Fenobarbitaal suurendab hüpotermilist neuroprotektsiooni | laste uuringud

Fenobarbitaal suurendab hüpotermilist neuroprotektsiooni | laste uuringud

Anonim

Abstraktne

Krambid on seotud kahjulike tagajärgedega hüpoksilis-isheemilise entsefalopaatiaga imikutel. Hüpoteesisime, et krambivastase fenobarbitaali varane manustamine pärast aju hüpoksia isheemiat võib suurendada hilinenud hüpotermia neuroprotektiivset efektiivsust. Testisime seda hüpoteesi vastsündinute näriliste mudelis. Seitsme vanuse rotid ( n = 104) läbisid parema unearteri, millele järgnes kokkupuude 90% 8% O2- ga ; 15 minutit hiljem süstiti neile fenobarbitaali (40 mg / kg) või soolalahust. Üks või 3 tundi hiljem raviti kõiki hüpotermiaga (30 ° C, 3 tundi). Funktsiooni ja neuropaatoloogiat hinnati 7 päeva pärast (varased tulemused) või 1 kuu möödumisel (hilised tulemused). Varase tulemuse hindamine näitas, et fenobarbitaaliga ravitud rühmades oli sensomotoorne jõudlus parem ja kortikaalne kahjustus väiksem; rühmade vahel, milles hüpotermia viivitus lühenes 3-1 tunnini, ei olnud erinevusi. Hilise tulemuse hindamine kinnitas fenobarbitaali + hüpotermia ravi püsivat kasu; sensorimotoorne jõudlus oli parem (esipaneelide kontralateraalse püsiv nõrgenemine ja kontralateraalse esijalgade hooletuse puudumine); neuropatoloogia skoorid olid madalamad (mediaan, fenobarbitaal 2 ja soolalahus 8, 5, p <0, 05); ja vähem ipsilateraalset peaaju poolkera% kahjustus (keskmine ± SD, 11 ± 17 versus 28 ± 22, p <0, 05). Need tulemused viitavad sellele, et fenobarbitaali varase posthüpoksia-isheemia manustamine võib suurendada terapeutilise hüpotermia neuroprotektiivset efektiivsust.

Peamine

Nelja kliinilise uuringu tulemused kinnitavad hüpotermia ohutust ja tõhusust hüpoksilis-isheemilise entsefalopaatiaga (HIE) (1–4) surma ja puude vähendamiseks. Nendes uuringutes suri aga> 40% hüpotermiaga ravitud imikutest või neil olid halvad neuroloogilised tulemused. Seega on vaja strateegiaid hüpotermia neuroprotektiivse efektiivsuse parandamiseks. Üks võimalik lähenemisviis on hüpotermia ühendamine farmakoteraapiaga.

Vastsündinu hüpoksilis-isheemilise ajukahjustuse eksperimentaalsetes mudelites suurendavad mitmed ained hüpotermia neuroprotektiivset efektiivsust; nende hulka kuulub krambivastane aine topiramaat (5); ksenoon, anesteetikum (6); ja N- atsetüültsüsteiin, antioksüdant (7). Vastsündinute kliiniline kogemus nende ravimitega on minimaalne (8). Sellegipoolest manustatakse entsefalopaatilistele vastsündinutele tavaliselt palju neuroaktiivseid ravimeid ja oluline küsimus on, kas mõni neist ravimitest võib hüpotermilist neuroprotektsiooni tugevdada.

Krambivastased ained on atraktiivne ravimite rühm, mida uurida koos hüpotermiaga. Paljudel on ajuisheemia mudelites neuroprotektiivsed omadused, ehkki pole kindel, kas need toimed on tingitud krambihoolduse lõppemisest (9). Krambid on tavalised entsefalopaatilistel vastsündinutel, kellel need võivad süvendada hüpoksilis-isheemilist ajukahjustust (10, 11). Ühes hüpotermia uuringus olid krambid sõltumatu kahjulike tagajärgede ennustaja (12). Fenobarbitaal on praegu krambivastane aine, mida kasutatakse kõige sagedamini vastsündinute krampide raviks (13). Veelgi enam, väikeses randomiseeritud uuringus põhjustas HIE-de ravi fenobarbitaaliga 6 tunni jooksul pärast sündi HIE-de surma või puude vähenemist 3-aastaselt (14).

