Articles

medullar impairment rozwiązuje czkawkę

wprowadzenie

Wiele osób ma głęboko zakorzenione przekonania dotyczące domowych środków zaradczych na czkawkę i często zakłada, że ich metoda wyboru będzie równie skuteczna dla kogoś innego, pomimo braku dowodów potwierdzających (1). Zamiast odrzucać te środki zaradcze wprost, jako naukowcy, zamiast przyjąć wyzwanie ujawnienia podstawowych mechanizmów fizjologicznych.

zgodnie z wynikami naszych eksperymentów wykorzystujących naszą metodę rebreathingu plastikowych torebek, zgłosiliśmy, że czas zatrzymania czkawki musi być wtedy, gdy poziom CO2 w gazie wydechowym (EtCO2) i gazie wdechowym (InspCO2) osiąga około 50 mmHg (2). Ponadto, korzystając z ustaleń, wywołaliśmy, że poziom CO2 we krwi tętniczej (PaCO2) powinien jednocześnie osiągnąć około 50 mmHg w momencie zatrzymania czkawki; jednak w poprzednim raporcie (2) były tylko dane wspierające sugerujące nasze domysły dotyczące PaCO2.

przeprowadziliśmy kolejny eksperyment w celu dalszego zbadania, co tak naprawdę dzieje się z poziomem CO2 we krwi podczas rebreathingu plastikowych torebek. Korzystając z wyników, omówimy fizjologiczne znaczenie reakcji w eksperymencie, zwracając uwagę na korelację między naśladowaniem dławienia a zatrzymaniem czkawki.

metody

protokół badania został zbadany i zatwierdzony przez naszą Komisję przeglądową badań (nr 17-0310, zatwierdzony 10 marca 2017). 3 kwietnia 2018 roku zatwierdzono przedłużenie okresu studiów do końca marca 2019 roku. Pisemna zgoda została uzyskana od ochotnika przed tym eksperymentem.

zgodnie z naszym poprzednim raportem wiedzieliśmy, że EtCO2 i InspCO2 pokażą te same wartości po około 90 sekundach w metodzie rebreathingu plastikowych toreb przy użyciu plastikowej torby wypełnionej powietrzem o pojemności 20 L (2). A jeśli hermetyczne uszczelnienie nie zostanie naruszone, zarówno EtCO2, jak i InspCO2 przekroczą 50 mmHg, zanim poziom nasycenia tlenem we krwi (SpO2) spadnie poniżej 90%. Nawiasem mówiąc, poziom 50 mmHg zarówno w EtCO2, jak i InspCO2 reprezentuje punkt, w którym czkawka ustała w dwóch poprzednich eksperymentach z dwoma pacjentami cierpiącymi na utrzymującą się czkawkę (2).

na ochotnika do eksperymentu zaciągnęliśmy 55-letniego, zdrowego mężczyznę o wzroście 1,87 m i wadze 77 kg. Na lewym nadgarstku pobrano tętnicę (linię a) i wstrzyknięto z niej 1500 jednostek heparyny sodowej. Trzymał w ustach czujnik CO2 do pomiaru zarówno EtCO2, jak i InspCO2, a przezroczysta plastikowa torba o pojemności 20 L (520 mm × 600 mm) wypełniona powietrzem została umieszczona nad głową z hermetycznym uszczelnieniem na szyi. Podłączyliśmy Pulsoksymetr na lewym palcu, aby zmierzyć SpO2 i poinstruowaliśmy go, aby ponownie zanurzył się w plastikowej torbie tak długo, jak to możliwe. Poziomy EtCO2, InspCO2 i SpO2 były mierzone w sposób ciągły do końca eksperymentu. Krew tętnicza i żylna były jednocześnie pobierane w następujących czterech punktach: P0, gdy rozpoczęto rebreathing plastikowej torebki; P1, gdy EtCO2 i InspCO2 wykazały tę samą wartość; P2, gdy oba osiągnęły 50 mmHg; I P3, gdy SpO2 zmniejszył się do 90%. Krew tętnicza została pobrana przez linię A przez lekarza, a krew żylna pobrana z prawego ramienia przez pielęgniarkę. Próbki krwi szybko analizowano za pomocą analizatora gazów krwi (Abl735; radiometr, Tokio, Japonia) (3). Przyrządami pomiarowymi dla EtCO2, InspCO2 i SpO2 były miernik EtCO2 (Microstream™; Medtronic, Minneapolis, USA) i system multi-monitoring (DS-8200; FUKUDA DENSHI, Tokio, Japonia) (4,5).

wyniki

P1 wystąpiły odpowiednio po 90 s Od początku, P2 po 210 s, a P3 po 360 S (Tabela 1). Nawiasem mówiąc, poziomy SpO2 były rejestrowane co 15 sekund podczas eksperymentu, rejestrując 91% przy 345 sekundach i 88% przy 360 sekundach. SpO2 przy P3 odnotowano nie jako 90%, ale 88% W Tabeli 1.

