مقایسه خودتنظیمی جریان خون مغز در مردان و زنان
جوان
هوشنگ نجفی*؛ دکتر سعید
خامنه**؛ دکتر مهدی فرهودی***
چکیده
سابقه و هدف:
خودتنظیمی جریان خون مغز و سرعت متوسط جریان خون آن در افراد مذکر و مؤنث از
موضوعاتی هستند که مورد اتفاق نظر محققان نمیباشند. مطالعه حاضر با هدف مقایسه
خودتنظیمی جریان خون مغز در مردان و زنان صورت پذیرفت.
مواد و روشها: مطالعه از نوع
مداخلهای بود که در روی30 داوطلب سالم (15 نفر مذکر با سن 3 ±
9/23 و دامنه سنی
30-20 سال و 15 نفر مؤنث با سن 5/2±2/24 و دامنه
سنی 30-20) انجام گرفت.
سرعت جریان خون در شریان مغزی
میانی (MCA
) با استفاده از دستگاه ترانسکرانیالداپلر و پروب MHz 2 مورد ارزیابی قرار گرفت. دستگاه مکش گردنی مدل اکبرگ برای ایجاد
تحریک در بارورسپتورهای کاروتیدی بهکارگرفته شد
و یک دستگاه
الکتروکاردیوگراف استاندارد که لید ? نوار ECG را ثبت میکرد، پاسخ بارورفلکس کاروتیدی را نشان می داد. در این تحقیق سرعت متوسط جریان خون در MCA
به عنوان نماینده مقدار جریان خون مغز در
نظر گرفته شد. برای آنالیز آماری دادهها از آنالیز واریانس لانهای و آزمون تی
استفاده گردید.
یافتهها: با تحریک بارورسپتور کاروتیدی تعداد ضربان قلب در هر
دو جنس بهطور معناداری کاهش پیدا کرد (001/0(P<. نوسان سرعت متوسط جریان خون در MCA
در طول تحریک بارورسپتورهای کاروتیدی در هر دو جنس از لحاظ آماری معنادار نبود. با وجود این، مقدار آن در
گروه مؤنث چه در حالت پایه و چه در طول تحریک بهطور معناداری از
گروه مذکر بیشتر بود(05/0 P<).
بحث: نتایج حاصل از این مطالعه بیانگر کارایی بالای خودتنظیمی
جریان خون مغز است و سرعت بیشتر جریان خون
مغز در جنس مؤنث احتمالاً ناشی از هورمون استروژن می باشد.
کلیدواژهها:
خودتنظیمی، جریان خون مغز، جنس.
مقدمه
نقش مغز به عنوان پایگاهی برای عالیترین فرایندهای حیاتی انسان از قبیل تفکر
و تکلم و از طرف دیگر در هماهنگی و هومئوستاز بسیاریاز فعالیتهای فیزیولوژیک بدن انکارناپذیر است. یکی از جنبههای مهم حیاتی در این عضو که فعالیتهای دیگر آنرا
پشتیبانی مینماید، جریان خون آن است. قطع جریان خون مغز فقط برای چند ثانیه منجر به بیهوشی میگردد و دقایقی بعد مرگ مغزی را بهدنبال میآورد(1). این است
که تنظیم موضعی جریان خون مغز از کارایی
ویژهای برخوردار است.
خودتنظیمی
جریان خون مغز عبارتاست از مکانیسم
هومئوستاتیکی که تغییرات جریان خون
مغز را در جواب به تغییری در فشار خون شرائین تغذیهکننده مغز به حداقل میرساند(2). این فرایند در قبال تغییرات یون +H
در بافت مغز فعال میگردد که آن نیز
معمولاً وابسته به فشار CO2 میباشد(3).
مطالعات متعددی در مورد تغییرات جریان خون مغز در جواب به
تغییرات فشار خون سیستمیک صورت گرفته است(8-4).
نتایج
برخی از این مطالعات دلالت برآن دارد که علیرغم تغییرات بزرگ در فشار شریانی، جریان خون مغز نسبتاً
ثابت باقی میماند(4و5)، در
حالیکه برخی تحقیقات دیگر دلالت بر ناکاملی خودتنظیمی جریان خون مغز دارد(6).