Selles uuringus kasutasime eksperimentaalset disaini, mis võimaldas modelleerida kliiniliselt olulist stsenaariumi vastsündinu näriliste ägeda hüpoksilis-isheemilise ajukahjustuse mudelis (5), et uurida fenobarbitaali koostoimet posteemiajärgse terapeutilise hüpotermiaga. Seitsme vanuse (P7) rottidel tehti parempoolne unearter, millele järgnes kokkupuude 8% hapnikuga 90 minutit; see protseduur kutsub tavaliselt esile kvantifitseeritavad sensomotoorsete puudujäägid ja aju külgmise külje kahjustused. Viisteist minutit pärast hüpoksiaga kokkupuute lõppu said nad fenobarbitaali ühekordse annuse, mida oli võimalik manustada pärast kliinilist elustamist; pesakonna kontrollid said soolalahuse süste. Jahutamist alustati kas 1 või 3 tundi hiljem, korrates tõenäolise viivitusperioodi vahemikku, mis tavaliselt ilmneb enne terapeutilise hüpotermia algust. Pärast 1- ja 5-nädalast taastumisperioodi võrreldi fenobarbitaal- ja soolalahusega ravitud rühmade funktsionaalseid ja patoloogilisi tulemusi.

MEETODID

Kirurgia.

Seitsme vanuse (P7) Sprague-Dawley rotid (üheksa katset, 11–12 kutsikat / katse, n = 104; Charles River, Portage, MI), tuimastatud isofluraaniga, läbinud kahekordse ligeerimise ja parema ühise unearteri jagunemise 6-0 siidiõmblusega (15). Pärast 90-minutist taastamist 37 ° C inkubaatoris pandi rotid 500-ml purkidesse (2-3 / purk), soojendati eelsoojendatud ja sukeldati osaliselt 36, 5 ° C veevanni. Kaheksa protsenti hapnikku (tasakaalu lämmastikku) viidi 90 minuti jooksul konstantse voolukiirusega. Kutsikad taastusid enne hüpotermia alustamist 1 tund (kolm katset) või 3 tundi (kuus katset) (vt allpool). Kõik protseduurid kiitis heaks Michigani ülikooli loomade kasutamise ja hooldamise komitee ning tehti kõik jõupingutused kasutatavate arvu minimeerimiseks.

Narkootikumide ravi.

Valisime fenobarbitaali annuse 40 mg / kg, mida kasutati Hall jt kliinilises uuringus . (14). Esialgsed katsed (pole näidatud) näitasid, et fenobarbitaali (40 mg / kg) manustamine pärast hüpoksia-isheemiat ei andnud neuroprotektsiooni. Viisteist minutit pärast hüpoksiaperioodi lõppu süstiti PBS-is (SAL) lahustatud fenobarbitaal (naatriumsool; Sigma Chemical, Co., St. Louis, MO) ip ( n = 52) ja kutsikad viidi inkubaatoritesse tagasi. Kontrollijad ( n = 52) said samal ajahetkel võrdse mahu SAL-i süste. Igas pesakonnas oli sooline jaotus ravirühmade vahel tasakaalus.

Hiline hüpotermia.

Esimese kuue katse jooksul paranesid loomad enne hüpotermia algust 37 ° C ringlevas õhuinkubaatoris kas 1 tund ( n = 32, kolm katset) või 3 tundi ( n = 36). Kolmes järgnevas katses ( n = 36) viidi kutsikad pärast süstimist enne hüpotermiat tagasi tammi juurde 2, 75 tunniks. Hüpotermia ajal pandi rotid ringlevasse õhuinkubaatorisse, mis oli seatud temperatuurile 30 ° C. Inkubaator jaotati sektsioonideks (üks poeg / sektsioon), et vältida poegade haakumist. Pärast 3-tunnist jahutamist inkubaatoris viidi kutsikad tagasi oma emasse. Varasemates katsetes leidsime, et selline kerge jahutamise kestus, kui see käivitatakse pärast 1- või 3-tunnist viivitust, ei taga kaitset (5).

Hinnamaks, kas fenobarbitaali manustamine muutis kehatemperatuuri, mõõdeti rektaalseid temperatuure (YSI termomeeter 43T sondiga 554; Yellow Springs, OH) kuuel ajahetkel: vahetult enne operatsiooni, hüpoksia lõpus, 15 minutit pärast nende süstimist (30 minutit pärast hüpoksia), vahetult enne hüpotermiat (1 või 3 tundi pärast hüpoksiat), 30 minutit pärast hüpotermia algust ja hüpotermia lõppedes.

Uuringu ülesehitus.

Uuring hõlmas nelja katserühma: soolalahus ja 1-tunnise viivitusega hüpotermia (SAL + 1hdHT), fenobarbitaal ja 1hdHT (PB + 1hdHT), soolalahus ja 3-tunnise viivitusega algusega hüpotermia (SAL + 3hdHT) ning fenobarbitaal ja 3hdHT (PB + 3hdHT). Katsete esimeses rühmas hinnati funktsionaalseid ja patoloogilisi tulemusi pärast 1-nädalast taastumist (varajane tulemus); teises rühmas hinnati funktsionaalseid ja patoloogilisi tulemusi pärast pikemat taastumist (32–40 päeva; hiline tulemus).

