Katika mshtuko wa moyo usioitikia matibabu, kuanzisha tena mzunguko wa damu wa moyo pekee haitoshi. Hata kama mzunguko unaweza kurejeshwa, ubongo unapokaa kwa muda mrefu katika mtiririko mdogo wa damu na ukosefu wa oksijeni unaweza kusababisha kifo cha mgonjwa au ulemavu mkubwa wa neva. Extracorporeal cardiopulmonary resuscitation, yaani ECPR, hutoa chaguo la uokoaji katika mshtuko wa moyo usioitikia kwa kusaidia mzunguko wa damu na oksijenesheni kwa muda kwa njia ya mitambo. Hata hivyo, bado haijabainishwa kwa uhakika kiwango cha dioksidi kaboni ya ateri kinachopaswa kudumishwa baada ya ECPR kuanzishwa.

Katika utafiti huu wa majaribio, ECPR ilitumika baada ya ventricular fibrillation ya muda mrefu na ufufuaji wa kawaida wa moyo na mapafu uliosababishwa kwa nguruwe 12. Baada ya kurejea kwa mzunguko wa damu wa hiari, wanyama waligawanywa katika makundi mawili. Katika kundi la normokapnia, shinikizo la dioksidi kaboni ya ateri liliwekwa katika 35-45 mmHg, na katika kundi la hiperkapnia nyepesi katika 50-55 mmHg. Shinikizo la oksijeni katika tishu za ubongo, shinikizo ndani ya fuvu, electroencephalography, microdialysis ya ubongo, biomarker za damu na usemi wa jeni katika tishu za ubongo vilichunguzwa kwa saa 12.

Katika kundi la hiperkapnia nyepesi, kiwango cha glukosi kilichopimwa katika majimaji yanayozunguka seli za ubongo kilikuwa juu kwa kiasi muhimu. Shinikizo la oksijeni katika tishu za ubongo pia lilikuwa juu kwa wastani katika kundi la hiperkapnia, lakini tofauti hii haikufikia kizingiti cha umuhimu wa kitakwimu. Hakukuwa na tofauti muhimu kati ya makundi katika shinikizo ndani ya fuvu, shughuli ya umeme ya gamba la ubongo, uwiano wa laktati/piruvati na biomarker za uharibifu wa ubongo katika mzunguko. Usemi wa jeni ya caspase-8 uliopimwa katika lobu ya parietali ulikuwa chini katika kundi la hiperkapnia.

Matokeo yanaashiria kuwa hiperkapnia nyepesi inaweza kuathiri utoaji wa glukosi na pengine oksijeni kwa ubongo katika kipindi cha mapema baada ya ECPR na inaweza kubadilisha baadhi ya ishara za kifo cha seli. Hata hivyo, utafiti ulihusisha wanyama 12 pekee, ufuatiliaji ulipunguzwa hadi saa 12, mtiririko wa damu wa ubongo haukupimwa moja kwa moja na matokeo ya muda mrefu ya neva hayakutathminiwa. Kwa hiyo, utafiti hauthibitishi kwamba hiperkapnia nyepesi ni yenye manufaa au salama kwa binadamu; unatoa ishara za mapema zinazounda nadharia kwa majaribio makubwa zaidi na tafiti za kliniki za baadaye.

Maelezo ya Kina

Tatizo kuu katika mshtuko wa moyo usioitikia si kuufanya moyo uanze tena pekee

Mshtuko wa moyo ni hali hatari ambapo moyo huacha kusukuma damu kwa ufanisi, na hivyo ubongo na viungo vingine kutopata mtiririko wa damu wa kutosha. Hali ambazo mzunguko wa damu hauwezi kurejeshwa licha ya ufufuaji wa kawaida wa moyo na mapafu na majaribio ya defibrillation huitwa mshtuko wa moyo usioitikia. Kwa wagonjwa hawa, ECPR huruhusu damu yenye oksijeni kurudishwa katika mzunguko kwa kutumia mfumo wa mzunguko wa nje ya mwili.

Ingawa ECPR inaweza kurejesha mzunguko, haiwezi kuondoa kiotomatiki uharibifu ambao ubongo tayari umepata. Katika mfano uliotumika katika utafiti, wanyama kwanza waliwekwa katika ventricular fibrillation isiyotibiwa kwa dakika 5, kisha wakapokea ufufuaji wa kawaida wa moyo na mapafu kwa dakika 25. Kwa hiyo ECPR ilianza dakika 30 baada ya kuanzishwa kwa mshtuko wa moyo. Mchakato huu unamaanisha kuwa ubongo kwanza uliwekwa katika kipindi cha “hakuna mtiririko”, ambacho mtiririko wa damu ulisimama kabisa, kisha katika kipindi cha “mtiririko mdogo”, ambacho mzunguko mdogo ulitolewa kwa mikandamizo ya kifua.

Mzunguko unaporejea, tatizo la pili hutokea: uharibifu wa ischemia-reperfusion. Ingawa kurudisha damu kwa tishu ambazo kwa muda mrefu hazikupata damu na oksijeni ya kutosha ni muhimu kwa uhai, mabadiliko haya ya haraka yanaweza pia kuchochea oxidative stress, usumbufu wa usawa wa ioni za seli, hitilafu za neurotransmitter, inflammation na michakato ya programmed cell death. Utafiti ulilenga kama kiwango cha dioksidi kaboni katika kipindi hiki cha mapema baada ya kurejeshwa kwa mzunguko kinaweza kubadilisha fiziolojia ya ubongo.

Kwa nini dioksidi kaboni inaweza kuathiri mzunguko wa damu wa ubongo?