محققان دیگری نیز این یافته را تصدیق کرده و دریافتهاند که جریان خون مغز در جواب به تغییرات حاد دینامیک در
فشار شریانی دچار نوسان میشود(7و8)، اما در هیچکدام از این تحقیقات تأثیر جنس در خودتنظیمی
جریان خون مغز مورد مطالعه قرار نگرفته است. موضوع دیگر
اینکه اکثر تحقیقات موجود تغییرات جریان خون مغز را در قبال یک تغییر همودینامیکی
حاد بررسی نمودهاند و تأثیر تغییر تداومیابنده یا بهعبارتی
تغییر استاتیک کمتر مورد توجه قرار گرفته است و نیاز به مطالعه بیشتر در این خصوص
وجود دارد. از طرف دیگر در مورد مقدار پایه جریان خون مغز در دو جنس مذکر و مؤنث نیز اختلافنظر
وجود دارد. در سال 1999 ، Krejza و همکاران طی
یک مطالعه ادعا کردند که جریان خون مغز در جنس مؤنث تا سن 60 سالگی بیش از جنس مذکر است (9)، اما تحقیقی که Scheel
و همکاران در سال 2000 منتشر نمودهاند، حکایت از آن دارد که جریان خون مغز در
دو جنس متفاوت نیست(10). با توجه به تضاد موجود بین مطالعات مختلف هم از نظر مقدار
جریان خون و هم از نظر کارایی
خودتنظیمی جریان خون مغز ، مطالعه حاضر طراحی شده است.
مواد و روشها
تعداد 30 نفر
داوطلب سالم و جوان (15 نفر مذکر
با سن 3±9/23 و15 نفر مؤنث با سن
5/2±2/24 سال) در
این تحقیق مورد آزمایش قرار گرفتند. این افراد بهطور تصادفی از بین دانشجویان داوطلب انتخاب شدند و فاقد
سابقه بیماری دیابت، مصرف داروهای مؤثر بر عروق، مصرف سیگار،
سرگیجه، بیماری قلبی- عروقی، بیماری
اتوایمیون و افزایش فشار خون بودند(جدول1). ابتدا به کمک دستگاه داپلر از سلامت شرائین کاروتید دو طرف اطمینان
حاصل گردید و قبل از انجام آزمایش از
داوطلبین پس از توضیح پروتکل عمل،
رضایتنامه کتبی گرفتهشد. برای
اجتناب از هرگونه تأثیر احتمالی
ریتمهای بیولوژیک در پارامترهای مورد ارزیابی، تمام افراد در یک زمان معین (
بین ساعت 10-8 صبح) مورد آزمایش
قرارگرفتند. ذکر این نکته لازم است که در این تحقیق از سرعت
متوسط جریان خون مغز بهعنوان شاخصی
برای حجم جریان خون استفاده گردید که اعتبار این روش توسط مطالعات دیگر به ثبوت
رسیده است(11).
شریان مورد ارزیابی شریان مغزی میانی MCA (Middle cerebral artery)
بود. بهمنظور ایجاد کاهش فشار خون نیز از
دستگاه آزمایش بارورفلکس
کاروتیدی مدل اکبرگ (12) استفاده شد و دستگاه الکتروکاردیوگراف (مدل5010 ، FME
Cardiosuny ساخت ژاپن) برای ثبت
تغییرات قلبی ناشی از تحریک بارورفلکس کاروتیدی بهکار گرفته شد.
برای پایش سرعت جریان خون مغز از دستگاه ترانس کرانیال داپلرTCD (Transcranial
Doppler) (مدلMulti
Dop-p ساخت شرکت DWL آلمان)
استفاده گردید که با استفاده از پروب MHz 2 امواج مربوط
به سرعت جریان خون در شریان مغزی میانی (MCA)
را ثبت میکرد. برای احتراز از
تغییرات سرعت ناشی از تغییرات زاویه، پروب مربوطه بهوسیله فیکساتور مخصوص در ناحیه تمپورال ثابت میشد. سیگنال سرعت جریان خون در MCA
نیز با استفاده از پروتکل استاندارد تشخیص و در عمق 55-50 میلیمتر ثبت میگردید(13). Eckberg در سال 1977
نشان داد که حداکثر پاسخ بارورفلکس کاروتیدی در فشار مکش 40- میلیمتر جیوه محفظه گردنی ایجاد میشود؛ لذا در این پژوهش از این فشار استفاده گردید(14).
