Průtok Krve mozkem u Pacientů S Chronickým Srdečním Selháním Před a Po Transplantaci Srdce

Normální klidový průtok krve mozkem (CBF) je přibližně 50 mL/min na 100 g, a je udržována konstantní v širokém rozmezí (60-150 mm Hg) střední arteriální krevní tlak (MAP).1 mozek je zvláště citlivý na oběhové změny, které snížení dodávky kyslíku a glukózy a je kriticky závislá na adekvátní distribuce srdečního výdeje a přesnou regulaci CBF. Při absenci hluboké hypotenze je akutní snížení srdečního výdeje u pokusných zvířat spojeno s normálními nebo jen mírně sníženými hodnotami CBF.2 Podobně, u pacientů se srdečním selháním jsou obecně považovány za normální CBF kvůli redistribuci průtoku krve směrem k srdci a mozku a od kosterních svalů a kožní, splanchnické a renální vaskulární lůžka.3 další zjištění však toto zobecnění jednotně nepodporují. Navzdory kompenzačním změnám je chronický nízký srdeční výdej spojen s 25% snížením CBF u kardiomyopatických králíků.4 u lidí může být CBF mírně snížena, 5 a kognitivní porucha s letargií, zmateností, problémy s pamětí a závratě může zvýšit morbiditu u pacientů s těžkým chronickým srdečním selháním (CHF). Protože tyto neuropsychologické problémy se ulevilo od srdce

transplantaci,6, je rozumné předpokládat, že CBF změny se mohou objevit u pacientů s CHF. Účinek závažného CHF na CBF však byl u lidí neúplně zkoumán. V této studii jsme porovnávali hodnoty CBF u pacientů se závažným CHF s hodnotami kontrolní skupiny odpovídající věku; byl také zkoumán účinek transplantace srdce na mozkovou hemodynamiku.

Témata a Metody

Pacientů,

Dvanáct pacientů (11 mužů; průměr±SEM věku, 51.9±4.9 let) s těžkým srdečním selháním v důsledku buď dilatační kardiomyopatie (n=9) nebo ischemické choroby srdeční (n=3) byly zahrnuty do studie. Všichni pacienti byli ve funkční třídě III/IV New York Heart Association (NYHA) a byli hodnoceni pro transplantaci srdce. Pět pacientů s CHF podstoupilo transplantaci srdce během následujících 6 měsíců. Dvanáct zdravých dobrovolníků odpovídajících věku (11 mužů; průměrný věk±sem, 47,4±2,1 let) bylo zahrnuto jako normální kontroly. Základní demografické údaje jsou uvedeny v tabulce. Žádný ze subjektů neměl diabetes, epilepsii, hypertenzi nebo onemocnění jater, plic nebo mozku. CHF pacientů užívajících nitráty měla tato léčba pozastavena 24 hodin před a v průběhu šetření. Žádný z kontrolních subjektů neměl žádné kardiovaskulární onemocnění. Všechny studijní subjekty poskytly informovaný souhlas. Studie byla schválena místním etickým výborem (protokol č. KF 01-256 / 98) a řídil se zásadami Helsinské Deklarace.

Studie

Vleže odpočívá arteriální krevní tlak, srdeční frekvence, CBF a střední mozkové tepny rychlost proudění krve (MCAV) byly měřeny ve všech CHF pacientů a zdravých dobrovolníků. U 5 transplantovaných pacientů s CHF byla měření opakována 1 (n=5) a 6 měsíců (n=3) po transplantaci.

Hemodynamické Měření

CBF byla měřena s mozkem-vyhrazené single-photon emission CT skeneru s použitím 133Xe inhalační technika (Tomomatic 564, Medimatic Inc).

