인간 대뇌 혈류 조절 (Gas Challenge)
인간 대뇌 혈류 조절: 성별, 메커니즘 및 스트레스 차이
연구 개요
상세 설명
뇌혈관 질환은 미국에서 세 번째로 높은 사망 원인이며 삶의 질 저하와 장기 요양 지출 증가에 기여합니다. 뇌혈관 질환의 위험은 휴식 중인 대뇌 혈류(CBF)와 반비례 관계가 있습니다. 남성은 휴지기 CBF가 더 낮고 폐경 전 여성에 비해 뇌혈관 질환 위험이 두 배 더 높습니다. 도전에 반응하는 대뇌 혈관의 능력은 또한 질병 위험과 반비례하며, 전임상적으로 위험에 처한 환자를 식별하는 데 유용할 수 있습니다. 그러나 이러한 연구는 종종 노화 및/또는 동반 질환에 의해 혼동을 일으키며 이러한 연관성은 성적 이형성 뇌혈관 질환 위험을 담당하는 생리학적 메커니즘에 대한 통찰력을 거의 제공하지 않습니다. 반대로, 동물 연구는 주로 어린 동물에서 초생리학적 수준의 호르몬 치료를 사용하여 동물 CBF 메커니즘의 번역 관련성을 제한합니다. 에스트로겐이 건강한 성인을 보호한다는 일반적인 동의가 있지만 CBF 조절 메커니즘에 대한 성 및 성 호르몬의 생리적 변동의 기본적인 영향은 불분명합니다.
이 연구 프로그램의 전반적인 목표는 인간의 뇌혈류(CBF)를 능동적으로 제어하는 메커니즘, 특히 남성과 여성이 뇌 순환 전반에 걸쳐 지역적으로 제어 메커니즘이 어떻게 다른지 조사하는 것입니다. 연구자들은 건강한 젊은(18-40세) 성인 남성과 여성의 CBF 제어 메커니즘을 연구할 것을 제안합니다. 전체적인 가설은 여성의 성과 성 호르몬이 더 큰 프로스타노이드(COX) 및 산화질소(NOS) 확장으로 인해 스트레스로 인한 CBF의 더 큰 증가에 기여한다는 것입니다.
이 제안의 핵심 기술 혁신은 대혈관 및 미세혈관 수준, 휴식 상태 및 환경 문제(뇌에 대한 스트레스 테스트)에 대한 응답으로 CBF를 정량화하기 위해 다중 모드, 고해상도, 유동 민감성 MRI에서 파생됩니다. 또한 연구 설계를 통해 모든 뇌 영역에 걸쳐 두 가지 혈관 제어 메커니즘의 성별 차이를 정량화할 수 있습니다. 예비 데이터는 저산소성 대뇌 혈관 확장이 남성에 비해 여성에서 60-100% 더 높으며, COX 억제는 여성의 확장을 감소시키지만 남성은 감소시키지 않으며, NOS 억제는 여성의 혈관 확장을 더 감소시킵니다. 이러한 개념은 CBF 제어의 잠재적 성별 특정 메커니즘을 테스트하기 위해 기술 혁신 MRI 및 약리학적 도구를 사용하여 1단계에서 다루는 이 현재 제안의 보조금의 목표 1-2에서 테스트될 것입니다. 개념적 혁신은 보조금의 목표 3(또는 2단계)에서 계획됩니다. 참가자는 2상을 계속하려면 1상 연구를 완료해야 합니다. 1상과 2상의 연구 절차는 동일하지만 두 번 수행합니다. 한 번은 성 호르몬 억제 맥락에서, 두 번째는 단일 호르몬 대체(억제 중) 동안입니다. , CBF 제어 메커니즘에 대한 테스토스테론(남성)과 에스트로겐(여성)의 독립적인 영향을 연구합니다.
실질적인 예비 연구 결과는 이러한 가설을 뒷받침하며 이를 테스트하기 위해 통합된 생리학적, 약리학적 및 MRI 접근법을 사용할 수 있습니다. 이 최첨단 접근 방식은 기초 CBF를 유지하는 것뿐만 아니라 증가된 흐름에 대한 생리적 요구 동안 이를 능동적으로 제어하는 것에 대해 이전에는 얻을 수 없었던 통찰력을 제공할 것입니다. 이러한 새로운 고해상도, 지역별, 성별별, 기전별 결과는 고위험 질병 집단(예: 당뇨병, 고혈압, 알츠하이머) 강한 성별 특이 병인 및 중요한 혈관 기여를 나타냅니다.
이 연구에서는 세 가지 특정 목표를 다룰 것입니다.
목표 1: 건강한 남성은 고탄산혈증과 유사한 혈관 확장을 나타내지만 건강한 여성에 비해 감소된 대뇌 혈관 확장을 나타낸다는 가설을 테스트합니다.
- 목표 1A: 저산소증에 대한 혈관 확장은 남성에서 현저하게 낮고, 전뇌 영역에서 더 낮습니다.
- 목표 1B: 고칼슘혈증에 대한 혈관 확장은 남녀 간에 비슷할 것입니다.
목표 2: COX 또는 NOS의 급성 억제가 저산소증 매개 대뇌 혈관 확장에서 성별 차이를 감소시킬 것이라는 가설을 테스트합니다.
