長時間の片側頸動脈体硬直術後の心血管化学反射の可塑性：その治療的使用のための意味合い

Plasticity of cardiovascular chemoreflexes after prolonged unilateral carotid body denervation: implications for its therapeutic use.

• Jaime Eugenín
• Carolina Larraín
• Patricio Zapata

抄録

片側頸動脈体摘出術は、収縮期心不全、高血圧、閉塞性睡眠時無呼吸症候群、心血管疾患などの交感神経関連のヒト疾患の治療法として提案されている。頸動脈体摘出の長期的な治療効果は、残された「緩衝神経」、すなわち、対側の頸動脈神経と大動脈神経が、心血管化学反射への寄与を変化させなければ維持されると考えられる。ここで、我々は、ペトロサル神経節の切除（ペトロサル神経節切除術、これは頸動脈の中枢性求心性を除去する）または頸動脈神経の1つのセグメントのexeresis（頸動脈神経切除術、これは中枢性求心性を保存する）のいずれかの片側の頸動脈体の神経節の神経節の切除の1ヶ月後の心血管系の化学反射を研究した。ペントバルビトン麻酔を施した成猫にシアン化ナトリウムを静脈内注射（IV）することで心血管化学反射を誘導した。片側ペトロサル神経節切除術を1ヶ月間行った後、基底動脈圧に大きな変化はなかったが、大動脈神経の寄与度に変化はなく、化学反射による動脈圧の上昇に対する対側頸動脈神経の寄与度は上昇した。対照的に、片側頸動脈神経切除術の1ヶ月後には、心血管系の化学反射に対する残存緩衝神経の寄与は変更されていなかった。これらの結果は、NTSでの2次化学感覚ニューロンの変性を含む頸動脈神経の遮断が、対側の頸動脈経路における心血管系の化学反射可塑性を誘発することを示している。その後、治療ツールとしての片側頸動脈体の除神経は、残された緩衝神経上の可塑性を防ぐために、頸動脈中央化学受容体の完全性の維持を考慮する必要があります。片側頸動脈体温存術は、交感神経過活動関連のヒト疾患の治療法として提案されている。交感神経の流出活動の持続的な低下を維持するためのその治療効果は、残りの頸動脈および大動脈求心性神経における代償性化学反射可塑性の欠如に依存するだろう。ここでは、頸動脈体変性後の中枢求心性神経の完全性が、対側の「無傷の」頸動脈神経上での可塑的機能変化の出現を防ぐために不可欠であることを示唆している。

Unilateral carotid body denervation has been proposed as treatment for sympathetic-related human diseases such as systolic heart failure, hypertension, obstructive sleep apnea, and cardiometabolic diseases. The long-term therapeutic effects of carotid body removal will be maintained if the remnant "buffer nerves," that is, the contralateral carotid nerve and the aortic nerves that innervate second-order neurons at the solitary tract nuclei (NTS), do not modify their contributions to the cardiovascular chemoreflexes. Here, we studied the cardiovascular chemoreflexes 1 mo after unilateral carotid body denervation either by excision of the petrosal ganglion (petrosal ganglionectomy, which eliminates central carotid afferents) or exeresis of a segment of one carotid nerve (carotid neurectomy, which preserves central afferents). Cardiovascular chemoreflexes were induced by intravenous (iv) injections of sodium cyanide in pentobarbitone-anesthetized adult cats. After 1 mo of unilateral petrosal ganglionectomy, without significant changes in basal arterial pressure, the contribution of the contralateral carotid nerve to the chemoreflex increases in arterial pressure was enhanced without changes in the contribution provided by the aortic nerves. By contrast, after 1 mo of unilateral carotid neurectomy, the contribution of remnant buffer nerves to cardiovascular chemoreflexes remained unmodified. These results indicate that a carotid nerve interruption involving denervation of second-order chemosensory neurons at the NTS will trigger cardiovascular chemoreflex plasticity on the contralateral carotid pathway. Then, unilateral carotid body denervation as therapeutic tool should consider the maintenance of the integrity of carotid central chemoafferents to prevent plasticity on remnant buffer nerves. Unilateral carotid body denervation has been proposed as treatment for sympathetic hyperactivity-related human disorders. Its therapeutic effectiveness for maintaining a persistent decrease in the sympathetic outflow activity will depend on the absence of compensatory chemoreflex plasticity in the remnant carotid and aortic afferents. Here, we suggest that the integrity of central afferents after carotid body denervation is essential to prevent the emergence of plastic functional changes on the contralateral "intact" carotid nerve.