133Xe se rychle vymyje z mozku, což umožňuje sekvenční měření v krátkých časových intervalech. 133Xe byl inhalován po dobu 1,5 minuty ze 4-L vaku naplněného atmosférickým vzduchem a kyslíkem s koncentrací 133Xe 740 MBq / L. energetické okno bylo nastaveno na 66 až 142 keV. Kolimovaný krystal Nai, zaznamenávající radioaktivitu jako odhad arteriální vstupní křivky do mozku, byl umístěn nad vrchol pravé plíce. Mozková aktivita byla zaznamenána pro 270 sekund, zmíněný detektor pole, otáčení 6 ot / min. Údaje byly rekonstruovány filtrovaná zpětná projekce do 32×32 matice výtěžkem 3 příčné řezy se nachází 10, 50 a 90 mm nad cantho-orbitální line. V rovině rozlišení 1,5-2,0 cm (plná šířka v polovině maxima), s plátkem tloušťce 20 mm. Pro výpočet CBF, přístupy Kanno a Lassen7 a Celsis et al8 byly použity. Algoritmus založený na kombinaci sekvenční tomografie, metody raného obrazu a křivky plic s časovou aktivitou umožnil výpočet střední a regionální CBF. Symetrické oblasti zájmu byly aplikovány na střední JEDNOFOTONOVÝ emisní ct řez podle anatomické referenční úrovně 1 zkušený pozorovatel pomocí standardní oblasti zájmu. To znamená, pixel flow, hodnoty v mililitrech za minutu na 100 g byly shrnuty výnos na mysli hodnoty průtoku z hemisfér, bazálních ganglií a frontální, temporální a okcipitální laloky.

MCAV byla měřena pomocí transkraniální Doppler ultrazvuk (Multi-Dop X, DWL) a vypočítává z 10 po sobě jdoucích úderů srdce, v hloubce 45 až 55 mm.9 byla věnována pozornost umístění sondy 2 MHz na stejnou stranu každého pacienta po celou dobu studie. Poloha sond byla zajištěna gumovou čelenkou. MCAV byl měřen poté, co byli subjekty v poloze na zádech po dobu nejméně 10 minut.

krevní tlak byl měřen plně automatizovaným monitorem (OMRON M4) 10 na levé horní části paže pacienta.

Statistická analýza

hodnoty ve 2 studijních skupinách (CHF a kontroly) byly porovnány Studentovým t testem pro nepárová pozorování. Hodnoty pretransplantace a posttransplantace byly porovnány párovým Studentovým t testem. Výsledky jsou vyjádřeny jako průměr±SEM a P<0.05 je považován za významný.

Výsledky

CBF a MCAV

Odpočinek CBF byla 36±1 mL/min na 100 g ve 12 CHF pacientů, což odpovídá 31% snížení ve srovnání s kontrolní skupinou (52±5 mL/min na 100 g) (P<0.05)(Obr. 1a). Regionální distribuce CBF se nezměnila (P>0.05). I když trend k nižšímu MCAV byl viděn v CHF pacientů, tyto změny nedosáhly statistické významnosti, protože poměrně velkou variabilitu (CHF, 36±8 cm/s, ovládání, 49±9 cm/s; P>0.05) (Obrázek 2a).

CBF hodnoty před a 1 měsíc po transplantaci byla 35±3 50±3 mL/min na 100 g, v daném pořadí (P<0.05) (Obr 1b). CBF se tedy po transplantaci srdce rychle normalizuje (obrázek 1b). Hodnoty MCAV byly po transplantaci zvýšeny, ale změna opět nedosáhla statistické významnosti (obrázek 2b). V malém počtu pacientů (n=3) znovu po 6 měsících, CBF a MCVA po 6 měsících se nelišila od hodnoty na 1 měsíc (CBF, 43±1 mL/min na 100 g).

krevní tlak a oxid uhličitý

klidová mapa byla významně nižší ve skupině CHF (76±5 mm Hg) než ve 12 kontrolách (95±3 mm Hg). MAPA tlak se výrazně zvýšil po transplantaci (před transplantací, 76±5 mm Hg; po transplantaci, 93±7 mm Hg; n=5) a nelišila se od MAP u zdravých dobrovolníků. CHF pacientů mírně nižší, end-expirační koncentrace CO2 než jejich kontrolní skupiny (4.6±0.2 versus 5.2±0,1 kPa; P<0.05).

diskuse

zjistili jsme, že CBF je snížena přibližně o 30% u pacientů s těžkým CHF ve srovnání se zdravou kontrolní skupinou odpovídající věku. Toto zjištění je dále doloženo významným zvýšením CBF u pacientů podstupujících transplantaci srdce a kvalitativně podobnými změnami MCAV.

