fluxul sanguin Cerebral la pacienții cu insuficiență cardiacă cronică înainte și după transplant cardiac

fluxul sanguin cerebral normal de repaus (CBF) este de aproximativ 50 mL/min la 100 g și este menținut constant într-un interval larg (60 până la 150 mm Hg) al tensiunii arteriale medii (MAP).1 creierul este deosebit de sensibil la modificările circulatorii care reduc livrarea de oxigen și glucoză și depinde în mod critic de o distribuție adecvată a debitului cardiac și de o reglare precisă a CBF. În absența hipotensiunii profunde, o scădere acută a debitului cardiac la animalele experimentale este asociată cu valori normale sau doar ușor reduse ale CBF.2 de asemenea, pacienții cu insuficiență cardiacă sunt în general considerați a avea CBF normal din cauza redistribuirii fluxului sanguin către inimă și creier și departe de mușchii scheletici și de paturile vasculare cutanate, splanchnice și renale.Cu toate acestea, alte 3 constatări nu susțin în mod uniform această generalizare. În ciuda modificărilor compensatorii, debitul cardiac scăzut cronic este asociat cu o reducere de 25% a CBF la iepurii cardiomiopatici.4 la om, CBF poate fi ușor redusă, 5 și tulburările cognitive cu letargie, confuzie, probleme de memorie și amețeli pot crește morbiditatea la pacienții cu insuficiență cardiacă cronică severă (CHF). Deoarece aceste probleme neuropsihologice sunt ameliorate de inimă

transplant,6 este rezonabil să presupunem că pot apărea modificări ale CBF la pacienții cu ICC. Cu toate acestea, efectul CHF sever asupra CBF a fost investigat doar incomplet la om. În acest studiu am comparat valorile CBF la pacienții cu ICC severă cu cele ale unui grup de control corespunzător vârstei; a fost investigat și efectul transplantului de inimă asupra hemodinamicii cerebrale.

subiecți și metode

pacienți

au fost incluși în studiu Doisprezece pacienți (11 bărbați; vârsta medie a SEM-ului, 51,9-4,9 ani) cu insuficiență cardiacă severă datorată fie cardiomiopatiei dilatate (n=9), fie bolii cardiace ischemice (n=3). Toți pacienții au fost în New York Heart Association (NYHA) clasa funcțională III/IV și au fost evaluați pentru transplant cardiac. Cinci dintre pacienții cu ICC au suferit un transplant cardiac în următoarele 6 luni. Doisprezece voluntari sănătoși în funcție de vârstă (11 bărbați; vârsta medie a SEM-ului în cifra de afaceri, 47,4-ul 2,1 ani) au fost incluși ca martori normali. Datele demografice inițiale sunt prezentate în tabel. Niciunul dintre subiecți nu a avut diabet, epilepsie, hipertensiune arterială sau boli hepatice, pulmonare sau cerebrale. Pacienților cu ICC care utilizau nitrați li s-a suspendat acest tratament cu 24 de ore înainte și în timpul investigației. Niciunul dintre subiecții de control nu a avut boli cardiovasculare. Toți subiecții studiului și-au dat consimțământul în cunoștință de cauză. Studiul a fost aprobat de comitetul local de etică (Protocolul nr. KF 01-256 / 98) și a urmat principiile Declarației de la Helsinki.

Proiectarea studiului

tensiunea arterială în repaus în decubit dorsal, ritmul cardiac, CBF și viteza fluxului sanguin al arterei cerebrale medii (MCAV) au fost măsurate la toți pacienții cu ICC și la voluntarii sănătoși. La cei 5 pacienți cu ICC transplantate, măsurătorile au fost repetate la 1 (n=5) și la 6 luni (n=3) după transplant.

măsurători hemodinamice

CBF a fost măsurat cu un scaner CT cu emisie unică de fotoni dedicat creierului, folosind tehnica de inhalare 133xe (Tomomatic 564, Medimatic Inc).