Varajase tulemuse mõõtmine.

P14-l tehti loomadele sensomotoorne testimine; Seejärel tapeti loomad ja kvantifitseeriti ajukahjustus. Kahepoolset vibrissae-stimuleeritud esikäppade paigutust testiti, nagu eelnevalt kirjeldatud (5); 10 uuringus / poolel tehtud edukate praktikakohtade arvu registreeris vaatleja, kes polnud ravist teadlik. Pärast P7 kahjustust saab P14-l järjekindlalt tuvastada esikäppade paigutuse kontralateraalseid puudujääke.

Loomad tapeti, ajud eemaldati ja külmutati P14 peal. Selles mudelis on kudede vigastamise raskusastmes nii pesakondades kui ka nende vahel oluline varieeruvus, isegi kui kahjustustingimusi kontrollitakse rangelt. Kasutatavates tingimustes ulatub oodatav vigastus ipsilateraalsest ajuatroofiast kuni koe lahustumiseni koos tsüsti moodustumisega.

Koronaalsed 20 μm lõigud värviti kresüülviolettiga. Lülisamba, neokortksi, hipokampuse ja peaaju poolkera kahepoolsed ristlõikepinnad mõõdeti regulaarselt paigutatud lõikudel korpuse esiosa horisontaaltasandist korpuse tagumisse horisondi, hõivati ​​ja analüüsiti ImageJ-s (//rsbweb.nih. gov / ij /), kasutades dot-grid meetodit. Kutserosa orientiirid valiti nii, et need annaksid objektiivseid orientiire koronaalsete sektsioonide mõõtmiste alustamiseks ja peatamiseks. Kahepoolsed mahud hinnati, korrutades pindalade summa regulaarselt paiknevate lõikude vahemaaga.

Hilise tulemuse mõõtmine.

Need katsed hõlmasid täiendavaid sensomotoorseid ja kognitiivseid katseid ning neuropatoloogia skoorimist ja mahulisi mõõtmisi. Vibrissae-stimuleeritud esikäppade paigutust hinnati P14, P21, P28 ja P35. Vanemate loomade puhul oli võimalik lisada kaks täiendavat sensomotoorset testi: vertikaalse silindri eesmise käe eelistamise test (16) ja rotatsiooni kõndimiskatse test.

Vertikaalsilindris läbis iga loom 2-minutise katse, mis tehti aegluubide analüüsimiseks videolindiga. Loomad pandi läbipaistvasse plastist silindrisse ja silindri seina uurimisel arvestati parema, vasaku või mõlema esikäppadega koos kantavate kontaktide arvu. Tavalised loomad kasutavad mõlemat esikäppa võrdselt; parempoolse poolkera kahjustuste korral täheldatakse vasaku esikäpa väiksemat kasutamist. Parema esikäpa eelistatuse skoor arvutati valemiga 100 × (parem - vasak) / (parem + vasak + mõlemad).

Rotarodil (Economex; Columbus Instruments, Columbus, OH) tehti pärast aklimatiseerumist staatilisse silindrisse (läbimõõt 7 cm, 30 s) ja seejärel mittekiirendavasse silindrisse (5 p / min, 30 s) rottidega 3 katset, mis algasid kell 5 p / min ja kiirendades kiirusel 0, 1 p / min, kuni need maha kukkusid. 3 katset registreeriti aeg sügiseni.

Nendele loomadele tehti ka veesurve kohas navigeerimine ja kinnipidamise katsed (2-meetrise läbimõõduga bassein, veetemperatuur 28–31 ° C) 10-cm läbimõõduga platvormiga, mis oli peidetud fikseeritud kohas 1 cm allpool veepinda, nagu eespool kirjeldatud (17) . Neid testiti viiel järjestikusel päeval P32–36 või P40–44; testimise vanuse erinevused määrati rajatise saadavuse järgi. Loomadega tehti iga päev kaheksa üheminutilist katset, kus nad paigutati basseini seina poole seitsmest kaheksast lähteasendist, kusjuures iga päeva esimene ja viimane katsetus algasid samas kohas. Kõik rotid ujusid igal päeval lähteasendite samas järjekorras, kuid järjekord varieerus päevade vahel. Loomad, kes platvormi ei leidnud, pandi sellele katse ajal 10 s platvormil. Põgenemisaja latentsust mõõdeti arvutipõhise videojälgimis- ja analüüsisüsteemi (Water 2020; HVS Image, Buckingham, Suurbritannia) abil. Kakskümmend neli tundi pärast viimast seanssi viidi läbi 60-sekundiline sondikatse ilma platvormita ning aeg sihtkvadrandis registreeriti.