Shinikizo la dioksidi kaboni ya ateri, yaani PaCO₂, ni mojawapo ya vigezo vikuu vya fiziolojia vinavyoathiri kipenyo cha mishipa ya ubongo. Kiwango cha dioksidi kaboni kinaposhuka, mishipa ya ubongo huelekea kubana na mtiririko wa damu wa ubongo unaweza kupungua. Dioksidi kaboni inapoongezeka, mishipa inaweza kupanuka na kiasi cha damu kinachofika ubongoni kinaweza kuongezeka.

Kulingana na mfumo wa fiziolojia uliotajwa na waandishi, kwa watu wenye afya kila ongezeko la 1 mmHg katika PaCO₂ linaweza kuongeza mtiririko wa damu wa ubongo kwa takriban 1-2 mL/100 g/dakika. Hata hivyo, uhusiano huu umefafanuliwa kwa mzunguko wenye afya. Haijulikani kwa uhakika ni kwa kiwango gani mwitikio huo unahifadhiwa katika hali hii kali kutokana na mshtuko wa moyo wa muda mrefu, ECPR, uharibifu wa ischemia-reperfusion na kuvurugika kwa autoregulation ya ubongo.

Faida inayowezekana ya hiperkapnia nyepesi huenda isiishie katika kupanuka kwa mishipa. Katika mantiki ya utafiti inayotegemea tafiti za majaribio zilizopita, imeelezwa pia kwamba hiperkapnia inaweza kupunguza oxidative stress na excitotoxicity inayohusiana na neurotransmitter za kusisimua. Kwa upande mwingine, kuongezeka kwa dioksidi kaboni husababisha asidi kuongezeka katika damu na tishu. Asidosisi inaweza kukandamiza shughuli ya umeme ya seli za neva na kwa baadhi ya wagonjwa inaweza kuongeza ujazo wa damu ndani ya fuvu na hivyo kuongeza hatari ya shinikizo ndani ya fuvu. Kwa hiyo hiperkapnia si utaratibu wa kinga wenye mwelekeo mmoja na usio na masharti; manufaa na madhara yanayowezekana lazima yatathminiwe pamoja.

Pengo gani katika fasihi utafiti unajaribu kujibu?

Hiperkapnia nyepesi baada ya mshtuko wa moyo imechunguzwa hapo awali katika tafiti za majaribio, uchunguzi na majaribio ya kliniki ya nasibu. Utafiti wa TAME unaojadiliwa katika kazi hii haukuonyesha kuwa hiperkapnia nyepesi iliboresha matokeo ya neva ikilinganishwa na normokapnia katika kundi kubwa la wagonjwa waliobaki katika coma baada ya mshtuko wa moyo nje ya hospitali.

Hata hivyo, watafiti wanaeleza kwamba kundi la wagonjwa wanaopokea ECPR linaweza kuwa tofauti na wagonjwa ambao mzunguko wao ulirejea kwa ufufuaji wa kawaida. Kwa wagonjwa wa ECPR, muda wa mtiririko mdogo unaweza kuwa mrefu, uharibifu wa ubongo unaweza kuwa mkubwa zaidi na hatari ya kifo inaweza kuwa juu zaidi. Kwa hiyo, ni swali tofauti la utafiti kama mkakati wa dioksidi kaboni ambao haukuonyesha manufaa katika idadi ya jumla ya wagonjwa wa mshtuko wa moyo unaweza kutoa athari tofauti za fiziolojia katika kundi kali zaidi linalopokea ECPR.

Utafiti huu haukupangwa kujibu matokeo ya kliniki, bali kuchunguza athari za mkakati huo kwenye fiziolojia ya mapema ya ubongo, metaboli ya nishati, shughuli ya umeme na viashiria vya molekuli vya uharibifu.

Mfano wa majaribio uliundwaje?

Utafiti ulijumuisha nguruwe 12 wenye umri wa miezi sita, wa jinsia zote mbili, wenye uzito wa 45-55 kg. Mfano wa nguruwe hutoa hatua muhimu ya kati katika tafiti za wanyama wakubwa kutokana na ukubwa wa mwili, mfumo wa mzunguko na uwezekano wa kutumia vifaa vya ECPR kwa kipimo cha kliniki. Hata hivyo, ni lazima ikumbukwe kwamba ubongo na mfumo wa moyo na mishipa wa nguruwe si sawa na wa binadamu.

Baada ya kukamilika kwa sedation, intubation, cannulation ya mishipa na maandalizi ya multimodal neurological monitoring, ventricular fibrillation ilisababishwa kwa wanyama. Kipindi cha dakika tano bila matibabu kilifuatiwa na dakika 25 za ufufuaji wa kawaida, ECPR ilianza katika dakika ya 30, na defibrillation ilitumika hadi spontaneous circulation iliporejea. Spontaneous circulation ilirejea kwa wanyama wote 12 katika utafiti.

Wanyama waligawanywa kwa randomization rahisi kwa uwiano wa 1:1 katika makundi mawili:

• Kundi la normokapnia: Lengo la PaCO₂ 35-45 mmHg, n=6.
• Kundi la hiperkapnia nyepesi: Lengo la PaCO₂ 50-55 mmHg, n=6.

Viwango lengwa vya PaCO₂ vilidumishwa kwa kurekebisha mtiririko wa sweep gas katika mzunguko wa ECPR na mipangilio ya uingizaji hewa wa mitambo. Joto la mwili liliwekwa kati ya 37-38°C katika makundi yote mawili. Hivyo ilijaribiwa kuzuia tofauti katika usimamizi wa joto kuathiri matokeo ya ubongo.

Je, makundi yalilinganishika mwanzoni mwa jaribio?