از
تمام افراد مورد بررسی در این آزمایش خواسته
شد که روز آزمایش 4-2 ساعت پس از
صرف صبحانه در آزمایشگاه حاضر شوند و شب قبل نیز از مصرف مواد محرک نظیر کافئین
خودداری نمایند(15). برای تطابق فرد با محیط
آزمایشگاه تمام افراد بهمدت 15 دقیقه
قبل از آزمایش در روی صندلی مینشستند
و نیز بهمنظور برطرفنمودن هر گونه استرس احتمالی، قبل از
انجام آزمایش یک توضیح مختصر دربارة نحوة کار
دستگاههای مورد استفاده و کارهای انجامگرفته در زمان آزمایش داده میشد. آنگاه فرد تحت آزمایش، در وضعیت درازکش به پشت قرار میگرفت. پس از اتصال دستگاهها آزمایش انجام میشد که خود شامل سه مرحله پایه، تحریک و پس از تحریک بود.
در مرحله پایه تنها سرعت متوسط جریان خون در MCA
و نوار ECG بهمدت
15 ثانیه ثبت میگردید تا وضعیت پایه فرد مشخص گردد. سپس با ورود به مرحله تحریک
به طول 30 ثانیه، در حالیکه
همچنان ثبت ECG و سرعت جریان خون مغز ادامه داشت، تحریک
باروسپتورها نیز صورت میگرفت. پس از قطع تحریک به مدت 30 ثانیه دیگر ECG
و سرعت جریان خون مغز ثبت میگردید تا روند بازگشت به مقادیر پایه مورد ارزیابی
قرار گیرد.
برای تجزیه و تحلیل نوسانات سرعت متوسط جریان خون مغز و
تعداد ضربان قلب در حین آزمایش با توجه به سه مرحله پایه، تحریک و پس از تحریک
و نیز جنس داوطلبین از آنالیز واریانس لانهای استفاده گردید. برای مقایسه سطح معناداربودن یافتههای حاصل
از هر
گروه در ضمن تحریک با مقادیر پایه همان گروه و
نیز مقایسه مقادیر یک مرحله خاص از یک گروه با
گروه دیگر بهترتیب از آزمون تی زوج و آزمون تی
نمونه مستقل استفاده شد. ضمناً تمام دادهها بهصورت (SD ± میانگین) ارائه شدند و سطح معناداری
آنها 05/0 در نظر گرفته شد.
یافتهها
4 نفر از
داوطلبین (2 نفر مذکر و 2 نفر مؤنث)
بهعلت اختلال در پاسخ و یا ثبت
نامطلوب نتایج کنار گذاشته شدند. در
نتیجه دادههای مربوط به
26نفر (13نفر مذکر و 13نفر مؤنث)
مورد بررسی قرارگرفتند.
همچنانکه در جدول1 مشاهده میشود بین میانگین سن داوطلبین
مذکر و مؤنث اختلاف آماری معناداری وجود نداشت. همچنین میانگین شاخص توده بدن در
گروه مذکر (6/2±2/21) با گروه
مونث (6/2±6/21) فاقد
اختلاف معنادار آماری بود. میانگین تعداد ضربان قلب در حالت پایه در گروه مذکر برابر 10±73 بود، اما در گروه مؤنث این مقدار برابر 9/9±9/74 بود که این اختلاف نیز از
لحاظ آماری به حد معنادار نرسید. بدین ترتیب میتوان پذیرفت که گروههای مورد مطالعه به اندازه کافی همسان بودهاند
که لازمه نتیجهگیریهای بعدی
جدول
1 - مشخصات کلی داوطلبین
جنس
متغیر
|
مرد
|
زن
|
مقدار P
|
سن(سال)
|
3±9/23
|
5/2±2/24
|
7/0
|
قد(سانتیمتر)
|
5/5±174
|
3/4±159
|
001/0<
|
وزن(کیلوگرم)
|
1/5±1/64
|
8/7±55
|
001/0<
|
*BMI(kg/m2)
|
6/2±2/21
|
6/2±6/21
|
6/0
|
فشارسیستولی (mmHg)
|
6/8±115
|
3/10±109
|
001/0<
|
فشاردیاستولی (mmHg)
|
8/6±4/78
|
2/11±8/63
|
001/0<
|
ضربان (bpm)
|
10±73
|
9/9±9/74
|
6/0
|
* شاخص توده بدن
است. مقدار فشار خون سیستولی و دیاستولی دو گروه نیز در دامنه طبیعی و محدوده
درنظرگرفتهشده در این تحقیق (کمتر از 90/140) بود.
