Połączona mikrodializa wewnątrzmózgowa i bańka szyjna

Zamiar

Opisanie częstości dysfunkcji mitochondriów mózgowych u pacjentów w stanie śpiączki przyjętych na Oddział Neurointensywnej Terapii (OIOM) Szpitala Uniwersyteckiego w Odense oraz ocena możliwych korelacji między mikrodializą opuszki mózgowej i żyły szyjnej w celu opracowania nowych, skutecznych i mniej inwazyjnych narzędzi diagnostycznych do odpowiednich grup pacjentów.

Tło

Cechą charakterystyczną kilku poważnych zaburzeń neurologicznych i neurochirurgicznych, w tym ciężkiego urazowego uszkodzenia mózgu, krwotoku śródczaszkowego, infekcji mózgowej i globalnego niedotlenienia po zatrzymaniu krążenia, jest to, że główny uraz jest poza zasięgiem interwencji terapeutycznej. Wtórne obrażenia, które nastąpiły w ciągu kilku dni lub tygodni po pierwotnej zniewadze, można zapobiegać lub leczyć. Zapalenie, przemijające niedokrwienie, powstawanie wolnych rodników, komórkowy napływ Ca2+ i dysfunkcja mitochondriów to przykłady aktualnych tematów badawczych w neurointensywnej opiece.

Grupa badawcza ma długą historię prac eksperymentalnych i klinicznych w dziedzinie metabolizmu mózgowego w chorobach neurokrytycznych. W ostatnich latach skupiono się głównie na neuromonitoringu z mikrodializą mózgową, a dysfunkcja mitochondriów jako możliwy cel terapeutyczny. W 2004 roku badacze wykazali, w jaki sposób monitorowanie pacjentów z SAH za pomocą mikrodializy mózgowej może przewidzieć opóźnione pogorszenie neurologiczne/powikłania związane ze skurczem naczyń, co zostało potwierdzone w późniejszych badaniach zewnętrznych. W 2012 i 2014 roku opublikowano wyniki pokazujące, jak eksperymentalnie i klinicznie diagnozować dysfunkcję mitochondriów na podstawie wzorców biochemicznych mikrodializy mózgowej. W skrócie, wzorzec cerebrochemiczny z podwyższonym stosunkiem mleczanów do pirogronianów z równoczesnym normalnym lub ponadnormalnym poziomem pirogronianu i glukozy obserwowanym wraz z prawidłowym monitorowaniem tlenu w tkankach wskazuje na dysfunkcję mitochondriów. Dysfunkcja mitochondriów najprawdopodobniej odgrywa kluczową rolę w pogorszeniu wyników w różnych stanach patologicznych mózgu i może być podatna na interwencję farmakologiczną.

Technika mikrodializy polega na wprowadzeniu cienkiej sondy z półprzepuszczalną membraną do zmienionej chorobowo tkanki mózgowej i pobraniu płynu śródmiąższowego z niewielkiego obszaru otaczającego sondę. Płyn jest analizowany pod kątem metabolitów, białek lub substancji farmakologicznych i wcześniej wykazano, że ma on wielką wartość w kierowaniu opieką i prognozowaniem na OIOM-ach dla noworodków. Jednym z problemów związanych z tą techniką jest jednak to, że pomiary są regionalne i ograniczone do bardzo małej objętości próbkowania sondy. Kolejną przeszkodą jest to, że technika jest inwazyjna wewnątrzczaszkowo.

Celuje

W obecnym prospektywnym badaniu kohortowym badacze opisują częstość dysfunkcji mitochondriów u pacjentów przyjętych na OIOM z ciężkim krwotokiem podpajęczynówkowym (SAH). Ponieważ pacjenci cierpiący na SAH często cierpią na zaburzenia metaboliczne mózgu niezwiązane z niedokrwieniem, globalny pomiar mózgowy byłby przypuszczalnie równie użyteczny lub nawet bardziej niż pomiar ogniskowy tylko z bardzo małej regionalnej objętości mózgu. Badacze chcą ocenić nową metodę monitorowania, jaką jest mikrodializa mózgowego drenażu krwi żylnej. Mózgowy drenaż żylny przechodzi prawie bez wyjątku przez opuszki szyjne, w większości po lewej lub prawej stronie, w zależności od dominacji. Badacze porównają wyniki regionalnych pomiarów mózgowych i żylnych, aby potwierdzić hipotezę, że zaburzenia metaboliczne mózgu mają odzwierciedlenie w drenażu krwi żylnej w opuszce szyjnej. Pilotażowe badanie pacjentów poddawanych operacji na otwartym sercu potwierdziło istotne różnice w zawartości mleczanów i pirogronianów we krwi tętniczej i żylnej. Jednak niepublikowane dane z eksperymentalnego modelu świń tej grupy potwierdzają możliwość globalnego monitorowania metabolicznego żył.

Perspektywy

Jeśli zostanie potwierdzone, że mikrodializa opuszki szyjnej daje wiarygodną globalną ocenę stanu metabolicznego mózgu, możliwe może być wdrożenie nowego, mniej inwazyjnego narzędzia diagnostycznego dla pacjentów OIOM-ów. Stosowane dziś środki zastępcze, jak np. NIRS (spektroskopia w bliskiej podczerwieni) słabo koreluje ze stanem metabolicznym mózgu.