Katika jedwali la mwanzo, uzito wa mwili, joto la mwili, cardiac output, shinikizo la wastani la ateri, shinikizo la oksijeni na dioksidi kaboni ya ateri, laktati ya damu, glukosi ya damu, joto la ubongo, shinikizo la oksijeni katika tishu za ubongo na shinikizo ndani ya fuvu vililinganishwa. Hakuna kigezo kati ya hivi kilichoonyesha tofauti ya kikundi yenye umuhimu wa kitakwimu mwanzoni.

Ulinganishikaji huu ni muhimu kwa sababu unapunguza uwezekano kwamba tofauti zilizoonekana baada ya jaribio zilisababishwa na kundi moja kuwa na mzunguko bora, glukosi ya juu au oksijeni ya ubongo ya juu mwanzoni. Hata hivyo, kwa kuwa kila kundi lilikuwa na wanyama sita pekee, kauli ya “hakuna tofauti ya kitakwimu” haimaanishi kwamba makundi yalikuwa sawa kabisa katika sifa zote.

Je, uingiliaji wa hiperkapnia uliweza kuundwa kweli?

Baada ya kurejea kwa spontaneous circulation, wastani wa PaCO₂ ulikuwa 55,4 mmHg katika kundi la hiperkapnia na 40,8 mmHg katika kundi la normokapnia. Tofauti ya wastani kati ya makundi ilikuwa 14,67 mmHg na tofauti hii ilikuwa wazi kitakwimu; muda wa kujiamini wa %95 ulikuwa 12,5-16,8 mmHg, p<0,0001.

Matokeo haya yanaonyesha kuwa tofauti ya fiziolojia iliyopangwa na utafiti iliundwa kweli. Wastani wa pH ulikuwa 7,31 katika kundi la hiperkapnia na 7,43 katika kundi la normokapnia. Tofauti ya pH pia ilikuwa muhimu; p=0,006. Kwa maneno mengine, hiperkapnia haikuwa tu ongezeko la dioksidi kaboni kwenye karatasi ya kipimo, bali iliunda mazingira ya fiziolojia yenye asidi zaidi kama ilivyotarajiwa.

Hakukuwa na tofauti muhimu katika shinikizo la oksijeni ya ateri na joto la mwili. Cardiac output, shinikizo la wastani la ateri, uhitaji wa noradrenaline na laktati ya damu pia hazikutofautiana kwa kiasi muhimu kati ya makundi. Hivyo inakuwa vigumu kueleza tofauti katika matokeo ya ubongo kwa ubora ulio wazi wa shinikizo la damu la mfumo au mzunguko wa jumla.

Shinikizo la oksijeni katika tishu za ubongo: Thamani ya juu ipo, lakini hakuna ushahidi wa uhakika

Shinikizo la oksijeni katika tishu za ubongo, PbtO₂, huonyesha partial pressure ya oksijeni katika tishu za ubongo karibu na probe. Thamani hii haitokani tu na kiasi cha damu kinachofika ubongoni. Kiasi cha oksijeni katika damu ya ateri, tabia ya hemoglobini kuachia oksijeni kwa tishu, microcirculation, diffusion ya oksijeni katika tishu na matumizi ya oksijeni ya seli pia vinaweza kuathiri kipimo.

Katika ufuatiliaji wa saa kumi na mbili, wastani wa PbtO₂ ulikuwa 49,9 mmHg katika kundi la hiperkapnia na 36,4 mmHg katika kundi la normokapnia. Tofauti ya namba ya takriban 13,5 mmHg inaonekana kuipendelea hiperkapnia. Hata hivyo, thamani ya p ilikuwa 0,13 na muda wa kujiamini wa %95 ulihusisha sifuri. Kwa hiyo, utafiti haukuonyesha kwa uhakika kwamba hiperkapnia huongeza oksijeni katika tishu za ubongo.

Matokeo haya pia hayapaswi kusomwa kama “hakuna tofauti muhimu, kwa hiyo hakuna athari yoyote”. Kwa sababu ya sampuli ndogo, nguvu ya kitakwimu ya utafiti kugundua tofauti halisi lakini ya ukubwa wa kati ilikuwa ndogo. Tafsiri sahihi ni kwamba kulikuwa na ishara ya PbtO₂ ya juu zaidi katika kundi la hiperkapnia, lakini ishara hii haikuweza kutenganishwa kwa kuaminika na bahati.

PbtO₂ ya juu haimaanishi lazima mtiririko mkubwa wa damu wa ubongo

Watafiti walitathmini kuwa mwelekeo wa PbtO₂ ya juu unaweza kuakisi perfusheni ya ubongo iliyoongezeka kutokana na athari ya kupanua mishipa ya dioksidi kaboni. Tafsiri hii inaungwa mkono na ukweli kwamba glukosi ya ubongo pia ilikuwa juu katika kundi la hiperkapnia; kwa sababu kuongezeka kwa oksijeni na glukosi pamoja kunaweza kuashiria kwamba damu na substrate zaidi ya kimetaboliki zilifikishwa kwa tishu.

Hata hivyo, mtiririko wa damu wa ubongo haukupimwa moja kwa moja katika utafiti. Kwa hiyo hitimisho kwamba “hiperkapnia iliongeza mtiririko wa damu wa ubongo” haliwezi kutolewa. Sehemu ya ongezeko la PbtO₂ inaweza kuwa ilihusiana na pH ya chini inayoandamana na hiperkapnia kuhamisha hemoglobin-oxygen dissociation curve kwenda kulia. Katika hali hii, inayojulikana kama athari ya Bohr, hemoglobini huachia oksijeni kwa tishu kwa urahisi zaidi. Hivyo shinikizo la oksijeni karibu na probe linaweza kuongezeka hata bila mabadiliko makubwa katika mtiririko halisi wa damu.

