Effekten av Normobaric Oxygen på kronisk cerebral ischemi

INTRODUKTION Kronisk cerebral ischemi (CCI), som först föreslogs av japanska forskare på 1990-talet, anses vara en patologisk status inducerad av ihållande minskning av cerebral blodvolym och flöde (CBV och CBF), vilket leder till ischemi och hypoxi i hjärnvävnaden. Långvarig ischemisk-hypoxisk skada kan orsaka olika atypiska hjärndysfunktioner, såsom huvudvärk, yrsel, kognitiv försämring och känslomässiga avvikelser. Under lågperfusionsbakgrunden är hjärnvävnaden mer sårbar för ischemisk-hypoxisk förolämpning; sålunda är förekomsten av ischemiska händelser bland individer med CCI väsentligt högre än de utan. Det har rapporterats att intrakraniell aterosklerotisk stenos (ICAS), intern jugular venös stenos (IJVS) och kardiogen cerebral cirkulationsinsufficiens är den vanliga patogenesen av CCI, med hypoperfusion som en viktig mekanism som står för dessa kliniska presentationer.

Normobaric oxygen (NBO) är ett rutinmässigt adjuvant hyperoxygeneringsingrepp som tillhandahålls av näskanyl eller ansiktsmask (såsom Venturi-mask), med en atmosfärstryck (1ATA=101,325 kPa). Tillgängliga bevis visar att NBO kan vara en säker, bekväm och lovande terapeutisk strategi för skydd av flera organ, vilket har fått allt större uppmärksamhet från forskare under de senaste åren. Vissa studier stöder dock inte favoriteffekten av NBO. Till exempel en stor metaanalys utförd av Chu et al. visade att hos akut sjuka vuxna patienter kan syrgastillskott öka dödligheten utan att förbättra patientviktiga resultat. De negativa resultaten kan bidra till akuta kritiska tillstånd och vissa allvarliga komplikationer som infektion, arytmi och dyspné. I motsats till tidigare experimentella data som bekräftar NBO-skyddet vid akut stroke, drar en nyligen genomförd randomiserad klinisk studie slutsatsen att detta syrgastillskott inte minskar antalet dödsfall eller funktionshinder. De inkongruenta slutsatserna mellan kliniska studier och djurstudier kan tillskrivas de skyddande mekanismerna hos NBO bakom cerebral ischemi, skälet till den skyddande effekten som NBO ger är att frysa penumbra och förlänga tidsfönstret för reperfusion, vilket betyder att NBO kanske inte är tillämplig för patienter med permanent kärlocklusion. Djurforskning har bekräftat att NBO kan minska infarktstorleken och förbättra resultaten efter stroke efter trombolys vid ischemisk stroke, och en stor randomiserad prospektiv studie med flera centra pågår.

Teoretiskt sett utsätter låg cerebral blodperfusion hos CCI-patienter hjärnvävnaden för ett ischemiskt-hypoxiskt tillstånd, vilket liknar det i penumbra vid akut ischemisk stroke. Därför, med tanke på den framträdande effektiviteten i penumbra, kan NBO, som kan tillföra rikligt med syre, ge vissa fördelar för den ischemisk-hypoxiska hjärnvävnaden hos CCI-patienter. Det finns dock ingen studie som undersöker syretillskottet som tillämpats i CCI hittills.

TEORIN OM HYPOTESEN

Utredarnas hypotes är att NBO kan öka syrehalten i den ischemisk-hypoxiska hjärnvävnaden hos CCI-patienter och därefter förbättra både kortsiktiga symtom och långsiktiga kliniska resultat. Grunden för hypotesen härleds av flera övertygade teorier som presenteras enligt följande:

