Estresse Nitrosativo/Oxidativo Cerebral na Hemorragia Subaracnóidea Aneurismática (NOX2)

FUNDO:

A hemorragia subaracnoidea (HSA) aneurismática acarreta alta morbidade e mortalidade. Isso se deve em grande parte ao desenvolvimento de lesão cerebral secundária, incluindo a complicação isquemia cerebral tardia (DCI), que afeta 30% dos sobreviventes iniciais. Os mecanismos por trás da lesão cerebral secundária após HSA não são totalmente compreendidos.

O óxido nítrico (NO) é um potente vasodilatador endógeno produzido a partir da arginina pela enzima óxido nítrico sintase (NOS), que existe em três isoformas: endotelial, neuronal e NOS induzível (eNOS, nNOS e iNOS). Em condições de inflamação e estresse oxidativo, os radicais livres podem reagir com o NO para formar peroxinitrito (ONOO-), que é altamente reativo e pode danificar diretamente macromoléculas biológicas, como lipídios e proteínas. Este fenômeno, ou seja, um aumento da produção de espécies reativas de nitrogênio, potencialmente levando a danos celulares, é denominado estresse nitrosativo.

Acredita-se amplamente que o estresse oxidativo/nitrosativo e os distúrbios associados no metabolismo do NO estejam envolvidos no desenvolvimento de lesão cerebral secundária após HSA, mas o papel exato desses mecanismos permanece incompleto. Enquanto alguns autores acreditam que a disfunção de NOS e uma baixa biodisponibilidade de NO resultante é uma causa importante de lesão cerebral secundária (e um mecanismo chave por trás da DCI), outros argumentam que uma superprodução de NO mediada por iNOS é uma resposta mal-adaptativa que leva a lesão tecidual agravada devido a estresse nitrosativo.

A troca transcerebral (ou seja, arterial para venosa jugular) de metabólitos do NO e sua inter-relação com o estresse oxidativo nunca foi estudada em pacientes com HSA. Os investigadores levantam a hipótese de que a SAH está associada a uma redução inicial na biodisponibilidade cerebrovascular de NO devido à eliminação por radicais livres. Isso poderia contribuir para um ciclo vicioso, no qual um aumento resultante na resistência microvascular, hipoperfusão cerebral e hipóxia do tecido cerebral aumenta ainda mais a produção de radicais livres e a depleção de NO, levando a lesão cerebral isquêmica e mau prognóstico.

HIPÓTESES:

O presente estudo exploratório caracterizará a troca transcerebral de marcadores de estresse oxidativo/nitrosativo e metabólitos do NO durante a fase inicial após HSA em comparação com voluntários saudáveis. Além disso, examinará a influência desses distúrbios nos índices de isquemia cerebral e disfunção metabólica avaliados por neuromonitoramento multimodal e a influência de alterações induzidas na tensão arterial de oxigênio (PaO2). Os investigadores levantam a hipótese de que:

1. Os pacientes terão um maior efluxo cerebral de marcadores de estresse oxidativo/nitrosativo e uma menor biodisponibilidade cerebrovascular de NO em comparação com controles saudáveis.
2. Pacientes com HSA exibirão uma diminuição progressiva na liberação transcerebral de marcadores de estresse oxidativo/nitrosativo e um aumento correspondente na biodisponibilidade cerebrovascular de NO nos dias seguintes ao ictus.
3. Uma maior gravidade clínica da HAS estará associada a uma maior liberação transcerebral de marcadores de estresse oxidativo/nitrosativo e a uma menor biodisponibilidade cerebrovascular de NO.
4. Uma menor tensão de oxigênio no tecido cerebral (PbtO2) e uma maior carga de hipóxia do tecido cerebral (definida como a porcentagem de tempo de monitoramento com PbtO2 <20mmHg) estarão associados a um maior efluxo cerebral de marcadores de estresse oxidativo/nitrosativo e a uma menor biodisponibilidade cerebral de NÃO.
5. Uma maior relação lactato/piruvato no microdialisado e uma maior carga de crise metabólica cerebral (definida como a porcentagem do tempo de monitoramento com relação lactato/piruvato >40 e concentração de glicose <0,7 mmol/l) estarão associadas a um maior efluxo cerebral de marcadores de estresse oxidativo/nitrosativo e uma menor biodisponibilidade cerebral de NO.
6. A hipóxia leve induzida estará associada a um aumento da liberação transcerebral de marcadores de estresse oxidativo/nitrosativo e a uma redução na biodisponibilidade cerebrovascular de NO em comparação com a linha de base, enquanto a hiperóxia leve induzida terá o efeito oposto.

Para fins exploratórios, também coletaremos amostras de líquido cefalorraquidiano (LCR) em pacientes com dreno ventricular externo e excesso de microdialisado cerebral, quando disponível.