Katika tafiti zijazo, kupima mtiririko wa damu wa ubongo moja kwa moja pamoja na PbtO₂ ni muhimu kutofautisha kama ongezeko linatokana na upanuzi wa mishipa, kuachia oksijeni kutoka hemoglobini, mabadiliko ya microcirculation au mchanganyiko wa mifumo hii.

Kwa nini shinikizo ndani ya fuvu lilifuatiliwa hasa?

Hiperkapnia inapopanua mishipa ya ubongo, ujazo wa damu ndani ya fuvu unaweza kuongezeka. Kwa kuwa fuvu la kiumbe mzima ni muundo uliofungwa usiopanuka, kuongezeka kwa ujazo wa mishipa kunaweza kuongeza shinikizo ndani ya fuvu katika baadhi ya hali. Hali hii ni muhimu kliniki hasa kwa wagonjwa wenye edema ya ubongo au uwezo wa kufidia shinikizo ndani ya fuvu uliovurugika.

Wastani wa shinikizo ndani ya fuvu ulikuwa 19,9 mmHg katika kundi la normokapnia na 22,6 mmHg katika kundi la hiperkapnia. Tofauti haikuwa muhimu kitakwimu; p=0,42. Katika grafu ya muda, ingawa kundi la hiperkapnia lilionekana juu katika baadhi ya vipimo vya mapema, curves zilikaribiana kadiri saa zilivyopita.

Matokeo haya yanaonyesha kuwa kiwango cha hiperkapnia nyepesi kilichochunguzwa hakikusababisha ongezeko la wazi la shinikizo ndani ya fuvu katika hali ya jaribio ya saa 12. Hata hivyo, kutokana na ukubwa wa kundi wa wanyama sita, ufuatiliaji mfupi na mazingira yaliyodhibitiwa, ugunduzi huu hauwezi kutafsiriwa kama ushahidi wa usalama kwa binadamu au kwa matumizi ya muda mrefu.

Microdialysis ya ubongo ilipima nini?

Microdialysis huruhusu molekuli ndogo kuchukuliwa sampuli kutoka majimaji kati ya seli kupitia catheter nyembamba iliyowekwa katika tishu za ubongo. Mbinu hii huwezesha kuchunguza si tu vitu vilivyo katika damu, bali pia mazingira ya kimetaboliki karibu kabisa na seli za ubongo.

Katika utafiti glukosi, laktati, piruvati, glutamate na glycerol zilipimwa; pia uwiano wa laktati/piruvati ulihesabiwa:

• Glukosi: Mojawapo ya substrate kuu za kimetaboliki zinazotumiwa na seli za ubongo kuzalisha nishati.
• Laktati na piruvati: Zinahusiana na hali ya metaboli ya nishati ya seli na glycolysis.
• Uwiano wa laktati/piruvati: Kiashiria kinachotoa taarifa kuhusu oxidative metabolism ya tishu na cellular redox balance.
• Glutamate: Neurotransmitter ya kusisimua inayohitajika kwa mawasiliano ya kawaida ya neva, lakini inaweza kuchangia excitotoxic injury ikiwa inakusanyika kupita kiasi.
• Glycerol: Molekuli inayoweza kuhusishwa na kuvunjika kwa membrane ya seli na uharibifu wa muundo wa seli.

Ugunduzi wa kimetaboliki ulio wazi zaidi: Kuongezeka kwa glukosi ya ubongo

Wastani wa mkusanyiko wa glukosi katika majimaji kati ya seli za ubongo ulikuwa 1,6 mg/L katika kundi la normokapnia na 3,9 mg/L katika kundi la hiperkapnia. Tofauti kati ya makundi ilikuwa muhimu kitakwimu; p=0,01. Katika utafiti, tofauti ya wastani iliyohesabiwa kwa mwelekeo wa normokapnia minus hiperkapnia ilikuwa -2,3 mg/L na muda wa kujiamini wa %95 ulikuwa -4,0 hadi -0,63 mg/L.

Grafu ya glukosi inaonyesha ongezeko dhahiri katika kundi la hiperkapnia katika saa za mapema baada ya kurejea kwa spontaneous circulation, na thamani zilibaki juu ya kundi la normokapnia kwa sehemu kubwa ya muda wa ufuatiliaji. Matokeo haya yanaweza kuashiria kuongezeka kwa utoaji wa glukosi kwenye tishu za ubongo.

Hata hivyo, kiwango cha glukosi kati ya seli hakitegemei tu kiasi cha glukosi kinacholetwa na damu. Kikitokea matumizi ya glukosi ya seli yakapungua, glukosi ya nje ya seli pia inaweza kuongezeka. Kwa kuzingatia kwamba hiperkapnia na asidosisi zinaweza kukandamiza shughuli ya seli za neva, sehemu ya ongezeko inaweza kuwa imetokana na matumizi ya kimetaboliki yaliyopungua. Kwa kuwa utafiti haukupima uzalishaji, usafirishaji na matumizi ya glukosi kando kando, utaratibu halisi wa glukosi ya juu haukubainishwa.

Kutobadilika kwa uwiano wa laktati/piruvati kunaeleza nini?

Licha ya kuongezeka kwa glukosi kwa kiasi muhimu, hakukuwa na tofauti muhimu kati ya makundi katika laktati, piruvati au uwiano wa laktati/piruvati. p=0,52 iliripotiwa kwa laktati, p=0,94 kwa piruvati na p=0,80 kwa uwiano wa laktati/piruvati.

Hali hii inaonyesha kwamba kuwepo kwa glukosi zaidi nje ya seli katika kundi la hiperkapnia hakukuambatana katika kipindi cha mapema kilichofuatiliwa na utafiti na uboreshaji unaopimika wa energy crisis au mabadiliko ya cellular redox balance. Kwa maneno mengine, ongezeko la glukosi ni ishara muhimu ya kimetaboliki, lakini pekee yake halithibitishi kwamba seli zinafanya kazi vizuri zaidi au kwamba uharibifu wa ubongo umepungua.