1. NBO kan öka det arteriella partialtrycket av syre (pO2) och höja andelen löst syre i aortan och de minsta arteriolerna. I detta avseende har Liu et al. rapporterade att efter NBO-behandling kunde penumbral interstitiell pO2 bibehållas nära pre-ischemiskt normalvärde. Med tanke på det faktum att både penumbra vid akut stroke och onormala hjärnvävnader i CCI orsakas av ischemi och hypoxi, kan NBO också tänkas som en effektiv adjuvant terapi för CCI.
2. NBO kan öka CBF/CBV i penumbra vid akut stroke. Under NBO-behandling sker vasodilatation i de ischemiska regionerna, medan de icke-ischemiska regionerna visar vasokonstriktion. Den förhöjda pO2 och ökade blodflödet i penumbra är involverade i att nedreglera zinknivåerna, vilket kan bidra till den neuroskyddande effekten av NBO. Därigenom kan förbättrad perfusion i den ischemisk-hypoxiska hjärnvävnaden resultera i lindring av de associerade kliniska symtomen.
3. NBO kan dämpa störningar av blod-hjärnbarriären (BBB) ​​vid cerebral ischemi, möjligen genom att hämma matrixmetalloproteinas-9 (MMP-9)-medierad nedbrytning av tight junction-proteiner. Integriteten hos BBB påverkas av olika patologiska processer, såsom invasion av inflammatoriska mediatorer, ödembildning och hemorragisk transformation. På liknande sätt kan BBB-skydd som tillhandahålls av NBO också vara tillgängligt för CCI-patienter så att de försämrade hjärnfunktionerna åtminstone delvis kan återställas, eller fördröjda CCI-inducerade hjärnskador.
4. Andra underliggande neuroskyddande mekanismer, inklusive minskning av peri-infarktdepolarisationer, förbättring av aerob metabolism, förhindrande av apoptotisk celldöd och lindrande av inflammation kan erbjuda fördelar för patienter med cerebral ischemi. Å andra sidan är NBO tillräckligt säkert eftersom det inte ökar bildningen av reaktiva syrearter, kvävearter och vissa andra mediatorer som är inblandade i förvärringen av oxidativ stressskada.

För närvarande finns det väldigt få rapporter i litteraturen om tillämpningen av NBO i CCI och detta är utan tvekan ett helt nytt område som förtjänar mer uppmärksamhet. Skiljer sig från de fördelaktiga effekterna som observerats i experimentella strokemodeller, de flesta av de kliniska prövningarna lyckades inte nå gynnsamma resultat. Som utredaren diskuterade ovan, är den ischemiska penumbra ett viktigt mål för NBO och låg hastighet av revaskularisering är ansvarig för de dåliga resultaten hos patienter med akut stroke. CCI hänvisar till ett tillstånd av långvarig minskning av cerebral perfusion sekundärt till ICAS, IJVS eller andra patogener, vilket innebär att de flesta av de drabbade hjärnvävnaderna är i ischemisk-hypoxiska tillstånd, precis som penumbra vid akut stroke. Detta fenomen tyder på att tillförsel av tillräckligt med syre kan ha potentialen att förbättra hjärnvävnadens motståndskraft mot hypoxiska förolämpningar, sakta ner försämringen och förhindra sekundär ischemisk stroke hos CCI-patienter. Samtidigt möjliggör snabb höjning av syrehalten omedelbara förbättringar av ischemisk-hypoxiska tillstånd, vilket möjliggör lindring av kliniska symtom på kort tid.

IMPLIKATIONER AV HYPOTESEN I verklig klinisk praxis finns det ett stort antal patienter som lider av CCI och de nuvarande terapeutiska strategierna är långt ifrån tillfredsställande. Konservativa terapier involverar huvudsakligen anti-blodplättar, lipidsänkande medel och neuroskyddsmedel, men deras effektivitet är fortfarande osäker. Effekten av endovaskulär behandling, såsom endarterektomi och intravaskulär stenting, är fortfarande kontroversiell och bör inte anses vara överlägsen den konservativa behandlingen. Dessutom kanske endovaskulär behandling inte är lämplig för alla patienter med CCI. Nyligen har avlägsna ischemisk konditionering (RIC) dykt upp som en innovativ och lovande tilläggsmetod för skydd av flera organ. Det har visats att daglig RIC kan minska frekvensen av återfall av stroke och förbättra de långsiktiga kliniska resultaten hos patienter med CCI. Det är dock rimligt att förvänta sig att RIC kräver längre tid för att träda i kraft, varför patienter inte kan lindra sina symtom inom en kort tidsperiod efter att behandlingen påbörjats. Samtidigt finns det fortfarande en del av patienterna som kanske inte drar nytta av eller är kontraindicerade för RIC. Enligt tillgängliga bevis och hypotesen kan NBO öka syrehalten i ischemiska regioner, öka hjärnperfusionen och förhindra sekundär skada i hjärnvävnad, vilket allt kan hjälpa till att lindra symtomen på kort tid och förbättra det långsiktiga kliniska resultat på djupet. Därför kan NBO fungera som ett lovande tilläggsalternativ till nuvarande behandlingsstrategier.

SLUTSATS Eftersom NBO avsevärt kan förbättra både de kortsiktiga symtomen såväl som de långsiktiga kliniska resultaten hos CCI-patienter, bör det betraktas som en helt ny effektiv och bekväm adjuvant behandlingsstrategi om hypotesen valideras. Väl utformade djurexperiment och kliniska prövningar är brådskande motiverade i nästa steg för att bekräfta effektiviteten av NBO på hjärnskydd hos patienter med CCI.