脳血流に対するニトロプルシドナトリウムの効果

背景 平均動脈圧 (MAP) が 60 ～ 150 mmHg の場合、脳の自己調節は一般に脳血流 (CBF) を維持すると考えられています。 それでも、CBF にプラトーがあるかどうかは議論の余地があります。 したがって、中大脳動脈の血流速度 (MCA Vmean) は、CBF の指標として、約 40 ～ 125 mmHg の間の MAP の薬理学的変化の影響を受けます。 対照的に、内頸動脈の血流は、血圧が中程度低下しても影響を受けません。

脳は、内頸動脈と椎骨動脈から供給されます。これらの動脈は、脊椎動脈よりも内頸動脈の方が CO2 反応性が高く、起立性の低下が大きいという異なる規則を持っています。 2 つの動脈の異なる調節は、椎骨動脈よりも内頸動脈に由来する動脈のより高い交感神経支配を反映している可能性があります。 内頸動脈は、内頸動脈の血流が維持されている間に MAP が適度に減少する間に血管が拡張するため、脳の自己調節に寄与する可能性があります。 動脈血 CO2 張力 (PaCO2) は CBF の重要な調節因子であり、中心血液量と心拍出量の維持も CBF の調節に重要です。 本研究では、内頸動脈と椎骨動脈の血流は、20 人の健康な男性のデュプレックス超音波を使用して評価され、MAP はニトロプルシドナトリウム、強力で短時間持続する血管拡張剤によって減少します。

目的 この研究の目的は、ニトロプルシド ナトリウムによる MAP の 20% および 40% の減少によって CBF が影響を受けるかどうかを評価することです。 ニトロプルシドナトリウム誘発性低血圧中の過換気を制御するために、内頚動脈および椎骨動脈のＣＯ ２ 反応性を評価する。 さらに、この研究では、MAP の 40% の減少による内頸動脈と椎骨動脈の血流の変化が異なるかどうか、および動脈の CO2 反応性が異なるかどうかを評価します。 最後に、この研究では、ベースラインでの評価よりも MAP が 40% および 20% 減少した場合と MAP が 20% 減少した場合の評価で、CBF と MAP の線形回帰の傾きが高いかどうかを評価します。

仮説

• ニトロプルシドナトリウムによる MAP の 40% の減少は CBF を減少させる
• ニトロプルシドナトリウムによる MAP の 20% の減少は CBF を減少させる
• ニトロプルシドナトリウムによる MAP の 40% の減少は、椎骨動脈の血流よりも内頚動脈の血流の相対的な減少が大きい
• 内頸動脈のCO2反応性は椎骨動脈よりも高い
• ニトロプルシドナトリウムにより MAP が 20% および 40% 減少した場合の評価での MAP および CBF の直線回帰の傾きは、ベースラインでの評価および MAP が 20% 減少した場合のそれよりも高くなっています。

方法 研究には 20 人の健康な男性が含まれます。 実験は約 3 時間続き、被験者は少なくとも 4 時間断食し、12 時間アルコールとカフェインを控え、24 時間激しい運動をしなければなりません。 実験の開始前に、内頸動脈と椎骨動脈が評価され、血管が可視化できない場合に備えて、頸動脈分岐が高いため、被験者は研究に参加できません。 被験者は、研究を通して仰臥位で休む。

測定 カテーテルは、動脈圧およびガス変数の評価のために、非利き腕の橈骨動脈または上腕動脈に配置されます。 採取した血液の総量は 25 ml 未満です。 ニトロプルシドナトリウムの注入のために長いラインを肘静脈に配置し、鎖骨下静脈に進めます。 動脈圧測定は、修正された脈波解析による 1 回拍出量、心拍出量、および総末梢抵抗の評価に使用されます。 心拍数は、心電図誘導 II によって評価されます。 額の皮膚の酸素化と血流は、約 9 mm^2 の領域で 1 ～ 2 mm の深さで統合された酸素化センサーを備えたレーザー ドップラー流量計を使用して、髪の生え際の近くで評価されます。 大脳と上腕二頭筋の酸素化は、近赤外分光法を使用して評価されます。 経頭蓋ドップラーは、MCA Vmean を評価するために使用されます。 MCA の直径が一定の場合、血流速度の変化は局所 CBF の変化を反映しますが、直径は MAP と PaCO2 の変化の影響を受ける可能性があります。

