Hiperkapnia w niedociśnieniu ortostatycznym

WSTĘP: Regulacja dopływu krwi do ważnych narządów, takich jak mózg i serce, jest w dużej mierze realizowana przez lokalną regulację układu mikrokrążenia (autoregulację) i kontrolę układu sercowo-naczyniowego przez autonomiczny układ nerwowy. Neurogenne niedociśnienie ortostatyczne (NOH) jest kluczowym przykładem awarii tych systemów. Pacjenci doświadczają znacznego i trwałego spadku ciśnienia krwi (BP) (≥20/10 mmHg) w pozycji pionowej, co powoduje hipoperfuzję mózgową i objawy zawrotów głowy, nudności, stanu przedomdleniowego, a nawet omdlenia. NOH i upośledzona perfuzja naczyń mózgowych występują z powodu niewydolności odruchu z baroreceptorów w celu odpowiedniego zwiększenia odpływu współczulnego.

Nowatorskim rozwiązaniem przeciwdziałającym ostrym skutkom NOH jest przejściowe zwiększenie aktywności układu współczulnego poprzez stymulację obwodowych i ośrodkowych chemoreceptorów układu oddechowego podwyższonym frakcjonowanym inspirowanym (Fi)CO2. U zdrowych ochotników podwyższone FiCO2 poprawia tolerancję ortostatyczną i kontrolę BP podczas szybkich zmian posturalnych. Ponadto niewielu rozważało wpływ różnicy płci na związek chemoreflex-autonomiczny. Istniejące dowody wskazują na zwiększoną reakcję układu współczulnego na stymulację chemorefleksem u kobiet po menopauzie z obserwowanym zwężeniem naczyń i podwyższonym ciśnieniem tętniczym. Dane te wskazują, że kobiety mogą lepiej reagować na hiperkapnię jako nową interwencję terapeutyczną dla NOH. Niestety, może to również wskazywać na predyspozycję do ryzyka sercowo-naczyniowego związanego z nadciśnieniem w pozycji leżącej.

Aby lepiej zrozumieć mechanistyczne podstawy NOH u mężczyzn i kobiet oraz zbadać zastosowanie podwyższonego FiCO2 w leczeniu, naukowcy potrzebują lepszego sposobu monitorowania aktywności układu współczulnego i perfuzji mózgowo-naczyniowej. Niedawno w Calgary opracowano funkcjonalną optyczną tomografię koherencyjną (fOCT) naczyń krwionośnych siatkówki i naczyniówki oka (odmiana mózgu), aby umożliwić fizjologiczne monitorowanie tych podstawowych zmiennych. Podsumowując, podwyższone poziomy FiCO2 (hiperkapnia) wydają się poprawiać odpowiedź BP na pozycję stojącą i tolerancję ortostatyczną i mogą stanowić atrakcyjną terapię dla pacjentów z NOH.

Jest to badanie potwierdzające słuszność koncepcji oceniające hiperkapnię jako nową interwencję terapeutyczną poprawiającą ciśnienie krwi i tolerancję ortostatyczną u pacjentów płci męskiej i żeńskiej z NOH. Ponadto badacze będą dążyć do oceny funkcjonalnej OCT jako zaawansowanego, nieinwazyjnego narzędzia do pomiaru współczulnej i metabolicznej kontroli naczyniowo-mózgowej.

CELE: Celem obecnej propozycji jest zastosowanie hiperkapnii podczas monitorowania fOCT u pacjentów płci męskiej i żeńskiej z NOH oraz zdrowych osób z grupy kontrolnej w celu: (a) oceny i porównania wpływu hiperkapnii na reakcje sercowo-naczyniowe i naczyniowo-mózgowe w celu lepszego zrozumienia podstawowej fizjologii odruchów chemoreceptorowych i baroreceptorowych u pacjentów płci męskiej i żeńskiej z NOH, (b) określić, czy urządzenie, które przejściowo zwiększa FiCO2 w odpowiedzi na zmiany postawy, będzie skuteczne jako nielekowy środek terapeutyczny oraz (c) ocenić fOCT jako nowe zaawansowane narzędzie do pomiaru składników współczulnych i metabolicznych autoregulacji mózgowej u pacjentów z niewydolnością układu autonomicznego.

METODY: Pacjenci płci męskiej i żeńskiej z NOH (n=40) będą rekrutowani z Calgary Autonomic Clinic wraz z grupą kontrolną dobraną pod względem płci i wieku ze społeczności. Uczestnicy przejdą pięć testów Active Stand Test, podczas których zostaną poproszeni o wybranie różnych poziomów CO2 w fazie końcowo-wydechowej (ET). Obrazy OCT będą rejestrowane podczas każdego testu. Uczestnicy wykonają następujący protokół oddychania podczas testu aktywnego stanowiska: a) oddychanie normalnym powietrzem pokojowym (ETCO2 swobodnie się waha), b) ETCO2 zaciśnięty na linii podstawowej, c) ETCO2 zaciśnięty na +5mmHg, d) ETCO2 zaciśnięty na +10mmHg, e ) ETCO2 zaciśnięte na +10mmHg z ETO2 zaciśnięte na 50mmHg. Docelowe poziomy ETCO2 zostaną osiągnięte dzięki skomputeryzowanemu systemowi dostarczania gazu. Zadanie ponownego oddychania w celu wywołania hiperkapnii i niedotlenienia (niski poziom tlenu) zostanie wykonane jako ostatnie. Po każdym stanie nastąpi co najmniej 10-minutowy okres regeneracji, aby zapewnić normalizację ETCO2. Hemodynamika (BP, HR i objętość wyrzutowa) oraz objawy ortostatyczne będą oceniane przez cały czas. Dane oddech po oddechu będą obejmować ETO2, ETCO2, częstość oddechów, objętość oddechową i wentylację minutową. Analizy obrazu OCT w pozycji siedzącej i stojącej będą mierzyć gęstość perfuzji w naczyniówce i siatkówce (surogaty odpowiednio obwodowej aktywności współczulnej i autoregulacji metabolicznej mózgu).