Loomad tapeti P39–47. Aju lõigud valmistati nagu ülalpool. Neuropatoloogia raskust hindas vaatleja, kes ei olnud teadlik ravirühmade määramisest, kasutades meetodit, mida on modifitseeritud Thoresen et al. (18). Hinnati vähemalt 15 sektsiooni aju kohta, kusjuures vähemalt viis olid striaumaali hüpokampusesse rostraalselt ja viis dorsaalse hipokampuse tasemel. Kahjustused määrati seitsmes piirkonnas: striatum, ajukoored hipokampuse juurde rostraalselt, talamus, ajukoored dorsaalse hipokampuse tasemel ja CA1, CA3 ning dorsaalse hipokampuse Gyrus alamväljad. Skoor varieerus vahemikus 0–4 sammuga 0, 5, 0-ga vastavalt ei tuvastatud kahjustusi ja 1–4-ga vastavalt 75% koeinfarkt (või hipokampuse neuronite kaotus).

Mõõdeti kahepoolne peaaju poolkera ja piirkondlikud ristlõikepinnad ning mahtusid hinnati nagu ülalpool. Koekahjustuste võrreldava mõõtmise saamiseks regioonide vahel võrreldi igas ajus igas piirkonnas kahepoolseid ruumalaid ja kahjustuse protsent (kahjustuse protsent) arvutati valemi [100 × (vasak - parem) / vasak] abil.

Fenobarbitaali farmakokineetika.

Kahes täiendavas katses said rotid fenobarbitaali (40 mg / kg) süsti kohe pärast kahjustuse tekkimist. Nad paranesid 37 ° C inkubaatoris 3 tundi, läbisid 3 tunni jooksul hüpotermia (temperatuuril 30 ° C) ja seejärel saadi vereproovid kohe või 18 tundi hiljem ( n = 12 / ajapunkt, sooline jaotus võrdne). Fenobarbitaali taset seerumis mõõdeti fluorestsents-polarisatsiooni immuunanalüüsiga (Abbott TDx / FLx; Abbott Labs, Abbott Park, IL) Michigani osariigi ülikooli rahvastiku ja loomatervishoiu diagnostikakeskuses.

Andmete analüüs.

Varase tulemusega katsete puhul võrreldi erinevusi kontralateraalse vibrissae-stimuleeritud esikäppade paigutamise vastustes ja kahepoolsetes mahtudes kahesuunalise ANOVA, faktoorse narkomaaniaravi ja hüpotermia alustamise viivituse ning morfomeetria korral 3-suunalise ANOVA faktooringuga hüpotermia ja piirkonna viivitus. Hinnati kahesuunalise ANOVA abil ravi peamise mõju ning piirkonna, soo ja pesakonna koostoimete osas Fisheri kaitstud väikseima olulisuse erinevusega (PLSD) post- hoc teste. Kehatemperatuuri erinevusi hinnati korduvate mõõtmistega ANOVA.

Hilistes tulemustes tehtud eksperimentides hinnati korduvate mõõtmistega ANOVA rühmadevahelisi erinevusi vibrissae-skoorides ja Watermaze-i põgenemisajas. Sondide katseaja sihtgrupis olevate proovide ajarühmade erinevusi, pöördenurgast langemise aega ja silindrite testis käpa eelistuste skoori hinnati parameetriliste ja mitteparameetriliste testidega. Kahjustuste skooride rühmadevaheliste erinevuste hindamiseks võrreldi Mann-Whitney U testidega summeeritud punkte ja piirkondlikke hindeid. Nagu eespool kirjeldatud, hinnati kahjustusi ka morfomeetriaga. Statistilised analüüsid viidi läbi kasutades Statview 5.0 (SAS Institute, Cary, NC) ja Systat 5.2 (Systat, Inc., Evanston, IL).

TULEMUSED

Uimastite ja kandjate rühmade suremuses ei olnud erinevusi; fenobarbitaaliga ravitud rühmas oli kaks surma (mõlemad enne P14) ja üks kontrollgrupis (enne P14). Kuues ajapunktis kahe ravirühma vahel keskmised temperatuurid ei erinenud (tabel 1). Üheski katses ei olnud fenobarbitaaliga töödeldud ja kontrollrühmades erinevusi vasaku (mittehüpoksilise isheemilise) poolkera piirkondlikes mahtudes (tabelid 2 ja 4).

Täissuuruses tabel

Täissuuruses tabel

Täissuuruses tabel

Varased tulemused: sensomotoorne testimine.