中心血液量の変化は、胸部電気アドミタンスを記録することによって評価されます。 中枢血行動態、MCA Vmean、心電図、および皮膚の酸素化と血流は 100 ヘルツで記録され、脳と筋肉の酸素化は 0.1 ヘルツで記録され、胸部アドミタンスは 0.25 ヘルツで記録され、PC に保存されます。

デュプレックス超音波を使用して、内頸動脈および椎骨動脈の血流を頸部で一方的に評価します。 評価は頸動脈分岐部から 1 ～ 2 cm 遠位の縦断面で行い、椎骨動脈は C2 ～ 5 の横突起の間で頭を約 30 度反対側に向けて評価します。 換気の影響を制限するために、両方の動脈の約 20 秒の 2 つの記録が MAP の各レベルで行われ、平均が報告されます。 8 ～ 12 メガヘルツの周波数が使用され、ゲインは血管内腔にエコーがない状態で可能な限り高く設定されます。 安定した角度 ≤ 60° でのパルス波ドップラーにより、平均血流速度の 2 倍に相当する角度補正時間平均最大流速 (TAVMAX) が決定されました。 直径は血管壁を追跡する自動ソフトウェアを使用して評価され、血流は 0.125 * 60 * TAVMAX * π * 直径^2 であり、CBF は片側の内頸動脈と椎骨動脈の血流の合計です。

内頸動脈と椎骨動脈の CO2 反応性は次のとおりです: 血流の変化 * 100 / PaCO2 の変化 * 正常、低、および高炭酸ガス血症時の評価に個々の線形回帰を使用したベースライン血流。 MCA Vmean と脳の酸素化の CO2 反応性を同様に評価し、ニトロプルシド ナトリウム注入中の測定値を、低炭酸ガス血症に対する CO2 反応性を使用して、ベースラインからの PaCO2 の変化について補正します。

手順 安静時のベースライン評価は、カテーテル留置の少なくとも 30 分後に実施されます。 続いて、低炭酸ガス血症と高炭酸ガス血症の間の CO2 反応性をランダムな順序で評価します。 低炭酸ガス血症は、6 分間の過換気によって 0.7 ～ 1.2 の PaCO2 のキロパスカル (kPa) の減少、および PaCO2 の減少がこの間隔内にない場合、評価が繰り返されます。 高炭酸ガス血症は、6% CO2 を 6 分間呼吸することで達成されます。

その後、ニトロプルシド ナトリウムを注入して、MAP を 20% (15%-25%) および 40% (35%-45% および最小 MAP 50 mmHg、最大注入速度 10 μg/(kg*min)) 減少させます。 ニトロプルシドナトリウムは短時間作用型の強力な血管拡張剤であり、グアニル酸シクラーゼを直接または一酸化窒素の生成によって活性化し、動脈および静脈の平滑筋細胞を弛緩させます。 ニトロプルシドナトリウムの効果は 2 分以内に達成され、半減期は 2 分であり、効果の持続時間は短い。 ニトロプルシドナトリウムはCBFに直接影響を与えません。 ニトロプルシド ナトリウムの注入は、1 分間 0.25 μg/(kg*分) で電子注入ポンプによって行われ、1 分ごとに 0.25 μg/(kg*分) ずつ増加します。 ＭＡＰに対する効果は、注入速度を上げる前に毎分評価される。 MAP のレベルに達すると、MAP はさらに 1 分間維持され、その後 2 ～ 3 分間測定が行われます。 両方のレベルの MAP で評価が行われると、いわゆる「リバウンド高血圧」を避けるために注入速度が徐々に低下します。 この時点で実験は終了し、カテーテルは取り除かれます。

統計 試験規模: 同様の研究では、ニトロプルシドナトリウムによる MAP の 43% の減少は、PaCO2 の減少を補正した後、CBF を 15% 減少させました。 検出力の計算では、5% の有意水準と 80% の検出力でニトロプルシド ナトリウムによって MAP が 40% 減少した場合、CBF の 15% の減少を標準偏差 18% で検出するには、少なくとも 14 人の被験者が必要であることが示されています。