133Xe este spălat rapid din creier, permițând măsurători secvențiale în intervale scurte de timp. 133xe a fost inhalat timp de 1,5 minute dintr-o pungă de 4 L umplută cu aer atmosferic și oxigen cu o concentrație de 133xe de 740 MBq/L. fereastra de energie a fost setată la 66 până la 142 keV. Un cristal Nai colimat, înregistrând radioactivitatea ca o estimare a curbei de intrare arterială către creier, a fost plasat peste vârful plămânului drept. Activitatea cerebrală a fost înregistrată timp de 270 de secunde de către matricea detectorului menționată mai sus, rotindu-se la 6 rpm. Datele au fost reconstruite prin proiecție retroactivă filtrată într-o matrice de 32 de centimetrii 32 obținându-se 3 felii transversale situate la 10, 50 și 90 mm deasupra liniei canto-orbitale. Rezoluția în plan a fost de 1,5 până la 2,0 cm (lățimea completă la jumătate maximă), cu o grosime a feliei de 20 mm. pentru calculul CBF, au fost utilizate abordările Kanno și Lassen7 și Celsis et al8. Un algoritm bazat pe o combinație de tomografie secvențială, metoda de imagine timpurie și curba pulmonară cu activitate în timp a permis calcularea CBF medie și regională. Regiunile simetrice de interes au fost aplicate la felia CT medie cu emisie de un singur foton în funcție de nivelul de referință anatomic de către 1 Observator experimentat folosind o regiune standard de set de interes. Astfel, valorile fluxului de pixeli în mililitri pe minut la 100 g au fost rezumate pentru a produce valori medii ale fluxului din emisfere, ganglionii bazali și lobii frontali, temporali și occipitali.

MCAV a fost măsurat prin ecografie Doppler transcraniană (Multi-Dop X, DWL) și calculat de la 10 bătăi cardiace consecutive, la o adâncime de 45 până la 55 mm.9 s-a avut grijă să se plaseze sonda de 2 MHz pe aceeași parte a fiecărui pacient pe toată perioada studiului. Poziția sondelor a fost asigurată de o bandă de cauciuc. MCAV a fost măsurat după ce subiecții au fost în poziție supină timp de cel puțin 10 minute.

tensiunea arterială a fost măsurată cu un monitor complet automatizat (OMRON M4)10 pe brațul stâng superior al pacientului.

analiza statistică

Valorile din cele 2 grupuri de studiu (CHF și martor) au fost comparate prin testul T al elevului pentru observații nepereche. Valorile pretransplantului și posttransplantului au fost comparate prin testul T al elevului asociat. Rezultatele sunt exprimate ca valori medii ale sem-ului, iar p<0,05 este considerat semnificativ.

rezultate

CBF și MCAV

CBF în repaus a fost de 36% 1 ml/min la 100 g la cei 12 pacienți cu ICC, corespunzând unei reduceri de 31% comparativ cu grupul de control (52% 5 mL/min la 100 g) (P<0,05)(figura 1a). Distribuția regională a CBF nu a fost modificată (P>0,05). Deși s-a observat o tendință de scădere a MCAV la pacienții cu ICC, aceste modificări nu au atins o semnificație statistică din cauza unei variabilități destul de mari (ICC, 36 CT8 cm/s; martor, 49 CT9 cm/s; P>0,05) (figura 2a).

Valorile CBF înainte și la 1 lună după transplant au fost de 35 3 și 50 3 ml/min la 100 g (P<0,05) (figura 1b). Astfel, CBF se normalizează rapid după transplantul de inimă (figura 1b). Valorile MCAV au fost crescute după transplant, dar din nou schimbarea nu a atins semnificația statistică (figura 2b). La numărul mic de pacienți (n=3) reexaminați după 6 luni, CBF și MCVA după 6 luni nu au diferit de valorile la 1 lună (CBF, 43 1 ml/min la 100 g).

