suoraan tai tuottamalla typpioksidia, mikä saa aikaan valtimoiden ja suonien sileän lihassolujen rentoutumisen. Natriumnitroprussidin vaikutus saavutetaan 2 minuutissa ja puoliintumisaika on 2 minuuttia, jolloin vaikutus on lyhytkestoinen. Natriumnitroprussidilla ei ole suoraa vaikutusta CBF:ään. Natriumnitroprussidin infuusio tapahtuu elektronisella infuusiopumpulla 0,25 µg/(kg*min) minuutin ajan ja lisäys 0,25 µg/(kg*min) joka minuutti. Vaikutus MAP:iin arvioidaan joka minuutti ennen kuin infuusionopeutta lisätään. Kun MAP-taso saavutetaan, MAP:ia ylläpidetään vielä minuutin ajan, jonka jälkeen mittauksia suoritetaan 2-3 minuutin ajan. Kun arvioinnit on tehty molemmilla MAP-tasoilla, infuusionopeutta pienennetään asteittain niin kutsutun "rebound-hypertension" välttämiseksi. Tässä vaiheessa koe on päättynyt ja katetrit poistetaan.

Tilastot Kokeen koko: Samanlaisessa tutkimuksessa natriumnitroprussidin aiheuttama MAP:n väheneminen 43 % vähensi CBF:ää 15 % PaCO2:n laskun korjauksen jälkeen. Teholaskenta osoittaa, että vähintään 14 koehenkilön vaaditaan havaitsemaan 15 %:n lasku CBF:ssä 18 %:n keskihajonnan ollessa, kun natriumnitroprussidi vähentää MAP:ia 40 % 5 %:n merkitsevyystasolla ja 80 %:n teholla.