동맥류 지주막하 출혈에서 뇌 질화/산화 스트레스 (NOX2)

배경:

동맥류 지주막하 출혈(SAH)은 높은 이환율과 사망률을 수반합니다. 이것은 대부분 초기 생존자의 30%에 영향을 미치는 합병증 지연성 뇌허혈(DCI)을 포함한 이차 뇌 손상의 발달로 인한 것입니다. SAH 후 2차 뇌 손상의 메커니즘은 불완전하게 이해됩니다.

산화질소(NO)는 내피, 신경 및 유도성 NOS(eNOS, nNOS 및 iNOS)의 세 가지 이소형에 존재하는 효소 산화질소 신타제(NOS)에 의해 아르기닌으로부터 생성되는 강력한 내인성 혈관확장제입니다. 염증 및 산화 스트레스 조건에서 자유 라디칼은 NO와 반응하여 과산화질소(ONOO-)를 형성할 수 있으며, 이는 반응성이 높고 지질 및 단백질과 같은 생물학적 거대 분자를 직접 손상시킬 수 있습니다. 이 현상, 즉 잠재적으로 세포 손상을 일으키는 반응성 질소 종의 생성 증가를 질산화 스트레스라고 합니다.

산화/질산화 스트레스 및 NO 대사의 관련 장애가 SAH 후 이차 뇌 손상의 발달에 관여한다고 널리 알려져 있지만 이러한 메커니즘의 정확한 역할은 불완전하게 이해되고 있습니다. 일부 저자는 NOS 기능 장애와 그에 따른 낮은 NO 생체이용률이 2차 뇌 손상(및 DCI 이면의 핵심 메커니즘)의 중요한 원인이라고 생각하는 반면, 다른 저자는 iNOS에 의해 매개되는 NO의 과잉 생산이 부적응 반응으로 인해 조직 손상이 악화된다고 주장합니다. 질산화 스트레스.

NO 대사 산물의 경뇌(즉, 동맥에서 경정맥으로) 교환 및 산화 스트레스와의 상호 관계는 SAH 환자에서 연구된 적이 없습니다. 연구자들은 SAH가 자유 라디칼에 의한 제거로 인한 NO의 뇌혈관 생체이용률의 초기 감소와 관련이 있다고 가정합니다. 이것은 미세혈관 저항, 대뇌 저관류 및 뇌 조직 저산소증의 결과적인 증가가 자유 라디칼 생성 및 NO 고갈을 더욱 증가시켜 궁극적으로 허혈성 뇌 손상 및 불량한 결과를 초래하는 악순환에 기여할 수 있습니다.

가설:

본 탐색적 연구는 건강한 지원자와 비교하여 SAH 후 초기 단계 동안 산화/질산화 스트레스 마커 및 NO 대사산물의 경뇌 교환을 특성화할 것입니다. 또한 다중 모드 신경 모니터링으로 평가한 뇌 허혈 및 대사 기능 장애의 지표에 대한 이러한 장애의 영향과 동맥 산소 분압(PaO2)의 유도된 변화의 영향을 조사할 것입니다. 연구자들은 다음과 같은 가설을 세웁니다.

1. 환자는 건강한 대조군에 비해 산화/질산화 스트레스 마커의 대뇌 유출이 더 크고 NO의 뇌혈관 생체이용률이 더 낮습니다.
2. SAH 환자는 발작 다음 날에 산화/질산화 스트레스 마커의 경뇌 방출의 점진적인 감소와 NO의 뇌혈관 생체이용률의 상응하는 증가를 나타낼 것입니다.
3. SAH의 더 큰 임상적 중증도는 산화/질산화 스트레스 마커의 더 큰 경뇌 방출 및 NO의 더 낮은 뇌혈관 생체이용률과 연관될 것입니다.
4. 낮은 뇌 조직 산소 긴장(PbtO2) 및 더 큰 뇌 조직 저산소증(PbtO2 <20mmHg에서 모니터링 시간의 백분율로 정의됨)의 더 큰 부담은 산화/질산화 스트레스 마커의 더 큰 대뇌 유출 및 더 낮은 대뇌 생체 이용률과 관련됩니다. 아니오의.
5. 더 큰 미세 투석액 젖산염/피루브산염 비율 및 더 큰 뇌 대사 위기(젖산염/피루브산염 비율 >40 및 포도당 농도 <0,7mmol/l로 모니터링 시간의 백분율로 정의됨)의 더 큰 부담은 더 큰 대뇌 유출과 연관됩니다 산화/질산화 스트레스 마커의 감소 및 NO의 낮은 대뇌 생체이용률.
6. 유도된 경미한 저산소증은 산화/질산화 스트레스 마커의 증가된 경뇌 방출과 기준선과 비교하여 NO의 뇌혈관 생체이용률 감소와 연관될 것이며, 유도된 경미한 고산소증은 반대 효과를 가질 것입니다.

탐색 목적으로 외부 심실 배수관이 있고 뇌 미세 투석액이 과잉인 환자의 뇌척수액(CSF)도 채취할 것입니다.