tensiunea arterială și dioxidul de Carbon

MAP de repaus au fost semnificativ mai mici în grupul CHF (76 de 5 mm Hg) decât în cele 12 grupuri de control (95 de 3 mm Hg). Presiunea MAP a fost semnificativ crescută după transplant (înainte de transplant, 76-5 mm Hg; după transplant, 93-7 mm Hg; n = 5) și nu a fost diferită de MAP la voluntarii sănătoși. Pacienții cu ICC au prezentat concentrații de CO2 expirator final ușor mai mici decât grupul lor de control (4,6 0,2 int.0,2 int. 0,1 kPa; P<0,05).

discuție

am constatat că CBF este redus cu aproximativ 30% la pacienții cu ICC severă, comparativ cu un grup de control sănătos, potrivit vârstei. Această constatare este susținută în continuare de o creștere semnificativă a CBF în rândul pacienților supuși transplantului de inimă și de modificări calitative similare în MCAV.

autoreglarea fluxului asigură că fluxul printr-un organ sau un pat vascular este menținut destul de constant în ciuda modificărilor MAP. În condiții normale, CBF începe să scadă atunci când MAP scade la aproximativ 80% din valorile map inițiale (de obicei aproximativ 60 mm Hg), ceea ce este ceva mai mic decât MAP mediu inițial de 76 mm Hg găsit la pacienții cu ICC din acest studiu. Nu se cunoaște dacă autoreglarea cerebrală este păstrată la pacienții cu CHF. Teoretic, activarea indusă de CHF a mecanismelor contraregulatorii neurohormonale fiziologice, cum ar fi sistemul nervos simpatic și sistemul renină-angiotensină,poate duce la o deplasare spre dreapta a limitei inferioare de autoreglare,11, 12, prin care o scădere a CBF poate rezulta din valorile MAP scăzute găsite la pacienții cu CHF. Pe de altă parte,deoarece mecanismele adaptive pentru deplasarea spre dreapta a limitei inferioare de autoreglare sunt cunoscute a apărea în hipertensiunea arterială, 13 fenomenul invers este probabil să se întâmple în hipotensiunea cronică. O schimbare spre stânga a fost demonstrată anterior după hipotensiunea cerebrală cronică14 și după administrarea inhibitorului ECA.15 cu toate acestea, sunt necesare studii viitoare pentru a aborda dacă limitele autoreglării cerebrale sunt afectate de prezența CHF.

pacienții cu ICC au avut concentrații de CO2 expirator final ușor mai mici decât grupul de control. Chiar dacă se presupune o reactivitate cerebrovasculară normală a CO2, această reducere a Pco2 ar fi responsabilă doar pentru aproximativ 18% din scăderea CBF observată. Mai mult, deoarece hipocapnia este un fenomen cronic bine cunoscut la mulți pacienți cu CHF și din moment ce are loc o adaptare hemodinamică cerebrală ca răspuns la reducerea prelungită a CO2, influența diferenței actuale a CO2 expirator final asupra CBF este discutabilă.16

în insuficiența cardiacă moderată, un debit cardiac normal de repaus crește insuficient în timpul exercițiilor fizice, în timp ce în insuficiența cardiacă mai severă debitul cardiac este deja redus în repaus. În această ultimă condiție, s-a acceptat în general că fluxul sanguin este redistribuit în favoarea creierului și a inimii pentru a păstra fluxul sanguin către aceste organe. Cu toate acestea,pacienții cu ICC severă prezintă o vasodilatație periferică paradoxală mediată de baroreceptor în poziție verticală, 17 care poate contracara distribuția fluxului sanguin către creier și poate direcționa fluxul sanguin departe de circulația cerebrală. De fapt,debitul cardiac scăzut cronic este asociat cu o reducere a CBF la iepurii cardiomiopatici, 4 în timp ce animalele cu sânge acut fără insuficiență cardiacă păstrează un nivel normal2 sau CBF doar ușor redus în absența hipotensiunii profunde. Datele umane sunt limitate și contradictorii,5, 18 dar, în general, CBF a fost considerat normal chiar și la pacienții cu insuficiență cardiacă moderată până la severă.18 date mai recente sugerează că MCAV scade odată cu scăderea debitului cardiac.19 o tendință a fost observată și în studiul de față (grupul CHF versus grupul de control). Mai mult, alte rapoarte sugerează că creșterea debitului cardiac, mai degrabă decât creșterea tensiunii arteriale arteriale, crește CBF în condiții caracterizate de ieșire cardiacă scăzută20 sau vasospasm cerebral.21,22