Kwa glycerol p=0,22 na kwa glutamate p=0,26 zilipatikana. Ingawa thamani za glutamate zilionekana chini kwa namba katika kundi la hiperkapnia hasa katika baadhi ya vipimo vya mapema na vya kati, tofauti hii haikuthibitishwa kitakwimu. Katika grafu ya glycerol pia thamani za juu kwa namba zilionekana katika kundi la hiperkapnia, lakini kutokana na variability kubwa na sampuli ndogo, tofauti ya kuaminika ya kikundi haikuonyeshwa.

Matokeo ya EEG: Uboreshaji wa umeme haukuonyeshwa

Electroencephalography endelevu ilitumika kufuatilia shughuli ya umeme ya cortical ya ubongo. Watafiti walichambua wastani wa amplitude ya ishara ya EEG, standard deviation, kurtosis na skewness. Hakuna kipimo kati ya hivi kilichoonyesha tofauti ya kitakwimu kati ya makundi.

Waandishi wanaeleza kwamba katika kundi la hiperkapnia kulikuwa na mwelekeo wa amplitude ya wastani ya EEG kuwa chini na kurtosis na skewness kuwa juu katika kipindi cha mapema. EEG katika kundi la hiperkapnia ilielezwa kuwa imekandamizwa zaidi mwanzoni na kuendelea polepole zaidi kuelekea muundo wa intermittent burst-suppression. Hata hivyo, uchunguzi huu haukuwa na umuhimu wa kitakwimu.

Muonekano huu unaashiria kuwa mifumo miwili tofauti inaweza kufanya kazi wakati mmoja. Ingawa mtiririko wa damu na utoaji wa substrate ulioboreshwa unaweza kusaidia urejeaji wa shughuli za umeme, hiperkapnia na asidosisi zinaweza kukandamiza excitability ya seli za neva. Kutokuwepo kwa tofauti muhimu katika dozi za sedative na analgesic na kina cha anesthesia kati ya makundi hupunguza uwezekano kwamba tofauti ya EEG ilielezwa tu na sedation zaidi.

Hata hivyo, amplitude ndogo ya EEG katika utafiti huu haimaanishi moja kwa moja uharibifu mdogo wa ubongo. Ukandamizaji wa umeme unaweza kuhusiana na metabolic protection ya muda, neuronal inhibition inayotokana na asidosisi, hitilafu kali ya kazi ya ubongo au mchanganyiko wa haya. Kwa kuwa hakuna tathmini ya muda mrefu ya neva iliyofanywa, haikuwezekana kubainisha ni tafsiri ipi sahihi.

Kwa nini matokeo ya caspase-8 yanavutia?

Mwishoni mwa jaribio, usemi wa jeni kadhaa ulitathminiwa katika tishu za ubongo zilizochukuliwa kutoka lobu za frontal na parietal. Hakukuwa na tofauti muhimu kati ya makundi katika usemi wa jeni za MAP2, GFAP, CD11β, PECAM-1, caspase-3 na HO-1.

Usemi wa jeni ya caspase-8 katika lobu ya parietal ulikuwa juu kwa kiasi muhimu katika kundi la normokapnia; p=0,04. Kwa hiyo usemi wa caspase-8 ulikuwa chini katika kundi la hiperkapnia nyepesi.

Caspases ni familia ya protini zinazohusika katika michakato ya programmed cell death. Caspase-8 inahusiana hasa na hatua za mapema za njia za apoptotic zinazoanzishwa na ishara za kifo kutoka nje ya seli. Kwa hiyo, usemi wa chini wa jeni ya caspase-8 unaweza kutafsiriwa kama ishara kwamba hiperkapnia huenda ilikandamiza baadhi ya njia za kifo cha seli.

Hata hivyo, usemi wa jeni si sawa na kiasi cha protini hai au kifo halisi cha seli. Shughuli ya protini ya caspase-8, kiasi cha kifo cha seli, eneo la uharibifu wa histolojia au upotevu wa neuroni havikupimwa katika utafiti. Pia hakukuwa na tofauti katika usemi wa jeni ya caspase-3. Kwa sababu vigezo vingi vya molekuli vilijaribiwa katika sampuli ndogo, waandishi wanasema wazi kwamba tofauti ya caspase-8 inaweza kuwa false positive, yaani type I error.

Kwa nini biomarker za damu huenda hazikuonyesha tofauti?

Katika utafiti, glial fibrillary acidic protein, neurofilament light chain na neuron-specific enolase zilipimwa:

• GFAP: Protini inayopatikana hasa katika astrocytes na kuhusishwa na uharibifu wa seli za glia.
• NfL: Mojawapo ya vipengele vya kimuundo vya axon na inaweza kuingia kwenye mzunguko baada ya uharibifu wa axon.
• NSE: Mojawapo ya biomarker zinazopatikana katika miili ya seli za neuroni na kutumika katika tathmini ya ubashiri wa neva baada ya mshtuko wa moyo.

Viwango vya GFAP na NfL vilipimwa mwanzoni, saa 1, 6 na 12 baada ya kurejea kwa spontaneous circulation; group-time interaction ilikuwa p=0,38 na p=0,28 kwa mtiririko huo. Thamani nyingi za NSE mwanzoni zilikuwa chini ya lower detection limit ya mbinu, na hata saa ya 12 hakukuwa na tofauti muhimu kati ya makundi.