AUTOREGULACE průtoku zajišťuje, že průtok orgánem nebo cévním ložem je udržován poměrně konstantní navzdory změnám v MAP. Za normálních okolností, CBF začne klesat, když se MAPA zmenší přibližně na 80% počáteční hodnoty (obvykle přibližně 60 mm Hg), což je poněkud nižší než průměrný základní MAPA 76 mm Hg nalézt v CHF pacientů v této studii. Není známo, zda je mozková AUTOREGULACE zachována u pacientů s CHF. Teoreticky, CHF-indukované aktivace fyziologických neurohumorální counterregulatory mechanismy, jako sympatického nervového systému a systému renin-angiotenzin, může mít za následek doprava posun dolní hranici autoregulace,11,12, přičemž pokles CBF mohou vyplynout z nízké hodnoty nalezené v CHF pacientů. Na druhou stranu, od adaptivní mechanismy pro pravicový posun z dolní hranice autoregulace je známo, že se vyskytují v arteriální hypertenze,13 converse jev je pravděpodobné, že se stane v chronické hypotenze. Posun doleva byl dříve prokázán po chronické mozkové hypotenzi14 a po podání ACE inhibitoru.15 jsou však zapotřebí budoucí studie, aby se zjistilo, zda jsou limity mozkové AUTOREGULACE ovlivněny přítomností CHF.

CHF pacientů mírně nižší, end-expirační koncentrace CO2 než jejich kontrolní skupině. I když člověk předpokládá normální cerebrovaskulární reaktivitu CO2, toto snížení Pco2 by bylo zodpovědné pouze za přibližně 18% pozorovaného poklesu CBF. Kromě toho, protože hypokapnie je dobře známo, že chronický jev v mnoha CHF pacientů, a protože cerebrální hemodynamické přizpůsobení se koná v reakci na dlouhodobé snižování emisí CO2, vliv tohoto rozdílu v end-exspirační CO2 na CBF je sporná.16

u mírného srdečního selhání se normální klidový srdeční výdej během cvičení nedostatečně zvyšuje, zatímco u závažnějšího srdečního selhání je srdeční výdej již v klidu snížen. V takovém stavu je obecně přijímáno, že průtok krve je přerozdělena ve prospěch mozku a srdce k zachování průtoku krve do těchto orgánů. Nicméně, u pacientů se závažným MĚSTNAVÝM show paradoxní baroreceptor-zprostředkovanou periferní vazodilataci ve vzpřímené poloze,17 který může působit proti průtoku krve distribuce do mozku a přímý průtok krve pryč z mozkové cirkulace. Ve skutečnosti, chronické nízký srdeční výdej je spojen se snížením CBF v cardiomyopathic králíky,4 vzhledem k tomu, silně krvácela a zvířata bez srdečního selhání zachovat normal2 nebo jen mírně snížený CBF při absenci hluboké hypotenzi. Lidská údaje jsou omezené a rozporuplné,5,18, ale v obecné CBF bylo považováno za normální, dokonce i u pacientů se středně těžkým až těžkým srdečním selháním.18 novější údaje naznačují, že MCAV klesá se sníženým srdečním výdejem.19 v této studii byl také pozorován trend (skupina CHF versus kontrolní skupina). Kromě toho další zprávy naznačují, že to je zvýšení srdečního výdeje, spíše než zvedl arteriální krevní tlak, který zvyšuje CBF v podmínkách vyznačuje nízkou srdeční output20 nebo cerebrální angiospasmus.21,22

Na základě odpovědí na hyperkapnie, data z Georgiadis et al23 nedávno navrhl, že mozkových arteriol liknavý kapacita je téměř vyčerpaná, u pacientů s těžkou CHF. Nízká CBF v této studii je kompatibilní s tímto návrhem. U středně hypotenzních zvířat, u kterých je CBF stále normální kvůli arteriolární vazodilataci, sympatická stimulace významně snižuje CBF.11,24 Přehnané aktivity sympatického a renin-angiotenzin systémů je centrální neurohumorální reakce k udržení srdečního výdeje a střední hemodynamické integritu během vývoje CHF. V důsledku toho, člověk může spekulovat, že u pacientů se závažným MĚSTNAVÝM, celková kombinace snížené MAPĚ a zvýšená hormonální aktivita nemůže být kompenzováno mozkových arteriol autoregulated vazodilatace a/nebo systémové mechanismy k dispozici pro průtok krve přerozdělování. V této souvislosti je zajímavé, že angiotensin-konvertujícího enzymu inhibitor captopril bylo prokázáno, rozšířit CBF u pacientů s CHF,5, zatímco žádný obor, aby naše znalosti se hodnotí vliv, například β-adrenergní inhibice na CBF u pacientů s CHF.

u normálních subjektů je akutní 30% snížení CBF spojeno s mírnými příznaky mozkové hypoperfúze a mentální zmatenost se vyskytuje u 50% až 60% normálních hladin CBF.25 je proto pravděpodobné, že neurologické/psychiatrické příznaky spojené s CHF jsou způsobeny buď chronické nebo občasné epizody mozkové hypoperfúze. Nedávné údaje naznačují, že mentální příznaky jsou potenciálně reverzibilní po transplantaci srdce, 6 který obnovuje centrální hemodynamiku (např. Nechtěli jsme provádět neuropsychologické testy, ale zjištění, že 30% snížení CBF u pacientů čekajících na transplantaci srdce byl normalizován do 1 měsíce po operaci mohou poskytovat fyziologické vysvětlení pro hlásil, neuropsychologické účinky transplantace.