pe baza răspunsurilor la hipercapnie, datele de la Georgiadis et al23 au sugerat recent că capacitatea de dilatare arteriolară cerebrală devine aproape epuizată la pacienții cu ICC severă. CBF scăzut în acest studiu este compatibil cu această sugestie. La animalele moderat hipotensive, la care CBF este încă normal din cauza vasodilatației arteriolare, stimularea simpatică reduce semnificativ CBF.11,24 activitatea exagerată a sistemelor simpatic și renină-angiotensină este un răspuns neurohormonal central pentru menținerea debitului cardiac și a integrității hemodinamice centrale în timpul dezvoltării CHF. În consecință, se poate specula că la pacienții cu ICC severă, combinația globală de MAP redusă și activitate neurohormonală crescută nu poate fi compensată prin vasodilatație autoreglată arteriolară cerebrală și/sau prin mecanisme sistemice disponibile pentru redistribuirea fluxului sanguin. În acest sens, este interesant faptul că s-a demonstrat că inhibitorul enzimei de conversie a angiotensinei captopril mărește CBF la pacienții cu ICC5,în timp ce niciun studiu din cunoștințele noastre nu a evaluat efectul, de exemplu, al inhibării adrenergice a centicentrului asupra CBF la pacienții cu ICC.

la subiecții normali, o scădere acută cu 30% a CBF este asociată cu simptome ușoare de hipoperfuzie cerebrală, iar confuzia mentală apare la 50% până la 60% din nivelurile normale de CBF.25 prin urmare, este probabil ca simptomele neurologice/mentale asociate cu CHF să fie cauzate fie de episoade cronice, fie intermitente de hipoperfuzie cerebrală. Datele recente sugerează că simptomele mentale sunt potențial reversibile după transplantul de inimă,6 care restabilește hemodinamica centrală (de exemplu, MAP și debitul cardiac) și normalizează unitatea neurohormonală observată înainte de transplant. Nu am efectuat teste neuropsihologice, dar constatarea că reducerea cu 30% a CBF la pacienții care așteaptă transplantul de inimă a fost normalizată în termen de 1 lună de la operație poate oferi o explicație fiziologică pentru efectele neuropsihologice raportate ale transplantului.

în timpul calculelor CBF, am presupus că timpul de tranzit al xenonului de la plămâni la creier la pacienții cu CHF este similar cu timpul de tranzit la subiecții sănătoși. Un timp de tranzit pulmonar necorectat substanțial crescut va produce o CBF oarecum scăzută, ceea ce teoretic ar putea explica o parte din CBF redus la pacienții noștri cu CHF. Datele privind această problemă sunt limitate, dar pacienții cu ICC cu indice cardiac de 2,8 0,2 l/min pe metru pătrat s-au dovedit a avea un timp normal de tranzit pulmonar și numai pacienții cu un indice cardiac de 1,9 au un timp de tranzit de două ori mai mare.26 în studiul nostru, deoarece indicele cardiac a fost 2.5 0.2 în grupul CHF, modificările (dacă sunt prezente) în timpul de tranzit în acest grup pot induce doar modificări minore ale valorilor CBF măsurate. Acest lucru este justificat de constatarea că calculele bazate pe timpii de tranzit de două ori valori normale au produs încă un CBF care a fost redus semnificativ la pacienții cu CHF.

În concluzie, constatăm că CBF este redus cu aproximativ 30% la pacienții cu CHF severă (clasa NYHA III și IV) și că CBF se normalizează după transplantul cardiac. Acesta este primul studiu care arată că CBF este redus reversibil la pacienții cu insuficiență cardiacă NYHA clasa III/IV. Acest fenomen poate contribui la simptomele neurologice adesea experimentate de pacienții cu CHF.

note de subsol