Sodium Nitroprusside가 대뇌 혈류에 미치는 영향

배경 평균 동맥압(MAP)이 60~150mmHg인 경우 뇌 혈류(CBF)를 유지하기 위해 일반적으로 뇌 자동 조절이 고려됩니다. 그러나 CBF에 정체기가 있는지 여부는 논란의 여지가 있습니다. 따라서 CBF의 지표인 중대뇌동맥의 혈속(MCA Vmean)은 대략 40-125 mmHg 사이에서 MAP의 약리학적 변화에 영향을 받는다. 대조적으로, 내부 경동맥 혈류는 혈압의 적당한 감소에 의해 영향을 받지 않습니다.

뇌는 내경동맥과 척추동맥보다 더 높은 CO2 반응성과 내경동맥에 대한 더 큰 기립성 수축으로 다른 조절을 하는 내경동맥과 척추동맥에 의해 공급됩니다. 두 동맥의 다른 조절은 척추 동맥보다 내경동맥에서 기원하는 동맥의 더 높은 교감 신경 분포를 반영할 수 있습니다. 내경동맥은 내경동맥 혈류가 유지되는 동안 MAP가 완만하게 감소하는 동안 혈관이 확장됨에 따라 대뇌 자가조절에 기여할 수 있습니다. 동맥 CO2 장력(PaCO2)은 CBF의 중요한 조절자이며 중심 혈액량과 심박출량의 유지도 CBF 조절에 중요합니다. 현재 연구에서 내경동맥 및 척추동맥 혈류는 강력한 단기 지속성 혈관 확장제인 나트륨 니트로프루시드에 의해 MAP가 감소될 때 20명의 건강한 남성에서 듀플렉스 초음파를 사용하여 평가되었습니다.

목적 이 연구의 목적은 CBF가 nitroprusside 나트륨에 의한 MAP의 20% 및 40% 감소에 의해 영향을 받는지 여부를 평가하는 것입니다. 내경동맥 및 척추동맥의 CO2 반응성은 나트륨 니트로프루시드 유도 저혈압 동안 과호흡을 제어하기 위해 평가됩니다. 또한 MAP의 40% 감소에 따른 내경동맥과 척추동맥 혈류의 변화가 다른지, 동맥의 CO2 반응성이 다른지 평가할 예정이다. 마지막으로 베이스라인에서의 평가보다 MAP가 40%, 20% 감소했을 때와 MAP가 20% 감소했을 때의 평가에서 CBF와 MAP의 선형회귀 기울기가 더 높은지 여부를 평가한다.

가설

• 니트로프루시드 나트륨으로 유도된 MAP의 40% 감소는 CBF를 감소시킵니다.
• 니트로프루시드 나트륨으로 유도된 MAP의 20% 감소는 CBF를 감소시킵니다.
• Sodium nitroprusside에 의해 유발된 MAP의 40% 감소는 척추 동맥보다 내부 경동맥 혈류의 상대적 감소를 더 크게 유발합니다.
• 내경동맥의 CO2 반응성은 척추동맥보다 높다.
• MAP와 CBF의 선형회귀 기울기는 sodium nitroprusside에 의해 MAP가 20%, 40% 감소했을 때의 평가가 베이스라인에서의 평가와 20% 감소했을 때의 평가보다 높았다.

방법 이 연구에는 20명의 건강한 남성이 포함됩니다. 실험은 약 3시간 동안 진행되며 피실험자는 최소 4시간 동안 금식하고 12시간 동안 알코올과 카페인을 금하고 24시간 동안 격렬한 운동을 해야 합니다. 실험을 시작하기 전에 내부 경동맥 및 척추 동맥을 평가하고 혈관을 시각화할 수 없는 경우(예: 높은 경동맥 분기로 인해 피험자는 연구에 참여할 수 없습니다. 피험자는 연구 내내 누운 자세로 눕습니다.

측정 동맥압과 가스 변수를 평가하기 위해 비우세 팔의 요골 또는 상완 동맥에 카테터를 배치합니다. 샘플링된 혈액의 총 부피는 25ml 미만입니다. 니트로프루시드 나트륨 주입을 위해 긴 줄을 입방정맥에 놓고 쇄골하정맥으로 진행합니다. 동맥압 측정은 수정된 맥박 윤곽 분석을 통해 박출량, 심박출량 및 총 말초 저항을 평가하는 데 사용됩니다. 심박수는 심전도 리드 II로 평가합니다. 이마 피부 산소화 및 혈류는 산소화 센서가 통합된 레이저 도플러 유량계를 사용하여 약 9mm^2 영역에서 1-2mm 깊이에서 헤어라인에 가깝게 평가됩니다. 대뇌 및 이두근 근육 산소화는 근적외선 분광법을 사용하여 평가됩니다. Transcranial Doppler는 MCA Vmean을 평가하는 데 사용됩니다. MCA의 일정한 직경에서 혈액 속도의 변화는 국소 CBF의 변화를 반영하지만 직경은 MAP 및 PaCO2의 변화에 ​​의해 영향을 받을 수 있습니다.