Během výpočtu CBF, předpokládali jsme, že xenon tranzitní čas z plic do mozku v CHF pacientů je podobný jako tranzitního času u zdravých jedinců. Podstatně zvýšená nekorigovaná doba průchodu plic přinese poněkud sníženou CBF, což by teoreticky mohlo vysvětlit část snížené CBF u našich pacientů s CHF. Údaje o této problematice jsou omezené, ale CHF pacientů se srdeční index 2,8±0,2 L/min na metr čtvereční bylo prokázáno, že mají normální plicní tranzitního času, a to pouze u pacientů se srdeční index 1,9 mít tranzitní čas dvakrát tak vysoká.26 v naší studii, protože srdeční index byl 2,5±0.2 ve skupině CHF změny (pokud jsou přítomny) v tranzitním čase v této skupině pravděpodobně vyvolávají pouze malé změny naměřených hodnot CBF. To je doloženo zjištění, že výpočty založené na tranzitní časy dvakrát normální hodnoty stále vyrábí CBF, která byla významně snížena u pacientů s CHF.

závěrem zjistíme, že CBF je snížena přibližně o 30% u pacientů s těžkým CHF (třída NYHA III a IV) a že CBF se normalizuje po transplantaci srdce. Toto je první studie, která ukázala, že CBF je reverzibilně snížena u pacientů se srdečním selháním třídy III/IV NYHA. Tento jev může přispět k neurologickým příznakům, které se často vyskytují u pacientů s CHF.