Kõigil loomadel ilmnesid parema käe parema käe vastused. Kombineeritud ravi fenobarbitaal + hilinenud hüpotermiaga (viivitus 1 või 3 tundi) vähendas kontralateraalset esikäpa asetamise defitsiiti. Fenobarbitaal + hilinenud hüpotermia rühmas oli rohkem õnnestumisi [mediaan 10/10, kvartiilidevaheline vahemik (IQR) 1, 25], võrreldes soolalahuse + hüpotermia rühmaga (mediaan 7/10, IQR 4, 5, p <0, 001, Mann-Whitney). Hüpotermia (joonis 1) ega soo mõju hilinemise kestust ega seoseid skoorides ei olnud.

Image

Fenobarbitaal + hilinenud hüpotermia leevendab esijalgade varase asetamise puudujääki. P7 rotid ( n = 68) läbisid ühepoolse aju hüpoksia isheemia ja said seejärel fenobarbitaali (40 mg / kg) või samaväärse koguse soolalahust ip-süstidega, mida saadi 37 ° C inkubaatoris 1 tunni ( n = 32) või 3 tunni jooksul. ( n = 36) ja jahutati seejärel 3 tundi (inkubaator 30 ° C). Külgmise vibrissae-stimuleeritud esikäppade paigutust (10 uuringut / külg) hinnati P14-ga. SAL + dHT-ga ravitud loomadel oli kontralateraalne paigutusdefitsiit; see puudus vähenes fenobarbitaaliga ravitud rühmas enne HT (PB + dHT) edasilükkamist. Tulemused olid samad, kas viivitus HT initsieerimisele oli 3 tundi või 1 tund (* p <0, 005 ja † p <0, 05, Mann-Whitney vs. vastavad SAL + dHT kontrollid).

Täissuuruses pilt

Fenobarbitaal + hüpotermiaga ravitud rottidel oli parema aju poolkera kahjustusi vähem kui kontrollrühmadel (tabel 2). Parema poolkera piirkondlikud ruumalad olid üldiselt suuremad kui soolalahuse + hüpotermia rühmas (3-suunaline ANOVA faktooringravi, piirkonna ja hüpotermia viivitus); post hoc testides, et võrrelda väärtusi igas piirkonnas, erinesid ainult parema ajukoore ruumalad ( p <0, 05, Fisher PLSD). Hüpotermia ja soo alguseni viivitus ei mõjutanud piirkondlikke koguseid ja olulisi koostoimeid ei olnud.

Hiline tulemus.

Iganädalased vibrissae-stimuleeritud esijalgade paigutamise testid P14–35 põhjal näitasid fenobarbitaal + hüpotermia rühmas püsivalt kontralateraalse defitsiidi nõrgenemist (joonis 2, p <0, 0001, korduvad mõõtmed ANOVA). Kontralateraalne positsioonidefitsiit taandus järk-järgult soolalahuse + hüpotermia rühmas ( p <0, 005 rühma ja testimise vanuse vahelise koostoime korral). See tähelepanek, mis osutas puudujäägi kompenseerimisele kontrollides, viis meid vanemate loomade puhul sensomotoorse funktsiooni hindamiseks täiendava eeskäpa eelistuse testiga - silindrite testiga.

Image

Esijalgade kontralateraalse püsiv nõrgenemine. P7 rottidel ( n = 36) tehti ühepoolne peaaju hüpoksia isheemia ja seejärel süstiti soolalahust (SAL + 3hdHT, tahked vardad ) või fenobarbitaali (40 mg / kg; PB + 3hdHT, koorunud vardad ) normaotermiaga 3 tundi, seejärel 3 tundi. -h hüpotermia (inkubaator 30 ° C). Rottidele tehti kahepoolseid vibrissae-stimuleeritud esikäppade paigutamise katseid (10 uuringut / külg) nädalas P14-st P35-ni. Fenobarbitaaliga ravitud rühmal oli kontrollide suhtes püsiv eelis mitu nädalat (* p <0, 0001, korduvalt mõõdetud ANOVA). Rühma ja testimise vanuse vahel oli oluline koostoime ( p <0, 005); SAL + 3hdHT kontrollide jõudlus lähenes rühmale PB + 3hdHT. Väärtused on keskmised ± SD.

Täissuuruses pilt

Silindrite testis näitasid soolalahuse + hüpotermia kontrollid parema esikäpa eelistamist ( st vasaku esikäpa suhtelist hooletusse jätmist), samas kui fenobarbitaali + hilinenud hüpotermia rühmas asümmeetriat ei esinenud [keskmine ± SD eeskäpa eelistuste skoor (%): SAL + 3hdHT 16, 5 ± 14, 5 versus PB + 3hdHT -0, 8 ± 19, p = 0, 005, t- test]. Rotarodil ei olnud rühmade vahel erinevusi tulemuslikkuses [langemise (de) latentsusaegade keskmine ± SD summa: SAL + 3hdHT 199 ± 108; PB + 3hdHT 246 ± 120].

