Univ., Diss., 2010--Marburg.

In einer vorangegangenen Phase-1-Studie wurde beobachtet, dass bei Patienten mit schwerer aneurysmatischer SAB, die CBF durch intermittierende kontrollierte Hyperkapnie erhöht werden kann. Zudem zeigte sich in dieser vorherigen Studie nach dem Zurücksetzen der mechanischen Beatmung auf die Ausgangsparameter eine langsame und asymptotische Rückkehr der CBF zu den Ausgangsniveaus ohne einen negativen Rebound-Effekt. Diese Beobachtung legte nahe, dass eine längere Dauer der Hyperkapnie den CBF-erhöhenden Effekt verlängern kann. Die vorliegende Studie wurde als Dosisoptimierungsstudie geplant, um den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem der CBF ein Maximum erreicht, und unter der Annahme, dass nach diesem Maximum Puffermechanismen in Blut und Liquor zu Anpassungsmechanismen führen können, die nach dem Abbruch zu einem negativen Rebound-Effekt führen. Es ergab sich eine "Netto" - Optimaldauer der Hyperkapnieintervention von 45 Minuten. / In a previous phase 1 study, it was observed that CBF can be increased by intermittent controlled hypercapnia in the days after aneurysm rupture in patients with poor to very poor SAB. After resetting mechanical ventilation to baseline parameters, CBF showed a slow and asymptotic return to baseline values without a negative rebound effect. This observation suggests that a longer duration of hypercapnia may prolong the CBF-increasing effect. This study was designed as a dose-optimization study to identify the time point at which CBF reaches a maximum and under the assumption that after this maximum, buffering mechanisms in blood and CSF could lead to adaptation mechanisms that result in a negative rebound effect after cessation of the hypercapnic challenge. An optimal duration of hypercapnia of 45 minutes was noted.

An 12 intubierten, kontrolliert-beatmeten Patienten mit aneurysmatischer Subarachnoidalblutung (aSAB) wurde an Tag 4 bis 14 nach Ereignis eine tägliche, stufenweise Hyperkapnie bis zu einem arteriellen Kohlendioxidpartialdruck (PaCO2) von 60 mmHg erzeugt. Ziel der Studie war zu evaluieren, ob und in welchem Umfang die cerebrovaskuläre PaCO2-Reaktivität nach aSAB erhalten ist. Primärer Studienendpunkt waren die cerebralen Blutflusswerte (CBF) erfasst mit der intraparenchymalen Thermodilutionstechnik. Sekundäre Endpunkte waren die cerebrale Gewebesauerstoffsättigung (StiO2) erfasst mit der Nah-Infrarot-Spektroskopie und die mittleren Flussgeschwindigkeiten (MFV) der basalen Hirngefäße in der transkraniellen Dopplersonographie. Durch die stufenweise Hyperkapnie konnte bei allen 12 Studienpatienten eine dosisabhängige und reproduzierbare Steigerung des CBF, der StiO2 und der MFV in den basalen Hirngefäßen induziert werden. Dies zeigt den Erhalt der cerebrovaskulären PaCO2-Reaktivität auch bei kritisch kranken aSAB-Patienten und auch während der Phase der kritischsten Hirnperfusion an. Es ergaben sich keine Hinweise auf ein Steal-Phänomen oder einen Rebound-Effekt. Die Daten zeigen an, dass die stufenweise Hyperkapnie auch bei kritisch kranken aSAB-Patienten sicher und einfach durchführbar ist, wenn eine externe Ventrikeldrainage zum kontinuierlichen Liquorablass vorhanden ist. / We induced a daily, stepwise hypercapnia up to an arterial partial pressure of carbon dioxide (PaCO2) of 60 mmHg in 12 intubated, controlled-ventilated patients on day 4 to 14 after aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH). The aim of the study was to evaluate if and on what scale the cerebrovascular PaCO2-reactivity after aSAH is still intact. The primary endpoint was the cerebral blood flow measured with the intraparenchymal thermodilution technique. Secondary endpoints were the brain tissue oxygen saturation measured with near infrared spectroscopy and the mean flow velocities in the basal cerebral arteries measured with transcranial doppler sonography. The stepwise hypercapnia induced a dose-dependent and reproducible increase in CBF, StiO2 and the MFV in the basal cerebral arteries in all 12 patients. This shows the preservation of the cerebrovascular PaCO2-reactivity in critical-ill patients after aSAH and even in the most critical phase of cerebral perfusion. There were no signs of a steal-phenomenon or a rebound-effect. Our results show that a stepwise hypercapnia is safely and easily feasible if there is an external ventricular drainage to ensure continuous drainage of cerebrospinal fluid.