 Tabela 1

Tabela 1 wartości InspCO2, EtCO2, PaCO2, PvCO2 i SpO2 od P0 do P3
pełna tabela

InspCO2 gwałtownie wzrósł z P0 do P1, a następnie stracił prędkość po osiągnięciu tego samego poziomu co EtCO2, oba powoli wzrastały (Rysunek 1). EtCO2 był prawie plateaued z P0 do P1, ale potem zaczął stopniowo wzrastać wraz z InspCO2.

Rysunek 1 Wykres InspCO2, EtCO2 i SpO2 podczas naszej metody worków plastikowych. Zarówno krew tętnicza, jak i żylna pobierano jednocześnie w P0, P1, P2 i P3. InspCO2, poziom CO2 gazu wdechowego; EtCO2, poziom CO2 gazu wydechowego; SpO2, obwodowe kapilarne nasycenie tlenem.

PaCO2 zmniejszył się nieznacznie z P0 do P1 (rycina 2). Po wykazaniu prawie takiej samej wartości jak zarówno EtCO2, jak i InspCO2 na P1, zaczął stopniowo wzrastać wraz z EtCO2 i InspCO2. Z drugiej strony PvCO2 bardzo nieznacznie wzrósł lub prawie plateaued z P0 do P2, w którym to momencie stopniowo wzrastał wraz z pozostałymi trzema parametrami.

Rysunek 2 Wykres InspCO2, EtCO2, SpO2, PaCO2 i PvCO2 podczas naszej metody plastikowej torby. PaCO2 wykazał taką samą wartość jak InspCO2 i EtCO2 w P1. PaCO2 osiągnął taką samą wartość jak PvCO2 przy P2. Cztery parametry wzrosły w tym samym stopniu po P2. InspCO2, poziom CO2 gazu wdechowego; EtCO2, poziom CO2 gazu wydechowego; SpO2, obwodowe nasycenie kapilarne tlenem; PaCO2, ciśnienie cząstkowe CO2 we krwi tętniczej; PvCO2, ciśnienie cząstkowe CO2 we krwi żylnej.

dyskusja

ponieważ czkawka Zwykle samoogranicza się, są nieszkodliwe dla większości ludzi. Jednak w rzadkich przypadkach czkawka może stać się ciężka, takich jak pacjenci z rakiem poddawani chemioterapii; około 4-10% pacjentów z rakiem leczonych chemioterapią (inna grupa badawcza zgłosiła, że było to około 40% z nich) cierpi na ciężką przewlekłą czkawkę (6-8). Czkawka, która trwa dłużej niż 48 godzin, jest uważana za trwałą, a epizody dłuższe niż 2 miesiące są określane jako nieustępliwe (1). Problemem dla pacjentów z uporczywą czkawką jest to, że nie tylko domowe środki zaradcze, ale interwencje medyczne są często nieskuteczne (1,7,8). Z tego punktu widzenia dowody na to, że nasza metoda rebreathingu plastikowych toreb konsekwentnie wyleczyła wielu pacjentów z uporczywą czkawką, mogą dostarczyć wskazówek dotyczących mechanizmów w pracy (2).

P1 i P2 mają istotne znaczenie fizjologiczne w naszym eksperymencie. P1 to punkt, w którym nie tylko InspCO2 osiągnął tę samą wartość co EtCO2, ale również punkt, w którym PaCO2 osiągnął prawie tę samą wartość; mianowicie, InspCO2 = EtCO2 = PaCO2. Uważamy, że zjawisko to reprezentuje moment, w którym stężenie CO2 w powietrzu wewnątrz worka osiąga taką samą wartość jak PaCO2; nie ma już gradientu ciśnienia między krwią tętniczą a powietrzem płucnym. Po P1, gdy CO2 jest wydalany z płuc do powietrza wewnątrz worka przez gaz wydechowy, ta sama objętość CO2 zaczyna przenikać krew tętniczą przez gaz wdechowy. Możemy wywnioskować, że czas trwania od P0 do P1 zależy od wielkości plastikowej torby: im mniejsza plastikowa torba, tym krótszy czas trwania. A jeśli nie stosuje się plastikowej torby (jak w przypadku wstrzymania oddechu), okres jest teoretycznie bardzo krótki. Plastikowa torba działa w ten sposób, aby uzupełnić pojemność płuc w naszej metodzie rebreathingu.

