Article de méthode

Méthode de prélèvement sanguin à travers la paroi pour minimiser les perturbations du sommeil en milieu clinique

DOI :

10.3791/67530

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13 juin 2025

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1Human Performance Clinical Research Laboratory, Department of Health and Exercise Science, Colorado State University, 2Anschutz Health and Wellness Center, University of Colorado Anschutz Medical Campus

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ici, nous présentons une méthode peu invasive pour prélever du sang pendant le sommeil en milieu clinique.

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les rythmes physiologiques, y compris les rythmes diurnes et circadiens, jouent un rôle essentiel dans la santé, les perturbations étant de plus en plus liées aux maladies cardiovasculaires et au diabète de type 2. Ces rythmes sont étroitement liés aux cycles veille-sommeil, car les changements dans le moment ou la durée du sommeil peuvent modifier les rythmes diurnes et circadiens, perturbant ainsi l’homéostasie physiologique. D’autres facteurs, tels que le moment de comportements tels que l’apport alimentaire et/ou l’activité physique, peuvent moduler les rythmes de 24 heures de manière à favoriser la santé ou à promouvoir le risque de maladies chroniques.

Malgré la reconnaissance croissante de l’importance des rythmes biologiques, l’obtention d’échantillons de sang en série nécessaires pour élucider les modèles des facteurs circulants reste un défi important dans la recherche clinique. Les méthodes de prise de sang de routine peuvent perturber le sommeil, altérer potentiellement le sommeil et les rythmes biologiques et influencer par la suite les variables d’intérêt. Cela souligne la nécessité d’approches peu invasives qui permettent d’évaluer les processus biologiques sur 24 heures sans perturber le sommeil ou les rythmes biologiques.

Pour relever ces défis, de nombreux groupes cliniques et de recherche utilisent une technique connue sous le nom de méthode d’échantillonnage sanguin « à travers le mur ». Cette approche utilise un tube allongé relié à un cathéter à demeure, enfilé à travers un mur ou une cloison jusqu’à un endroit à l’extérieur de la chambre du participant. En permettant le prélèvement sanguin sans avoir à entrer dans la pièce, cette méthode minimise les perturbations, préservant ainsi l’intégrité des profils sur 24 heures des variables circulantes d’intérêt et du sommeil peu perturbant.

Ici, nous fournissons une description détaillée de la méthode de prélèvement sanguin à travers le mur et démontrons sa faisabilité et son efficacité dans la collecte d’échantillons de sang pendant les périodes de sommeil prévues. Des données représentatives d’une étude clinique sont présentées, et des considérations supplémentaires, y compris l’impact d’une prise de sang difficile sur l’architecture du sommeil, sont discutées.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les rythmes diurnes et circadiens sont des cycles biologiques impliqués dans la régulation des processus physiologiques, métaboliques et comportementaux sur une période de 24 heures. Les rythmes diurnes sont des modèles biologiques qui suivent un cycle jour/nuit et sont régis par des signaux environnementaux ou comportementaux. En revanche, les rythmes circadiens sont des cycles proches de 24 heures en biologie régis par un réseau intrinsèque d’horloges moléculaires, indépendant des indices externes (remarque : une explication détaillée des horloges circadiennes dépasse le cadre de cet article ; les lecteurs intéressés sont invités à consulter Cox et al.1 pour plus d’informations et Broussard et al.2 pour une discussion des protocoles circadiens cliniques). Les rythmes diurne et circadien jouent tous deux un rôle essentiel dans la santé, avec des perturbations associées à des risques accrus de développer des maladies cardiovasculaires et un diabète de type 2 3,4. Cette compréhension est enracinée dans des décennies de recherche impliquant des mesures de séries chronologiques dans des conditions de laboratoire contrôlées. Les résultats de ces études ont permis de faire la distinction entre les influences circadiennes endogènes et les effets environnementaux ou comportementaux externes sur les processus biologiques et leurs rôles dans le maintien de l’homéostasie physiologique 2,5. Cet ensemble de travaux a jeté les bases d’une recherche translationnelle plus récente portant sur l’impact du sommeil et du rythme circadien des comportements sur les résultats liés à la santé 6,7,8,9.

