人間の脳血流調節 (Gas Challenge)
人間の脳血流調節：性別、メカニズム、およびストレスの違い
調査の概要
詳細な説明
脳血管疾患は、米国で 3 番目に多い死亡原因であり、生活の質の低下と長期ケアへの支出の増加に寄与しています。 脳血管疾患のリスクは、安静時脳血流量 (CBF) と反比例の関係にあります。 男性は安静時CBFが低く、閉経前の女性に比べて脳血管疾患のリスクが2倍です。 課題に対応する脳血管の能力も、疾患リスクと反比例の関係にあり、リスクのある患者を前臨床で特定するのに役立つ可能性があります。 しかし、これらの研究は、加齢や併存疾患によって混乱することが多く、性的二形性脳血管疾患リスクの原因となる生理学的メカニズムについての洞察はほとんど得られません。 逆に、動物研究では、主に若い動物に超生理学的レベルのホルモン治療を使用しており、動物のCBFメカニズムの翻訳関連性が制限されています。 エストロゲンが健康な成人を保護するという一般的な合意がありますが、CBF制御のメカニズムに対する性と性ホルモンの生理学的変動の基本的な影響は不明のままです.
この研究プログラムの全体的な目標は、人間の脳血流 (CBF) を積極的に制御するメカニズム、特に脳循環全体の領域ベースで制御メカニズムが男性と女性でどのように異なるかを調査することです。 研究者らは、健康な若い (18 ～ 40 歳) 成人男性および女性の CBF 制御メカニズムを研究することを提案しています。 全体的な仮説は、プロスタノイド (COX) と一酸化窒素 (NOS) の拡張が大きいため、女性の性ホルモンと性ホルモンが CBF のストレス誘発性の増加に寄与しているというものです。
この提案の重要な技術革新は、マルチモード、高解像度、フローセンシティブ MRI に由来し、大血管および微小血管レベル、安静時、および環境課題 (脳のストレステスト) に対応して CBF を定量化します。 さらに、研究デザインは、すべての脳領域にわたる 2 つの血管制御メカニズムの性差の定量化を可能にします。 予備データは、低酸素脳血管拡張は男性と比較して女性で 60 ～ 100% 高いこと、COX 阻害は男性ではなく女性の拡張を減少させること、NOS 阻害は女性の血管拡張をより減少させることを示しています。 これらの概念は、この現在の提案の助成金の目的 1-2 でテストされ、フェーズ 1 でカバーされ、技術革新的な MRI および薬理学的ツールを使用して、CBF コントロールの潜在的な性別固有のメカニズムをテストします。 コンセプトの革新は、助成金の目的 3 (またはフェーズ 2) で計画されています。 参加者は、フェーズ 2 に進むためにフェーズ 1 の研究を完了する必要があります。フェーズ 1 と 2 の研究手順は同じですが、2 回実施します。 、CBF制御メカニズムに対するテストステロン（男性）とエストロゲン（女性）の独立した影響を研究する。
かなりの予備的調査結果がこれらの仮説を支持しており、それらを検証するために統合された生理学的、薬理学的、および MRI アプローチが利用可能です。 この最先端のアプローチは、基礎CBFを維持するだけでなく、流れの増加に対する生理学的要求の間にそれを積極的に制御することについて、以前は達成できなかった洞察をもたらします。 これらの新規で高解像度、地域特異的、性別特異的、およびメカニズム特異的な発見は、リスクの高い疾患集団における性別特異的CBF研究を設計するための知識プラットフォームとして機能します（例 糖尿病、高血圧、アルツハイマー病など) は、強い性特異的病因と重要な血管への寄与を示します。
この研究では、次の 3 つの特定の目的に取り組みます。
目的 1: 健康な男性は、高炭酸ガス血症と同様の血管拡張を示すにもかかわらず、健康な女性と比較して脳血管拡張の減少を示すという仮説を検証します。
- 目的 1A: 低酸素症に対する血管拡張は、男性では著しく低く、前脳領域ではより顕著です。
- 目的 1B: 高炭酸ガス血症への血管拡張は、男女間で同様になります。
目的 2: COX または NOS の急性阻害が低酸素を介した脳血管拡張の性差を減少させるという仮説をテストします。
- 目的 2A: COX は主に女性の血管拡張を媒介します。
- 目的 2B: NOS は、男性よりも女性で血管拡張を仲介します。
目的 3: 性ステロイドを操作すると、血管拡張の性差がなくなるか、または拡大されるという仮説をテストします。
- 目的 3A: 性ステロイドの短期間の抑制は、男性よりも女性の COX および NOS を介した血管拡張の大きな損失を介して、安静時および低酸素 CBF の性差をなくします。
- 目的 3B: 男性における非拮抗テストステロンの短期補給は、COX 血管収縮 (TXA2) および結合していない NOS 血管収縮を促進することにより、性差を拡大します。
- 目的 3C: 女性における非拮抗エストラジオールの短期補給は、NOS および COX 血管拡張の増加を介して性差を拡大します。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 初期フェーズ 1
連絡先と場所
研究場所
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Wisconsin
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Madison、Wisconsin、アメリカ、53706
- University of Wisconsin, Madison
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
説明
包含基準:
- すべての参加者は、年齢と有酸素運動能力が一致する 18 ～ 40 歳の健康な成人です。
- 参加者は非高血圧になります（<125 / 80mm Hg）
- 参加者は肥満ではない (BMI 19-25 kg/m2)
- 参加者は正常な血糖値を持っています (<100 g/dl)
- 参加者は正常な脂質を持っています（LDLコレステロール<130 mg / dl、トリグリセリド<150 mg / dl）
- 女性は自然な規則的な月経周期を持っている必要があります
除外基準:
以下の履歴を持つ参加者:
- 末梢血管疾患
- 肝疾患
- 腎疾患
- 血液疾患
- 脳卒中
- 肥満
- 前糖尿病
- 糖尿病
- 睡眠時無呼吸
- -現在のBP> 130 / 85 mmHgの参加者
- 常習喫煙者
- 心血管薬の服用
- ホルモン避妊薬を服用している女性
- 妊娠中または多嚢胞性卵巣症候群の女性[女性のホルモン避妊は許可されません]
- MRI との矛盾
研究計画
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
- 主な目的：基礎科学
- 割り当て：非ランダム化
- 介入モデル：並列代入
- マスキング：なし（オープンラベル）
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的：Male
Males visit MRI twice.
