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颅内压是调控交感神经活动的决定性因素

???:2019-09-17 02:31???:未知 ????:admin ???:??
法国图卢兹大学国立健康与医学研究院心血管疾病和代谢疾病研究所的Eric A. Schmidt 等在适度地改变ICP可以影响交感神经活动的假设下,观察小鼠动物实验和临床患者症状的变化。结果发表在2018年2月的《Frontiers in Physiology》上。 脑灌注压(cerebral perf

  法国图卢兹大学国立健康与医学研究院心血管疾病和代谢疾病研究所的Eric A. Schmidt 等在适度地改变ICP可以影响交感神经活动的假设下,观察小鼠动物实验和临床患者症状的变化。结果发表在2018年2月的《Frontiers in Physiology》上。

  脑灌注压(cerebral perfusion pressure,CPP)受到颅内压(ICP)影响。颅内压升高引起脑灌注压下降,脑血流量减少,有损于脑功能。颅内压显著升高发生库欣反应,即动脉血压(ABP)上升、心动过缓和呼吸节律不规则。通常认为是脑干缺血所致的交感肾上腺反应。然而,库欣反应是脑缺血的急性病理生理学反应,还是ABP生理调控的一部分?仍存争议。动物实验和临床研究表明,ICP改变可能通过交感神经系统(sympathetic nervous system,SNS)调节全身血流动力学,但是,缺乏直接的证据。法国图卢兹大学国立健康与医学研究院心血管疾病和代谢疾病研究所的Eric A.Schmidt等在适度地改变ICP可以影响交感神经活动的假设下,观察小鼠动物实验和临床患者症状的变化。结果发表在2018年2月的《Frontiers in Physiology》上。

  在成年雄性小鼠的动物试验中,研究者采用不影响交感神经活动的麻醉方案进行动物麻醉;将无菌脑室管置入小鼠右侧侧脑室,灌注人工脑脊液。于小鼠左额0.5cm深处置入压力传感器;胸腔内放置压力传感器,测量呼吸活动;在小鼠左肾神经上方配置铂铱双极电极,记录肾交感神经活动(renal sympathetic nerve activity,RSNA)。连接脑室管与装有人工脑脊液的micro-renathane管。记录10分钟ICP作为基线,然后以恒定速度灌注人工脑脊液。记录ABP、心率(HR)。将记录到的神经电信号放大、滤波、校正和整合后,最终用bursts.s−1表示RSNA。实验结束时,小鼠处安乐死。死亡后的综合电压(背景噪音)从总综合电压中减去,计算实际RSNA。

  最初,将ICP缓慢升高达舒张期动脉血压,验证动物模型引出库欣反应,并确定不再升高ABP时的ICP上阈值(图1)。

  图1. ICP升高过程中,小鼠收缩期ABP(A)、舒张期ABP(B)以及RSNA(C)的变化情况。当ICP升高至50mmHg时,出现库欣反应,SNS激活,RNSA急剧增强,从而导致呼吸、心跳停止(ICP上阈值设定在40mmHg)。

  在动物实验中,记录10分钟基线期后,缓慢将ICP增高到40mmHg,然后停止灌注人工脑脊液,3181818白小姐特网,ICP缓慢降至稳定压力。观察在基线mmHg的ICP时的RSNA动态变化。ABP信号在1000Hz时进行数字化处理,在两个连续的dABP/dt最大值点之间计算脉冲间隔(pulse interval,PI)。采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)进行功率谱分析,评价PI的节律性。心率变异性高频分析(HF)是副交感神经活动的合理指标,心率变异性低频分析(LF)和LF/HF与交感神经活动有关。www.tt420.com

  在临床上,将10例怀疑为正常压力性脑积水患者纳入研究。病人取左侧卧位,腰椎穿刺成功后,将穿刺针与灌注泵和压力传感器通过三通和装满生理盐水的硬管相连。测量10分钟ICP基线速度缓慢注射生理盐水使ICP达到目标水平。采用EKG记录HR,光电容积脉搏波(PPG)测量ABP,脉冲氧饱和度计检测氧饱和度,胸带测定呼吸活动度,用无菌单次钨微电极选择性地插入右侧腓总神经,记录肌肉交感神经活动(muscle sympathetic nerve activity,MSNA)。在距离记录微电极2-3cm处,插入皮下参考电极。没有感觉刺激和肌肉运动的情况时,两个微电极之间测得的电位差是肌肉、血管交感神经电活动的总和。神经信号经过放大、过滤、校正和整合得到一个可识别SNS放电序列的神经图。在ICP基线mmHg的ICP水平时检测和记录交感神经活动的动态变化。停止灌注生理盐水后,继续监测5分钟MSNA活动。对心电图上的RR间期进行数字化处理。对基线ICP和ICP达稳定水平时使用FFT算法分析光谱。其中0.04-0.15Hz为低频(LF)波段,0.15-0.40Hz为高频(HF)波段。在动物实验中,适度升高ICP可导致RSNA活动显著增强。当停止灌注人工脑脊液后,ICP下降与RSNA显著降低相关,反映ICP所致交感神经活动的部分可逆性。当ICP升高时,ABP、HR和呼吸频率未见明显变化,但呼吸幅值增大。HR变异性光谱分析显示,随着ICP增高,HF下降、LF和LF/HF值升高。迷走神经阻断模式与RSNA结果一致。在进行小鼠实验时,适度增高ICP致使SNS神经纤维传出冲动增加,ICP下降导致SNS神经纤维传出冲动减少。

  同样,临床上也发现类似现象,适度升高患者的ICP导致MSNA活动显著增强。当停止灌注生理盐水后,ICP下降与MSNA显著降低相关,反映ICP所致交感神经活动的部分可逆性。当ICP升高时,ABP、HR和氧饱和度未见明显变化,但呼吸幅值增大。HR变异性光谱分析表示,随着ICP增高,HF下降、LF和LF/HF值升高。迷走神经阻断模式与MSNA结果一致。适度增高患者的ICP,致使SNS神经纤维传出冲动增加,ICP下降导致SNS神经纤维传出冲动减少。

  对实验动物和临床患者的观察结果表明,即使在相对较低的ICP水平时,ICP也是调控交感神经传导冲动可逆性的决定性因素;ICP显著升高参与交感神经过度活动,引起心血管功能和代谢平衡失调;可以认为,颅内压力反射是新的交感神经生理调节机制。

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