Les hormones et les facteurs métaboliques présentent des oscillations distinctes sur 24 heures. La mélatonine, par exemple, augmente pendant la nuit biologique et reste faible pendant le jourbiologique 10. En revanche, le rythme du cortisol est caractérisé par une suppression pendant la première partie de la nuit biologique, suivie d’une poussée avant le réveil11, qui est modifiée pendant la privation de sommeil12. L’hormone stimulant la thyroïde (TSH) augmente le soir biologique et est supprimée pendant le sommeil13. Le rythme de la TSH est perturbé pendant la privation de sommeil, ce qui entraîne une augmentation des niveaux de TSH pendant la nuit biologique14. Les schémas rythmiques de plusieurs autres facteurs circulants sont également influencés par les cycles veille-sommeil. Par exemple, la sécrétion d’hormone de croissance (GH) est étroitement liée au sommeil à ondes lentes (SWS), avec une libération prononcée peu de temps après le début du sommeil, en particulier chez les hommes15. De plus, la sécrétion de GH associée à une augmentation du glucagon pendant le sommeil aide à s’adapter au jeûne prolongé de la nuit et entraîne une réduction de l’utilisation du glucose pour maintenir des niveaux de glucose sanguins stables et prévenir l’hypoglycémie16. De manière similaire à celle de la GH, la prolactine augmente brusquement après le début du sommeil et atteint un pic au milieu de la période de sommeil, avec des augmentations similaires se produisant pendant les siestes diurnes17,18. D’autres facteurs circulants qui présentent des rythmes sur 24 heures comprennent l’hormone adrénocorticotrope, l’hormone lutéinisante, le glucose et l’insuline (pour un résumé plus complet, voir Hanlon et al.5).

De nombreux facteurs circulants impliqués dans la faim, la régulation de l’appétit et l’équilibre énergétique présentent également des fluctuations au cours de la période de 24 heures. La ghréline, qui stimule la faim, atteint un pic avant les repas et diminue pendant la période de sommeil nocturne, tandis que la leptine, une hormone de satiété, augmente la nuit, supprimant probablement la faim pendant le jeûne nocturne. D’autres signaux métaboliques, tels que les acides gras libres, les endocannabinoïdes et les peptides de satiété comme le GLP-1 et le PYY, présentent des variations qui sont influencées à la fois par le sommeil et les habitudes alimentaires.

Prises ensemble, les oscillations décrites ci-dessus illustrent l’interaction complexe entre le sommeil, les processus circadiens et l’homéostasie physiologique, qui ne peut être pleinement appréciée qu’en profilant les modèles circulatoires sur 24 heures des variables physiologiques pertinentes.

L’élucidation des rythmes des facteurs circulants sur 24 heures est essentielle pour comprendre les fluctuations quotidiennes de la fonction physiologique, ainsi que l’impact du sommeil et des perturbations circadiennes sur la santé. Cependant, les méthodes traditionnelles de prélèvement sanguin peuvent interférer avec les processus mêmes qui pilotent et régulent ces rythmes23, soulignant la nécessité d’approches peu invasives qui permettent d’obtenir des informations précises sur les profils sur 24 heures.

Par conséquent, l’objectif de cet article sur les méthodes est de décrire avec suffisamment de détails les étapes impliquées dans l’obtention fiable d’échantillons de sang fréquents sur 24 heures auprès de participants à la recherche humaine en utilisant une technique d’échantillonnage de sang à travers la paroi. La technique décrite, employée par de nombreux laboratoires du sommeil et du rythme circadien 20,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36 , aborde les défis techniques liés à la collecte d’échantillons de sang pendant le sommeil. Dans les sections suivantes, la technique elle-même est décrite avec une démonstration vidéo supplémentaire. De plus, des données représentatives d’une étude clinique utilisant la méthode sont présentées. Enfin, l’article se termine par une discussion sur les limites, les pièges et les considérations importantes de l’utilisation de la méthode dans la recherche clinique.