No description available.

Eine optimale Regulation der Koronardurchblutung ist für die Aufrechterhaltung der kardialen Pumpfunktion und damit der systemischen Perfusion von größter Bedeutung. Da Einschränkungen der Durchblutungszunahme des Herzmuskels Einschränkungen des maximalen myokardialen Sauerstoffverbrauchs und damit der Herzleistung zur Folge haben, ist es notwendig, die Koronardurchblutung kurzfristig an die jeweilige Stoffwechsellage des Herzens anzupassen (metabolische Koronarflussregulation). Die lokal-metabolischen Mechanismen gehören zu den wirksamsten Komponenten der Regulation der myokardialen Durchblutung und funktionieren auch am isolierten (denervierten) Herz. Dabei ist die hyperkapnie- und azidoseinduzierte Koronardilatation ein wesentlicher Bestandteil der metabolischen Koronarflussregulation. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Hypothese der Abhängikeit der hyperkapnieinduzierten Koronardilatation von einer intakten NO-Produktion. Das Koronarsystem des isolierten WT-Mausherzens reagiert auf akute Hyperkapnie (91 % O2, 9 % CO2) mit einer deutlichen Koronarflusssteigerung von ca. 35 % über dem Basalfluss.Es konnte gezeigt werden das Stickstoffmonoxid (NO) und ATP-abhängige Kaliumkanäle (K+ATP-Kanäle) für die Koronarflussregulation der Maus eine ausschlagebende Rolle spielen und neben der Aufrechterhaltung des Basalflusses auch an der Vermittlung der hyperkapnieinduzierten Koronardilatation maßgeblich beteiligt sind.Interessanterweise ist bei einem Fehlen der endothelialen NO-Synthase durch genetischen Knockout die hyperkapnieinduzierte Flussantwort in Kinetik und Ausmaß vollständig erhalten. Die Vermittlung kann dabei durch andere Mechanismen kompensiert werden, wie zum Beispiel einer verstärkten Aktivität der K+ATP-Kanäle. Prostaglandine und neuronale NO-Synthase scheinen sowohl beim Wildtypherzen als auch bei Herzen mit fehlender NO-Synthase für die hyperkapnieinduzierte Koronardilatation von untergeordneter Bedeutung. Nach chronischer pharmakologischer Blockade der NO-Synthase durch zweiwöchige L-NAME Tränkung bleibt die hyperkapnieinduzierte Koronardilatation erhalten durch NOS-unabhängige Mechanismen. Die hyperkapnieinduzierte Flussantwort ist bei Herzen von weiblichen eNOSKO Tieren vorhanden, erscheint jedoch gegenüber den männlichen Mäusen geringer ausgeprägt. Daher wird vermutet, dass die Mediatorsysteme der endothelabhängigen Koronarflussregulation geschlechtsspezifisch bzw. geschlechtsabhängig sind.