MÉTODOS:

O estudo é um estudo fisiológico prospectivo que incluirá pacientes com HAS internados na Unidade de Terapia Neurointensiva (UTIN) do Rigshospitalet. A inclusão de pacientes continuará até que tenhamos obtido dados completos sobre 20 pacientes no subestudo intervencional (veja abaixo), ou até 1º de abril de 2024, momento em que a inclusão será interrompida e os dados serão analisados ​​independentemente do número de pacientes incluídos . Além disso, 12 indivíduos saudáveis ​​serão incluídos para servir como grupo controle.

Conduta prática do estudo, pacientes:

Os pacientes terão um cateter arterial inserido logo após a admissão como parte dos cuidados de rotina. Além disso, o mais cedo possível após a fixação do aneurisma, um cateter venoso jugular interno retrógrado (cateter RJV) será inserido para amostragem de sangue venoso cerebral. Parâmetros vitais serão monitorados de acordo com a prática padrão na UTIN, e os pacientes serão submetidos a neuromonitoramento multimodal contínuo da pressão intracraniana (PIC), PbtO2 e metabolismo cerebral (microdiálise cerebral). Durante as intervenções, o ultrassom Doppler transcraniano (TCD) será usado para determinar a velocidade média do fluxo da artéria cerebral média como uma medida substituta do fluxo sanguíneo cerebral. O estudo consistirá em um subestudo observacional e outro intervencional, descritos individualmente a seguir.

Subestudo observacional: Amostras de sangue pareadas (ou seja, amostras de sangue simultâneas do RJV e cateteres arteriais) serão coletadas 1) imediatamente após a colocação do cateter RJV (esperado: dia 0-2 após a admissão), 2) durante as intervenções (veja abaixo) , e 3) pouco antes da remoção do cateter RJV (esperado: 3-6 dias após a admissão). Além da coleta de sangue, os pacientes com dreno ventricular externo existente serão submetidos à amostragem de LCR, e os pacientes com um cateter de microdiálise cerebral serão submetidos à amostragem do excesso de microdialisado para fins exploratórios.

Subestudo intervencional: hipo e hiperóxia leve serão induzidas em ordem aleatória, alterando as configurações do ventilador (a fração de oxigênio inspirado), visando uma PaO2 de 9-10 kPa para hipóxia leve e 13-14 kPa para hiperóxia leve (padrão alvo do tratamento: 10-12 kPa). Amostras de sangue serão coletadas no início (normóxia) e após 60 minutos de cada intervenção (3 amostras de sangue pareadas no total).

Conduta prática do estudo, controles saudáveis:

Experimentos em indivíduos saudáveis ​​serão conduzidos na UTIN. A instrumentação e o monitoramento são semelhantes aos descritos acima: um cateter arterial e RJV será inserido e os indivíduos serão submetidos a monitoramento TCD como um índice de fluxo sanguíneo cerebral, além do monitoramento cardiorrespiratório padrão.

Após a instrumentação e um curto período de descanso, será realizada uma avaliação inicial, após a qual os indivíduos serão submetidos a intervenções em ordem aleatória: Hipo e hiperóxia serão induzidas usando uma máscara apertada conectada a uma válvula de não reinalação, um terminal monitor de CO2 corrente e um reservatório alimentado por cilindros de gás comprimido. A fração inspirada de oxigênio será titulada, visando uma PaO2 de 9-10 kPa para hipóxia leve e 13-14 kPa para hiperóxia leve. Além disso, indivíduos saudáveis ​​serão submetidos a uma terceira intervenção onde a fração inspirada de oxigênio será aumentada para 100%. A isocapnia será assegurada adicionando CO2 ao ar inspirado ad hoc. Amostras de sangue serão coletadas no início (normóxia) e após 60 minutos de hipóxia leve, 60 minutos de hiperóxia leve e 60 minutos de "hiperóxia grave".

ANÁLISES BIOQUÍMICAS:

A cada ponto de amostragem, uma pequena quantidade de sangue será imediatamente analisada quanto aos níveis de gases sanguíneos e estado ácido-base. As demais amostras biológicas serão centrifugadas, aliquotadas e armazenadas a -80°C até a análise.

Amostras de sangue serão analisadas para os seguintes marcadores de estresse oxidativo: radical ascorbato, hidroperóxidos lipídicos, mieloperoxidase e os antioxidantes glutationa, α/γ-tocoferol, α/β-caroteno, retinol e licopeno.

Os seguintes metabólitos do NO serão determinados: concentração plasmática total de NO (nitrato (NO3-) + nitrito (NO2-) + S-nitrosotióis (RSNO)) e NO total ligado aos glóbulos vermelhos (nitrito (NO2-) + nitrosil hemoglobina (HbNO ) + S-nitrosohemoglobina (HbSNO)). Além disso, a 3-nitrotirosina será determinada como um marcador substituto para o peroxinitrito.

Serão determinados os seguintes biomarcadores de lesão da unidade neurovascular: S100ß, proteína glial fibrilar ácida, enolase neuroespecífica, ubiquitina carboxi-terminal hidrolase L1, neurofilamento de cadeia leve e tau total.