心臓移植前後の慢性心不全患者の脳血流

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正常安静時脳血流（CBF）は約50mL/分/100gであり、平均動脈血圧（MAP）の広い範囲（60-150mm Hg）内で一定に保たれている。1頭脳は酸素およびブドウ糖配達を減らす循環変更に特に敏感で、心拍出量の十分な配分およびCBFの正確な規則に批判的に依存しています。 深遠な低血圧が存在しない場合、実験動物における心拍出量の急性低下は、正常またはわずかに減少したCBF値と関連している。2同様に、心不全の患者は中心および頭脳の方のそして骨格筋および皮膚、splanchnicおよび腎臓の管のベッドからの血の流れの再分配のために正常なCBFがあしかし、他の3つの知見は、この一般化を一様に支持していない。 代償性の変化にもかかわらず、慢性の低心拍出量は、心筋症ウサギにおけるCBFの25％の減少と関連している。4ヒトでは、CBFはわずかに減少し、5および嗜眠、混乱、記憶問題、およびめまいを伴う認知障害は、重度の慢性心不全（CHF）患者の罹患率を増加させる可能性があ これらの神経心理学的問題は心臓によって軽減されるので、編集、2462ページを参照してください。

移植、6CHF患者でCBF変化が起こる可能性があると仮定 しかし、CBFに対する重度のCHFの影響は、ヒトでは不完全にしか調査されていない。 重症ＣＨＦ患者のＣＢＦ値を年齢一致対照群のＣＢＦ値と比較し，脳血行動態に及ぼす心臓移植の影響も調べた。

被験者および方法

患者

拡張型心筋症（n=9）または虚血性心疾患（n=3）のいずれかに起因する重度の心不全を有する十二人の患者（11人、平均±SEM年齢、51.9±4.9歳）が研究に含まれた。 すべての患者はニューヨーク心臓協会（NYHA）機能クラスIII/IVであり、心臓移植のために評価されていた。 CHF患者の五は、次の6ヶ月以内に心臓移植を受けました。 十二の年齢に一致した健康なボランティア（11人;平均±SEM年齢、47.4±2.1年）は、通常のコントロールとして含まれていました。 ベースラインの人口統計は表に示されています。 被験者のいずれも、糖尿病、てんかん、高血圧、または肝臓、肺、または脳疾患を有していなかった。 硝酸塩を使用しているCHF患者は、この治療が調査の24時間前および中に中断されていました。 対照被験者のいずれも心血管疾患を有していなかった。 すべての被験者はインフォームドコンセントを与えた。 この研究は地元の倫理委員会によって承認された（議定書No. Kf01-256/98）とヘルシンキ宣言の原則に従った。 P>

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心臓移植患者のCHF群、対照群、およびサブグループのベースライン特性
CHF(n=12) CHF(n=12) CHF(n=12) CHF(n=12) CHF(n=12) コントロール（n=12） 移植（n=5）
lvefは左心室駆出率（正常範囲、58-75％）を示します。静脈圧（正常範囲、1-6mm hg）; 心臓指数、体表面に対して補正された心拍出量（正常範囲、2.5–4.0L/分）；およびACE、アンギオテンシン変換酵素。
*歴史と臨床検査から推定されます。
年齢、平均（範囲）、y 52 (30-64) 47 (33-59) 53 (47-57)
NYHAクラスIII 6 0 3
NYHAクラスIII
NYHAクラスIII
NYHAクラスIII NYHAクラスIII NYHAクラスiv 6 0 2
2
LVEF,% 19±2 通常の* 18±2
CVP,mm Hg 14±2 通常の* 13±3
心臓インデックス 2.5±0.2 Normal* 2.4±0.1
マップ、mmhg 76±5 95±3 93±7 =”1″>36±1 52±5 50±3
ACE阻害剤 11 0 5
β-ブロッカー
ループ利尿薬 10 ループ利尿薬 ループ利尿薬 ループ利尿薬 ループ利尿薬 ループ利尿薬 ループ利尿薬 ループ利尿薬
ジゴキシン 8 0 3 3 3
硝酸塩 4 0 2

