Az agyi rezisztencia erek keresztmetszetének változása révén az agy vérellátása a vérnyomás tág határai között relatíve konstans, ugyanakkor a regionális agyi vérátáramlás a mindenkori körülményekhez, mint például a neuronális aktivitáshoz és a metabolikus változásokhoz gyorsan tud alkalmazkodni. Minderre a rezisztencia erek (elsősorban az arteriolák) vazokonstrikciós és vazodilatációs képessége ad lehetőséget, mely bonyolult szabályozás alatt áll. A cerebrális erek tónusát és ezen keresztül a regionális agyi vérellátást három alapvető mechanizmus szabályozza: az érfali simaizomsejtek saját, intrinzik tulajdonságai (myogen szabályozás), az erek közelében lévő neuronok és asztrociták anyagcsere viszonyai (metabolikus szabályozás), és a perivaszkuláris idegek erekre gyakorolt hatásai (neurogén szabályozás). A neurovaszkuláris kapcsolat (NVC) a neuronális aktivációra bekövetkező regionális agyi vérátáramlás fokozódását, azaz a funkcionális hiperémiát jelenti. Erre a folyamatra az egyik legjobb és legegyszerűbb példa a vizuális inger kiváltotta áramlásnövekedés a látókéregben. A vizuális stimuláció (pl. olvasás) hatására a látókéreg neuronjai aktiválódnak, így különböző neurotranszmitterek, vazoaktív mediátorok szabadulnak fel, a neuronok oxigén, glükóz, ATP felhasználása fokozódik, CO2, adenozin keletkezik, mely folyamatok hatására a rezisztencia erek lokális vazodilatációja jön létre. Az aktivált látókéregben lévő rezisztencia erek vazodilatációjának következtében az aktivált szövetet ellátó arteria cerebri posteriorban (ACP) a vérátáramlás, s ezáltal a vérátáramlási sebesség növekedik. Tudományos munkáink során az alábbi két kérdésre kerestük a választ: I. A nem-szteroid gyulladásgátlók közül a mindennapi klinikai gyakorlatban széles körben használt indomethacin és naproxen, terápiás dózisban, orálisan adva gátolja-e a neurovaszkuláris kapcsolatot egészséges emberi szervezetben. II. A hiperventiláció kiváltotta hipokapnia és következményes vazokonstrikció hogyan befolyásolja a neurovaszkuláris kapcsolatot egészséges személyekben. A neurovaszkuláris kapcsolat vizsgálatához vizuális stimulációt (olvasást) használtunk, melynek során az arteria cerebri posteriorban regisztráltuk a véráramlási sebesség változását és vizuális kiváltott válasz (VEP) vizsgálattal becsültük a neuronális aktiváció mértékét. Vizsgálataink során az alábbi új megállapításokat tettük: 1. A terápiás dózisban, orálisan alkalmazott, nem szelektív nem-szteroid gyulladásgátló gyógyszerek közül nemcsak az indomethacin, hanem a naproxen is szignifikánsan csökkentette a látókérget ellátó arteria cerebri posteriorban mérhető nyugalmi véráramlási sebességet és növelte a pulzatilitási indexet egészséges emberi szervezetben, jelezve, hogy az indomethacin mellett más NSAID is okozhat vazokonstrikciót a cerebrális rezisztencia erekben. 2. A naproxen és az indomethacin szignifikánsan csökkentette a vizuális stimulus kiváltotta cerebrális véráramlás növekedést anélkül, hogy a látókéreg neuronális aktivációjának mértékét jelző vizuális kiváltott választ befolyásolta volna, vagyis mindkét vizsgált NSAID gátolta a neurovaszkuláris kapcsolatot. 3. A naproxen és az indomethacin rezisztencia erekre gyakorolt hatása között nem volt szignifikáns különbség, mely az indomethacinhoz hasonlóan potens vazokonstriktor hatást jelez a naproxen esetében is. 4. A hiperventiláció szignifikánsan csökkentette a vizuális stimulus kiváltotta cerebrális vérátáramlás növekedést az emberi szervezetben anélkül, hogy a vizuális kiváltott választ lényegesen gátolta volna. 5. A vizuális stimuláció kiváltotta maximális relatív véráramlási válasz a hiperventiláció alatt kevesebb, mint a fele volt a normoventiláció során mért értéknek, miközben a vizuális kiváltott potenciálok paraméterei nem változtak jelentősen. Mindez a neurovaszkuláris kapcsolat gátlása mellett azt is jelezte, hogy a fiziológiás vérátáramlás növekedés mintegy fele is elegendő ahhoz, hogy a vizuális stimuláció során a neuronális működés még ép maradjon. Megfigyelésünk arra utal, hogy a neurovascularis kapcsolat jelentős biztonsági tartalékkal működik. 6. A terápiás dózisú, orálisan alkalmazott naproxen, indomethacin valamint a hiperventiláció okozta vazokonstrikció gátolta a neurovaszkuláris kapcsolat kialakulásához szükséges vazodilatációt, s így csökkent vér és/vagy oxigén ellátás, illetve fokozott vér/vagy oxigén igény esetén növelheti a kedvezőtlen klinikai kimenetel rizikóját.