دستگاه
TCD اعداد مربوط به سرعت جریان خون را بهصورت سرعت متوسط برای هر 5/3 ثانیه نشان
میداد؛ لذا برای بررسی همزمان تغییرات ضربان قلب، این
متغیر نیز در فواصل 5/3 ثانیهای از روی تغییرات فواصل R-R بهدستآمده
از روی نوار قلب محاسبه و میانگین گرفته شد. بهرغم عدم وجود ارتباط معنادار آماری بین میانگین ضربان قلب دو گروه در حالت پایه
تغییرات آن در هر دو گروه نسبت به سطح پایه در همه
مراحل تحریک از لحاظ آماری معنادار
بود(جدول 2).
در
گروه مذکر حداکثر افت ضربان قلب در 5/3 ثانیه اول پس از تحریک رخ داده (از10±73 به 11±7/66)، اما
این فرکانس پایین در 5/3 ثانیه
دوم نیز حفظ گردید
جدول 2- مقادیر پایه و تغییرات تعداد ضربان قلب در طول تحریک بارورسپتورهای کاروتیدی.
گروه
مراحل تحریک
|
مرد
|
زن
|
1
|
11±7/66
|
7/9±7/64
|
2
|
1/10±6/66
|
7/8±4/66
|
3
|
4/10±8/67
|
9/8±6/67
|
4
|
8/10±3/68
|
6/9±68
|
5
|
9/10±69
|
1/9±6/68
|
6
|
11±5/69
|
2/9±68
|
7
|
3/11±8/69
|
2/9±9/67
|
8
|
7/11±6/69
|
8/8±2/68
|
پایه
|
10±73
|
9/9±9/74
|
(1/10±6/66) و آنگاه از 5/3 ثانیه سوم ضربان قلب زیاد شد که این افزایش در تمام مراحل تحریک نسبت به مرحله اول تحریک از لحاظ آماری
معنادار نبود، اما در گروه مؤنث بهرغم اینکه شبیه گروه مذکر حداکثر افت
ضربان قلب در 5/3 ثانیه اول بود، اما افزایش ضربان
قلب از 5/3 ثانیه دوم پس از تحریک آغاز گردید که آن هم به حد معنادار نرسید(نمودار1). در
حالیکه سطح پایه سرعت متوسط جریان خون در MCA
در دو جنس متفاوت بود (در گروه مذکر4/8±3/55 و در گروه مؤنث
5/9±60 با 05/0P<)، اما تغییرات سرعت جریان خون در زمان
تحریک بارورسپتورها در دو گروه از لحاظ آماری اختلاف معناداری نشان نداد. در گروه مؤنث سرعت متوسط جریان خون در MCA
در مرحله پنجم تحریک به حداقل رسید(2/8±3/56) و پس از قطع تحریک نیز در
نمودار1- تغییرات ضربان قلب
در طول آزمایش بارورفلکس
کاروتیدی در دو گروه مذکر و مؤنث.
پیکان نشاندهنده شروع و
اتمام تحریک بارورسپتورها میباشد.
هر کدام از مراحل آزمایش نشاندهنده یک فاصله زمانی 5/3 ثانیهای است.
نمودار 2- تغییرات سرعت متوسط جریان خون MCA
در دو گروه مذکر و مؤنث در ضمن آزمایش. پیکان بیانگر شروع و خاتمه تحریک
بارورسپتورهاست. هر کدام از مراحل آزمایش
نشاندهنده یک فاصله زمانی 5/3 ثانیهای میباشد.