Waandishi wanaeleza kwamba viwango vya kilele vya GFAP vinaweza kutokea takriban 12-48 saa, na viwango vya kilele vya NSE na NfL mara nyingi 72 saa au baadaye. Kwa kuwa jaribio lilidumu saa 12 pekee, huenda kipindi kamili cha kupanda kwa biomarker hakikufikiwa. Kwa hiyo kutokupatikana kwa tofauti katika biomarker hakumaanishi kwamba uharibifu wa muda mrefu wa ubongo ulikuwa sawa kabisa katika makundi mawili.

Grafu zinapaswa kusomwaje kwa pamoja?

Katika grafu ya matokeo ya fiziolojia, tofauti kuu iliyolengwa kati ya makundi inaonekana wazi: katika kundi la hiperkapnia PaCO₂ ilibaki takriban katika 50-60 mmHg, huku katika kundi la normokapnia ikibaki takriban 35-45 mmHg. Sambamba na hilo pH ilibaki chini katika kundi la hiperkapnia.

Curves za joto la mwili, shinikizo la oksijeni ya ateri, cardiac output, dozi ya noradrenaline na laktati ya damu kwa kiasi kikubwa zilifunikana. Ingawa shinikizo la wastani la ateri wakati mwingine lilionekana chini katika kundi la hiperkapnia, group-time interaction iliripotiwa kuwa p=0,07 na haikufikia kizingiti cha umuhimu wa kitakwimu.

Katika grafu ya PbtO₂, kundi la hiperkapnia lilibaki juu ya kundi la normokapnia baada ya ongezeko wakati wa kurejea kwa spontaneous circulation. Hata hivyo, upana wa error bars na overlap kati ya makundi unaonyesha kutokuwa na uhakika mkubwa. Curves za shinikizo ndani ya fuvu zilikaribiana kadiri ufuatiliaji ulivyoendelea.

Katika grafu za microdialysis, tofauti iliyo wazi zaidi inaonekana katika glukosi. Kuongezeka kwa laktati na piruvati mapema katika makundi yote mawili na kisha kupungua kunaakisi mwitikio wa pamoja wa kimetaboliki baada ya ischemia-reperfusion. Uwiano wa laktati/piruvati pia uliongezeka mapema, ukapungua na ukaonyesha mwelekeo wa kuongezeka tena kuelekea mwisho wa jaribio; lakini hakuna tofauti ya mwenendo kati ya makundi iliyoonyeshwa.

Katika box plots za GFAP na NfL, kuna ongezeko kwa muda lakini usambazaji wa makundi kwa kiasi kikubwa unafunikana. Hasa katika sampuli ndogo, inaonekana kwamba thamani chache za juu au chini zinaweza kuathiri wastani wa kikundi kwa kiasi kikubwa.

Nguvu za utafiti

• Umetumia mfano wa mnyama mkubwa unaowakilisha hali kali kliniki yenye mshtuko wa moyo usioitikia na ECPR pamoja.
• Wanyama waligawanywa kwa nasibu katika normokapnia na hiperkapnia.
• Malengo ya PaCO₂ yalitenganishwa wazi na ilithibitishwa kwamba uingiliaji ulitekelezwa kifiziolojia.
• Vigezo vinavyoweza kuchanganya kama joto la mwili, oksijenesheni, shinikizo la damu, msaada wa mzunguko, sedation na analgesia vilifuatiliwa.
• Ubongo haukutathminiwa kwa kipimo kimoja pekee; PbtO₂, shinikizo ndani ya fuvu, EEG, microdialysis, serum biomarker na usemi wa jeni vilichunguzwa pamoja.
• Imeripotiwa kuwa taratibu za majaribio ziliidhinishwa na bodi ya maadili ya wanyama na zilitekelezwa kwa kufuata miongozo ya ARRIVE 2.0.

Mapungufu ya utafiti

• Sampuli ndogo sana: Kila kundi lina wanyama sita pekee. Hali hii imeongeza kutokuwa na uhakika wa makadirio ya athari na huenda ilizuia kugunduliwa kwa tofauti halisi za ukubwa wa kati.
• Hakuna power calculation ya awali: Kwa sababu ya muundo wa uchunguzi na kanuni ya kupunguza matumizi ya wanyama wa majaribio, hakuna hesabu rasmi ya ukubwa wa sampuli iliyofanywa.
• Ufuatiliaji wa saa 12 pekee: Kifo cha neuroni kilichochelewa, edema ya ubongo, kupanda kwa kuchelewa kwa biomarker, uboreshaji wa neva na kuishi kwa muda mrefu havikuweza kutathminiwa.
• Hakuna kipimo cha moja kwa moja cha mtiririko wa damu wa ubongo: Ingawa ongezeko la PbtO₂ na glukosi linaashiria perfusheni bora, utaratibu huu haukuthibitishwa.
• Hakuna histology na immunohistochemistry: Upotevu wa neuroni, eneo la infarction, apoptosis ya seli na uharibifu wa muundo wa ubongo havikuonyeshwa moja kwa moja.
• Viwango viwili tu vya PaCO₂ vililinganishwa: Athari za dioksidi kaboni ya chini au ya juu zaidi na uhusiano wa dose-response hazikuchunguzwa.
• Mfano wa mnyama uliodhibitiwa: Tofauti katika umri, comorbidity, sababu ya arrest, dawa, muda wa mzunguko na utendaji wa ICU unaoonekana katika wagonjwa wa binadamu wa ECPR haipo katika mfano huu.
• Vipimo vingi vya matokeo: Kuna uwezekano wa matokeo chanya ya uongo katika matokeo moja yenye umuhimu kama caspase-8.
• Ukosefu wa maelezo ya ziada ya kiufundi: Baadhi ya maelezo ya cannulation, maandalizi ya ECMO, utaratibu wa mshtuko wa moyo, uchambuzi wa data na takwimu za ziada yameelekezwa kwenye “Supplemental Appendix”; hati hii ya ziada haikuwapo katika PDF iliyochunguzwa.

