Церебральный нитрозативный/оксидативный стресс при аневризматическом субарахноидальном кровоизлиянии (NOX2)

ЗАДНИЙ ПЛАН:

Аневризматическое субарахноидальное кровоизлияние (САК) характеризуется высокой заболеваемостью и смертностью. Это в значительной степени связано с развитием вторичного повреждения головного мозга, включая отсроченную церебральную ишемию (DCI), от которой страдают 30% выживших. Механизмы вторичного повреждения головного мозга после САК до конца не изучены.

Оксид азота (NO) является мощным эндогенным сосудорасширяющим средством, вырабатываемым из аргинина ферментом синтазой оксида азота (NOS), который существует в трех изоформах: эндотелиальной, нейрональной и индуцируемой NOS (eNOS, nNOS и iNOS). В условиях воспаления и окислительного стресса свободные радикалы могут реагировать с NO с образованием пероксинитрита (ONOO-), который обладает высокой реакционной способностью и может непосредственно повреждать биологические макромолекулы, такие как липиды и белки. Это явление, то есть повышенное производство активных форм азота, потенциально приводящее к повреждению клеток, называется нитрозативным стрессом.

Широко распространено мнение, что окислительный/нитрозативный стресс и связанные с ним нарушения метаболизма NO участвуют в развитии вторичного повреждения головного мозга после САК, но точная роль этих механизмов остается не до конца понятной. В то время как некоторые авторы считают, что дисфункция NOS и, как следствие, низкая биодоступность NO являются важной причиной вторичного повреждения головного мозга (и ключевым механизмом DCI), другие утверждают, что перепроизводство NO, опосредованное iNOS, является неадекватной реакцией, ведущей к усугублению повреждения тканей из-за нитрозативный стресс.

Трансцеребральный (т. е. артериально-яремный) обмен метаболитов NO и его взаимосвязь с окислительным стрессом никогда не изучались у пациентов с САК. Исследователи предполагают, что САК связан с начальным снижением цереброваскулярной биодоступности NO из-за поглощения свободными радикалами. Это может способствовать возникновению порочного круга, в котором результирующее увеличение микрососудистого сопротивления, церебральная гипоперфузия и гипоксия ткани головного мозга еще больше увеличивают выработку свободных радикалов и истощение NO, что в конечном итоге приводит к ишемическому повреждению головного мозга и неблагоприятному исходу.

ГИПОТЕЗЫ:

Настоящее исследовательское исследование будет характеризовать трансцеребральный обмен маркеров окислительного/нитрозативного стресса и метаболитов NO на ранней стадии после САК по сравнению со здоровыми добровольцами. Кроме того, будет изучено влияние этих нарушений на показатели ишемии головного мозга и метаболической дисфункции по оценке мультимодального нейромониторинга, а также влияние индуцированных изменений напряжения кислорода в артериальной крови (PaO2). Исследователи предполагают, что:

1. Пациенты будут иметь более высокий церебральный отток маркеров окислительного/нитрозативного стресса и более низкую цереброваскулярную биодоступность NO по сравнению со здоровым контролем.
2. У пациентов с САК будет наблюдаться прогрессивное снижение трансцеребрального высвобождения маркеров окислительного/нитрозативного стресса и соответствующее увеличение цереброваскулярной биодоступности NO в дни после инсульта.
3. Большая клиническая тяжесть САК будет связана с большим трансцеребральным высвобождением маркеров окислительного/нитрозативного стресса и более низкой цереброваскулярной биодоступностью NO.
4. Более низкое напряжение кислорода в тканях головного мозга (PbtO2) и большее бремя гипоксии в тканях головного мозга (определяемое как процент времени мониторинга с PbtO2 <20 мм рт. ст.) будут связаны с большим оттоком в мозг маркеров окислительного/нитрозативного стресса и более низкой церебральной биодоступностью. НЕТ.
5. Большее соотношение лактат/пируват в микродиализате и большее бремя метаболического криза головного мозга (определяемое как процент времени мониторинга с соотношением лактат/пируват >40 и концентрацией глюкозы <0,7 ммоль/л) будут связаны с большим мозговым оттоком маркеров окислительного/нитрозативного стресса и более низкой церебральной биодоступности NO.
6. Индуцированная легкая гипоксия будет связана с повышенным трансцеребральным высвобождением маркеров окислительного/нитрозативного стресса и снижением цереброваскулярной биодоступности NO по сравнению с исходным уровнем, в то время как индуцированная легкая гипероксия будет иметь противоположный эффект.

В исследовательских целях мы также возьмем образцы спинномозговой жидкости (ЦСЖ) у пациентов с наружным вентрикулярным дренажем и избытком церебрального микродиализата, когда он будет доступен.