مرحله دوم به یک
حداکثر رسید(7/10±6/62)؛ اما
در گروه مذکر مقدار حداقل(3/9±8/53) در مرحله ششم پس از شروع تحریک بود. با این حال شبیه گروه
مؤنث پس از قطع
تحریک در مرحله دوم سرعت
جریان خون به یک حداکثر(13±3/58) رسید و آنگاه
در هر دو گروه به مقدار پایه برگشت(نمودار2). همانگونه که در
نمودارهای 1 و 2 نمایان است افزایش سرعت جریان خون مغز در قبال خروج از تحریک بارورسپتورها همزمان با
تاکیکاردی پس از رفع تحریک بوده است.
بحث
این پژوهش با هدف بررسی جریان خون مغز در قبال
یک تغییر همودینامیکی استاتیک بهاجرا
درآمد. روش بهکارگرفتهشده در این تحقیق برای تحریک
بارورسپتورها یک روش کاملاً غیرتهاجمی است و برخلاف مانور والسالوا میتواند تحریک طولانیتری را اعمال کند. از طرف دیگر، فاقد تأثیرات عمومی ناشی از مصرف داروهایی نظیر فنیلافرین و نیتروپروساید میباشد.
مطالعه
حاضر نشان داد که تحریک
بارورسپتورهای کاروتیدی سبب هیچگونه نوسان معناداری در سرعت جریان خون MCA
نمیگردد که این یافته موافق نتایج حاصل از
تحقیق Aaslid و همکاران(4) و Paulson و همکاران(5) میباشد. از طرف دیگر، این
یافته با نتایج حاصل از تحقیق Panerai و همکاران(7)
و Zhang و همکاران(8)
مغایرت دارد که ممکن است به علت
اختلاف در روش کار باشد؛ زیرا برخی محققان (4و5) با ایجاد یک تغییر پایدار در فشار
شریانی، نوسان سرعت جریان خون مغز را بررسی کردهاند، در حالیکه دیگران(7و 8) در طول یک نوسان گذرا در فشار شریانی،
جریان خون مغز را مورد بررسی قرار دادهاند.
در
هر حال بهطوریکه در قسمت نتایج نیز اشاره گردید، افزایش ضربان قلب بهدنبال رفع تحریک که
در اصطلاح به تاکیکاردی بعد از تحریک واگ
(PVT=
Postvagal tachycardia) موسوم میباشد، در
هر دو جنس موجب افزایش غیرمعناداری
در سرعت جریان خون MCA شده است. نکته
شایان توجه دیگر اینکه بهرغم تغییرات حاد تعداد ضربان قلب درمرحلهاول تحریک بارورسپتورها سرعت جریان خون مغز در هر دو جنس وضع تثبیتشدهای را نشان میدهد.
این امر بیانگر خودتنظیمی جریان
خون مغز در دامنه تغییرات همودینامیکی ناشی از تحریک بارورسپتورها در هر دو جنس میباشد.
مقادیر
سرعت متوسط اندازهگیریشده از MCA
زمانی میتواند بیانگر میزان جریان خون آن باشد که
قطر این شریان فاقد نوسان باشد. Aaslid
و همکاران در یک مطالعه دریافتند که تغییرات در قطر MCA
در جواب به سقوط فشار خون قابلچشمپوشی است و درنتیجه اندازهگیری سرعت میانگین در این شریان میتواند نماینده مقدار جریان خون مغز بوده
و برای ارزیابی خودتنظیمی نیز معتبر است(4). مقادیر پایه سرعت متوسط جریان خون MCA
اندازهگیریشده در این مطالعه در دو جنس اختلاف معناداری را نشان داد که موافق یافتههای حاصل از تحقیقات
انجامگرفته توسط تعدادی از محققان
است(9، 16 و17).
مطالعات دیگر نشان میدهد که پس از یائسگی
بین مردان و زنان از نظر سرعت متوسط جریان خون مغز اختلافی وجود ندارد و علت سرعت بالاتر جریان خون در افراد مؤنث جوان هورمون استروژن است(9و 16). در پژوهشی دیگر گزارش شد که سطح
استروژن مستقیماً با سرعت جریان خون MCA مرتبط است؛ بنابراین با توجه به اینکه سطح استروژن خون در جنس مؤنث خصوصاً در سنین جوانی در تمام مراحل دوره جنسی از جنس مذکر
بالاتراست، محتمل بهنظر میرسد
که علت سرعت جریان خون
بالاتر در گروه مؤنث هورمون
استروژن باشد.
