Efeito do Nitroprussiato de Sódio no Fluxo Sanguíneo Cerebral

Antecedentes A autorregulação cerebral é geralmente considerada para manter o fluxo sanguíneo cerebral (CBF) se a pressão arterial média (PAM) estiver entre 60 e 150 mmHg. No entanto, é controverso se há um platô para a CBF. Assim, a velocidade sanguínea da artéria cerebral média (MCA Vmean), como índice do FSC, é afetada por alterações farmacológicas na PAM entre aproximadamente 40-125 mmHg. Em contraste, o fluxo sanguíneo da artéria carótida interna não é afetado por uma diminuição moderada da pressão arterial.

O cérebro é suprido pelas artérias carótida interna e vertebral que têm regulação diferente com maior reatividade ao CO2 e maior redução ortostática para a carótida interna do que para a artéria vertebral. A diferente regulação das duas artérias pode refletir maior inervação simpática das artérias que se originam da artéria carótida interna do que as da artéria vertebral. A artéria carótida interna pode contribuir para a autorregulação cerebral à medida que o vaso se dilata durante uma diminuição moderada da PAM enquanto o fluxo sanguíneo da artéria carótida interna é mantido. A tensão arterial de CO2 (PaCO2) é um importante regulador do FSC e também a manutenção do volume sanguíneo central e do débito cardíaco é importante para a regulação do FSC. No presente estudo, o fluxo sanguíneo da artéria carótida interna e vertebral é avaliado por ultrassonografia duplex em 20 homens saudáveis ​​quando a PAM é reduzida por nitroprussiato de sódio, um potente vasodilatador de curta duração.

Objetivo O objetivo do estudo é avaliar se o FSC é afetado por reduções de 20% e 40% na PAM pelo nitroprussiato de sódio. A reatividade ao CO2 das artérias carótida interna e vertebral é avaliada para controlar a hiperventilação durante a hipotensão induzida pelo nitroprussiato de sódio. Além disso, o estudo avaliará se as alterações no fluxo sanguíneo da artéria carótida interna e vertebral por uma redução de 40% na PAM são diferentes e se as artérias têm reatividade diferente ao CO2. Por fim, o estudo avaliará se a inclinação da regressão linear de CBF e MAP é maior nas avaliações quando a MAP é reduzida em 40% e 20% do que nas avaliações basais e quando a MAP é reduzida em 20%.

hipóteses

• A redução induzida pelo nitroprussiato de sódio na PAM em 40% reduz o FSC
• A redução induzida pelo nitroprussiato de sódio na PAM em 20% reduz o FSC
• A redução da PAM induzida pelo nitroprussiato de sódio em 40% causa uma redução relativa maior no fluxo sanguíneo da artéria carótida interna do que na artéria vertebral
• A reatividade ao CO2 da artéria carótida interna é maior do que a da artéria vertebral
• A inclinação da regressão linear de MAP e CBF nas avaliações quando a MAP é reduzida em 20% e 40% pelo nitroprussiato de sódio é maior do que a das avaliações iniciais e quando a MAP é reduzida em 20%

Métodos O estudo incluirá 20 homens saudáveis. O experimento dura aproximadamente três horas e o sujeito deve estar em jejum de pelo menos 4 horas, abster-se de álcool e cafeína por 12 horas e exercícios rigorosos por 24 horas. Antes do início do experimento, as artérias carótida interna e vertebral são avaliadas e caso os vasos não possam ser visualizados, por ex. devido à bifurcação carotídea alta, o sujeito não poderá participar do estudo. O sujeito repousa na posição supina durante todo o estudo.

Medidas Um cateter é colocado na artéria radial ou braquial no braço não dominante para avaliação da pressão arterial e variáveis ​​gasosas. O volume total de sangue amostrado é inferior a 25 ml. Uma linha longa é colocada em uma veia cubital e avançada até a veia subclávia para infusão de nitroprussiato de sódio. A medida da pressão arterial é usada para avaliação do volume sistólico, débito cardíaco e resistência periférica total pela análise modificada do contorno do pulso. A frequência cardíaca é avaliada pela derivação II do eletrocardiograma. A oxigenação da pele da testa e o fluxo sanguíneo são avaliados perto da linha do cabelo usando a fluxometria Laser Doppler com um sensor de oxigenação integrado a uma profundidade de 1-2 mm em uma área de aproximadamente 9 mm^2. A oxigenação dos músculos cerebral e bíceps é avaliada por espectroscopia de infravermelho próximo. O Doppler transcraniano é usado para avaliar a Vmédia da MCA. Em um diâmetro constante da MCA, as alterações na velocidade do sangue refletem aquelas do CBF regional, mas o diâmetro pode ser afetado por alterações no MAP e PaCO2.

