Ostra przerywana hipoksja w urazowym uszkodzeniu mózgu (AIH)

Celem tego badania jest ustalenie, czy podawanie ostrej przerywanej hipoksji (AIH) jest bezpieczne medycznie stabilnym pacjentom z przewlekłym urazowym uszkodzeniem mózgu (TBI). Istnieją dowody wskazujące, że AIH promuje neuroplastyczność ośrodkowego układu nerwowego (OUN). AIH stymuluje wrażliwe na tlen neurony serotonergiczne w jądrze szwu pnia mózgu, prowadząc do uwalniania serotoniny w różnych regionach OUN. To uwolnienie prowadzi do aktywacji receptorów serotoniny na lub w pobliżu neuronów korowych i zwiększonej syntezy wielu czynników troficznych, w tym czynnika neurotroficznego pochodzenia mózgowego, czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego i erytropoetyny. Działania te wpływają również na funkcjonowanie neuroprzekaźników, takich jak GABA. Większa ekspresja czynników wzrostu w mózgu ułatwia neuroplastyczność poprzez zwiększenie siły synaptycznej, pobudliwości neuronów korowych i interneuronów oraz połączeń wewnątrz- i międzymózgowych. Warto zauważyć, że neuroplastyczność wywołana niedotlenieniem występuje tylko przy ostrej przerywanej ekspozycji, ale nie jest wywoływana przez ciągłe niedotlenienie o tym samym czasie trwania. Czy podawanie AIH pacjentom z TBI jest bezpieczne? Przewaga wcześniejszych dowodów na zwierzętach i ludziach sugeruje, że codzienne epizody łagodnej AIH nie wpływają negatywnie na ważne parametry bezpieczeństwa, takie jak spoczynkowe ciśnienie krwi, ciśnienie tętnicze, częstość akcji serca, zmienność rytmu serca, pojemność minutowa serca lub funkcje poznawcze. Do tej pory protokoły AIH, które indukują korzystną neuroplastyczność bez wyzwalania następstw patologicznych, były ograniczone do krótkich epizodów umiarkowanej hipoksji z niską liczbą cykli, takich jak 15 x 90-sekundowych epizodów 10% wdychanego tlenu. Niedawne badania na ludziach z przewlekłym uszkodzeniem rdzenia kręgowego i udarem mózgu wykazały, że te niewielkie epizody AIH powtarzające się przez pięć kolejnych dni można bezpiecznie tolerować bez konsekwencji patologicznych. Inne niedawne badanie wykazało, że nawet 4-tygodniowy protokół umiarkowanej dziennej AIH (cykliczne 9%/21% tlenu co 1,5 minuty, 15 cykli dziennie przez 4 tygodnie) nie wywołuje niepożądanych konsekwencji medycznych ani zaburzeń poznawczych. Zatem skumulowane dowody sugerują, że powtarzalne AIH można bezpiecznie stosować do badania, czy może poprawić funkcjonowanie neurobehawioralne u pacjentów z TBI bez szkodliwych skutków. W tym badaniu będziemy podawać łagodną AIH 16 pacjentom w cztery różne dni rozłożone w ciągu dwóch do czterech tygodni, zaczynając od normalnego stężenia tlenu (docelowe SpO2 98%), a następnie stopniowo zmniejszając stężenie tlenu w ciągu następnych trzech sesji (do 93%, 87% i 82%). Naszym głównym celem jest ustalenie, czy podawanie łagodnej AIH pacjentom z przewlekłym TBI z trwałymi upośledzeniami czynnościowymi, ale którzy są stabilni klinicznie, jest bezpieczne. Jako drugorzędny cel tego badania ocenimy, czy łagodne podawanie AIH ma jakiekolwiek efekty po sesji lub skumulowane po badaniu na pamięć i funkcje poznawcze, aktywację korową ocenianą za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej z pojedynczym impulsem lub czy architektura mózgu przed badaniem lub funkcjonalna łączność wykryta za pomocą strukturalnego i spoczynkowego funkcjonalnego rezonansu magnetycznego przewiduje odpowiedź na AIH. Jeśli w tym badaniu nie zaobserwowano skutków ubocznych łagodnej AIH, badania kliniczne z użyciem łagodnej AIH samodzielnie lub w połączeniu z terapiami neurobehawioralnymi mogłyby ocenić, czy AIH ułatwia poprawę sprawności funkcjonalnej po TBI.