Utafiti unasema nini?

• Kuweka PaCO₂ katika 50-55 mmHg kuliunda tofauti ya fiziolojia inayoweza kutekelezwa katika mfano wa ECPR uliochunguzwa.
• Hiperkapnia nyepesi iliongeza kwa kiasi muhimu glukosi katika majimaji kati ya seli za ubongo.
• PbtO₂ ilikuwa juu katika kundi la hiperkapnia, lakini tofauti haikuthibitishwa kitakwimu.
• Usemi wa jeni ya caspase-8 katika lobu ya parietal ulikuwa chini katika kundi la hiperkapnia.
• Hakuna tofauti muhimu iliyoonyeshwa katika shinikizo ndani ya fuvu, vipimo vya EEG, uwiano wa laktati/piruvati na biomarker za mapema za uharibifu wa neva katika serum.

Utafiti hausami nini?

• Haijathibitishwa kwamba hiperkapnia nyepesi huongeza kuishi au uboreshaji wa neva katika wagonjwa wa binadamu wanaopokea ECPR.
• Haijaonyeshwa kwa uhakika kwamba hiperkapnia huongeza mtiririko wa damu wa ubongo.
• Haijathibitishwa kwamba glukosi ya ubongo iliyo juu inaboresha uzalishaji wa nishati ya seli au kazi ya neuroni.
• Haijaonyeshwa kwamba kupungua kwa usemi wa jeni ya caspase-8 hubadilika kuwa kupungua halisi kwa kifo cha seli.
• Haijathibitishwa kwamba hiperkapnia nyepesi haitasababisha shinikizo ndani ya fuvu au matatizo mengine ya usalama katika matumizi ya muda mrefu.
• Utafiti hautoi itifaki ya matibabu ya kliniki, pendekezo la lengo la PaCO₂ au mwongozo wa uhakika wa kutumia kwa mgonjwa.

Umuhimu wa leo na siku zijazo

Umuhimu wa sasa wa utafiti huu ni kwamba unachunguza kigezo kinachoweza kubadilishwa kwa urahisi katika usimamizi wa uingizaji hewa baada ya ECPR. PaCO₂ inaweza kurekebishwa kwa haraka kiasi kupitia mipangilio ya ventilator na sweep gas ya ECPR. Kwa hiyo, ikiwa lengo fulani litathibitishwa kuwa na manufaa ya neva, mkakati unaweza kutekelezwa kupitia vifaa vilivyopo vya ICU bila kutengeneza dawa mpya na ghali.

Hata hivyo, utafiti huu haujafikia hatua hiyo. Matokeo yanaonyesha tu mabadiliko ya mapema ya kimetaboliki na molekuli. Majaribio yajayo yanapaswa kuhusisha wanyama wengi zaidi, kupima moja kwa moja mtiririko wa damu wa ubongo, kufanya uchunguzi wa histology, kulinganisha viwango tofauti vya PaCO₂ na kufanya ufuatiliaji wa neva unaodumu siku au wiki.

Katika tafiti za binadamu, si biomarker au thamani za monitor pekee zinazopaswa kutathminiwa, bali pia kuishi, kiwango cha fahamu, maisha ya kujitegemea, kazi ya utambuzi na madhara yasiyotakiwa. Pia wagonjwa wa ECPR wanapaswa kugawanywa katika vikundi vidogo kulingana na muda wa arrest, sababu ya arrest, rhythm ya kwanza, umri na ukali wa uharibifu wa ubongo. Athari ya hiperkapnia huenda isiwe sawa kwa wagonjwa wote.

Kwa maisha ya kila siku, matokeo yanayolengwa na utafiti ni kwamba watu wanaonusurika mshtuko wa moyo wasiwe tu na moyo unaofanya kazi tena, bali pia wahifadhi uwezo wa kufikiri, kuwasiliana na kuishi kwa kujitegemea. Hata hivyo, jaribio la sasa halitoi ushahidi wa uboreshaji katika kazi hizi za kila siku; linawakilisha hatua ya utafiti wa fiziolojia kuelekea lengo hilo.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Mtiririko wa kiufundi wa jaribio

1. Nguruwe 12 wenye umri wa miezi sita, uzito wa 45-55 kg na wa jinsia zote mbili waliingizwa katika maandalizi ya majaribio.
2. Sedation, intubation, cannulation ya mzunguko na multimodal neuromonitoring vilitumika.
3. Ventricular fibrillation ilisababishwa na hakuna matibabu yaliyotolewa kwa dakika 5.
4. Kisha ufufuaji wa kawaida wa moyo na mapafu ulifanywa kwa dakika 25.
5. ECPR ilianza katika dakika ya 30 ya mshtuko wa moyo.
6. Defibrillation ilitumika hadi spontaneous circulation iliporejea.
7. Wanyama waligawanywa kwa uwiano wa 1:1 katika kundi la normokapnia au hiperkapnia nyepesi.
8. Joto la mwili liliwekwa katika 37-38°C katika makundi yote mawili.
9. Vipimo vya gesi ya damu vilifanywa mwanzoni, wakati wa kurejea kwa spontaneous circulation na kisha kila saa.
10. Sampuli za damu zilichukuliwa mwanzoni, wakati wa kurejea kwa mzunguko na katika saa ya 1., 6. na 12.
11. Microdialysis ya ubongo ilifanywa mwanzoni na kila saa baada ya kurejea kwa mzunguko.
12. Katika saa ya kumi na mbili wanyama walipewa euthanasia na tishu za lobu za frontal na parietal zilichukuliwa kwa uchambuzi wa molekuli.

