Agyi nitrozatív/oxidatív stressz aneurizmális szubarachnoidális vérzésben (NOX2)

HÁTTÉR:

Az aneurysmális subarachnoidális vérzés (SAH) magas morbiditást és mortalitást hordoz. Ez nagyrészt a másodlagos agysérülés kialakulásának köszönhető, beleértve a szövődménykésleltetett agyi ischaemiát (DCI), amely a kezdeti túlélők 30%-át érinti. Az SAH utáni másodlagos agysérülés mögött meghúzódó mechanizmusok nem teljesen ismertek.

A nitrogén-monoxid (NO) egy erős endogén értágító, amelyet argininből állít elő a nitrogén-monoxid-szintáz (NOS) enzim, amely három izoformában létezik: endoteliális, neuronális és indukálható NOS (eNOS, nNOS és iNOS). Gyulladásos és oxidatív stresszes körülmények között a szabad gyökök reakcióba léphetnek az NO-val, és peroxinitrit (ONOO-) képződhetnek, amely nagyon reaktív, és közvetlenül károsíthatja a biológiai makromolekulákat, például a lipideket és a fehérjéket. Ezt a jelenséget, vagyis a reaktív nitrogénfajok fokozott termelését, ami potenciálisan sejtkárosodáshoz vezethet, nitrozatív stressznek nevezzük.

Széles körben úgy vélik, hogy az oxidatív/nitrozatív stressz és az ezzel összefüggő NO metabolizmus zavarai szerepet játszanak az SAH utáni másodlagos agysérülés kialakulásában, de ezeknek a mechanizmusoknak a pontos szerepe még mindig nem teljesen ismert. Míg egyes szerzők úgy vélik, hogy a NOS diszfunkciója és az ebből eredő alacsony NO biohasznosulása a másodlagos agysérülés fontos oka (és a DCI mögötti kulcsmechanizmus), mások azzal érvelnek, hogy az iNOS által közvetített NO-túltermelés maladaptív válasz, ami súlyosbodó szövetkárosodáshoz vezet. nitrozatív stressz.

A NO-metabolitok transzcerebrális (azaz artériás-juguláris vénás) cseréjét és ennek az oxidatív stresszel való összefüggését soha nem vizsgálták SAH-ban szenvedő betegeknél. A kutatók azt feltételezik, hogy az SAH a NO cerebrovaszkuláris biohasznosulásának kezdeti csökkenésével jár a szabad gyökök általi megkötés miatt. Ez hozzájárulhat egy ördögi körhöz, amelyben a mikrovaszkuláris rezisztencia növekedése, az agyi hipoperfúzió és az agyszöveti hipoxia tovább növeli a szabad gyökök termelését és az NO kimerülését, ami végső soron ischaemiás agysérüléshez és rossz kimenetelhez vezet.

HIPOTÉZISEK:

Jelen feltáró vizsgálat az oxidatív/nitrozatív stresszmarkerek és NO metabolitok transzcerebrális cseréjét fogja jellemezni a SAH utáni korai fázisban egészséges önkéntesekkel összehasonlítva. Ezen túlmenően megvizsgálja e zavarok hatását az agy ischaemia és metabolikus diszfunkció mutatóira a multimodális neuromonitoring segítségével, valamint az artériás oxigénfeszültség (PaO2) indukált változásainak hatását. A kutatók azt feltételezik, hogy:

1. Az egészséges kontrollokhoz képest a betegekben nagyobb lesz az oxidatív/nitrozatív stresszmarkerek agyi kiáramlása, és alacsonyabb lesz az NO agyi keringési biohasznosulása.
2. Az SAH-betegek progresszív csökkenést mutatnak az oxidatív/nitrozatív stresszmarkerek transzcerebrális felszabadulásában, és ennek megfelelően megnő a NO cerebrovaszkuláris biohasznosulása az ictust követő napokban.
3. Az SAH nagyobb klinikai súlyossága az oxidatív/nitrozatív stresszmarkerek nagyobb transzcerebrális felszabadulásával és az NO alacsonyabb cerebrovaszkuláris biohasznosulásával jár együtt.
4. Az alacsonyabb agyszöveti oxigénfeszültség (PbtO2) és az agyszöveti hipoxia nagyobb terhelése (a PbtO2 <20 Hgmm-nél mért monitorozási idő százalékában) az oxidatív/nitrozatív stresszmarkerek nagyobb agyi kiáramlásával és az agyi biológiai hozzáférhetőség csökkenésével jár együtt. a NO.
5. A nagyobb mikrodializátum-laktát/piruvát arány és az agyi anyagcsere-válság nagyobb terhelése (amelyet a megfigyelési idő százalékában határoznak meg, ha a laktát/piruvát arány >40 és a glükózkoncentráció <0,7 mmol/l) nagyobb agyi kiáramlással jár. oxidatív/nitrozatív stresszmarkerek és a NO alacsonyabb agyi biohasznosulása.
6. Az indukált enyhe hipoxia az oxidatív/nitrozatív stressz markereinek megnövekedett transzcerebrális felszabadulásával és a NO cerebrovaszkuláris biohasznosulásának csökkenésével jár az alapvonalhoz képest, míg az indukált enyhe hiperoxia ellentétes hatást fejt ki.

Feltárási célból cerebrospinális folyadékot (CSF) is veszünk olyan betegeknél, akiknél külső kamrai drén és felesleges agyi mikrodializátum van, ha ez elérhető.

