Der Einfluss der COPD auf die Neurovaskuläre Kopplung : eine simultane Doppler-EEG-Studie

Abstract

In unserer zunehmend alternden Gesellschaft gewinnt das Krankheitsbild der COPD mit einer steigenden Prävalenz, Morbidität und Mortalität verstärkt an Bedeutung. Neben pulmonalen Effekten kommt es im Rahmen dieser auch zu wichtigen systemischen Konsequenzen, welche sich schließlich auch auf das Gehirn auswirken. Zum einen beobachtet man Abweichungen der cerebralen Durchblutung, zum anderen kognitive Einschränkungen der Patienten. Besonders hypoxische Patienten sind von dieser Symptomatik betroffen. In der vorliegenden Studie sollte der Einfluss der Erkrankung bezüglich der Krankheitsschwere, des Krankheitsverlaufs sowie dem Vorliegen eines Emphysems auf die NVC untersucht werden. Als Untersuchungsmethode fungierte eine Kombination aus transkranieller Dopplersonographie und Ableitung eines EEGs. Die Untersuchungen interferieren nicht miteinander und sind außerdem seit vielen Jahren bewährt. Mittels Ultraschall wurde die Blutflussgeschwindigkeit (CBF) in der Arteria cerebri posterior (ACP) gemessen. Gleichzeitig wurden durch visuelle Stimulation visuell evozierte Potentiale (VEPs) im visuellen Kortex hervorgerufen, von welchen die N75-P100 Amplitude analysiert wurde. Zur Erzeugung dieser diente ein Kontrast-Umkehr-Film, mittels welchem ein Muster-Umkehr-Reiz dargestellt wurde. Mit Hilfe eines mathematischen Modells zweiter Ordnung mit den Parametern Dämpfung, Verstärkung, Eigenfrequenz und Vorhaltezeit konnten die gemessenen Werte ausgewertet und anschließend beurteilt werden. Verglichen mit anderen geläufigen Auswertungsverfahren stellt diese, durch simultane Erfassung beider an der NVC beteiligten Seiten, eine geeignete Methode zur Beschreibung der Neurovaskulären Kopplung (NVC) dar, mit welcher darüber hinaus eine Dysfunktion der NVC frühzeitig erkannt werden kann, was zeitnahe therapeutische Konsequenzen erlaubt. Überraschenderweise konnte in der vorliegenden Studie keine Dysfunktion der NVC bei COPD-Patienten festgestellt werden. Die untersuchten Individuen befanden sich in einem stabilen Zustand der Erkrankung mit einer lediglich moderat erhöhten Inflammation sowie ohne ausgeprägte Hypoxie. Dies lässt den Rückschluss zu, dass eher eine, wie bei Patienten im akuten Stadium einer Pneumonie gezeigt, stärker ausgeprägte Inflammation zu einer Beeinträchtigung der NVC führt. Für die vorliegende Studie wurde eine repräsentative Stichprobe von COPD-Patienten untersucht, welche sich in allen Stadien der Erkrankung befanden. Bei einer intakten NVC bei allen untersuchten Individuen lassen sich somit keine Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen einer dysfunktionellen NVC und den bekannten cerebralen Veränderungen bei COPD-Patienten finden. Der pO2 der Patienten dieser Studie befand sich in einem Bereich, welcher, wie bereits erläutert, noch keinen Anstieg der cerebralen Perfusion nach sich zieht.Weitere Studien zur Untersuchung von COPD-Patienten mit einem höheren Grad an Hypoxie sollten somit folgen, um einen diesbezüglichen Einfluss auf die NVC im Rahmen dieser Erkrankung zu prüfen. By a rising prevalence, morbidity and mortality the COPD gets more and more important in our increasing aging population. Beside pulmonal effects the COPD causes also important systemic consequences, which finally affect the brain too. On the one side there are coming up aberrations of cerebral blood flow, on the other side cognitive disorders of the patients are recognized- a pathology especially hypoxic patients are affected of. In this clinical trial we wanted to examine the influence of the disease on the neurovascular coupling (NVC) respective to the severity and the course of the ailment as well as the presence of emphysema.As examination method functioned a combination of transcranial Doppler sonography and EEG recording- both methods, which dont interfere with each other and are established for years. By ultrasound blood flow velocity (CBFV) in the Arteria cerebri posterior (ACP) was measured. Simultaneously visual stimulation generated visual evoked potentials, of which the N75-P100 amplitude was analysed. To create the VEPs a modified checkerboard test was used. The measured values could be analysed with the aid of a mathematical model of second order with the parameters gain, rate time, natural frequency and attenuation. Surprisingly no dysfunction of the NVC in COPD patients could be noted. The patients having been examined were in a stable condition of the disease with only a moderate inflammation and without severe hypoxia. On the one hand this leads to the conclusion that rather a more distinct inflammation causes an impairment of the NVC, as shown in patients with acute pneumonia. For this study a representative sample of COPD patients in all stages of the disease was examined. With an unimpaired NVC in all patients there is no evidence for a correlation between a dysfunction of the NVC and the known cerebral aberrations of COPD patients. The pO2 of all patients was in an area with no increase of cerebral blood flow. Further trials on COPD patients with a higher degree of hypoxia should follow to prove the influence concerning to this on the COPD.