Ruumilise õppimise ja mälu testimine kohapeal navigeerimise ülesandes Watermaze näitas, et mõlema rühma jõudlus paranes 5 päeva jooksul. Sihtgrupis veedetud aja jooksul ei olnud rühmade vahel erinevusi päeva keskmises põgenemisaja latentsuses ega 24-tunnise sonditesti korral, kui platvorm oli eemaldatud (tabel 3).

Täissuuruses tabel

Neuropatoloogiat hinnati seitsmes piirkonnas. Mõlemas rühmas olid üldised skoorid märkimisväärselt erinevad, kuid üldiselt olid fenobarbitaali + hüpotermia rühma skoorid aju kohta madalamad ( p <0, 05, Mann-Whitney; joonis 3). Hinnete võrdlus igas piirkonnas näitas sarnaseid suundumusi, varieerudes igas rühmas märkimisväärselt; fenotarbitaali + hüpotermia rühmas olid striatumi, talamuuse ​​ja hipokampuse CA3 skoorid märkimisväärselt vähenenud ( p <0, 05, Mann-Whitney).

Image

Fenobarbitaal tugevdab hüpotermilist neuroprotektsiooni: hiline tulemus. Vigastuste raskusaste hinnati (0–4) seitsmes ajupiirkonnas, mõlemas rühmas olid punktide erinevused märkimisväärsed. Üldised skoorid, mis annavad kahjustuse tõsiduse üldmõõtme, olid fenobarbitaaliga ravitud rühmas madalamad (PB + dHT; p <0, 05, Mann-Whitney, paneel A ). Paneel B sisaldab hindeid igas piirkonnas: eesmine ajukoore striatumi tasemel, tagumine ajukoore hipokampuse, striaatumi, talamuse ja hipokampuse tasemel CA1, CA3 ja dentate gyrus (DG). Andmed kasti proovitükkidel on mediaan ( horisontaalne riba ), IQR (25. – 75. Protsentiil, kast ) ja vahemik ( vurrud ). Piirkondlikud skoorid olid oluliselt madalamad PB + dHT rühmas striaatumis, talamuses ja hipokampuses CA3 (Mann-Whitney, p <0, 05).

Täissuuruses pilt

Parempoolse poolkera piirkondlike mahtude analüüs näitas sarnaseid, kuid mitte statistiliselt olulisi suundumusi ( p = 0, 062, kahesuunaline ANOVA faktooringravi ja piirkondlik maht, tabel 4). Aju suuruse võimaliku varieeruvuse arvestamiseks, mis on tingitud pesakondade ja vanuse erinevustest tapmisel, arvutasime poolkera kahjustuste väärtused protsentides. Üldiselt vähenes kahjustuse protsent PB + 3hdHT rühmas, võrreldes füsioloogilise lahuse + hüpotermiaga ravitud rühmaga (keskmine ± SD poolkera% kahjustus: SAL + 3hdHT 28 ± 22, PB + 3hdHT 11 ± 17, p <0, 05, t) test). % Kahjustuse vähenemine fenobarbitaal + hüpotermia rühmas kinnitati kahesuunalise ANOVA faktooringravi ja piirkonnaga ( p <0, 001).

Fenobarbitaali keskmised ± SD kontsentratsioonid 6 ja 24 tunni möödudes pärast 40 mg / kg süstimist hilise hüpotermiaga ravitud postohüpoksilis-isheemilistel rottidel olid vastavalt 36 ± 2 ja 21 ± 4 μg / ml. Fenobarbitaali arvutatud poolestusaeg oli 23 tundi (19).

ARUTELU

Fenobarbitaal on neonatoloogia kliinilises praktikas esmatasandi krambivastane aine (13). Sellegipoolest püsib mure võimaliku kahjuliku mõju pärast. Eksperimentaalsed andmed, mis näitasid fenobarbitaali kahjulikku mõju näriliste ajuküpsetele, on tavaliselt saadud tavalistest loomadest (20). Vastupidiselt püüdsime välja selgitada, kas fenfarbitaali manustamise kasulik või kahjulik mõju domineerib asfüksiaalse ajukahjustuse kõige laialdasemalt kasutatavas loommudelis, milles kõik uurijad teatasid patoloogia olulistest, kuid halvasti mõistetavatest erinevustest (21, 22). See varieeruvus on paralleelne kliinilise kogemusega; sarnaste solvangutega vastsündinutel on väga erinev tulemus. Kuna terapeutilist hüpotermiat rakendatakse nüüd tavaliselt kliiniliselt ja paljudel neist imikutest on krambid (23), huvitas meid eriti fenobarbitaali ja jahutamise kombineeritud sekkumise hindamine.