Název: Hyperkapnie a difuse plynů ve sněhové lavině - (Změny funkčních parametrů jedinců v krizové situaci) Cíle práce: Cílem studie bylo kontinuální sledování kompenzačních mechanismů, zejména změn ventilačně-respiračních ukazatelů, v simulované sněhové lavině. Metoda: K získání dat byl použit experiment a nestandardizovaný dotazník. Výběr souboru byl vzhledem ke sledované problematice přísně selektivní. Výzkumu se účastnilo 22 probandů, ale po analýze dat bylo pro nesplnění požadovaných kritérií 11 osob vyřazeno. Soubor tedy tvořilo 11 zdravých mužů průměrného věku 25,3 let. Před vlastním experimentem byla pomocí osobního spirometru testována senzitivita na hyperkapnii a hypoxii (výdrž v apnoi) a dechová zdatnost (vitální kapacita plic s usilovným výdechem). Experimentální situaci představovalo jak dýchání do uzavřeného objemu (8 l), tak do vytvořené vzduchové kapsy ve sněhu (400 ml). Kontinuální záznamy oběhových funkcí (srdeční frekvence, krevní tlak) a ventilačně-respiračních parametrů (dechová frekvence, dechový objem, minutová ventilace, obsah O2 a CO2 ve vdechovaném a vydechovaném vzduchu, odpor při výdechu a saturace krve kyslíkem) byly snímány pacientským monitorem DATEX Ohmeda. Vzhledem k charakteru dat byla využita analýza rozptylu při opakovaném měření se dvěma faktory (dvoucestná...

 Keywords: Lung Tx, EVLP, NHBD, IR injury, ROS, hypercapnia, gender differences This dissertation thesis deals with a very topical issue of the lack of donor organs for lung transplants. As with other organs, the number of patients on waiting lists in terminal stages of their diseases is also constantly rising but there is not an adequate increase in donor organs. We focused our experimental work on the development of research concerning the solution which is most successful in a long-term perspective, i.e. organ transplants from non- heart-beating donors (NHBDs), in an ex vivo lung transplant protocol (EVLP) on an animal model (Wistar rats). This is a method which is clinically established worldwide (in the Czech Republic only experimentally) and is constantly subject to further research. Based on earlier studies, we focused the first experimental part of this work on the potential protective effect of hypercapnic ventilation on ischemia-reperfusion (IR) lung injury in EVLP. The study proved that the hypercapnic ventilation has a protective effect on the generation of reactive oxygen species (ROS) in IR lung injury, but only when used in the period of reperfusion. In the second experimental study, we followed up a very topical issue of the effect of gender on IR lung injury in EVLP in...

Title: Prolonged apnea: monitoring brain activity in freedivers Objectives: The aim of this study is to monitor the brain electrical activity during the prolonged apnea in freedivers. Prolonged apnea in the water and prolonged dry apnea were compared to each other and also to a resting state before the apnea, all states with the eyes closed. Brain activity was obtained from the scalp EEG and evaluated using the sLORETA program. Methods: The research was conducted in 11 healthy men at the age of 23 - 51. The data was obtained from the scalp EEG. The record was first taken at a resting state before the apneas with eyes closed, then at maximum prolonged dry apnea with eyes closed and finally at maximum prolonged apnea in the water with eyes closed. The lenghts of the prolonged apneas ranged from 2:15 minutes to 5:30 minutes in idividual probands. There were pauses of at least three minutes between each apnea as by the proband's needs. The compared pair groups were following: prolonged apnea in the water against prolonged dry apnea, prolonged apnea in the water against resting state before the apnea and finally prolonged dry apnea against resting state before the apnea, all with the eyes closed. Selected sections of EEG record without artefacts were processed by sLORETA program. In the statistical...