Sifa za mwanzo

Matokeo makuu

Matokeo mengine ya majaribio

• Spontaneous circulation ilirejea kwa wanyama wote.
• Median ya majaribio ya defibrillation ilikuwa 4 katika kundi la hiperkapnia na 2 katika kundi la normokapnia; p=0,4.
• Hakukuwa na tofauti muhimu katika end-tidal carbon dioxide wakati wa cardiopulmonary resuscitation.
• Hakukuripotiwa tofauti muhimu katika msaada wa uingizaji hewa, mipangilio ya ECPR sweep gas, dozi za sedative na analgesic na kina cha anesthesia.
• Group-time interaction ilikuwa p=0,66 kwa cardiac output, p=0,07 kwa shinikizo la wastani la ateri, p=0,75 kwa dozi ya noradrenaline na p=0,76 kwa laktati ya damu.
• Jumla ya fluid balance ilikuwa 11.868 ± 1.724 mL katika kundi la hiperkapnia na 8.573 ± 758 mL katika kundi la normokapnia; p=0,12.
• Hakukuwa na tofauti muhimu ya kikundi katika hemoglobini, leukocytes, platelets, blood urea nitrogen, creatinine, GOT, GPT, LDH, bilirubin, troponin I na CPK.
• Hakukuwa na tofauti muhimu katika usemi wa jeni za MAP2, GFAP, CD11β, PECAM-1, caspase-3 na HO-1 katika lobu za frontal au parietal.

Mbinu ya kitakwimu

Utafiti ulipangwa kama uchunguzi. Kwa kuzingatia kanuni ya 3R inayolenga kupunguza matumizi ya wanyama wa majaribio, hakuna hesabu rasmi ya awali ya ukubwa wa sampuli au nguvu ya kitakwimu iliyofanywa, na ilidhaniwa kwamba wanyama sita kwa kila kundi wangeweza kutosha kutambua ishara yenye maana kliniki.

Vigezo endelevu viliwasilishwa kama wastani na standard deviation au median na interquartile range kulingana na usambazaji. Kwa kulinganisha makundi mawili, t test au Mann-Whitney test ilitumika kulingana na kufaa; kwa vigezo vya makundi Fisher exact test au chi-square test ilitumika.

Kwa vipimo vilivyorudiwa kwa muda, mixed-effects model yenye Greenhouse-Geisser correction ilitumika. Muda, kundi na group-time interaction ziliingizwa kama fixed effects na kila mnyama kama random effect. Baada ya tofauti yenye umuhimu, Benjamini, Krieger and Yekutieli two-stage linear procedure ilitumika katika ulinganishaji wa muda. Kizingiti cha umuhimu wa kitakwimu kiliwekwa kuwa p<0,05.

Utafiti haukutoa muundo wa kihisabati wa fiziolojia au mlinganyo huru. Kwa hiyo hakuna fomula ambayo haikuwepo katika PDF iliyoongezwa kana kwamba ilikuwa sehemu ya mbinu asili ya utafiti.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Maudhui haya yanatokana na utafiti ulioandaliwa na Anthony Moreau, Fuhong Su, Lorenzo Ferlini, Nicolas Gaspard, Francesca Pischiutta, Elisa Zanier, Jacques Creteur, Filippo Annoni na Fabio Silvio Taccone wenye kichwa “Effects of systemic mild hypercapnia on brain function in a refractory cardiac arrest model treated with extracorporeal cardiopulmonary resuscitation”.

Watafiti wanafanya kazi katika vitengo vya uangalizi mahututi, neurology na utafiti wa majaribio wa uharibifu wa ubongo katika Hôpital Universitaire de Bruxelles, Université libre de Bruxelles, Yale University na Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri IRCCS.

Utafiti ni preprint inayopatikana kupitia SSRN. Maandishi yanaeleza wazi “This preprint research paper has not been peer reviewed”. Kwa hiyo matokeo hayajapitia tathmini ya wahakiki. Hakuna DOI inayoweza kuthibitishwa au kukubaliwa na jarida kulikotajwa katika maandishi.

Huu si utafiti wa binadamu au wagonjwa wa kliniki, bali ni utafiti wa majaribio wa nasibu na unaodhibitiwa wa wanyama wakubwa uliofanywa kwa nguruwe 12. Matokeo hayapaswi kutafsiriwa kama ushahidi wa manufaa ya kliniki, mafanikio ya matibabu, usalama au uboreshaji wa neva kwa wagonjwa wa binadamu wanaopokea ECPR.

Taratibu za majaribio ziliidhinishwa na Institutional Review Board for Animal Care ya Université libre de Bruxelles kwa nambari 731 N na iliripotiwa kuwa zilifanywa kwa kuzingatia miongozo ya ARRIVE 2.0. Waandishi walitangaza kutokuwa na mgongano wa maslahi. Imeelezwa kwamba Anthony Moreau na Fabio Silvio Taccone waliungwa mkono na Fonds Erasme pour la Recherche Médicale.

Katika PDF iliyochunguzwa, baadhi ya maandalizi ya upasuaji, cannulation, uwekaji wa ECMO, utaratibu wa mshtuko wa moyo, uchambuzi wa data na matokeo ya ziada yanaelekezwa kwenye hati tofauti ya “Supplemental Appendix”. Kwa kuwa hati hii ya ziada haikuwapo katika faili iliyopakiwa, maelezo ya kiufundi yasiyopatikana hayakuundwa upya wala kudhaniwa.

Makala hii imeandaliwa kwa kutegemea tu mbinu, matokeo ya namba, takwimu, majedwali, majadiliano ya watafiti na mapungufu waliyotaja wazi katika utafiti uliopakiwa. Hakuna pendekezo la kliniki, matokeo ya matibabu ya uhakika, dai la usalama kwa binadamu au utaratibu wa sababu ambao hauko katika PDF ulioongezwa.