皮层扩散性抑制 (CSD)

皮层扩散性抑制 (CSD)插图2

扩散性抑制 (SD) 是神经元跨膜离子梯度突然、近乎完全破坏的所有波的总称,它会导致细胞毒性水肿,并以大约 3 mm/min 的速度在大脑灰质中传播。SD 连续过程描述了从代谢完整组织中的短期 SD 到严重缺血组织中中间持续时间的 SD 再到最终 SD 的光谱。因此,SD 发生在人类疾病中,从无害的先兆偏头痛到中风再到循环停止。这意味着在这个连续过程中的机械方面有重叠,但也有很大的变化。例如,SD 会诱导短暂的高灌注,随之在正常组织会产生轻度低聚物(正常神经血管反应),也可能诱导严重的低灌注(反向神经血管反应 = 扩散性缺血),随之而来的是可能导致进行性损伤的组织充血。[mfn]Dreier, J. P. (2011). “The role of spreading depression, spreading depolarization and spreading ischemia in neurological disease.” Nat. Med 17(4): 439-447.[/mfn]

实时成像

Perimed 是第一家对基于激光的微循环成像技术进行商业化的公司,在过去40年内一直是致力于完善这些技术的世界领导者。

PeriCam PSI 用于记录由于针刺或局部施用高浓度钾溶液而引起的血液动力学变化  ((2), (3), (4))。利用该仪器,可以非常高的空间和时间分辨率获得皮质脑血流量的二维图,并可以定义感兴趣区域(圆圈),其中脑血流量可随时间而量化。

PeriCam PSI 每秒可测量约 100 张图像,这使得我们可以高图像质量查看快速的动态变化,例如由心率引起的脉动。

皮层扩散性抑制 (CSD)插图3

PeriCam PSI 用于扩散性抑制成像绝对灌注(上一排)可以被可视化和量化,而且,使用特别开发的差异图像模式(下一排),可以一种令人惊叹的方式跟踪由 SD 引起的灌注变化。

针刺诱导皮层扩散性抑制激光散斑成像

针刺诱导皮层扩散性抑制差异图像模式

参考文献:

  1. Dreier, J. P. (2011). “The role of spreading depression, spreading depolarization and spreading ischemia in neurological disease.” Nat. Med 17(4): 439-447.
  2. The antagonism of prostaglandin FP receptors inhibits the evolution of spreading depolarization in an experimental model of global forebrain ischemia. Dániel P. Varga, Írisz Szabó, Viktória É. Varga, Ákos Menhyárt, Orsolya M. Tóth, Mihály Kozma, Armand R. Bálint, István A. Krizbai, Ferenc Bari, Eszter Farkas. 2020, Neurobiology of Disease, Vol. 137, p. 104780.
  3. Na+/K+-ATPase α isoform deficiency results in distinct spreading depolarization phenotypes. Clemens Reiffurth, Mesbah Alam, Mahdi Zahedi-Khorasani, Sebastian Major and Jens P Dreier. 3, 2019, Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, Vol. 40, pp. 622-638.
  4. Systemic administration of l-kynurenine sulfate induces cerebral hypoperfusion transients in adult C57Bl/6 mice. Dániel Péter Varga, Ákos Menyhárt, Tamás Puskás, Ferenc Bari, Eszter Farkas, Zsolt Kis, László Vécsei, József Toldi, Levente Gellért. 2017, Microvascular Research, Vol. 114, pp. 19-25.

案例:

柏林脑卒中研究中心、柏林夏利特大学医院

Jens P. Dreier 教授、医学博士 – 柏林夏利特大学医院、德国柏林脑卒中研究中心

SD 的反向神经血管反应被观察到是一种扩散性灌注不足,其导致了 SD 的延长 (Dreier 2011)。激光散斑对比分析 (LASCA 或 LSCI) 是区分对 SD 的正常神经血管反应 (图1) 与反向神经血管反应 (图2) 的理想工具,因为它实现了灌注空间和时间变化的可视化,并且很容易与各种电生理方法相结合来测量诸如 SD 或其他变量(如组织氧分压)。

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