P2 to punkt, w którym PaCO2 osiągnął prawie taką samą wartość jak PvCO2; mianowicie InspCO2 = EtCO2 = PaCO2 = PvCO2 = około 50 mmHg. Zjawisko to oznacza, że stężenie CO2 w całym krwiobiegu jest wyrównane. Po P2 nie ma już gradientu ciśnienia CO2 między PvCO2 i PaCO2, A CO2 gromadzi się w organizmie bez odprowadzania. Jednak wystarczająca ilość O2 pozostaje w powietrzu i krwi aż do P3.

co oznacza P2? Pierwotnie P2 był uważany za punkt, w którym czkawka ustała. Eksperyment ujawnił jednak, że P2 reprezentuje również punkt, w którym Δ (PvCO2-PaCO2) wynosi 0 mmHg. Okres między P2 i P3, niebezpieczny punkt, w którym SpO2 zaczął gwałtownie spadać, musi następnie reprezentować to, co mózg uważa za ostatnią szansę na ucieczkę z sytuacji, aby przetrwać. W tym okresie mózg musi emitować intensywne sygnały do przyjęcia świeżego powietrza, zanim nastąpi uduszenie.

normalnie oddychanie jest kontrolowane zarówno przez móżdżek, jak i rdzeń (9). Móżdżek pozwala nam świadomie kontrolować nasze oddychanie, gdy jest to konieczne, ale kontrolowany przez rdzeń autonomiczny układ nerwowy posiada wyraźną dominację mocy. W rzeczywistości możemy tylko kontynuować wstrzymywanie oddechu lub hiperwentylację przez krótki czas, zanim rdzeń sprawi, że będziemy nieznośnie niespokojni i zmusi nas do odejścia. Rdzeń Zwykle dominuje nad móżdżkiem pod względem kontroli oddychania, ale nie jest to przypadek, jeśli chodzi o stawienie czoła zagrażającemu życiu kryzysowi. Wyobraź sobie scenariusz, w którym nagle odczuwamy niedobór tlenu pod wodą. W tej sytuacji, jeśli rdzeń działał normalnie, autonomiczny układ nerwowy zmusiłby nas do rozpoczęcia oddychania nawet pod wodą. Możemy jednak świadomie wstrzymać oddech, aż wynurzymy się na powierzchnię, ponieważ móżdżek nakazuje nam wstrzymywać oddech, aby przetrwać. Móżdżek jest wyraźnie w stanie dominować nad rdzeniem w takim kryzysie. To nasuwa ważne pytanie: czy móżdżek przejmuje kontrolę nad rdzeniem, czy też jest osłabiony przez czynniki zewnętrzne?

przed udzieleniem odpowiedzi na pytanie należy dokonać istotnej korelacji między rdzeniem a zjawiskiem czkawki ludzkiej (10). Uważa się, że epicentrum produkcji czkawki znajduje się w rdzeniu, i chociaż jego dokładna lokalizacja jest nadal nieznana, istnieje wiele potwierdzających doniesień, że guzy rdzeniowe spowodowały trwałe czkawki (1,10-13). Jeśli epicentrum czkawki znajduje się wewnątrz rdzenia, oznacza to, że gdy epicentrum czkawki emituje sygnały rogue rdzeń automatycznie reaguje. Odpowiedź rdzenia jest błędnie interpretowana przez ciało jako normalne rozkazy z rdzenia, co oznacza, że móżdżek nie kontroluje czkawki.

według naszych eksperymentów czkawka powinna zawsze zatrzymywać się wokół P2, w którym to momencie mózg musi wysłać silny alarm, aby przetrwać. Warunki wokół P2 są podobne do powyższego podwodnego scenariusza. Jeśli rdzeń tylko poddał kontrolę oddychania do móżdżku, ale nadal funkcjonować, epicentrum czkawki również pozostanie aktywny. Wręcz przeciwnie, jeśli rdzeń stał się całkowicie ubezwłasnowolniony, epicentrum czkawki wewnątrz rdzenia również zostanie wyłączone. Dlatego odpowiedź na pytanie dotyczące równowagi mocy między móżdżkiem a rdzeniem w kryzysie jest taka, że rdzeń osłabia się. W osłabionym stanie sygnały z autonomicznego układu nerwowego nie zakłócałyby już rozkazów móżdżku. Wierzymy, że czkawka zatrzyma się, jeśli jesteśmy w stanie stworzyć sytuację, która oszukuje rdzeń do myślenia, że jest w obliczu kryzysu, jak widać na P2. Rdzeń, w tym epicentrum czkawki i prymitywne funkcje kontroli oddychania, zostaną silnie stłumione.