- 목표 2A: COX는 주로 여성에서 혈관 확장을 매개합니다.
- 목표 2B: NOS는 남성보다 여성에서 혈관확장을 더 많이 중재합니다.
목표 3: 성 스테로이드를 조작하면 혈관 확장의 성별 차이를 없애거나 확대할 수 있다는 가설을 테스트합니다.
- 목표 3A: 성 스테로이드의 단기 억제는 남성보다 여성에서 COX 및 NOS 매개 혈관 확장의 더 큰 손실을 통해 휴식 및 저산소 CBF의 성별 차이를 없앨 것입니다.
- 목표 3B: 남성의 반대되지 않는 테스토스테론의 단기 보충은 COX 혈관 수축(TXA2) 및 결합되지 않은 NOS 혈관 수축을 유발하여 성별 차이를 확대합니다.
- 목표 3C: 암컷에서 반대되지 않는 에스트라디올의 단기 보충은 증가된 NOS 및 COX 혈관 확장을 통해 성별 차이를 확대할 것입니다.
연구 유형
등록 (실제)
단계
- 초기 1단계
연락처 및 위치
연구 장소
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Wisconsin
-
Madison, Wisconsin, 미국, 53706
- University of Wisconsin, Madison
-
-
참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
설명
포함 기준:
- 모든 참가자는 18세에서 40세 사이의 건강한 성인으로 나이와 유산소 운동에 적합합니다.
- 참가자는 고혈압 환자가 아닙니다(<125/80mm Hg).
- 참가자는 비만이 아닙니다(BMI 19-25kg/m2).
- 참가자는 정상 혈당(<100g/dl)을 갖게 됩니다.
- 참가자는 정상 지질(LDL 콜레스테롤 <130mg/dl, 트리글리세리드 <150mg/dl)을 가집니다.
- 여성은 자연스럽고 규칙적인 월경 주기를 가져야 합니다.
제외 기준:
이력이 있는 참가자:
- 말초 혈관 질환
- 간 질환
- 신장 질환
- 혈액 질환
- 뇌졸중
- 비만
- 당뇨병 전단계
- 당뇨병
- 수면 무호흡증
- 현재 혈압>130/85mmHg인 참가자
- 일반 흡연자
- 심혈관 약물 복용
- 호르몬 피임약을 복용하는 여성
- 임신 중이거나 다낭성 난소 증후군이 있는 여성 [여성의 경우 호르몬 피임 불가]
- MRI에 대한 모순
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 기초 과학
- 할당: 무작위화되지 않음
- 중재 모델: 병렬 할당
- 마스킹: 없음(오픈 라벨)
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
|---|---|
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실험적: 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.
|
인도 메타 신은 열, 통증, 강성 및 염증으로 인한 부종을 줄이기 위해 일반적으로 사용되는 비 스테로이드 항 염증 약물입니다.
그것은 염증으로 인한 증상을 유발하는 것으로 알려진 내인성 신호 전달 분자, 프로스타글란딘의 생성을 방지합니다.
인도 메타 신은 CBF 제어의 성별 차이를 설명하는 잠재적 메커니즘으로 COX를 테스트하는 데 사용됩니다.
인도 메타 신 용도는 면제됩니다.
참가자는 유당 불내증을 선별합니다.
총 투여는 인도 메타 신 연구 방문에 필요한 MG와 일치하도록 계산됩니다.
위약 사용은 면제됩니다.
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실험적: 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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인도 메타 신은 열, 통증, 강성 및 염증으로 인한 부종을 줄이기 위해 일반적으로 사용되는 비 스테로이드 항 염증 약물입니다.
그것은 염증으로 인한 증상을 유발하는 것으로 알려진 내인성 신호 전달 분자, 프로스타글란딘의 생성을 방지합니다.
인도 메타 신은 CBF 제어의 성별 차이를 설명하는 잠재적 메커니즘으로 COX를 테스트하는 데 사용됩니다.
인도 메타 신 용도는 면제됩니다.
참가자는 유당 불내증을 선별합니다.
총 투여는 인도 메타 신 연구 방문에 필요한 MG와 일치하도록 계산됩니다.
위약 사용은 면제됩니다.
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
|---|---|---|
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Cerebrovascular Conductance (CVC) in Response to Hypoxia, Male vs Female
기간: 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
기간: 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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공동 작업자 및 조사자
수사관
- 수석 연구원: William Schrage, PhD, University of Wisconsin, Madison
간행물 및 유용한 링크
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (실제)
연구 완료 (실제)
연구 등록 날짜
최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
처음 게시됨 (실제)
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
마지막으로 확인됨
추가 정보
이 연구와 관련된 용어
추가 관련 MeSH 약관
기타 연구 ID 번호
- 2020-0336
- A176000 (기타 식별자: UW Madison)
- EDUC/KINESIOLOGY/KINESIOLOG (기타 식별자: University of Wisconsin, Madison)
- 1R01HL150361-01 (미국 NIH 보조금/계약)
- 21-TRISH PD21-0012 (기타 보조금/기금 번호: NASA, HEADQUARTERS (HQ))
- Protocol Version 1, 06/05/2024 (기타 식별자: UW Madison)
개별 참가자 데이터(IPD) 계획
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약물 및 장치 정보, 연구 문서
미국 FDA 규제 의약품 연구
미국 FDA 규제 기기 제품 연구
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