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Protocole

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Les méthodes décrites dans cet article sont utilisées dans les protocoles actuellement approuvés par le Conseil d’examen institutionnel de l’Université d’État du Colorado et le Conseil d’examen institutionnel multiple du Colorado. Des données représentatives ont été obtenues à partir de ces études pour lesquelles un consentement éclairé écrit a été obtenu avant la participation. Toutes les fournitures et l’équipement utilisés sont répertoriés dans la table des matériaux. D’autres considérations méthodologiques sont présentées dans la discussion.

1. Configuration et fixation de la ligne d’extension

REMARQUE : Avant toute procédure clinique, une hygiène des mains appropriée doit être effectuée à l’aide d’une solution contenant un minimum de 70 % d’alcool isopropylique. L’équipement de protection individuelle (EPI), y compris, mais sans s’y limiter, les gants, les blouses de laboratoire et les chaussures fermées, doit être porté en tout temps.

  1. Configuration pour l’échantillonnage à travers la paroi (Figure 1)
    1. À l’extérieur de la salle des participants, installez la station de prise de sang avec les fournitures suivantes : tampon absorbant jetable, robinet d’arrêt à 3 voies, ligne d’extension de 120 po, seringue de rinçage de solution saline de 10 ml, seringue de rinçage de solution saline réchauffée de 10 mL dans le dispositif de réchauffement, seringue de 5 mL pour les déchets, seringue de 3 mL pour le prélèvement de sang (la taille peut varier en fonction du volume de prise de sang), et un conteneur de déchets biologiques. Toutes les fournitures sont répertoriées dans la table des matériaux.
  2. Fixez la ligne d’extension pour l’échantillonnage à travers le mur.
    1. Sur le tampon absorbant jetable, fixez le robinet d’arrêt à 3 voies du côté de la serrure Luer femelle de la ligne d’extension.
      REMARQUE : Assurez-vous que l’extrémité exposée du robinet d’arrêt ne touche aucune surface (y compris les mains gantées). S’il est contaminé, remplacez le robinet d’arrêt pour assurer la stérilité.
    2. Placez la chasse d’eau saline de 10 mL et la seringue d’échantillonnage de 3 mL (avec le sceau brisé) sur le robinet d’arrêt.
      REMARQUE : Une fois que le robinet d’arrêt est fixé à la conduite d’extension, les 2 sites de fixation du robinet d’arrêt restants sont identiques ; Par conséquent, la seringue de rinçage et la seringue d’échantillonnage peuvent être placées à l’une ou l’autre des embouts restants. La rupture du sceau consiste à tirer sur le piston de la seringue pour la libérer avant que la seringue ne soit attachée au participant, en veillant à ce que la pression négative aiguë de la rupture du sceau n’endommage pas le vaisseau sanguin.
    3. Tournez la languette OFF du robinet d’arrêt de manière à ce que la ligne d’extension soit fermée à la seringue d’échantillon de 3 ml. Cela ouvrira le robinet d’arrêt pour la chasse d’eau saline de 10 ml.
    4. Poussez la solution saline à travers la ligne d’extension. Lorsque la solution saline atteint la fin de la ligne, retirez délicatement le capuchon et laissez la solution saline s’égoutter dans une tasse et/ou sur le tampon absorbant pour vous assurer que la ligne est complètement remplie de solution saline. Refixez le capuchon à l’extrémité de la ligne d’extension maintenant apprêtée.
    5. Tournez la languette OFF du robinet d’arrêt de manière à ce que la conduite soit fermée aux deux seringues. Laissez les seringues attachées au robinet d’arrêt.
      REMARQUE : Le volume maximum dans la conduite est de 3,4 ml.
    6. Faites passer l’extrémité bouchée de la ligne d’extension à travers le port mural jusqu’à la salle des participants. Assurez-vous que le capuchon reste en place pour maintenir la ligne stérile.
    7. Déplacez-vous dans la chambre du participant pour attacher la ligne d’extension au participant. Nettoyez l’extrémité distale de la ligne d’extension et le site d’attache de l’extension IV (relié au participant) avec un tampon de préparation à l’alcool stérile.
    8. Retirez le capuchon de la ligne d’extension et fixez la ligne à l’ensemble d’extension IV (connecté au participant).
    9. Une fois la ligne d’extension connectée à l’intraveineuse, retournez dans l’antichambre.
      1. Retirer et jeter la rince saline utilisée du robinet d’arrêt et fixer une rinçage saline chaude de 10 ml. Tournez la languette OFF du robinet d’arrêt pour fermer la conduite de la seringue d’échantillon. Cela ouvrira le robinet d’arrêt pour la nouvelle chasse d’eau saline de 10 ml.
      2. Poussez du sérum physiologique dans la ligne d’extension pour vous assurer qu’il n’y a pas de fuites et que l’IV est toujours perméable. Tournez la languette OFF du robinet d’arrêt de manière à ce que la conduite soit fermée aux deux seringues.
        REMARQUE : Le rinçage salin ne doit pas dépasser la température du corps humain (37 °C/98.6 °F). Vérifiez la température saline à l’aide d’un thermomètre placé dans le dispositif de réchauffement. Un minimum de 4,4 ml de solution saline est nécessaire pour rincer toute la ligne, car le volume de la ligne d’extension est de 3,4 ml + et le volume de l’ensemble d’extension IV est de 1 ml.
    10. Continuez à pousser lentement la chasse d’eau saline tout en tournant la languette OFF du robinet d’arrêt pour fermer la conduite aux deux seringues. Cela maintiendra la pression dans la ligne d’extension et minimisera le reflux du sang.
    11. Une fois que la ligne d’extension est établie avec succès, retournez dans la chambre du participant pour envelopper l’ensemble d’extension IV avec un bandage élastique auto-adhésif pour vous assurer qu’il ne soit pas tiré pendant le sommeil. Fixez la ligne d’extension au cadre de lit avec du ruban adhésif.
    12. Discutez avec le participant de ses préférences en matière de sommeil (c.-à-d. dormeur sur le côté, dormeur sur le dos, etc.) et fournissez un tube en excès pour lui permettre de bouger librement pendant le sommeil. Demandez au participant de tester l’amplitude des mouvements.
      REMARQUE : Il est important de rappeler au participant qu’il doit demander l’aide du personnel pour débrancher la ligne d’extension afin d’utiliser les toilettes.