na świecie istnieją niezliczone domowe środki zaradcze na czkawkę (1,13); w Japonii uważa się, że czkawka ustanie, gdy osoba jest zaskoczona. Wiele z nich brzmi niewiarygodnie lub nienaukowo, ale po naszych eksperymentach zdaliśmy sobie sprawę, że niektóre środki zaradcze (takie jak wstrzymanie oddechu) mogą mieć za sobą pewne dowody potwierdzające. Chociaż mogą istnieć inne fizjologiczne drogi zatrzymania czkawki, w teorii czkawka może zostać natychmiast rozwiązana, jeśli pojemność płuc człowieka była wystarczająca, aby umożliwić PaCO2 i PvCO2 osiągnięcie około 50 mmHg podczas wstrzymywania oddechu. Chociaż fizyczne ograniczenia czynią tę metodę niemożliwą dla większości ludzi, ten sam rezultat można osiągnąć poprzez uzupełnienie pojemności płuc szczelną plastikową torbą. Ale ważne jest, aby równowaga mocy między móżdżkiem a rdzeniem została drastycznie zmieniona.

uważamy, że prosty wniosek jest taki, że czkawka zawsze zostanie rozwiązana, gdy funkcje rdzenia drastycznie osłabną, na przykład w obliczu kryzysu. Mamy nadzieję, że te odkrycia mogą być katalizatorem do odkrywania nowego horyzontu w ludzkiej fizjologii.

Brak

przypis

konflikty interesów: autorzy nie mają konfliktu interesów do zadeklarowania.

oświadczenie etyczne: protokół badania został zbadany i zatwierdzony przez naszą Komisję przeglądową badań (nr 17-0310, zatwierdzony 10 marca 2017 r.). Pisemna zgoda została uzyskana od ochotnika przed tym eksperymentem.

  1. Chang FY, Lu CL. Czkawka: tajemnica, Natura i leczenie. J Neurogasterol Motil. 2012;18:123-30.
  2. Obuchi T, Shimamura S, Miyahara N, et al. CO2 retencja: klucz do zatrzymania czkawki. Clin Respir J 2018. .
  3. radiometr. Dostępne online: https://www.radiometer.co.jp. 02.05.10, 00: 00
  4. Microstream-kapnografia. Dostępne online: http://www.medtronic.com/covidien/en-us/index.html. 02.05.10, 00: 00
  5. DS-8200. Dostępne online: http://www.fukuda.com/index_usa.html. 02.05.10, 00: 00
  6. Porzio G, Aielli F, Verna L, et al. Gabapentyna w leczeniu czkawki u pacjentów z zaawansowanym rakiem: 5-letnie doświadczenie. Clin Neuropharmacol 2010; 33: 179-80.
  7. Takahashi T, Hoshi E, Takagi m, et al. Wieloośrodkowe, II Fazy, kontrolowane placebo, podwójnie zaślepione, randomizowane badanie aprepitantu u pacjentów Japońskich otrzymujących wysokie dawki cisplatyny. Cancer Sci 2010;101:2455-61.
  8. Liaw CC, Wang Ch, Chang HK, et al. Czkawka związana z cisplatyną: przewaga męska, indukcja przez deksametazon oraz ochrona przed nudnościami i wymiotami. J Pain Symptom Manage 2005; 30: 359-66.
  9. Critchley HD, Nicotra a, Chiesa PA, et al. Powolne oddychanie i niedotlenienie: konsekwencje kardiorespiracyjne i ich Centralne substraty nerwowe. PLoS One 2015;10.
  10. Nudności, wymioty i czkawka: przegląd mechanizmów i leczenia. Anesth Prog 2010; 57: 150-6.
  11. Pechlivanis I, Seiz m, Barth m, et al. Zdrowy człowiek z trudną czkawką. J Clin Neurosci 2010;17: 781-3.
  12. Gambhir S, Singh a, Maindiratta B, et al. Gigantyczny tętniak PICA przedstawiający się jako uciążliwa czkawka. J Clin Neurosci 2010;17: 945-6.
  13. Kumar A. Odruch wymiotny do zatrzymania czkawki. Med 2005; 65:1206.
Cytuj ten artykuł jako: Obuchi T, Wakahara JI, Fujimura N, Iwasaki A. J Thorac Dis 2018;10 (6): 3622-3626. doi: 10.21037 / jtd.2018.06.21