Lämbunud vastsündinutel on terapeutilise hüpotermia alustamine tavaliselt viivitus. Oleme välja töötanud P7 roti hüpoksia-isheemia mudeli raviprotokolli, mis hõlmas seda mahajäämuse perioodi koos eelneva ravimi manustamisega, nagu oleks võimalik rakendada pärast taasärkamist (5). Selle protokolli abil avastasime varem, et topiramaadi manustamine pikendas 15 minuti jooksul pärast ägedat hüpoksilis-isheemilist insuldi terapeutilist akent efektiivse hüpotermilise neuroprotektsiooni alustamiseks kuni 3 tundi. Selles uuringus otsisime, kas fenobarbitaal võib avaldada sarnast mõju.

Väikeses randomiseeritud uuringus põhjustas termiliste imikute ravi fenobarbitaaliga HIE-ga 6 tunni jooksul pärast sündi surma või puude 3-aastaselt (14) ja see annus valiti. Seerumi fenobarbitaali tasemed 6 tunni jooksul pärast ravimi manustamist olid kooskõlas varasemate teadetega P7 rottide kohta (20) ja olid tasemel, mis saavutatakse inimese vastsündinutel pärast 40 mg / kg küllastusannust (24). Seda fenobarbitaali annust ei seostatud märgatavate kahjulike mõjudega. Suremuses ega postkeemilises tuuma temperatuuris ei olnud erinevusi.

Fenobarbitaali ja viivitatud algusega jahutusega ravitud loomade sensomotoorse funktsiooni ja neuropatoloogia esialgne hindamine näitas, et neuroprotektsiooni efektiivsus oli vähem ilmne kui topiramaadi korral. Sel põhjusel hindasime ka teist raviprotokolli - jahutamise algusega 1 tunni möödudes pärast hüpoksia-isheemiat (mis võib olla kliiniliselt teostatav, nt alustades jahutamist transpordi ajal) ja suundumused olid mõlema protokolli puhul sarnased. Seetõttu valisime järgmisteks uuringuteks 3-tunnise viivituse, mis on kliiniliselt olulisem enamiku HIE-ga imikute puhul, kellel toimub jahutamine. Fenobarbitaali ja hilinenud hüpotermiaga ravi parandas sensoorsete motoorsete funktsioonide pidevat paranemist ja ajukahjustuse nõrgenemist loomadel, keda hinnati pärast 4–5-nädalast taastumisperioodi.

Lämbunud vastsündinutel on ellujäänutel suur neuromotoorse defitsiidi oht. Selles vastsündinute mudelis on kasutatud mitmeid sensori motoorika funktsiooni korratavaid kvantitatiivselt mõõdetavaid mõõtmeid. Vibrissae-stimuleeritud esikäppade paigutuse tugevad küljed hõlmavad seda, et asümmeetrilist funktsiooni saab hõlpsasti eristada, et testimine on teostatav juba P14 ajal ja et sooritamine ei sõltu motivatsioonist ega uurimuslikust käitumisest. Kõigil katsetatud loomadel, paremas esikäpas, ilmnes normaalne reaktsioon igas vanuses. Fenobarbitaali + hüpotermia rühmas ilmnes P14 korral vasakpoolses osas (kahjustuse vastaskülg) parem sensomotoorne jõudlus ja kasu püsis. Huvipakkuv on see, et ainult hüpotermiaga kontrollrühma töö tulemused paranesid ja funktsioonilõhe kahe rühma vahel aja jooksul vähenes. Hinnatud viimasel ajahetkel andis silindrite test aga täiendavaid tõendeid vasaku käe esijalgade sensomotoorsete puudujääkide kohta kontrollides, samas kui fenobarbitaali + viivitatud hüpotermia rühmas asümmeetriat ei esinenud.

Rotarodil ei olnud soorituse osas siiski mingit vahet. Me ei suutnud kindlaks teha, kas see peegeldas katse hilinemise liiga hilja valimist, nii et kõik loomad funktsioneerisid oluliselt, selle testi madal tundlikkus mõõduka külgmise defitsiidi suhtes ja / või tagasihoidlik mõju suurus.

