急性脳損傷患者における全身性ニトロソ化/酸化ストレス (NOX)

バックグラウンド：

外傷性脳損傷 (TBI)、脳内出血 (ICH)、および動脈瘤性くも膜下出血 (SAH) による急性脳損傷は、世界中で死亡および永久障害の主な原因となっています。 その病因に関係なく、急性脳損傷は、一次損傷後の損傷を悪化させる可能性のある細胞および生化学的プロセスの広範な活性化と関連しています - これは二次的脳損傷と呼ばれます.

一酸化窒素 (NO) は、酵素一酸化窒素シンターゼ (NOS) によってアルギニンから生成される強力な内因性血管拡張剤であり、内皮、ニューロン、および誘導型 NOS (eNOS、nNOS、および iNOS) の 3 つのアイソフォームで存在します。 炎症や酸化ストレスの状態 (急性脳損傷など) では、フリーラジカルが NO と反応して過酸化亜硝酸 (ONOO-) を形成することがあります。これは非常に反応性が高く、脂質やタンパク質などの生体高分子に直接損傷を与える可能性があります。 この現象、すなわち潜在的に細胞損傷につながる活性窒素種の産生の増加は、ニトロソ化ストレスと呼ばれます。

酸化/ニトロソ化ストレスおよび関連する NO 代謝障害が二次脳損傷の発症に関与していると広く信じられていますが、これらのメカニズムの正確な役割は完全には理解されていません。 一部の著者は、NOS の機能不全とその結果としての NO バイオアベイラビリティの低下が二次的な脳損傷の重要な原因であると考えていますが、iNOS によって媒介される NO の過剰産生は、ニトロソ化ストレスによる組織損傷の悪化につながる不適応反応であると主張する著者もいます。

研究者らは、急性脳損傷は酸化ストレスの循環バイオマーカーの即時上昇とペルオキシナイトライト（ニトロソ化ストレス）の形成によるNOのバイオアベイラビリティの低下に関連しており、これは二次脳の発達の背後にある重要なメカニズムを表していると仮説を立てています。けが。 NO の利用可能性のこの減少は、結果として生じる微小血管抵抗の増加、脳の低灌流、および脳組織の低酸素症がフリーラジカルの産生をさらに増加させるという悪循環に寄与する可能性があります。 しかし、NO アベイラビリティーの初期の減少に続いて、損傷後の数日間で iNOS を介した NO 代謝産物の増加が続くという仮説がさらに立てられています。 現在の探索的研究では、急性脳損傷患者におけるこれらの変化とその役割を特徴付けようとします。

仮説:

1. 患者は、発作直後に最高レベルの酸化/ニトロソ化ストレス マーカーと最低レベルの NO 代謝物を持ち、その後数日間にわたって酸化/ニトロソ化ストレス マーカーが徐々に減少し、NO 代謝物が増加します。
2. 酸化/ニトロソ化ストレスの程度は、好ましくない臨床経過 (神経悪化のエピソードなど)、神経学的転帰不良、および死亡に関連します。
3. 疾患の重症度が高い患者 (例えば、SAH 患者の世界神経外科連盟スコアが高い) は、疾患の重症度が低い患者と比較して、酸化/ニトロソ化ストレスの程度が大きくなります。
4. 酸化/ニトロソ化ストレスの程度は、バイオマーカーによって決定される神経血管単位の損傷の程度に関連付けられます。
5. 酸化/ニトロソ化ストレスの程度は、全身臓器機能障害の証拠と関連しています。
6. 酸化/ニトロソ化ストレスおよび相対的な NO 枯渇の程度は、脳組織の低酸素症、脳の代謝危機、および皮質拡散脱分極 (マルチモーダル ニューロモニタリングを受けている患者のサブセット) と関連しています。

方法:

この研究は、コペンハーゲンのリグショスピタレットにある神経集中治療室 (NICU) に入院した 50 人の SAH 患者、50 人の ICH 患者、および 50 人の TBI 患者を含む単一施設の前向き探索的観察研究です。 患者の組み入れは、計画された数の患者が登録されるまで、または 2023 年 5 月 1 日まで継続されます。この時点で、組み入れは中止され、含まれる患者の数に関係なくデータが分析されます。

動脈血サンプルは、入院後0〜2日目（初期）、3〜5日目（中間）、6〜8日目（後期）の3つの時点で収集されます。 動脈カテーテルが利用できない場合は、代わりに中心静脈または末梢静脈のサンプルを採取することができます。 血液サンプルはNICUおよび/または中間治療室への入院中にのみ収集され、別の部門に退院した場合はサンプル収集が停止されます.

各患者の電子医療記録から、人口統計学的、臨床的、および準臨床的データが取得されます。 マルチモーダル ニューロモニタリング (すなわち、頭蓋内圧、脳組織の酸素化、脳マイクロダイアリシス、および/または皮質電図検査) からのデータは、利用可能な場合、生理学的パラメーターと共に継続的に収集されます。 神経学的転帰（修正ランキンスケールによって決定される）は、病院での外来患者のフォローアップ訪問に関連して、または電話インタビューを通じて6か月で決定されます。

生化学分析:

血液サンプルは、酸化ストレスの次のマーカーについて分析されます：アスコルビン酸ラジカル、脂質ヒドロペルオキシド、ミエロペルオキシダーゼ、および抗酸化物質のグルタチオン、α/γ-トコフェロール、α/β-カロテン、レチノール、およびリコペン。

次の NO 代謝物が測定されます: 総血漿 NO 濃度 (硝酸塩 (NO3-) + 亜硝酸塩 (NO2-) + S-ニトロソチオール (RSNO)) および総赤血球結合 NO (亜硝酸塩 (NO2-) + ニトロシルヘモグロビン (HbNO)) ) + S-ニトロソヘモグロビン (HbSNO))。 さらに、3-ニトロチロシンは、ペルオキシナイトライトの代理マーカーとして決定されます。

神経血管単位損傷の以下のバイオマーカーが決定される：S100β、グリア線維性酸性タンパク質、ニューロン特異的エノラーゼ、ユビキチンカルボキシ末端加水分解酵素L1、ニューロフィラメント軽鎖および総タウ。