研究デザイン

仰臥位安静時動脈血圧、心拍数、CBF、および中大脳動脈血流速度（MCAV）は、すべてのCHF患者と健康なボラン 5移植CHF患者では、測定は、移植後1（n=5）と6ヶ月（n=3）を繰り返しました。CBFは、133xe吸入技術（Tomomatic564、Medimatic Inc）を使用して脳専用の単一光子放出CTスキャナで測定した。

血行力学的測定

CBFは、133xe吸入技術（Tomomatic564、Medimatic Inc）を使用して測定した。

133xeは脳から急速に洗い流され、短い時間間隔で連続した測定が可能になります。 133Xeを、740MBq/Lの133Xe濃度の大気空気および酸素で満たされた4-L袋から1.5分間吸入した。 脳への動脈入力曲線の推定値として放射能を記録したコリメートＮａｉ結晶を右肺の頂点上に置いた。 脳活動は、前述の検出器アレイによって270秒間記録され、6rpmで回転した。 データは、32×32行列にフィルタリングされた逆投影によって再構成され、3つの横断スライスがcantho軌道線の上に10、50、および90mmに位置する。 面内分解能は1.5-2.0cm（半分の最大で全幅）、スライス厚は20mmであった。CBF計算には、KannoとLassen7、Celsis et al8のアプローチが使用された。 シーケンシャル断層撮影法，早期画像法，時間活動肺曲線の組み合わせに基づくアルゴリズムにより，平均および局所ＣＢＦの計算が可能になった。 対称的な関心領域は、標準的な関心領域セットを使用して1経験豊富な観察者によって解剖学的基準レベルに従って中央の単一光子放出CTスラ したがって、100gあたり毎分ミリリットルでのピクセルフロー値は、半球、大脳基底核、および前頭葉、側頭葉、および後頭葉からの平均フロー値を得るために要約された。

MCAVは、経頭蓋ドップラー超音波（Multi-Dop X、DWL）によって測定され、10の連続した心拍から45-55mmの深さで計算された。9研究期間中、各患者の同じ側に2-MHzプローブを配置するように注意した。 プローブの位置はゴム製のヘッドバンドによって固定された。 ＭＣＡＶは、被験者が少なくとも１ ０分間仰臥位にあった後に測定した。血圧は、患者の左上腕に完全に自動化されたモニター（オムロンM4）10で測定しました。

血圧は、患者の左上腕に完全に自動化されたモニター（OMRON M4）10で測定

統計分析

2つの研究グループ（CHFとコントロール）の値は、対になっていない観測のためのStudentのt検定によって比較されました。 移植前および移植後の値を対になったＳｔｕｄｅｎｔのｔ検定によって比較した。 結果は平均±SEMとして表され、P<0.05は有意であると見なされます。

結果

CbfおよびMCAV

安静時CBFは36±1mL/分100Gあたり12CHF患者であり、対照群（52±5mL/分100g）と比較して31％の減少に対応した（P<0.05）（図1a）。 CBFの地域分布は変更されませんでした（P>0.05）。 CHF患者ではMCAVの減少傾向が見られたが、これらの変化はかなり大きな変動性のために統計的有意性に達しなかった（CHF、36±8cm/s;コントロール、49±9cm/s;P>0.05）（図2a）。

図1. Ａ、ＣＨＦ患者におけるＣＢＦ（右；ｎ＝１ ２）および年齢適合対照群（左；ｎ＝１ ２）。 *P<0.05コントロールと比較しました。 b、CBF前（左）および1ヶ月後（右）心臓移植（n=5）のCHFを有する5人の患者における。 *P<0。05移植前と比較して。