Fenobarbitaaliga ravitud rühmas oli tulemus Watermaze testis sama kui kontrollrühmas. Me ei võrrelnud kognitiivset võimekust normaalse vanusekontrolliga, kuid suutsime näidata, et fenobarbitaali varase ühekordse annuse manustamisel ei olnud kahjustatud kontrolliga võrreldes kahjulikku mõju. Kui normaalseid rotte ravitakse esimese 2 elunädala jooksul fenobarbitaali korduvate annustega, täiskasvanueas (6 kuud vanuses), on neil loomadel ruumiline õppimispuudujääk (25). Võimalik, et mõõdukas hüpotermia võib blokeerida ravimite põhjustatud neurodegeneratsiooni ebaküpses ajus; seega on huvitav spekuleerida, et hüpotermia võib piirata fenobarbitaali potentsiaalset kahjulikku funktsionaalset mõju. See keeruline küsimus jääb selle uurimuse raamest välja.

Varasetes tulemustes tehtud katsetes avaldus fenobarbitaal pluss hüpotermia soodsalt parempoolse poolkera piirkondlike mahtude säilimisele, millel oli peamine mõju ajukoores. Hilistes tulemustes tehtud katsetes selgus fenobarbitaalravi kasulikest mõjudest koos hilinenud hüpotermiaga, kasutades poolkvantitatiivset vigastuste punktisüsteemi. Parema poolkera piirkondlike ruumala mõõtmiste esialgne võrdlus seda raviefekti ei kinnitanud. Spekuleerisime, et aju suuruse varieerumine aitas sellele leiule kaasa ja arvutasime ka aju suuruse erinevuste arvestamiseks välja kahjustuste protsentuaalsed väärtused igas ajus. Kasutades% Damage valemit, mis võrdleb mahu kahepoolselt igas ajus, kinnitasime, et fenobarbitaal + hilinenud hüpotermia rühmas oli vähem kahjustusi, ehkki neuroprotektsiooni ulatus varieerus märkimisväärselt.

Eelmises uuringus leidsime sensomotoorseid ja patoloogilisi tulemusi hõlmavas sarnases eksperimentaalses paradigmas, et ravimisel topiramaadi ühekordse varase hüpotoksilis-isheemilise annusega kombinatsioonis lühikese viivitusega hüpotermiaga oli tugev, püsiv neuroprotektiivne toime (5); fenobarbitaal oli sama uuringu korral vähem efektiivne. Kuna epileptilise EEG-ga P7 rottidel ei saa krambikoormust usaldusväärselt mõõta, ei saanud me hinnata, kas krambivastase toime erinevused aitasid topiramaadi tugevamat neuroprotektiivset toimet esile kutsuda. Kuid pidades silmas hilisemaid uuringuid, mis näitasid, et ainuüksi topiramaadiga ravi tagab pikaajalisema raviga neli kaitset (neli annust 48 tunni jooksul), on tõenäolisem, et suurem neuroprotektiivne efektiivsus tuleneb olemuslikest AMPA antagonisti omadustest (26). Sellegipoolest toetavad need tulemused koos hüpoteesi, et varajased krambid võivad aidata kaasa hüpoksilis-isheemilise ajukahjustuse tekkele ja krambivastane ravi võib olla efektiivne lisand terapeutilisele hüpotermiale.

Samuti on oluline teadvustada, et fenobarbitaalil on lisaks krambivastastele mõjudele ka mitmeid potentsiaalseid toimemehhanisme, mis võivad selles keskkonnas kaasa aidata neuroprotekteerimisele, sealhulgas vähenenud aju ainevahetuse vajadus, antioksüdantsed toimed ja vähenenud aju ödeem (27–30). Samuti on intrigeeriv arvata, et hiljutised teadmised neuronaalse kloriidi transporteri ekspressiooni küpsemismuutuste mõju kohta GABA retseptori funktsioonile võivad pakkuda strateegiaid, mis võivad parandada fenobarbitaali neuroprotektiivset efektiivsust vastsündinul. Täpsemalt, vastsündinu neuronaalse kloriidi transporteri blokeerimine bumetaniidiga võib suurendada GABA agonistide, näiteks fenobarbitaali, inhibeerivat aktiivsust. Bumetaniid tugevdab vastsündinute rottidel fenobarbitaali krambivastast toimet (31). Kas see kombineeritud ravi võib koos jahutusega põhjustada ka paremat neuroprotektiivset efektiivsust, on tulevaste uuringute jaoks huvitav küsimus.

Sõnastik

HIE

hüpoksiline-isheemiline entsefalopaatia

IQR

kvartiilidevaheline vahemik

P7 jne

sünnitusjärgne d 7, sünnitusjärgne d 14 jne.

PB + 1hdHT

fenobarbitaal + 1-h viivitusega hüpotermia

PB + 3hdHT

fenobarbitaal + 3-h hilise algusega hüpotermia

SAL

soolalahus

SAL + 1hdHT

soolalahus + 1-h hiline hüpotermia

SAL + 3hdHT

soolalahus + 3-h hiline hüpotermia