Eine optimale Regulation der Koronardurchblutung ist für die Aufrechterhaltung der kardialen Pumpfunktion und damit der systemischen Perfusion von größter Bedeutung. Da Einschränkungen der Durchblutungszunahme des Herzmuskels Einschränkungen des maximalen myokardialen Sauerstoffverbrauchs und damit der Herzleistung zur Folge haben, ist es notwendig, die Koronardurchblutung kurzfristig an die jeweilige Stoffwechsellage des Herzens anzupassen (metabolische Koronarflussregulation). Die lokal-metabolischen Mechanismen gehören zu den wirksamsten Komponenten der Regulation der myokardialen Durchblutung und funktionieren auch am isolierten (denervierten) Herz. Dabei ist die hyperkapnie- und azidoseinduzierte Koronardilatation ein wesentlicher Bestandteil der metabolischen Koronarflussregulation. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Hypothese der Abhängikeit der hyperkapnieinduzierten Koronardilatation von einer intakten NO-Produktion. Das Koronarsystem des isolierten WT-Mausherzens reagiert auf akute Hyperkapnie (91 % O2, 9 % CO2) mit einer deutlichen Koronarflusssteigerung von ca. 35 % über dem Basalfluss.Es konnte gezeigt werden das Stickstoffmonoxid (NO) und ATP-abhängige Kaliumkanäle (K+ATP-Kanäle) für die Koronarflussregulation der Maus eine ausschlagebende Rolle spielen und neben der Aufrechterhaltung des Basalflusses auch an der Vermittlung der hyperkapnieinduzierten Koronardilatation maßgeblich beteiligt sind.Interessanterweise ist bei einem Fehlen der endothelialen NO-Synthase durch genetischen Knockout die hyperkapnieinduzierte Flussantwort in Kinetik und Ausmaß vollständig erhalten. Die Vermittlung kann dabei durch andere Mechanismen kompensiert werden, wie zum Beispiel einer verstärkten Aktivität der K+ATP-Kanäle. Prostaglandine und neuronale NO-Synthase scheinen sowohl beim Wildtypherzen als auch bei Herzen mit fehlender NO-Synthase für die hyperkapnieinduzierte Koronardilatation von untergeordneter Bedeutung. Nach chronischer pharmakologischer Blockade der NO-Synthase durch zweiwöchige L-NAME Tränkung bleibt die hyperkapnieinduzierte Koronardilatation erhalten durch NOS-unabhängige Mechanismen. Die hyperkapnieinduzierte Flussantwort ist bei Herzen von weiblichen eNOSKO Tieren vorhanden, erscheint jedoch gegenüber den männlichen Mäusen geringer ausgeprägt. Daher wird vermutet, dass die Mediatorsysteme der endothelabhängigen Koronarflussregulation geschlechtsspezifisch bzw. geschlechtsabhängig sind.

Název: Hyperkapnie a difuse plynů ve sněhové lavině - (Změny funkčních parametrů jedinců v krizové situaci) Cíle práce: Cílem studie bylo kontinuální sledování kompenzačních mechanismů, zejména změn ventilačně-respiračních ukazatelů, v simulované sněhové lavině. Metoda: K získání dat byl použit experiment a nestandardizovaný dotazník. Výběr souboru byl vzhledem ke sledované problematice přísně selektivní. Výzkumu se účastnilo 22 probandů, ale po analýze dat bylo pro nesplnění požadovaných kritérií 11 osob vyřazeno. Soubor tedy tvořilo 11 zdravých mužů průměrného věku 25,3 let. Před vlastním experimentem byla pomocí osobního spirometru testována senzitivita na hyperkapnii a hypoxii (výdrž v apnoi) a dechová zdatnost (vitální kapacita plic s usilovným výdechem). Experimentální situaci představovalo jak dýchání do uzavřeného objemu (8 l), tak do vytvořené vzduchové kapsy ve sněhu (400 ml). Kontinuální záznamy oběhových funkcí (srdeční frekvence, krevní tlak) a ventilačně-respiračních parametrů (dechová frekvence, dechový objem, minutová ventilace, obsah O2 a CO2 ve vdechovaném a vydechovaném vzduchu, odpor při výdechu a saturace krve kyslíkem) byly snímány pacientským monitorem DATEX Ohmeda. Vzhledem k charakteru dat byla využita analýza rozptylu při opakovaném měření se dvěma faktory (dvoucestná...