Влияние нитропруссида натрия на мозговой кровоток

Предпосылки Обычно считается, что церебральная ауторегуляция поддерживает мозговой кровоток (CBF), если среднее артериальное давление (MAP) составляет от 60 до 150 мм рт.ст. Тем не менее, спорно, существует ли плато для CBF. Таким образом, скорость кровотока в средней мозговой артерии (MCA Vmean), как показатель CBF, зависит от фармакологических изменений среднего артериального давления примерно в пределах 40-125 мм рт.ст. Напротив, на кровоток во внутренней сонной артерии умеренное снижение артериального давления не влияет.

Мозг кровоснабжается внутренней сонной и позвоночной артериями, которые имеют различную регуляцию с более высокой реактивностью CO2 и большим ортостатическим снижением для внутренней сонной артерии, чем для позвоночной артерии. Различная регуляция двух артерий может отражать более высокую симпатическую иннервацию артерий, отходящих от внутренней сонной артерии, чем от позвоночной артерии. Внутренняя сонная артерия может способствовать церебральной ауторегуляции, поскольку сосуд расширяется при умеренном снижении среднего артериального давления, в то время как кровоток во внутренней сонной артерии сохраняется. Напряжение СО2 в артериальной крови (PaCO2) является важным регулятором CBF, а также поддержание центрального объема крови и сердечного выброса важно для регуляции CBF. В настоящем исследовании кровоток во внутренней сонной и позвоночной артериях оценивали с помощью дуплексного ультразвукового исследования у 20 здоровых мужчин, когда среднее артериальное давление снижалось нитропруссидом натрия, мощным сосудорасширяющим средством кратковременного действия.

Цель Цель исследования – оценить, влияет ли на CBF снижение САД на 20% и 40% нитропруссидом натрия. Реактивность внутренних сонных и позвоночных артерий на СО2 оценивают для контроля гипервентиляции во время гипотензии, вызванной нитропруссидом натрия. Кроме того, в исследовании будет оцениваться, различаются ли изменения кровотока во внутренней сонной и позвоночной артериях при снижении среднего артериального давления на 40% и имеют ли артерии разную реактивность CO2. Наконец, в исследовании будет оцениваться, будет ли наклон линейной регрессии CBF и MAP выше для оценок, когда MAP снижается на 40% и 20%, чем при оценках на исходном уровне и когда MAP снижается на 20%.

Гипотезы

• Вызванное нитропруссидом натрия снижение MAP на 40% снижает CBF
• Индуцированное нитропруссидом натрия снижение MAP на 20% снижает CBF
• Индуцированное нитропруссидом натрия снижение среднего артериального давления на 40% вызывает большее относительное снижение кровотока во внутренней сонной артерии, чем в позвоночной артерии.
• Реактивность внутренней сонной артерии на СО2 выше, чем у позвоночной артерии.
• Наклон линейной регрессии СрАД и ЦК при оценках, когда САД снижается на 20% и 40% нитропруссидом натрия, выше, чем при оценках исходно и при снижении САД на 20%.

Методы. В исследование будут включены 20 здоровых мужчин. Эксперимент длится примерно три часа, и субъект должен голодать не менее 4 часов, воздерживаться от алкоголя и кофеина в течение 12 часов и выполнять интенсивные физические упражнения в течение 24 часов. Перед началом эксперимента оценивают внутренние сонные и позвоночные артерии и в случае невозможности визуализации сосудов, т.е. из-за высокой бифуркации сонной артерии субъект не сможет участвовать в исследовании. Испытуемый находится в положении лежа на спине на протяжении всего исследования.

Измерения Катетер помещают в лучевую или плечевую артерию на недоминантной руке для оценки артериального давления и параметров газа. Общий объем взятой крови менее 25 мл. Длинный катетер помещают в локтевую вену и продвигают к подключичной вене для инфузии нитропруссида натрия. Измерение артериального давления используется для оценки ударного объема, сердечного выброса и общего периферического сопротивления путем модифицированного анализа контура пульса. Частоту сердечных сокращений оценивают по электрокардиограмме во II отведении. Оксигенация кожи лба и кровоток оцениваются вблизи линии роста волос с помощью лазерной допплеровской флоуметрии со встроенным датчиком оксигенации на глубине 1-2 мм в области площадью примерно 9 мм^2. Оксигенацию церебральных и двуглавых мышц оценивают с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области спектра. Транскраниальная допплерография используется для оценки Vmean СМА. При постоянном диаметре СМА изменения скорости кровотока отражают изменения регионарного CBF, но на диаметр могут влиять изменения среднего артериального давления и PaCO2.

