De werkzaamheid van normobare zuurstof bij chronische cerebrale ischemie

INLEIDING Chronische cerebrale ischemie (CCI), voor het eerst voorgesteld door Japanse geleerden in de jaren 1990, wordt beschouwd als een pathologische status die wordt veroorzaakt door aanhoudende vermindering van het cerebrale bloedvolume en de stroom (CBV en CBF), wat leidt tot ischemie en hypoxie in het hersenweefsel. Langdurig ischemisch-hypoxisch letsel kan verschillende atypische hersenstoornissen veroorzaken, zoals hoofdpijn, duizeligheid, cognitieve achteruitgang en emotionele afwijkingen. Onder de achtergrond met lage perfusie is het hersenweefsel kwetsbaarder voor ischemische-hypoxische beschadiging; de incidentie van ischemische gebeurtenissen bij personen met CCI is dus aanzienlijk hoger dan bij personen zonder CCI. Er is gemeld dat intracraniale atherosclerotische stenose (ICAS), interne jugulaire veneuze stenose (IJVS) en cardiogene cerebrale circulatie-insufficiëntie de algemene pathogenese van CCI zijn, met hypoperfusie als een vitaal mechanisme dat verantwoordelijk is voor deze klinische presentaties.

Normobare zuurstof (NBO) is een routinematige adjuvante hyperoxygenatie-interventie die wordt geleverd door een neuscanule of gezichtsmasker (zoals een Venturi-masker), met een druk van één atmosfeer (1ATA=101.325kPa). Beschikbare gegevens tonen aan dat NBO een veilige, handige en veelbelovende therapeutische strategie kan zijn voor bescherming van meerdere organen, die de afgelopen jaren steeds meer aandacht van onderzoekers heeft gekregen. Sommige onderzoeken ondersteunen echter niet de favoriete werkzaamheid van NBO. Een grote meta-analyse uitgevoerd door Chu et al. onthulde dat zuurstofsuppletie bij acuut zieke volwassen patiënten de mortaliteit zou kunnen verhogen zonder de voor de patiënt belangrijke uitkomsten te verbeteren. De negatieve resultaten kunnen bijdragen aan acute kritieke aandoeningen en enkele ernstige complicaties zoals infectie, aritmie en kortademigheid. In tegenstelling tot eerdere experimentele gegevens die de NBO-bescherming bij acute beroerte bevestigen, concludeert een recente gerandomiseerde klinische studie in meerdere centra dat dit zuurstofsupplement het aantal overlijdens of invaliditeit niet vermindert. De tegenstrijdige conclusies tussen klinische en dierstudies kunnen worden toegeschreven aan de beschermende mechanismen van NBO achter cerebrale ischemie, de grondgedachte voor het beschermende effect van NBO is bevriezing van halfschaduw en verlenging van het tijdvenster voor reperfusie, wat betekent dat NBO mogelijk niet van toepassing is op patiënten met permanente vaatocclusie. Dieronderzoek heeft bevestigd dat NBO de grootte van het infarct kan verkleinen en de resultaten na een beroerte kan verbeteren na trombolyse bij ischemische beroerte, en er is een grote gerandomiseerde prospectieve studie in meerdere centra aan de gang.

Theoretisch stelt een lage cerebrale bloedperfusie bij CCI-patiënten het hersenweefsel bloot aan een ischemische-hypoxische toestand, die vergelijkbaar is met die in penumbra bij acute ischemische beroerte. Gezien de prominente effectiviteit in penumbra, kan NBO, dat overvloedige zuurstof kan leveren, daarom enkele voordelen opleveren voor het ischemisch-hypoxische hersenweefsel bij CCI-patiënten. Er is echter tot nu toe geen onderzoek gedaan naar de toegepaste zuurstofsuppletie bij CCI.

THEORIE VAN DE HYPOTHESE

De hypothese van de onderzoekers is dat NBO het zuurstofgehalte in het ischemisch-hypoxische hersenweefsel bij CCI-patiënten kan verbeteren en vervolgens zowel de symptomen op korte termijn als de klinische resultaten op de lange termijn kan verbeteren. De basis van de hypothese wordt afgeleid door verschillende overtuigde theorieën die als volgt worden gepresenteerd:

1. NBO is in staat de arteriële partiële zuurstofdruk (pO2) te verhogen en de opgeloste zuurstoffractie in de aorta en de kleinste arteriolen te verhogen. In dit verband hebben Liu et al. rapporteerden dat na NBO-behandeling de penumbrale interstitiële pO2 dicht bij de pre-ischemische normale waarde kon worden gehouden. Gezien het feit dat zowel penumbra bij acute beroerte als abnormale hersenweefsels bij CCI worden veroorzaakt door ischemie en hypoxie, kan NBO ook worden opgevat als een effectieve adjuvante therapie voor CCI.
2. NBO kan CBF/CBV in de halfschaduw verhogen bij een acute beroerte. Tijdens NBO-behandeling treedt vasodilatatie op in de ischemische gebieden, terwijl de niet-ischemische gebieden vasoconstrictie vertonen. De verhoogde pO2 en verhoogde bloedstroom in de halfschaduw zijn betrokken bij het verlagen van de zinkspiegel, wat kan bijdragen aan het neurobeschermende effect van NBO. Waarbij het verbeteren van de perfusie in het ischemisch-hypoxische hersenweefsel kan leiden tot verlichting van de bijbehorende klinische symptomen.
3. NBO is in staat om verstoring van de bloed-hersenbarrière (BBB) ​​bij cerebrale ischemie te verminderen, mogelijk door remming van door matrixmetalloproteïnase-9 (MMP-9) gemedieerde afbraak van tight junction-eiwitten. De integriteit van BBB wordt beïnvloed door verschillende pathologische processen, zoals invasie van ontstekingsmediatoren, oedeemvorming en hemorragische transformatie. Evenzo kan de door NBO geleverde BBB-bescherming ook beschikbaar zijn voor CCI-patiënten, zodat de aangetaste hersenfuncties op zijn minst gedeeltelijk kunnen worden hersteld, of vertraagd door CCI veroorzaakte hersenbeschadiging.
4. Andere onderliggende neurobeschermende mechanismen, waaronder het verminderen van peri-infarctdepolarisaties, het verbeteren van het aerobe metabolisme, het voorkomen van apoptotische celdood en het verbeteren van ontstekingen, kunnen voordelen bieden aan patiënten met cerebrale ischemie. Aan de andere kant is NBO veilig genoeg omdat het de vorming van reactieve zuurstofsoorten, stikstofsoorten en enkele andere bemiddelaars die betrokken zijn bij de verergering van oxidatieve stressletsel niet bevordert.

Momenteel zijn er zeer weinig rapporten in de literatuur over de toepassing van NBO in CCI en dit is ongetwijfeld een gloednieuw gebied dat meer aandacht verdient. Verschillend van de gunstige effecten waargenomen in experimentele beroerte-modellen, leverden de meeste klinische onderzoeken geen gunstige resultaten op. Zoals de onderzoeker hierboven besprak, is de ischemische penumbra een vitaal doelwit voor NBO en is een lage mate van revascularisatie verantwoordelijk voor de slechte resultaten bij patiënten met een acute beroerte. CCI verwijst naar een toestand van langdurige vermindering van de cerebrale perfusie secundair aan ICAS, IJVS of andere pathogenese, wat betekent dat de meeste aangetaste hersenweefsels in ischemische-hypoxische toestand verkeren, net als de penumbra bij acute beroerte. Dit fenomeen suggereert dat het toedienen van voldoende zuurstof het potentieel kan hebben om de weerstand van hersenweefsels tegen hypoxische aanvallen te verbeteren, de achteruitgang te vertragen en secundaire ischemische beroerte bij CCI-patiënten te voorkomen. Ondertussen maakt een snelle verhoging van het zuurstofgehalte onmiddellijke verbeteringen mogelijk in ischemische-hypoxische aandoeningen, waardoor klinische symptomen in korte tijd kunnen worden verlicht.

IMPLICATIES VAN DE HYPOTHESE In de praktijk lijdt een groot aantal patiënten aan CCI en de huidige therapeutische strategieën zijn verre van bevredigend. Conservatieve therapieën hebben voornamelijk betrekking op bloedplaatjesaggregatieremmers, lipidenverlagende middelen en neuroprotectieve middelen, maar hun effectiviteit is nog onzeker. De werkzaamheid van endovasculaire behandelingen, zoals endarteriëctomie en intravasculaire stenting, is nog steeds controversieel en mag niet als superieur aan de conservatieve behandeling worden beschouwd. Bovendien is endovasculaire behandeling mogelijk niet geschikt voor alle patiënten met CCI. Onlangs is ischemische conditionering op afstand (RIC) naar voren gekomen als een innovatieve en veelbelovende aanvullende benadering voor bescherming van meerdere organen. Het is aangetoond dat dagelijkse RIC het aantal herhalingen van een beroerte kan verminderen en de klinische resultaten op lange termijn bij patiënten met CCI kan verbeteren. Het is echter redelijk om te verwachten dat RIC een langere tijd nodig heeft om effect te hebben, waardoor patiënten hun symptomen niet kunnen verlichten binnen een korte periode na de start van de behandeling. Ondertussen is er nog steeds een deel van de patiënten dat mogelijk geen baat heeft bij of gecontra-indiceerd is voor RIC. Volgens het beschikbare bewijsmateriaal en de hypothese is NBO in staat om het zuurstofgehalte van ischemische gebieden te verhogen, de cerebrale perfusie te verhogen en hersenweefsel te voorkomen van secundair letsel, wat allemaal zou kunnen helpen de symptomen in korte tijd te verlichten en de lange termijn te verbeteren. klinische resultaten grondig. Daarom kan NBO dienen als een veelbelovend aanvullend alternatief voor de huidige behandelstrategieën.

CONCLUSIE Aangezien NBO zowel de symptomen op korte termijn als de klinische resultaten op lange termijn bij CCI-patiënten ingrijpend kan verbeteren, moet het worden beschouwd als een geheel nieuwe, effectieve en gemakkelijke adjuvante behandelingsstrategie als de hypothese wordt gevalideerd. Goed opgezette dierexperimenten en klinische proeven zijn dringend geboden in de volgende stap om de effectiviteit van NBO op hersenbescherming bij patiënten met CCI te bevestigen.