2. Prélèvement sanguin par la ligne d’extension

  1. Prélèvement d’un échantillon de sang.
    1. Avant toute prise de sang, assurez-vous que la ligne d’extension est toujours amorcée avec une solution saline et vérifiez que la languette OFF du robinet d’arrêt est tordue de manière à ce que la ligne soit fermée aux deux seringues.
      1. Si du sang est visible dans la ligne d’extension, rincer un minimum de 4,4 ml de solution saline réchauffée pour éliminer le sang de la ligne d’extension et de l’extension IV.
    2. Fixez une seringue de 5 ml (seringue de rebut) et une seringue de 3 ml (seringue d’échantillon) au robinet d’arrêt. Tournez la languette OFF du robinet d’arrêt pour ouvrir la ligne d’extension de la seringue de 5 mL (seringue de déchets).
      REMARQUE : Avant de prélever un échantillon de sang, il est nécessaire de prélever et de jeter une seringue « usée », qui se compose de la solution saline dans la ligne d’extension et du kit d’extension IV.
    3. Prélever avec la seringue de 5 ml jusqu’à ce que le sang total commence à pénétrer dans la seringue (après au moins 4,4 ml de déchets).
      REMARQUE : La couleur du liquide dans la seringue de vidange commencera par être claire, suivie de rose et enfin de rouge foncé une fois que la ligne d’extension sera remplie de sang total.
    4. Une fois que le sang total est visible dans la seringue de 5 ml, tournez la languette OFF du robinet d’arrêt pour fermer la conduite de la seringue de 5 ml.
    5. Prélevez la quantité de sang désirée à l’aide de la seringue de 3 ml. Tournez la languette OFF du robinet d’arrêt pour fermer la ligne d’extension des deux seringues.
      REMARQUE : Le sang ne doit pas rester dans la ligne d’extension pendant plus de 5 minutes pour réduire le risque de coagulation. Si la prise de sang est lente, plusieurs seringues de prélèvement plus petites peuvent être utilisées pour réduire la pression sur la veine. Réglez une minuterie pour déterminer la durée de la prise de sang. À 5 min, rincez la ligne pour éviter la coagulation. Un nouveau tirage au sort peut être tenté ou le tirage au sort peut être ignoré. Bien que certains protocoles intègrent des techniques d’épargne du sang, comme la réperfusion de la seringue usagée pour minimiser la perte de sang, ce protocole ne met pas en œuvre de telles mesures.
    6. Retirez la seringue de 5 ml et remplacez-la par un rinçage salin chaud de 10 ml.
    7. Tournez la languette OFF sur le robinet d’arrêt pour fermer la conduite à la seringue vide de 3 ml. Cela ouvrira la ligne vers le rinçage salin.
    8. Poussez jusqu’à 10 ml de solution saline réchauffée, en vous assurant qu’il ne reste pas de sang dans la ligne d’extension.
    9. Tournez la languette OFF sur le robinet d’arrêt pour fermer la conduite des deux seringues.
      1. Continuez à pousser lentement la chasse d’eau saline tout en tournant la languette OFF du robinet d’arrêt pour fermer la conduite aux deux seringues. Cela maintiendra la pression dans la ligne d’extension et minimisera le reflux du sang.
      2. Utilisez toute solution saline restante dans la seringue pour rincer la seringue vide de 3 ml par le robinet d’arrêt. Nettoyez le robinet d’arrêt de la solution saline en retirant la seringue de solution saline et en tirant sur la seringue de 3 ml pour éliminer tout liquide restant dans le robinet d’arrêt.
    10. Remplacez toutes les seringues pour vous préparer au prochain tirage.
      REMARQUE : Ne laissez pas les orifices du robinet sans seringues attachées, car cela compromettrait la stérilité.