بهعنوان نتیجهگیری نهایی میتوان
گفت که میزان جریان خون مغز
در جنس مؤنث بیش از جنس
مذکر است و تغییرات لحظه به لحظه در فعالیت بارورفلکس کاروتیدی فاقد
هرگونه اثر معناداری بر جریان
خون مغز میباشد که این نشانگر کارایی خودتنظیمی جریان خون
مغز در دو جنس است.
تشکر و قدردانی
از معاونت پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی تبریز که
هزینه مالی این پژوهش را تقبل نمودهاند،
از آقای مهندس صفائیان بهخاطر مشاوره
آماری، از کارکنان بخشهای فیزیولوژی دانشکده پزشکی و داپلر
بیمارستان امام تبریز که در این تحقیق ما را یاری نمودند و همچنین از تمامی
داوطلبین که بدون همکاری آنها
این پژوهش به ثمر نمیرسید، کمال تشکر را داریم.
منابع
1. Czosnyka M| Smielewski P| Kirkpatrick P| Menon DK| pickard
JD. Monitoring of cerebral auto regulation in head-injured patients.
Stroke1996; 27: 1829-34.
2. Traon AP| Costes SMC| Galinier M| Fourcade J| larrue
V. Dynamics of cerebral blood flow autoregulation in Hypertensive patients. J Neurol Sci 2002; 195: 139-44.
3. Nybo L| Nielsen B. Middle cerebral artery blood
velocity is reduced with hyperthermia during prolonged exercise in humans. J Physiol
2001; 534(1): 279-86.
4. Aaslid R| Newell DW| Stooss R| Sorteberg W| Lindegard
KF. Assessment of cerebral autoregulation dynamics from simultaneous arterial
and venous transcranial Doppler recording in humans. Stroke 1991; 22(9):
1148-55.
5. Paulson OB| Strandgaard S| Edvinsson L. Cerebral
autoregulation. Cerebrovasc Brain Metab Rev 1990; 2(2): 161-92.
6. Kunze DL. Role of baroreceptor reting in
cardiovascular regulation. Fed proc 1985; 44(8): 2408-11.
7. Panerai RB| Dawson SP. Linear and nonlinear analysis
of human dynamic cerebral autoregulation. Am J Physiol 1999; 277: H1089-H99.
8. Zhang R| Zuckerman JH| Giller CA| Levine BD. Transfer
function analysis of dynamic cerebral autoregulation in humans. Am J physiol
1998; 274: H233-H41.
9. Krejza J| Mariak Z| walecki J| Szydlik P| Lewko J|
Ustymowicz A. transcranial color Doppler sonography of basal cerebral arteries.
AJR 1999; 172: 213-18.
10. Scheel P| Ruge C| Petruch UR| Schoning M. Color
duplex measurement of cerebral blood volume in healthy adults. Stroke 2000; 31:
147-50.
11. Tiecks FP| Lam AM| Aaslid R| Newell DW. Comparison of
static and dynamic cerebral autoregulation measurements. Stroke 1995; 26:
1014-19.
12. Eckberg DL. Adaptation of the human carotid
baroreceptor-cardiac reflex. J Physiol 1977; 269: 579-89.
13. Smielewski P| Czosnyka M| Kirkpatric P| McElroy H|
Rutkowska H| Pickard JD. Assessment of cerebral autoregulation using carotid
artery compression. Stroke 1996; 27(12): 2197-203.
14. Eckberg DL. Baroreflex inhibition of the human sinus
node. J Physiol 1977; 269: 561-77.
15. Carey BJ| Eames PJ| Blake MJ| Panerai RB| Potter JF.
Dynamic cerebral autoregulation is unaffected by aging. Stroke 2000; 31(12):
2895-900.
16. Belfort MA| Saade G| Snabes M| Dunn R| Moise KJ|
Cruze A. Hormonal status affects the reactivity of the cerebral vasculatur. Am J Obstet Gynecol 1995;
172: 1273-8.
17. Shamma FN| Fayad P| Brass L| Sarrel P. Middle
cerebral artery blood velocity during controlled ovarian hyper stimulation.
Fertil Steril 1992; 57(5): 1022-5.