From one hand the cerebral blood flow is relatively constant within a wide range of perfusion pressure (autoregulation), from the other hand the regional cerebral blood flow quickly adapts to the continuously changing neuronal or metabolic activity (neurovascular coupling). Both autoregulation and neurovascular coupling (NVC) are based on vasodilatory and vasoconstrictive abilities of the resistance vessels (mainly arterioles), which mechanisms are controlled by complex regulation. Tone of cerebral resistance vessels and the regional cerebral blood flow are regulated by three basic mechanisms: 1) myogenic regulation which is based on the intrinsic properties of vascular smooth muscle cells, 2) metabolic/humoral regulation indicating the effect of metabolic products of neurons and astrocytes adjacent to the cerebral vessels, and 3) the neurogenic control of perivascular nerves. Maintenance of cerebral homeostasis requires dynamic regulation of oxygen and glucose supply so as to match nutrient delivery to metabolic demand of active neurons. This is achieved by a tight spatial and temporal coupling between neuronal activity and blood flow, called neurovascular coupling (NVC). Although neurovascular research has made significant strides toward understanding how the brain neurovascular unit accomplishes rapid and spatial increases in blood flow following neuronal activation, the exact mechanisms remained unclear. In order to match regional cerebral blood flow with neuronal activity, the cerebral microcirculation was shown to be equipped with control mechanisms, regulated by different mediator systems and cell types such as neurons, endothelial cells as well as astrocytes. In the present study, our aim was to examine whether a hypocapnia (alkalosis-) or non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) induced cerebral vasoconstriction inhibits the neuronal activation evoked vascular response. In order to determine the effect of the hypocapnia and NSAID induced cerebral vasoconstriction on the neurovascular coupling, visually evoked flow velocity changes were measured in the posterior cerebral arteries (PCAs) of young healthy subjects during control phases as well as hyperventilation (HV), and NSAID phases. To obtain a measure of neuronal activity, visual-evoked-potentials (VEP) were also examined. The two main aims of our study were the followings: I. Do widely used, non-selective, non-steroid anti-inflammatory drugs (NSAIDs), indomethacin and naproxen, given orally in usual therapeutic doses, inhibit neurovascular coupling in healthy humans? II. Does vasoconstriction, induced by hypocapnia (hyperventilation), affect the neurovascular coupling in human subjects? During our investigations we found these following new results: 1. Oral administration of non-steroidal anti-inflammatory drugs, such as indomethacin and naproxen, in usual, therapeutic doses significantly decreased the resting cerebral flow velocity and increased the pulsatility index in posterior cerebral arteries (PCAs), indicating that besides indomethacin, other NSAIDs may also cause vasoconstriction of cerebral arterioles. 2. Indomethacin and naproxen significantly impaired the visually evoked flow velocity responses without affecting the visual-evoked-potential, that is both NSAIDs inhibited the neurovascular coupling. 3. No significant difference could be detected between the effects of naproxen and indomethacine on the cerebral resistance vessels, indicating that naproxen has similar vasoconstrictor effect to indomethacine. 4. Hiperventilation significantly impaired the visually evoked flow velocity responses without affecting the visual-evoked-potential, indicating impairment of neurovascular coupling in humans. 5. While the visually evoked flow velocity responses decreased by more than 50% during hyperventilation, the parameters of the visual-evoked-potentials did not change significantly. These data indicate inhibition of neurovascular coupling, and suggest that about half of the physiological cerebral blood flow increase may be sufficient during visual stimulation to maintain normal neuronal function. Therefore, it may be concluded that neurovascular coupling operates with a considerable safety factor in physiological conditions. 6. Oral administration of indomethacin or naproxen in usual, therapeutic doses, as well as hyperventilation caused cerebral vasoconstriction and inhibited neurovascular coupling. These changes may be associated with an increased risk of adverse clinical outcome in patients with decreased blood/oxygen supply or increased blood/oxygen demand.