Once for indomethacin visit (hypoxia + hypercapnia), and once for placebo visit (hypoxia + hypercapnia).
These 2 MRI visits are conducted in a double-blind placebo controlled design.
CBF measured via MRI sequences, and hemodynamics monitored for safety/research.
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インドメタシンは、発熱、痛み、剛性、炎症による腫れを軽減するために一般的に使用される非ステロイド性抗炎症薬です。
それは、炎症による症状を引き起こすことが知られている内因性シグナル伝達分子、プロスタグランジンの産生を防ぎます。
インドメタシンは、CBFコントロールの性差を説明する潜在的なメカニズムとしてCOXをテストするために使用されます。
インドメタシンの使用は免除されます。
参加者は乳糖不耐症についてスクリーニングされます。
インドメタシン研究訪問に必要なMGと一致するように、合計投与が計算されます。
プラセボの使用は免除されます。
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実験的：Female
Females visit MRI twice.
Once for indomethacin visit (hypoxia + hypercapnia), and once for placebo visit (hypoxia + hypercapnia).
These 2 MRI visits are conducted in a double-blind placebo controlled design.
CBF measured via MRI sequences, and hemodynamics monitored for safety/research.
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インドメタシンは、発熱、痛み、剛性、炎症による腫れを軽減するために一般的に使用される非ステロイド性抗炎症薬です。
それは、炎症による症状を引き起こすことが知られている内因性シグナル伝達分子、プロスタグランジンの産生を防ぎます。
インドメタシンは、CBFコントロールの性差を説明する潜在的なメカニズムとしてCOXをテストするために使用されます。
インドメタシンの使用は免除されます。
参加者は乳糖不耐症についてスクリーニングされます。
インドメタシン研究訪問に必要なMGと一致するように、合計投与が計算されます。
プラセボの使用は免除されます。
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この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
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Cerebrovascular Conductance (CVC) in Response to Hypoxia, Male vs Female
時間枠：up to 75 minutes for entire visit, but hypoxia lasts about 20 minutes
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CVC is the ratio between Cerebral Blood Flow (CBF) and blood pressure (BP).
Change in CVC in response to hypoxia between male and female groups, where baseline CVC is subtracted from hypoxia CVC.
Hypoxia typically lasts about 20 minutes.
The hypothesis is that women will exhibit 50-60% more vasodilation in response to hypoxia [Aim 1].
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up to 75 minutes for entire visit, but hypoxia lasts about 20 minutes
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CVC in Response to Hypercapnia, Male vs Female
時間枠：up to 75 minutes for entire visit, but hypercapnia lasts about 10-15 minutes
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CVC is the ratio between Cerebral Blood Flow (CBF) and blood pressure (BP).
Change in CVC in response to hypercapnia between male and female groups, where CBF is normalized for BP.
Baseline CVC will be subtracted from hypercapnia CVC.
Hypercapnia typically lasts about 10-15 minutes.The hypothesis is that hypercapnic vasodilation will be similar between groups [Aim 1B].
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up to 75 minutes for entire visit, but hypercapnia lasts about 10-15 minutes
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協力者と研究者
捜査官
- 主任研究者：William Schrage, PhD、University of Wisconsin, Madison
出版物と役立つリンク
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
追加の関連 MeSH 用語
その他の研究ID番号
- 2020-0336
- A176000 (その他の識別子：UW- Madison)
- EDUC/KINESIOLOGY/KINESIOLOG (その他の識別子：University of Wisconsin, Madison)
- 1R01HL150361-01 (米国 NIH グラント/契約)
- 21-TRISH PD21-0012 (その他の助成金/資金番号：NASA, HEADQUARTERS (HQ))
- Protocol Version 1, 06/05/2024 (その他の識別子：UW Madison)
個々の参加者データ (IPD) の計画
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医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
米国FDA規制機器製品の研究
米国で製造され、米国から輸出された製品。
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