Изменения центрального объема крови оценивают путем регистрации торакальной электрической проводимости. Центральная гемодинамика, MCA Vmean, электрокардиограмма, оксигенация кожи и кровоток регистрируются при частоте 100 Гц, церебральная и мышечная оксигенация регистрируется при частоте 0,1 Гц, а торакальная проводимость при частоте 0,25 Гц и сохраняется на ПК.

Кровоток во внутренней сонной и позвоночной артериях оценивают односторонне на шее с помощью дуплексного УЗИ. Оценка проводится в продольном срезе на 1-2 см дистальнее бифуркации сонной артерии, а позвоночная артерия оценивается между поперечными отростками С2-5 с поворотом головы примерно на 30⁰ в противоположную сторону. Чтобы ограничить влияние вентиляции, на каждом уровне среднего артериального давления проводят две записи примерно по 20 с обеих артерий и сообщают среднее значение. Используется частота 8-12 мегагерц и устанавливается максимально возможное усиление, пока просвет сосуда не эхогенен. Импульсно-волновая допплерография при стабильном угле ≤ 60º определяла усредненную по времени максимальную скорость кровотока с поправкой на угол (TAVMAX), что соответствует удвоенной средней скорости кровотока. Диаметр оценивается с помощью автоматического программного обеспечения для отслеживания стенки сосуда, и кровоток составляет: 0,125 * 60 * TAVMAX * π * диаметр ^ 2, а CBF представляет собой сумму одностороннего кровотока внутренней сонной и позвоночной артерий.

CO2-реактивность внутренней сонной и позвоночной артерий: изменение кровотока * 100 / изменение PaCO2 * исходный кровоток с использованием индивидуальной линейной регрессии для оценок при нормо-, гипо- и гиперкапнии. Аналогичным образом оценивают реактивность MCA Vmean на СО2 и церебральную оксигенацию, а измерения во время инфузии нитропруссида натрия корректируют с учетом изменений PaCO2 по сравнению с исходным уровнем с использованием реактивности СО2 на гипокапнию.

Процедуры Оценка исходного уровня в покое проводится не менее чем через 30 минут после установки катетеров. Затем оценивают реактивность СО2 при гипо- и гиперкапнии в случайном порядке. Гипокапния достигается гипервентиляцией в течение 6 мин до 0,7-1,2 килопаскалей (кПа) снижения PaCO2, и оценку повторяют, если снижение PaCO2 не находится в пределах этого интервала. Гиперкапния достигается дыханием 6% СО2 в течение 6 мин.

После этого вводят нитропруссид натрия для снижения САД на 20 % (15–25 %) и 40 % (35–45 % и минимальное САД 50 мм рт. ст. при максимальной скорости инфузии 10 мкг/(кг*мин)). Нитропруссид натрия является сильнодействующим сосудорасширяющим средством короткого действия, которое активирует гуанилатциклазу непосредственно или путем образования оксида азота, вызывая расслабление гладкомышечных клеток артерий и вен. Действие нитропруссида натрия достигается в течение 2 мин, а период полувыведения составляет 2 мин, при этом эффект кратковременный. Нитропруссид натрия не оказывает прямого влияния на CBF. Инфузия нитропруссида натрия осуществляется с помощью электронного инфузионного насоса со скоростью 0,25 мкг/(кг*мин) в течение одной минуты и с увеличением на 0,25 мкг/(кг*мин) каждую минуту. Влияние на среднее артериальное давление оценивают каждую минуту перед увеличением скорости инфузии. При достижении уровня САД поддерживают САД еще минуту, после чего проводят измерения в течение 2-3 мин. После оценки обоих уровней СрАД скорость инфузии постепенно снижают, чтобы избежать так называемой «рикошетной гипертензии». На этом эксперимент закончен и катетеры удалены.

Статистика Размер исследования. В аналогичном исследовании нитропруссид натрия вызывал снижение среднего артериального давления на 43%, что приводило к снижению мозгового кровообращения на 15% после поправки на снижение PaCO2. Расчет мощности показывает, что для обнаружения снижения CBF на 15 % со стандартным отклонением 18 % при снижении MAP на 40 % нитропруссидом натрия с уровнем значимости 5 % и мощностью 80 % требуется не менее 14 субъектов.