중앙 혈액량의 변화는 흉부 전기 어드미턴스를 기록하여 평가합니다. Central hemodynamics, MCA Vmean, 심전도, 피부 산소화 및 혈류는 100Hz로 기록되고 대뇌 및 근육 산소화는 0.1Hz로 기록되며 흉부 어드미턴스는 0.25Hz로 기록되어 PC에 저장됩니다.

내부 경동맥 및 척추 동맥 혈류는 듀플렉스 초음파를 사용하여 목에서 일방적으로 평가됩니다. 평가는 경동맥 분기부에서 1-2cm 떨어진 종단면에서 이루어지며 척추 동맥은 머리를 반대쪽으로 약 30⁰ 돌린 상태에서 C2-5의 횡단 과정 사이에서 평가됩니다. 환기의 영향을 제한하기 위해 두 동맥의 약 20초에 대한 두 번의 기록이 각 MAP 수준에서 수행되고 평균이 보고됩니다. 8-12 메가헤르츠의 주파수가 사용되고 이득은 가능한 한 높게 설정되며 혈관 루멘은 에코가 없습니다. 안정적인 각도 ≤ 60º에서 펄스파 도플러는 평균 혈액 속도의 두 배에 해당하는 각도 보정 시간 평균 최대 유속(TAVMAX)을 결정했습니다. 혈관벽을 추적하기 위해 자동 소프트웨어를 사용하여 직경을 평가하고 혈류는 0.125 * 60 * TAVMAX * π * 직경^2이고 CBF는 일측성 내경동맥 및 척추동맥 혈류의 합입니다.

내경동맥 및 척추동맥의 CO2 반응성은 다음과 같습니다: 혈류 변화 *100 / PaCO2 변화 * 정상, 저탄산혈증 및 고탄산혈증 동안 평가를 위해 개별 선형 회귀를 사용한 기준선 혈류. MCA Vmean 및 대뇌 산소화의 CO2 반응성은 유사하게 평가되며 저탄산혈증에 대한 CO2 반응성을 사용하여 기준선에서 PaCO2의 변화에 ​​대해 니트로프루시드 나트륨 주입 동안 측정값이 보정됩니다.

절차 안정 시 기준선 평가는 카테터 배치 후 최소 30분 후에 수행됩니다. 그 후, 저칼슘혈증 및 고칼슘혈증 동안 CO2 반응성을 무작위 순서로 평가합니다. 저탄산혈증은 0.7-1.2를 유발하는 6분 동안의 과호흡에 의해 달성됩니다. PaCO2의 킬로파스칼(kPa) 감소, PaCO2 감소가 이 간격 내에 있지 않으면 평가가 반복됩니다. 과탄산혈증은 6분 동안 6% CO2를 호흡함으로써 달성됩니다.

그 후, 나트륨 니트로프루시드를 주입하여 MAP를 20%(15%-25%) 및 40%(35%-45% 및 최대 주입 속도 10μg/(kg*min)에서 최소 MAP 50mmHg) 감소시킵니다. Sodium nitroprusside는 guanylate cyclase를 직접 또는 산화질소 생성을 통해 활성화하여 동맥과 정맥의 평활근 세포를 이완시키는 단기 작용의 강력한 혈관확장제입니다. 니트로프루시드나트륨의 효과는 2분 이내에 나타나고 반감기는 2분으로 효과가 오래 지속되지 않습니다. Sodium nitroprusside는 CBF에 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 니트로프루시드 나트륨 주입은 전자 주입 펌프에 의해 1분 동안 0.25µg/(kg*min)로 주입되고 매분 0.25µg/(kg*min)씩 증가합니다. MAP에 대한 영향은 주입 속도가 증가하기 전에 매분 평가됩니다. MAP의 수준에 도달하면 MAP는 다시 1분 동안 유지되며 측정 후 2-3분 동안 수행됩니다. MAP의 두 수준에서 평가가 수행되면 소위 "반동 고혈압"을 피하기 위해 주입 속도가 점차 감소합니다. 이때 실험이 종료되고 카테터가 제거됩니다.

통계 시험 크기: 유사한 연구에서 니트로프루시드나트륨으로 유도된 MAP의 43% 감소는 PaCO2 감소를 보정한 후 CBF를 15% 감소시켰습니다. 검정력 계산은 5% 유의 수준과 80%의 검정력으로 MAP가 나트륨 니트로프루시드에 의해 40% 감소될 때 18%의 표준 편차로 CBF의 15% 감소를 감지하기 위해 최소 14명의 피험자가 필요함을 나타냅니다.