행동 양식:

이 연구는 Rigshospitalet의 신경집중치료실(NICU)에 입원한 SAH 환자를 포함하는 전향적 생리학적 연구입니다. 중재 하위 연구(아래 참조)에서 20명의 환자에 대한 완전한 데이터를 얻을 때까지 또는 2024년 4월 1일까지 환자 포함이 계속되며, 이때 포함이 중단되고 포함된 환자 수에 관계없이 데이터가 분석됩니다. . 또한 12명의 건강한 피험자가 대조군으로 포함됩니다.

연구의 실제 수행, 환자:

환자는 일상적인 치료의 일환으로 입원 직후 동맥 카테터를 삽입하게 됩니다. 또한 동맥류를 확보한 후 가능한 한 빨리 역행성 내부 경정맥 카테터(RJV 카테터)를 삽입하여 뇌정맥혈을 채취합니다. 생명 매개변수는 NICU의 표준 관행에 따라 모니터링되며 환자는 두개내압(ICP), PbtO2 및 뇌 대사(대뇌 미세 투석)에 대한 연속 다중 모드 신경 모니터링을 받게 됩니다. 개입 동안 경두개 도플러 초음파(TCD)는 대뇌 혈류의 대리 측정으로 중간 대뇌 동맥 평균 유속을 결정하는 데 사용됩니다. 이 연구는 아래에 개별적으로 설명된 관찰 및 중재 하위 연구로 구성됩니다.

관찰 하위 연구: 쌍을 이룬 혈액 샘플(즉, RJV 및 동맥 카테터의 동시 혈액 샘플)은 1) RJV 카테터 배치 직후(예상: 입원 후 0-2일), 2) 중재 중(아래 참조)에서 채취됩니다. , 및 3) RJV 카테터 제거 직전(예상: 입원 후 3-6일). 혈액 샘플링 외에도 기존의 외부 심실 배액관이 있는 환자는 CSF 샘플링을 받고 대뇌 미세 투석 카테터가 있는 환자는 탐색 목적으로 과도한 미세 투석액 샘플링을 받게 됩니다.

중재적 하위 연구: 약한 저산소증의 경우 9-10kPa의 PaO2를 목표로, 가벼운 산소 결핍증의 경우 13-14kPa(표준 처리 목표: 10-12 kPa). 기준선(정상산소증)과 각 개입 60분 후에 혈액 샘플을 채취합니다(총 3쌍의 혈액 샘플).

연구의 실제 수행, 건강한 통제:

건강한 대상에 대한 실험은 NICU에서 수행됩니다. 계측 및 모니터링은 위에서 설명한 것과 유사합니다. 동맥 및 RJV 카테터가 삽입되고 피험자는 표준 심폐 모니터링 외에도 뇌 혈류 지표로 TCD 모니터링을 받게 됩니다.

계측 및 짧은 휴식 기간 후 기준선 평가가 수행된 후 피험자는 무작위 순서로 중재를 받게 됩니다. 조석 CO2 모니터 및 압축 가스 실린더를 통해 공급되는 저장소. 흡기 산소의 분율은 경미한 저산소증의 경우 9-10kPa, 경미한 고산소증의 경우 13-14kPa의 PaO2를 목표로 적정됩니다. 또한 건강한 피험자는 흡기 산소 분율이 100%. Isocapnia는 흡기 임시 공기에 CO2를 추가하여 보장됩니다. 기준선(정상산소증)에서 그리고 60분의 경미한 저산소증, 60분의 경미한 고산소증, 60분의 "심각한 고산소증" 후에 혈액 샘플을 채취합니다.

생화학적 분석:

각 샘플링 시점에서 소량의 혈액을 즉시 분석하여 혈액 가스 수준과 산-염기 상태를 분석합니다. 나머지 생물학적 샘플은 원심분리, 분취 및 분석 전까지 -80°C에서 보관됩니다.

혈액 샘플은 산화 스트레스의 다음 마커에 대해 분석됩니다: 아스코르브산 라디칼, 지질 하이드로퍼옥사이드, myeloperoxidase 및 항산화제인 글루타티온, α/γ-토코페롤, α/β-카로틴, 레티놀 및 리코펜.

다음 NO 대사산물이 결정됩니다: 총 혈장 NO 농도(질산염(NO3-) + 아질산염(NO2-) + S-니트로소티올(RSNO)) 및 총 적혈구 결합 NO(아질산염(NO2-) + 니트로실 헤모글로빈(HbNO ) + S-니트로소헤모글로빈(HbSNO)). 또한, 3-니트로티로신은 퍼옥시니트라이트의 대리 마커로 결정될 것입니다.

신경혈관 단위 손상에 대한 다음 바이오마커가 결정됩니다: S100ß, 신경교 섬유성 산성 단백질, 신경 특정 에놀라제, 유비퀴틴 카르복시-말단 가수분해 효소 L1, 신경필라멘트 경쇄 및 총 타우.