図2。 Ａ、ＣＨＦ患者におけるＭＣＡＶ（右；ｎ＝１ ２）および年齢適合対照群（左；ｎ＝１ ２）。 b、心臓移植前（左）および（右）心臓移植後1ヶ月（n=5）のCHFを有する5人の患者におけるMCAV（n=5）。移植前および移植後1ヶ月のCBF値は、それぞれ35±3および50±3mL/分/100gであった（P<0.05）（図1b）。 したがって、CBFは心臓移植後に急速に正常化する（図1b）。 ＭＣＡＶ値は移植後に増加したが、再びその変化は統計的有意性に達しなかった（図２ｂ）。 6ヶ月後に再検討された少数の患者（n=3）では、6ヶ月後のCBFおよびMCVAは1ヶ月の値と異ならなかった（CBF、43±1mL/分/100g）。

血圧および二酸化炭素

安静時マップは、CHF群（76±5mm Hg）で12対照（95±3mm hg）よりも有意に低かった。 MAP圧力は、移植後に有意に増加した（移植前、76±5mm Hg;移植後、93±7mm Hg;n=5）と健康なボランティアのMAPと異ならなかった。 CHF患者は、対照群よりも呼気終末CO2濃度がわずかに低かった（4.6±0.2対5.2±0.1kPa;P<0.05）。

ディスカッション

私たちは、CBFが健康な年齢マッチング対照群と比較して重度のCHF患者で約30％減少することを発見しました。 この知見は、心臓移植を受けている患者の間でのCBFの有意な増加およびMCAVの質的に同様の変化によってさらに実証される。

流れの自己調節は、MAPの変化にもかかわらず、器官または血管床を通る流れがかなり一定に維持されることを保証する。 通常の状況下では、CBFは、MAPがベースラインマップ値の約80％（通常は約60mmhg）に減少すると低下し始め、これは本研究のCHF患者で見られる76mmhgの平均ベースラインマ CHF患者で脳自己調節が保存されているかどうかは不明である。 理論的には、交感神経系やレニン-アンジオテンシン系などの生理学的神経ホルモン調節機構のCHF誘導活性化は、自己調節の下限の右方向のシフトをもたらす可能性があり、CBFの減少はCHF患者に見られる低いMAP値に起因する可能性がある11、12。 一方、自己調節の下限の右方向シフトの適応メカニズムは動脈性高血圧で起こることが知られているため、13逆現象は慢性低血圧で起こる可能性が高い。 慢性脳低血圧14およびACE阻害剤投与後に左方向のシフトが以前に実証されている。しかし、脳自己調節の限界がCHFの存在によって影響されるかどうかに対処するためには、将来の研究が必要である。

CHF患者は、対照群よりも呼気終末CO2濃度がわずかに低かった。 正常な脳血管CO2反応性を仮定しても、Pco2のこの減少は、観察されたCBF減少の約18％にのみ関与するであろう。 さらに、hypocapniaは多くのCHF患者でよく知られている慢性現象であり、CO2の長期的な減少に応答して脳血行力学的適応が起こるため、呼気終末CO2の現在の差がCBFに及ぼす影響は疑問である。16

中等度の心不全では、正常な安静時の心拍出量は運動中に不十分に上昇し、より重度の心不全では安静時の心拍出量はすでに減少する。 この後者の状態では、一般に、これらの器官への血流を保存するために、血流が脳および心臓に有利に再分配されることが認められている。 しかし、重度のCHFを有する患者は、直立姿勢で逆説的な圧受容器媒介性末梢血管拡張を示し、17は脳への血流分布を妨害し、脳循環から血流を導く可能性がある。 実際、慢性低心拍出量は心筋症ウサギのCBFの減少と関連している4が、心不全のない急性出血動物は、重度の低血圧がない場合には正常2またはわずかに減少したCBFのみを維持する。 ヒトのデータは限られており、矛盾している、5、18しかし、一般的にCBFは中等度から重度の心不全の患者でさえ正常であると考えられている。18より最近のデータは、MCAVが心拍出量の減少とともに減少することを示唆している。また、本研究（ＣＨＦ群対対照群）においても傾向が観察された。 さらに、他の報告では、心臓出力が低い20または脳血管攣縮を特徴とする状態でCBFを増加させるのは、動脈血圧の上昇ではなく、心拍出量の増加であることが示唆されている。21,22

