Hyperkapni ved ortostatisk hypotensjon

BAKGRUNN: Regulering av vevs blodtilførsel til vitale organer som hjernen og hjertet oppfylles i stor grad ved lokal justering av mikrovaskulaturen (autoregulering) og det autonome nervesystemets kontroll av det kardiovaskulære systemet. Nevrogen ortostatisk hypotensjon (NOH) er et sentralt eksempel på når disse systemene svikter. Pasienter opplever et betydelig og vedvarende blodtrykksfall (≥20/10 mmHg) i oppreist stilling, noe som resulterer i cerebral hypoperfusjon og symptomer på ørhet, kvalme, presynkope og til og med synkope. NOH og svekket cerebrovaskulær perfusjon oppstår på grunn av manglende evne til å øke sympatisk utstrømning av barorefleksen.

En ny løsning for å motvirke de akutte effektene av NOH er å forbigående øke sympatisk aktivitet ved å stimulere de perifere og sentrale respiratoriske kjemoreseptorene med forhøyet fraksjonert inspirert (Fi) CO2. Hos friske frivillige forbedrer forhøyet FiCO2 ortostatisk toleranse og blodtrykkskontroll under raske posturale overganger. I tillegg har få vurdert kjønnsforskjellseffekter på det kjemorefleks-autonome forholdet. Eksisterende bevis viser en forsterket sympatisk respons på kjemorefleksstimulering hos postmenopausale kvinner med observert vasokonstriksjon og økt blodtrykk. Disse dataene indikerer at kvinner kan reagere bedre på hyperkapni som en ny terapeutisk intervensjon for NOH. Dessverre kan det også fremheve en disposisjon for kardiovaskulær risiko forbundet med liggende hypertensjon.

For bedre å forstå den mekanistiske grunnen til NOH hos menn og kvinner, og for å utforske bruken av forhøyet FiCO2 for å behandle det, trenger forskere en bedre måte å overvåke sympatisk aktivitet og cerebrovaskulær perfusjon. Functional Optical Coherence Tomography (fOCT) av netthinne- og choroid vaskulære senger i øyet (en avling av hjernen) ble nylig utviklet i Calgary for å tillate fysiologisk overvåking av disse essensielle variablene. Oppsummert ser forhøyede FiCO2-nivåer (hyperkapni) ut til å forbedre BP-responsen på stående og ortostatisk toleranse og kan utgjøre en attraktiv terapi for NOH-pasienter.

Dette er en proof-of-concept-studie for å evaluere hyperkapni som en ny terapeutisk intervensjon for å forbedre blodtrykket og ortostatisk toleranse hos mannlige og kvinnelige pasienter med NOH. I tillegg vil etterforskerne ta sikte på å evaluere funksjonell OCT som et avansert, ikke-invasivt verktøy for å måle sympatisk og metabolsk cerebrovaskulær kontroll.

MÅL: Målet med det nåværende forslaget er å anvende hyperkapni under foCT-overvåking hos mannlige og kvinnelige pasienter med NOH og friske kontroller for å: (a) evaluere og sammenligne effekten av hyperkapni på kardiovaskulære og cerebrovaskulære responser for å bedre forstå grunnleggende kjemorefleks- og barorefleksfysiologi hos mannlige og kvinnelige pasienter med NOH, (b) avgjøre om en enhet som forbigående øker FiCO2 som svar på posturale endringer vil ha effekt som et ikke-medikamentelt terapeutisk middel og (c) evaluere fOCT som et nytt avansert verktøy for å måle sympatiske og metabolske komponenter av cerebral autoregulering hos pasienter med autonom svikt.

METODER: Mannlige og kvinnelige NOH-pasienter (n=40) vil bli rekruttert fra Calgary Autonomic Clinic, sammen med kjønns- og alderstilpassede kontroller fra samfunnet. Deltakerne vil fullføre fem Active Stand-tester der de vil bli bedt om å målrette mot forskjellige end-tidal (ET) CO2-nivåer. OCT-bilder vil bli tatt gjennom hver test. Deltakerne vil fullføre følgende pusteprotokoll under en aktiv standtest: a) puste inn normal romluft (ETCO2 fri til å svinge), b) ETCO2 fastklemt ved baseline, c) ETCO2 fastklemt ved +5 mmHg, d) ETCO2 fastklemt ved +10mmHg, e ) ETCO2 fastklemt ved +10mmHg med ETO2 fastklemt ved 50mmHg. Målet for ETCO2-nivåer vil bli oppnådd gjennom et datastyrt gassleveringssystem. En pusteoppgave for å fremkalle hyperkapni og hypoksi (lavt oksygen) vil bli utført sist. Hver tilstand vil bli fulgt av en minimum 10-minutters restitusjonsperiode for å sikre ETCO2-normalisering. Hemodynamikk (BP, HR og slagvolum) og ortostatiske symptomer vil bli vurdert gjennomgående. Pust-for-pust-data vil inkludere ETO2, ETCO2, respirasjonsfrekvens, tidevolum og minuttventilasjon. OCT-bildeanalyser i sittende og stående stilling vil måle choroid og retinal (surrogater for henholdsvis perifer sympatisk aktivitet og metabolsk cerebral autoregulering) perfusjonstettheter.