dc.contributor.author
Schumm, Leonie Carolina
dc.date.accessioned
2025-02-27T12:07:18Z
dc.date.available
2025-02-27T12:07:18Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/45275
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-44987
dc.description.abstract
Spreading depolarisations (SDs) occur after brain injuries such as malignant hemispheric
stroke, subarachnoid hemorrhage or traumatic brain injury, are characterised by a
negative potential change of neurons and glia and represent a high metabolic burden.
Furthermore, the occurrence of SDs is associated with suppression of spontaneous
neuronal activity (spreading depression) and changes in regional cerebral blood flow
(spreading ischemia) and can thus lead to secondary ischemic lesions, such as delayed
cerebral ischemia (DCI) after subarachnoid hemorrhage. Using a translational approach,
the aim of this study was to clarify whether the occurrence of SDs after ischemic stroke
is associated with secondary stroke progression and if occurrence and properties of SDs
may be influenced by changes of physiological variables (temperature, mean arterial
blood pressure, intracranial pressure and cerebral perfusion pressure). In patients with
malignant hemispheric stroke, SDs and physiological variables have been continuously
recorded for several days after insertion of a subdural strip electrode during
hemicraniectomy. Sequential MRI imaging was performed at the beginning and end of
the recording to evaluate secondary stroke progression. On a mouse model of
experimental stroke, SDs were induced repetitively 24 h after distal middle cerebral artery
occlusion (dMCAo) in C57Bl/6J mice and changes in cerebral blood flow were analyzed
under the influence of hypo-/hyperthermia and hypo-/hypertension. MRI imaging was
performed to investigate secondary stroke progression. During 9000 hours of
neuromonitoring in 72 patients, a total of 2161 SDs were analysed. The SD-induced
depression duration correlated with secondary infarct progression. All physiological
variables analyzed showed significant changes in relation to SD. Occurrence of SD was
associated with a decrease in mean arterial pressure (−1.04 mmHg; p=.02) and cerebral
perfusion pressure (−1.04 mmHg; p=.03), amongst others. Repetitive SDs in the late
phase of experimental stroke resulted in significant secondary stroke progression (15.9
vs. 14.8 mm3; p<.01). Interestingly, when induced under hypothermia, SDs were
associated with prolonged hyperperfusion (+2.8 min; p<.05) and did not lead to secondary
infarct progression. This work is the first to demonstrate an association between SD and
secondary infarct progression as well as a significant influence of physiological variables
on SD in patients with MHS and in the late phase of experimental stroke. These findings
emphasize the relevance of SDs in the development of secondary ischemia and suggest
that recording of SDs should be integrated in neurocritical care monitoring, which is
facilitated by minimal invasive electrode insertion.
en
dc.description.abstract
Spreading depolarizations (SDs) treten nach intrazerebralen Schädigungen wie
malignem Schlaganfall, Subarachnoidalblutung (SAB) oder Schädelhirntrauma (SHT)
auf, sind durch eine negative Potentialänderung kortikaler Neurone gekennzeichnet und
stellen eine hohe metabolische Belastung für das neuronale Gewebe dar. Weiterhin geht
das Auftreten von SDs mit einer Unterdrückung der neuronalen Grundaktivität und einer
Änderung des lokalen Blutflusses einher und kann zu sekundären ischämischen
Läsionen führen, wie sie beispielsweise nach SAB beschrieben sind. Ziel dieser Arbeit
war es, in einem translationalen Ansatz zu klären, ob das Auftreten von SDs auch nach
ischämischem Schlaganfall zu sekundärer Infarktprogression führt und welchen Einfluss
Vitalparameter (Temperatur, mittlerer arterieller Blutdruck, intrakranieller Druck und
zerebraler Perfusionsdruck) hierbei haben. An Personen mit malignem Mediainfarkt
erfolgte die mehrtägige Aufzeichnung von SDs und Vitalparametern nach Einlage einer
subduralen Streifenelektrode im Rahmen der Hemikraniektomie. Die sekundäre
Infarktzunahme wurde mittels sequentieller MRT-Bildgebung zu Beginn und Ende der
elektrophysiologischen Aufzeichnung ermittelt. Experimentell wurden 24 h nach Induktion
des ischämischen Schlaganfalls durch distale Okklusion der Arteria cerebri media
(dMCAo) an C57Bl/6J Mäusen repetitiv SDs induziert und Änderungen des zerebralen
Blutflusses unter dem Einfluss von Hypo-/Hyperthermie sowie Hypo-/Hypertension
analysiert. Mittels MRT-Bildgebung wurde weiterhin die sekundäre Infarktprogression
untersucht. Insgesamt konnten an 72 Studienteilnehmenden 2161 SDs analysiert
werden, wobei die Dauer der SD-induzierten Unterdrückung der neuronalen Aktivität mit
sekundärer Infarktprogression korrelierte. Alle Vitalparameter zeigten einen signifikanten
Zusammenhang zum Auftreten von SDs, welches unter anderem mit einem Abfall des
mittleren arteriellen Drucks (−1.04 mmHg; p=.02) und des zerebralen Perfusionsdrucks
(−1.04 mmHg; p=.03) einherging. Repetitive SDs in der Spätphase des experimentellen
Schlaganfalls führte zu signifikanter sekundärer Infarktprogression (15.9 vs. 14.8 mm3;
p<.01). Unter Hypothermie waren repetitive SDs mit einer verlängerten Hyperperfusion
(+2.8 min; p<.05) assoziiert und führten nicht zu sekundärer Infarktprogression. Im
Rahmen dieser Arbeit konnte erstmalig ein Zusammenhang zwischen SDs und
sekundärer Infarktprogression sowie eine signifikante Beeinflussung durch
Vitalparameter bei Personen mit malignem Mediainfarkt und in der Spätphase des
experimentellen Schlaganfalls gezeigt werden. Die Erkenntnisse dieser Arbeit betonen die Relevanz von SDs bei der Entstehung sekundärer Ischämien und legen nahe, die
Aufzeichnung von SDs standardmäßig in die neurointensivmedizinische Überwachung
zu integrieren, was durch ein minimalinvasives Monitoring erleichtert wird.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
spreading depolarization
en
dc.subject
cerebral blood flow
en
dc.subject
neurovascular coupling
en
dc.subject
spreading depression
en
dc.subject
stroke progression
en
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Die Rolle von Vitalparametern im Zusammenhang von Spreading Depolarization und Infarktprogression nach ischämischem Schlaganfall
dc.contributor.gender
female
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2025-02-28
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-refubium-45275-2
dc.title.translated
Impact of physiological variables on spreading depolarization and lesion progression after ischemic stroke
eng
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access