高炭酸ガス症に対する応答に基づいて、Georgiadis et al23のデータは最近、重度のCHF患者では脳細動脈拡張能力がほぼ使い果たされることを示唆した。 この研究における低ＣＢＦはこの提案と互換性がある。 細動脈の血管拡張のためにCBFがまだ正常である中程度の低血圧動物では、交感神経刺激はCBFを有意に減少させる。11,24交感神経系およびレニン-アンジオテンシン系の誇張された活性は、CHFの発達中に心拍出量および中央血行力学的完全性を維持するための中心的な神経ホルモン応答である。 その結果、重度のCHF患者では、MAPの減少と神経ホルモン活性の増加の全体的な組み合わせは、脳細動脈自己調節血管拡張および/または血流再分配のた この点で、アンギオテンシン変換酵素阻害剤カプトプリルは、CHF患者のCBFを増強することが示されていることが興味深い5、我々の知識への研究は、CHF患者のcbf

正常な被験者では、CBFの急性30％低下は脳低灌流の軽度の症状と関連しており、精神的混乱は正常なCBFレベルの50％から60％で起こる。したがって、ＣＨＦに関連する神経学的／精神的症状は、脳低灌流の慢性または間欠的なエピソードのいずれかによって引き起こされる可能性が高い。 最近のデータは、心臓移植後に精神症状が潜在的に可逆的であることを示唆しており、6これは中心血行動態（例えば、MAPおよび心拍出量）を回復させ、移植前に見 我々は神経心理学的検査を行わなかったが、心臓移植を待っている患者のCBFの30％の減少が手術後1ヶ月以内に正常化されたという発見は、移植の報告された神経心理学的効果の生理学的説明を提供する可能性がある。

CBFの計算中に、CHF患者の肺から脳へのキセノン通過時間は健常者の通過時間と同様であると仮定した。 実質的に増加した補正されていない肺通過時間は、理論的には、我々のCHF患者における減少したCBFの一部を説明することができ、幾分減少したCBFをもたらす。 この問題に関するデータは限られているが、平方メートル当たり2.8±0.2L/分の心臓指数を有するCHF患者は、正常な肺通過時間を有することが示されており、1.9の心臓指数を有する患者のみが二倍の通過時間を有する。26私たちの研究では、心臓指数は2.5±0であったので。2CHF群では、この群の通過時間の変化（存在する場合）は、測定されたCBF値のわずかな変化のみを誘発する可能性がある。 これは、正常値の2倍の通過時間に基づく計算が依然としてCHF患者で有意に減少したCBFを生成するという発見によって実証されている。結論として、重度のCHF（NYHAクラスIIIおよびIV）の患者ではCBFが約30％減少し、心臓移植後にCBFが正常化することがわかりました。 これは、NYHAクラスIII/IV心不全患者においてCBFが可逆的に減少することを示す最初の研究である。 この現象は、CHF患者がしばしば経験する神経学的症状に寄与する可能性がある。

この研究は、デンマークの心臓財団、Sophus Jacobsen and Astrid Jacobsens財団、Beckett財団、King Christian X財団、Leo財団によって支援されました。 私たちは、検査技師Glenna Skouboeと心臓移植ユニットの看護スタッフに感謝の意を表したいと思います。

脚注

Nicolai Gruhn,MD,Department of Medicine B2142,Rigshospitalet,Blegdamsvej9,DK-2100Copenhagen,Denmarkへの対応。 電子メール
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