Poznámky pod čarou

• 1 Lassen NA. Průtok krve mozkem a spotřeba kyslíku u člověka. Physiol Rev. 1959; 39: 183-238.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 2 Rappaport H, Bruce D, Langfitt T. účinek snížen srdeční výdej na průtok krve mozkem.V: Langfitt T, McHenry L, Reivich M, Wollma H, eds. Cerebrální oběh a metabolismus. New York, NY: Springer-Verlag; 1975: 14-17.Google Scholar
• 3 Saxena PR, Schoemaker RG. Ochrana orgánového průtoku krve při hypertenzi a městnavém srdečním selhání. Jsem Med. 1993; 94: 4S-12S. MedlineGoogle Scholar
• 4 Wanless RB, Anand IS, Gurden J, Harris P, Poole-Wilson PA. Regionální průtok krve a hemodynamiky u králíka s Adriamycin kardiomyopatie: účinky isosorbid dinitrát, dobutamin a kaptopril. Jaromír Jágr. 1987; 243: 1101–1106.MedlineGoogle Scholar
• 5 Rajagopalan B, Raine AE, Cooper R, Ledingham JG. Změny průtoku krve mozkem u pacientů se závažným městnavým srdečním selháním před a po léčbě kaptoprilem. Jsem Med. 1984; 76: 86–90.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 6 Roman DD, Kubo SH, Ormaza S, Francis GS, Bank AJ, Shumway SJ. Zlepšení paměti po transplantaci srdce. J Clin Exp Neuropsychol. 1997; 19: 692–697.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 7 Kanno I, Lassen NA. Dvě metody pro výpočet regionálního průtoku krve mozkem z emisní počítačové tomografie koncentrací inertního plynu. Jiří Tomogr. 1979; 3: 71–76.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 8 Celsis P, Goldman T, Henriksen L, Lassen NA. Metoda pro výpočet regionálního průtoku krve mozkem z emisní počítačové tomografie koncentrací inertního plynu. Jiří Tomogr. 1981; 5: 641–645.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 9 Aaslid R, Markwalder TM, Nornes H. Neinvazivní transkraniální Doppler ultrazvuk záznam rychlosti toku v bazálních mozkových tepen. J. 1982; 57: 769–774.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 10 O ‚ Brien e. Automatické měření krevního tlaku: stav trhu v roce 1998 a potřeba mezinárodního validačního protokolu pro přístroje pro měření krevního tlaku. Nový Clin Dev ABPM. 1998; 3: 205–211.Google Scholar
• 11 Harper AM, Deshmukh VD, Rowan JO, Jennett WB. Vliv sympatické nervové aktivity na průtok krve mozkem. Arch Neurol. 1972; 27: 1–6.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 12 Sercombe R, Lacombe P, Aubineau P, Mamo H, Pinard E, Reynier-Rebuffel JSEM, Seylaz J. Je tam aktivní mechanismus, jak omezit vliv sympatického systému na cévní mozková postele? Důkazy pro vazomotorický únik ze sympatické stimulace u králíka. Brain Res. 1979; 164: 81-102.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 13 Strandgaard S, Olesen J, Skinhøj E, Lassen NA. AUTOREGULACE mozkové cirkulace při těžké arteriální hypertenzi. BMJ. 1973; 1: 507–510.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 14 Keunen RW, Eikelboom BC, Stegeman DF, ACKERSTAFF RG. Chronická mozková hypotenze indukuje posun mozkové AUTOREGULACE směrem dolů: hypotéza založená na studiích TCD a OPG-GEE u ambulantních pacientů s okluzivním cerebrovaskulárním onemocněním. Neurol Res. 1994; 16: 413–416.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 15 Paulson OB, Jarden JO, Godtfredsen J, Vorstrup. S. Cerebrální průtok krve u pacientů s městnavým srdečním selháním léčených kaptoprilem. Jsem Med. 1984; 76: 91–95.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 16 Jansen GF, Krins a, Basnyat B. cerebrální vazomotorická reaktivita ve vysoké nadmořské výšce u lidí. J. Appl Physiol. 1999; 86: 681–686.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 17 Wroblewski H, Kastrup J, Mortensen SA, Haunsø s. Abnormální baroreceptory zprostředkovaná vazodilatace periferní cirkulace při městnavém srdečním selhání sekundární k idiopatické dilatační kardiomyopatii. Oběh. 1993; 87: 849–856.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 18 Zelis R, Sinoway LI, Musch TI, Davis, D, Jen H. Regionální průtok krve v městnavé srdeční selhání: pojem kompenzační mechanismy s krátké a dlouhé časové konstanty. Jsem J Cardiol. 1988; 62: 2E-8E. MedlineGoogle Scholar
• 19 Saha M, Muppala MR, Castaldo JE, Gee W, Reed JFIII, Morris dl. Vliv srdečního indexu na mozkovou hemodynamiku. Mrtvice. 1993; 24: 1686–1690.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 20 Bhayana JN, Scott SM, Sethi GK, Takaro T. Účinky intraaortální balonková čerpání na orgánové perfuze v kardiogenní šok. J Surg Res. 1979; 26: 108-113.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 21 Nussbaum ES, Heros RC, Solien EE, Madison MT, Sebring LA, Latchaw RE. Intraaortální balónková protipulzace zvyšuje průtok krve mozkem v psím modelu mozkového vazospasmu vyvolaného subarachnoidálním krvácením. Neurochirurgie. 1995; 36: 879-884; komentář 884-886.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 22 Nussbaum ES, Sebring LA, Ganz WF, Madison MT. Intraaortální balónková protipulzace zvyšuje průtok krve mozkem u pacienta s mozkovým vazospasmem: studie počítačové tomografie se zvýšenou xenonem. Neurochirurgie. 1998; 42: 206-213; komentář 213-214.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 23 Georgiadis D, Sievert M, Cencetti S, Uhlmann F, Krivokuca M, Zierz S, Werdan K. Cerebrovaskulární reaktivita je narušena u pacientů s srdeční selhání. Eur Srdce J. 2000; 21: 407-413.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 24 Harper AM, Gabrielian ES. Účinek norepinefrinu na průtok krve mozkem cortex.In: Betz E, Wullenweber R, eds. Pharmakologie der lokalen gehirndurchblutung. Mnichov, Německo: Werk-Verlag; 1969: 77-81.Google Scholar
• 25 Strandgaard s. AUTOREGULACE průtoku krve mozkem u hypertenzních pacientů: modifikující vliv prodloužené antihypertenzní léčby na toleranci k akutní hypotenzi vyvolané léky. Oběh. 1976; 53: 720–727.CrossrefMedlineGoogle Scholar
• 26 Lewis ML, De Caterina R, Giuntini C. distribuční funkce tranzitních časů v lidském plicním oběhu. J. Appl Physiol. 1994; 76: 1363–1371.MedlineGoogle Scholar