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敗血症ショックにおける心臓の問題に関する新しい知見

研究によると、 septic shock中の心機能不全の複雑さが明らかになった。

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敗血症ショック:心機能の障敗血症ショック:心機能の障害が明らかにが明らかになった。新しい研究で、敗血症ショックの心臓の問題
目次

敗血症ショックは、感染が原因で血圧が危険なほど低下し、臓器不全を引き起こす深刻な状態だよ。敗血症ショックのあまり知られていない側面の一つは、心臓への影響なんだ。そうなると、心臓はストレス性心筋症に似た機能不全の兆候を見せることがあるんだ。この記事では、敗血症中に増加するカテコールアミンというホルモンが心臓に与える影響や、これらのホルモンが敗血症ショックで見られる心臓の問題の主な原因かどうかを考察するよ。

敞血症中の心臓の機能

敗血症ショックの時、体はエピネフリンやノルエピネフリンなどのカテコールアミンを大量に放出するんだ。これらは自然のホルモンで、心臓や血管がストレスに応じて反応する準備を手助けするんだけど、ホルモンが多すぎると心臓の問題を引き起こすこともあるよ。

研究によると、敗血症ショックを経験する患者は、心臓の血液ポンプ機能が一時的に低下することがよくあるんだ。この低下は感染が始まってから数日以内に起こり、約1週間ほどで改善することが多いんだ。これが起こることはわかっているけど、敗血症がどうやって心臓の問題を引き起こすかはまだ解明されていないんだ。

敗血症に関連する心臓の問題の証拠

研究によると、敗血症ショックの患者のかなりの割合がストレス性心筋症の特徴を示しているんだ。実際、多くの研究が敗血症ショックと、ストレス性心筋症に似た心機能障害との関連を見つけている。このことから、高いカテコールアミンのレベルが敗血症中の心臓の問題に関与しているのか疑問が生じるよ。

動物モデルを使った実験では、研究者たちが敗血症がカテコールアミンのレベルを引き上げることを確認したんだ。追加のホルモンを与えなくてもそうなるんだ。これは、高いカテコールアミンのレベルが敗血症に対する自然な反応でありながら、心機能障害にも影響を与える可能性があることを示唆しているよ。

セプシスに似た状態の犬を対象にした研究では、カテコールアミンのレベルと心機能の測定値との間に強い負の相関関係が見られたんだ。つまり、カテコールアミンのレベルが上がると、心機能が悪化したんだ。

カテコールアミンの影響を調査する

カテコールアミンが敗血症中の心臓にどう影響するかをさらに調べるために、科学者たちは犬モデルでテストを行ったんだ。犬たちは、カテコールアミンを追加で与えられたグループとそうでないグループに分けられ、敗血症ショックの影響を模擬したよ。目的は、これらのホルモンが心機能や心筋への血流にどう影響するかを見ることだったんだ。

すべての犬に肺炎を誘発する医療処置を行って、そこから敗血症を引き起こす予定だったんだ。一部の犬にはホルモン注入が行われ、他の犬には塩水溶液が対照として与えられたんだ。研究の間、科学者たちは心機能や血流などのさまざまなパラメータを測定したよ。

研究中の観察結果

研究者たちは、先進的な画像技術を使って心機能を継続的に監視し、血中のカテコールアミンレベルを測定したんだ。カテコールアミンを受け取ったかどうかに関わらず、敗血症の犬たちは時間とともに心機能が大幅に低下していることがわかったよ。

興味深いことに、両グループを比較したとき、カテコールアミンを受け取った犬と塩水を受け取った犬で、全体的な心機能の低下が似ていることが分かったんだ。これは、高カテコールアミンレベルが敗血症中の心機能を独立して悪化させないことを示唆しているよ。

実際、ホルモン注入を止めた後、心機能の悪化は見られなかったので、初期の低下は追加のホルモンではなく、状態自体に関連している可能性があるんだ。

微小循環の役割

心臓の健康を深く探ることは、心筋に血液を供給する小さな血管を調査することを含むんだ。これらの小さな血管は、心臓に血液と栄養を届ける重要な役割を果たしているよ。研究者たちは、これらの血管の血流が敗血症の間、特にホルモン治療後に影響を受けているかどうかを見たかったんだ。

敗血症は小さな血管の機能を高める可能性がある一方、高レベルのカテコールアミンがこの機能を低下させることがわかったんだ。これは、敗血症の間に心臓がより一生懸命働く一方、追加のホルモンが小血管の機能に干渉して、心臓の健康にさらなる懸念を引き起こす可能性があることを示しているよ。

他の臓器における追加の観察結果

高いカテコールアミンレベルは心臓だけでなく、他の臓器にも影響を与える可能性があるよ。研究の間、カテコールアミンを受け取った犬たちは、肝臓や腎臓などの臓器にストレスを示す物質のレベルが上昇していたんだ。しかし、注入を止めた後は、これらの上昇は正常なレベルに戻ったので、効果は一時的だったことを示唆しているよ。

発見のまとめ

この研究の結果は、敗血症ショックで見られる心臓の問題が高いカテコールアミンのレベルだけによって引き起こされるわけではないことを示唆しているんだ。心機能の低下は、ホルモンレベルが正常または低い場合でも起こる可能性があるんだ。