MÓD:

A tanulmány egy prospektív fiziológiai vizsgálat, amely a Rigshospitalet Neurointenzív Care Osztályára (NICU) felvett SAH-s betegeket is magában foglal. A betegek bevonását addig folytatjuk, amíg az intervenciós részvizsgálatban részt vevő 20 betegről teljes adatot nem kapunk (lásd alább), vagy 2024. április 1-ig, ekkor leállítjuk a bevonást, és a bevont betegek számától függetlenül elemzik az adatokat. . Ezen kívül 12 egészséges alany is bekerül a kontrollcsoportba.

A vizsgálat gyakorlati lebonyolítása, betegek:

A betegeket rutinkezelés részeként röviddel a felvétel után artériás katétert helyeznek be. Ezenkívül az aneurizma rögzítése után a lehető legkorábban retrográd belső jugularis vénás katétert (RJV katétert) helyeznek be az agyi vénás vér mintavételéhez. A létfontosságú paramétereket a NICU szokásos gyakorlatának megfelelően monitorozzák, és a betegek folyamatos multimodális neuromonitorozáson esnek át a koponyaűri nyomás (ICP), a PbtO2 és az agyi anyagcsere (agyi mikrodialízis) tekintetében. A beavatkozások során a transzkraniális Doppler ultrahang (TCD) segítségével meghatározzák a középső agyi artéria átlagos áramlási sebességét, mint az agyi véráramlás helyettesítő mértékét. A tanulmány egy megfigyeléses és egy intervenciós résztanulmányból áll, amelyeket az alábbiakban külön-külön ismertetünk.

Megfigyelési alvizsgálat: Páros vérmintákat (azaz egyidejű vérmintákat az RJV-ből és az artériás katéterből) vesznek 1) közvetlenül az RJV katéter felhelyezése után (várhatóan a felvételt követő 0-2. napon), 2) a beavatkozások során (lásd alább) és 3) röviddel az RJV katéter eltávolítása előtt (várhatóan a felvételt követő 3-6. napon). A vérmintavételen túlmenően a külső kamrai drénrel rendelkező betegeknél CSF-mintát vesznek, az agyi mikrodialízis katéterrel rendelkező betegeknél pedig a felesleges mikrodializátumot exploratív célból.

Intervenciós alvizsgálat: Az enyhe hipo- és hiperoxiát véletlenszerű sorrendben váltják ki a lélegeztetőgép beállításainak (a belélegzett oxigén hányadának) megváltoztatásával, enyhe hipoxia esetén 9-10 kPa, enyhe hiperoxia esetén 13-14 kPa PaO2-ra törekedve (standard). kezelési cél: 10-12 kPa). Vérmintákat vesznek a kiinduláskor (normoxia) és minden beavatkozás után 60 perccel (összesen 3 páros vérminta).

A vizsgálat gyakorlati lebonyolítása, egészséges kontrollok:

A NICU-ban egészséges alanyokon végeznek kísérleteket. A műszerezés és a monitorozás hasonló a fent leírtakhoz: artériás- és RJV-katétert helyeznek be, és az alanyok TCD-monitorozáson mennek keresztül az agyi véráramlás indexeként a szokásos kardiorespirációs monitorozás mellett.

A műszerezést és egy rövid pihenőidőt követően kiindulási állapotértékelést végeznek, amely után az alanyok randomizált sorrendben beavatkozásokon esnek át: hipo- és hiperoxiát indukálnak egy szorosan illeszkedő maszk segítségével, amely egy nem újralélegeztető szelephez, egy vég- árapály CO2-figyelő és egy tartály, amelyet sűrített gázpalackokon keresztül táplálnak be. A belélegzett oxigén frakcióját titrálják, enyhe hipoxia esetén 9-10 kPa, enyhe hiperoxia esetén 13-14 kPa PaO2-t célozva meg. Ezenkívül az egészséges alanyok egy harmadik beavatkozáson is átesnek, ahol a belélegzett oxigén frakcióját a következő szintre emelik. 100%. Az izokapniát úgy biztosítják, hogy ad hoc CO2-t adnak a belélegzett levegőhöz. Vérmintákat vesznek a kiinduláskor (normoxia) és 60 perces enyhe hipoxia, 60 perces enyhe hiperoxia és 60 perces "súlyos hiperoxia" után.

BIOKÉMIAI ELEMZÉSEK:

Minden mintavételi időpontban egy kis mennyiségű vér azonnal elemzésre kerül a vérgázok szintjére és a sav-bázis állapotra vonatkozóan. A fennmaradó biológiai mintákat centrifugáljuk, aliquot részekre osztjuk, és -80 °C-on tároljuk az elemzésig.

A vérmintákat az oxidatív stressz következő markereire elemezzük: aszkorbát gyök, lipid-hidroperoxidok, mieloperoxidáz, valamint antioxidánsok: glutation, α/γ-tokoferol, α/β-karotin, retinol és likopin.

A következő NO-metabolitokat határozzák meg: teljes plazma NO-koncentráció (nitrát (NO3-) + nitrit (NO2-) + S-nitrozotiolok (RSNO)) és összes vörösvértesthez kötött NO (nitrit (NO2-) + nitrozil hemoglobin (HbNO) ) + S-nitrozohemoglobin (HbSNO)). Ezenkívül a 3-nitrotirozint a peroxinitrit helyettesítő markereként határozzák meg.

A neurovaszkuláris egység sérülésének következő biomarkereit határozzuk meg: S100ß, glia fibrilláris savas fehérje, neuron-specifikus enoláz, ubiquitin karboxi-terminális hidroláz L1, neurofilamentum könnyű lánc és teljes tau.