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Résultats

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Mélatonine 24 heures sur 24 à l’aide d’un prélèvement sanguin à travers le mur pendant le sommeil
La méthode décrite ci-dessus permet d’évaluer les tendances sur 24 heures des facteurs circulants qui seraient autrement manqués par un seul échantillon de points temporels. La mélatonine, une hormone fréquemment mesurée par prélèvement sanguin à travers la paroi, est le substitut le plus largement accepté pour évaluer le rythme de l’horloge circadienne centrale, qui rési...

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Discussion

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La méthode de prélèvement sanguin présentée ici est largement utilisée dans la recherche sur le sommeil et le rythme circadien pour collecter du sang pendant le sommeil avec un minimum de perturbations pour les participants. Les procédures décrites, y compris la préparation, la configuration et l’utilisation de la ligne d’extension, ont de vastes applications dans les contextes cliniques et de recherche. En utilisant cette technique, les chercheurs peuvent obtenir avec succès des échanti...

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Déclarations de divulgation

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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

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Cette recherche a été financée en partie par T32HL149646 à GSM et R01DK125653 et R01HL168081 à JLB. Nous tenons également à remercier Stephanie Laing RN, BSN, infirmière de recherche professionnelle au Colorado Clinical & Translational Sciences Institute (CCTSI) et au Anschutz Medical Campus Clinical Translational Research Center de l’Université du Colorado pour avoir examiné les méthodes et fourni des informations et des modifications à la version finale de ce manuscrit.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Extension IV standard de 9 pouces avec un volume d’amorçage de 1 mL, connecteur SmartSite amovible sans aiguille, collier coulissière et verrouillage mâle à spinMedlineIME22059EH
Injection de chlorure de sodium à 0,9 % USP 10 mL dans une seringue de rinçage de 10 mL ZRExcelsior MedicalEMZE010001
Serviette de préparation à l’alcoolMedlineMDS090737
Cathéter ailé de 20 G BD Insyte AutoguardMedline381534
Seringue BD Plastipak 3 mLFischer Scientific309657
CoFlexNLMedline5200CP
Ensemble d’extension IV de 192 pouces, tubulure de petit calibreSoins intensifsB2202Il est nécessaire de créer un compte auprès du service médical des soins intensifs pour commander des fournitures
Éponges en gaze non tisséesMedlineNON25223
TegadermMedline1624W
Ultra(TM) Verrouillage mâle à 3 voies à l’épaule à l’épaule/pivotMedlineMX2311L

Références

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