МЕТОДЫ:

Исследование представляет собой проспективное физиологическое исследование, в которое будут включены пациенты с САК, поступившие в отделение нейрореанимации (ОИТН) в Ригшоспиталете. Включение пациентов будет продолжаться до тех пор, пока мы не получим полные данные о 20 пациентах в интервенционном субисследовании (см. ниже) или до 1 апреля 2024 года, после чего включение будет остановлено, а данные будут проанализированы независимо от количества включенных пациентов. . Кроме того, 12 здоровых людей будут включены в качестве контрольной группы.

Практическое проведение исследования, пациенты:

Пациентам вводят артериальный катетер вскоре после поступления в рамках плановой медицинской помощи. Кроме того, как можно раньше после закрепления аневризмы будет вставлен ретроградный катетер внутренней яремной вены (катетер RJV) для забора церебральной венозной крови. Жизненно важные параметры будут контролироваться в соответствии со стандартной практикой в ​​отделении интенсивной терапии интенсивной терапии, а пациенты будут подвергаться непрерывному мультимодальному нейромониторингу внутричерепного давления (ВЧД), PbtO2 и метаболизма головного мозга (церебральный микродиализ). Во время вмешательств транскраниальная допплерография (TCD) будет использоваться для определения средней скорости кровотока в средней мозговой артерии в качестве суррогатного показателя мозгового кровотока. Исследование будет состоять из обсервационного и интервенционного подисследования, которые отдельно описаны ниже.

Обсервационное субисследование: парные образцы крови (т. е. одновременные образцы крови из катетера RJV и артериального катетера) будут взяты 1) сразу после установки катетера RJV (ожидается: день 0-2 после госпитализации), 2) во время вмешательств (см. ниже) и 3) незадолго до удаления катетера RJV (ожидаемый: 3-6 день после госпитализации). В дополнение к забору крови у пациентов с существующим наружным вентрикулярным дренажем будет взят образец спинномозговой жидкости, а у пациентов с церебральным катетером для микродиализа будет взят образец избытка микродиализа для исследовательских целей.

Интервенционное субисследование: легкая гипо- и гипероксия будет индуцироваться в рандомизированном порядке путем изменения настроек вентилятора (доли вдыхаемого кислорода), стремясь к PaO2 9-10 кПа для легкой гипоксии и 13-14 кПа для легкой гипероксии (стандартная цель лечения: 10-12 кПа). Образцы крови будут взяты на исходном уровне (нормоксия) и через 60 минут после каждого вмешательства (всего 3 парных образца крови).

Практическое проведение исследования, здоровые контроли:

Эксперименты на здоровых субъектах будут проводиться в отделении интенсивной терапии. Инструментарий и мониторинг аналогичны тому, что описано выше: будет вставлен артериальный катетер и катетер RJV, и субъекты будут подвергаться мониторингу TCD как показателю мозгового кровотока в дополнение к стандартному кардиореспираторному мониторингу.

После инструментальной обработки и короткого периода отдыха будет проведена базовая оценка, после которой испытуемые будут подвергаться вмешательствам в рандомизированном порядке: гипо- и гипероксия будет индуцирована с помощью плотно прилегающей маски, соединенной с нереверсивным клапаном, приливной монитор CO2 и резервуар, снабжаемый баллонами со сжатым газом. Фракция вдыхаемого кислорода будет титроваться, стремясь к PaO2 9-10 кПа для легкой гипоксии и 13-14 кПа для легкой гипероксии. 100%. Изокапния будет обеспечена добавлением CO2 во вдыхаемый воздух ad hoc. Образцы крови будут взяты на исходном уровне (нормоксия) и через 60 минут легкой гипоксии, 60 минут легкой гипероксии и 60 минут «тяжелой гипероксии».

БИОХИМИЧЕСКИЕ АНАЛИЗЫ:

В каждый момент времени отбора проб небольшое количество крови будет немедленно проанализировано на уровни газов крови и кислотно-щелочное состояние. Оставшиеся биологические образцы центрифугируют, делят на аликвоты и хранят при температуре -80°C до проведения анализа.

Образцы крови будут проанализированы на следующие маркеры окислительного стресса: аскорбатный радикал, гидроперекиси липидов, миелопероксидазу и антиоксиданты глутатион, α/γ-токоферол, α/β-каротин, ретинол и ликопин.

Будут определяться следующие метаболиты NO: общая концентрация NO в плазме (нитрат (NO3-) + нитрит (NO2-) + S-нитрозотиолы (RSNO)) и общий NO, связанный с эритроцитами (нитрит (NO2-) + нитрозилгемоглобин (HbNO). ) + S-нитрозогемоглобин (HbSNO)). Кроме того, 3-нитротирозин будет определяться как суррогатный маркер пероксинитрита.

Будут определяться следующие биомаркеры повреждения сосудисто-нервных единиц: S100ß, глиальный фибриллярный кислый белок, нейрон-специфическая енолаза, убиквитинкарбоксиконцевая гидролаза L1, легкая цепь нейрофиламента и общий тау-белок.