Alterações no volume sanguíneo central são avaliadas pelo registro da admitância elétrica torácica. Hemodinâmica central, MCA Vmean, eletrocardiograma e oxigenação da pele e fluxo sanguíneo são registrados em 100 hertz, oxigenação cerebral e muscular são registrados em 0,1 hertz e admitância torácica em 0,25 hertz e salvos em um pc.

O fluxo sanguíneo da artéria carótida interna e vertebral é avaliado unilateralmente no pescoço usando ultrassom duplex. A avaliação é feita no corte longitudinal 1-2 cm distal à bifurcação carotídea e a artéria vertebral é avaliada entre os processos transversos de C2-5 com a cabeça virada aproximadamente 30⁰ para o lado contralateral. Para limitar a influência da ventilação, dois registros de aproximadamente 20 s de ambas as artérias são realizados em cada nível de PAM e a média é relatada. Uma frequência de 8-12 megahertz é usada e o ganho é definido o mais alto possível enquanto o lúmen do vaso está livre de eco. O Doppler pulsado em ângulo estável ≤ 60º determinou a velocidade máxima de fluxo média no tempo com correção de ângulo (TAVMAX), que corresponde a duas vezes a velocidade média do sangue. O diâmetro é avaliado usando software automático para rastrear a parede do vaso e o fluxo sanguíneo é: 0,125 * 60 * TAVMAX * π * diâmetro^2 e CBF é a soma do fluxo sanguíneo unilateral da artéria carótida interna e vertebral.

A reatividade de CO2 da artéria carótida interna e vertebral é: alteração no fluxo sanguíneo *100 / alteração na PaCO2 * fluxo sanguíneo basal usando regressão linear individual para as avaliações durante normo-, hipo- e hipercapnia. A reatividade de CO2 do MCA Vmean e a oxigenação cerebral são avaliadas de forma semelhante e as medições durante a infusão de nitroprussiato de sódio são corrigidas para alterações na PaCO2 da linha de base usando a reatividade de CO2 para hipocapnia.

Procedimentos A avaliação inicial em repouso é realizada pelo menos 30 minutos após a colocação dos cateteres. Posteriormente, a reatividade ao CO2 é avaliada durante hipo e hipercapnia em ordem aleatória. A hipocapnia é alcançada por hiperventilação por 6 min para provocar uma queda de 0,7-1,2 quilopascal (kPa) da PaCO2, e a avaliação é repetida se a redução da PaCO2 não estiver dentro desse intervalo. A hipercapnia é obtida pela respiração de 6% de CO2 por 6 min.

Posteriormente, o nitroprussiato de sódio é infundido para reduzir a PAM em 20% (15%-25%) e 40% (35%-45% e minimamente PAM 50 mmHg a uma taxa de infusão máxima de 10 µg/(kg*min)). O nitroprussiato de sódio é um potente vasodilatador de curta duração que ativa a guanilato ciclase diretamente ou pela produção de óxido nítrico, causando relaxamento das células musculares lisas em artérias e veias. O efeito do nitroprussiato de sódio é alcançado em 2 min, e a meia-vida é de 2 min, pelo que o efeito é de curta duração. O nitroprussiato de sódio não tem efeito direto sobre o CBF. A infusão de nitroprussiato de sódio é feita por uma bomba de infusão eletrônica, a 0,25 µg/(kg*min) por um minuto e aumentada em 0,25 µg/(kg*min) a cada minuto. O efeito no MAP é avaliado a cada minuto antes que a velocidade de infusão seja aumentada. Quando um nível de MAP é atingido, o MAP é mantido por mais um minuto, onde as medições posteriores são realizadas durante 2-3 min. Quando as avaliações forem feitas em ambos os níveis de MAP, a velocidade de infusão é reduzida gradualmente para evitar a chamada "hipertensão rebote". Neste momento, o experimento é concluído e os cateteres são removidos.

Estatística Tamanho do estudo: Em um estudo semelhante, a redução induzida pelo nitroprussiato de sódio na PAM em 43% diminuiu o FSC em 15% após a correção para a diminuição na PaCO2. Um cálculo de potência indica que são necessários pelo menos 14 indivíduos para detectar uma redução de 15% no CBF com um desvio padrão de 18% quando a PAM é reduzida em 40% pelo nitroprussiato de sódio com um nível de significância de 5% e uma potência de 80%.