敗血症と心機能障害の関係は、カテコールアミンの過剰さだけではなく、他の基盤となるメカニズム、たぶん炎症反応や心臓の微小循環の損傷に関連している可能性も考慮すべきだね。

結論

結論として、敗血症中の高いカテコールアミンレベルが心機能障害に大きく寄与するという考え方は、今回の研究から複雑さがあることが示されたんだ。敗血症は、カテコールアミンレベルとは無関係なメカニズムを通じて心臓の問題を引き起こすことができるんだ。

これらのプロセスを理解することは重要で、研究や治療の新しい道を開くことになるよ。将来の研究は、敗血症が心臓にどう影響するか、そして敗血症ショックを経験している人たちの心機能に対する影響を効果的に治療する方法を探ることに焦点を当てるべきだね。この研究は、敗血症に対する心臓の反応やカテコールアミンの影響をさらに調査する必要があることを強調しているよ。理解を深めれば、敗血症を経験している患者のケアや結果を改善できるかもしれないね。

オリジナルソース

タイトル: In a Canine Model of Septic Shock, Cardiomyopathy Occurs Independent of Catecholamine Surges and Cardiac Microvascular Ischemia

概要: BackgroundHigh levels of catecholamines are cardiotoxic and associated with stress-induced cardiomyopathies. Septic patients are routinely exposed to endogenously released and exogenously administered catecholamines, which may alter cardiac function and perfusion causing ischemia. Early during human septic shock, left ventricular ejection fraction (LVEF) decreases but normalizes in survivors over 7-10 days. Employing a septic shock model that reproduces these human septic cardiac findings, we investigated the effects of catecholamines on microcirculatory perfusion and cardiac function. MethodsPurpose-bred beagles received intrabronchial Staphylococcus aureus (n=30) or saline (n=6) challenges and septic animals recieved either epinephrine (1mcg/kg/min, n=15) or saline (n=15) infusions from 4 to 44 hours. Serial cardiac magnetic resonance imaging (CMR), invasive hemodynamics and laboratory data including catecholamine levels and troponins were collected over 92 hours. Adenosine-stress perfusion CMR was performed on eight of the fifteen septic epinephrine, and eight of the fifteen septic saline animals. High-dose sedation was titrated for comfort and suppress endogenous catecholamine release. ResultsCatecholamine levels were largely within the normal range throughout the study in animals receiving an intrabronchial bacteria or saline challenge. However, septic versus non-septic animals developed significant worsening of LV; EF, strain, and -aortic coupling that was not explained by differences in afterload, preload, or heart rate. In septic animals that received epinephrine versus saline infusions, plasma epinephrine levels increased 800-fold, pulmonary and systemic pressures significantly increased, and cardiac edema decreased. Despite this, septic animals receiving epinephrine versus saline during and after infusions, had no significant further worsening of LV; EF, strain, or -aortic coupling. Animals receiving saline had a sepsis-induced increase in microcirculatory reserve without troponin elevations. In contrast, septic animals receiving epinephrine had blunted microcirculatory perfusion and elevated troponin levels that persisted for hours after the infusion stopped. During infusion, septic animals that received epinephrine versus saline had significantly greater lactate, creatinine, and alanine aminotransferase levels. ConclusionsCardiac dysfunction during sepsis is not primarily due to elevated endogenous or exogenous catecholamines nor is it principally due to decreased microvascular perfusion-induced ischemia. However, epinephrine itself has potentially harmful long lasting ischemic effects during sepsis including impaired microvascular perfusion that persists after stopping the infusion. Clinical PerspectiveO_ST_ABSWhat is new?C_ST_ABSO_LIMyocardial depression of sepsis occurs without high levels of circulating catecholamines. C_LIO_LIWhereas large vessel coronary perfusion is known to be well maintained during sepsis, we show that during the myocardial depression of sepsis, in a model without exogenous catecholamine infusion, no perfusion abnormalities in the coronary microcirculation nor troponin elevations develop, indicating that the cardiac dysfunction of sepsis is not an ischemic injury. C_LIO_LIEpinephrine use during sepsis produces a form of injury tangential to the myocardial depression of sepsis. C_LIO_LIEpinephrine infusions depressed microcirculatory perfusion reserve and increased troponin I levels indicating a secondary prolonged mild ischemic effect on the myocardium. C_LI What are the clinical implications?O_LIProlonged high doses of epinephrine can secondarily contribute to perfusion abnormalities. C_LIO_LIDecoupling the septic heart from microvascular perfusion abnormalities and ischemia may lead to better strategies for managing shock associated with severe infections. In clinical practice in septic patients particularly potentially with coronary artery disease, commonly used vasopressors that are less associated with increased lactate production than epinephrine, alongside adjunct cardiac microcirculatory vasodilators, could help better maintain or improve cardiac performance during septic shock. C_LI

著者: Charles Natanson, V. J. Ford, W. N. Applefeld, J. Wang, J. Sun, S. B. Solomon, H. G. Klein, J. Feng, J. Lertora, P. TORABI-PARIZI, R. L. Danner, M. A. Solomon, M. Y. Chen

最終更新: 2024-02-08 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.05.578927

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.05.578927.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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