כאן, אנו מתארים גישה פשוטה, לא פולשנית באמצעות ספקטרוסקופית אינפרא אדום כדי להעריך hyperemia תגובתי, נוירו-וסקולריים צימוד וקיבולת חמצוני שרירי השלד, ביקור במרפאה או מעבדה בודד.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מתארים גישה פשוטה, לא פולשנית באמצעות ספקטרוסקופית אינפרא אדום כדי להעריך hyperemia תגובתי, נוירו-וסקולריים צימוד וקיבולת חמצוני שרירי השלד, ביקור במרפאה או מעבדה בודד.
תרגיל מייצג הלחץ והמודינמיקה הגדולות הדורשת תגובה נוירו-וסקולריים גבוהה מתואם כדי להתאים חמצן משלוח דרישה מטבולית. Hyperemia ריאקטיבי (בתגובה תקופה קצרה של רקמות איסכמיה) חזאי עצמאית של אירועי לב וכלי דם ומספק תובנה חשובה לבריאות כלי הדם ויכולת vasodilatory. קיבולת חמצוני שרירי השלד חשוב באותה מידה על בריאות ומחלה, כמו זה קובע את אספקת האנרגיה עבור תהליכים myocellular. כאן, אנו מתארים גישה פשוטה, לא פולשנית באמצעות ספקטרוסקופית אינפרא אדום כדי להעריך כל אחד אלה קצה קליניים עיקריים (hyperemia תגובתי, נוירו-וסקולריים צימוד והקיבולת שריר חמצוני) במהלך ביקור במרפאה או מעבדה בודדת. שלא כמו אולטרסאונד דופלר, תהודה מגנטית תמונות/ספקטרוסקופיה, או מדידות זרימה ספירליים פולשני או ביופסיות שריר, הגישה שלנו היא פחות תלוי המפעיל נמוכים, לחלוטין בלתי-פולשנית. נציג נתונים מהמעבדה שלנו ויחד עם נתוני סיכום מן הספרות שפורסמו בעבר ממחישים את התועלת של כל אלה והגישור. ברגע בטכניקה זו הוא שולט, ליישום אוכלוסיות קליניות תספק תובנות מכניסטית חשוב התרגיל הסובלנות ואי תפקוד לב וכלי דם.
התגובה hyperemic תקופה קצרה של רקמות איסכמיה התפתחה כאמצעי לא פולשנית מפתח של תפקוד כלי הדם (מיקרו). במהלך חסימה של עורק conduit, רבים במורד הזרם להתרחב בניסיון לקזז את העלבון איסכמי. עם שחרורם של סגר, ההתנגדות כלי הדם ירד תוצאות hyperemia, שסדר מוכתב על ידי היכולת להתרחב את microvasculature במורד הזרם. בעוד hyperemia תגובתי היא מנבא חזק עצמאית של אירועי לב וכלי דם1,2 , ולפיכך נקודת קצה של משמעות קלינית, את משמעותו הפונקציונלית לממש סובלנות ואת איכות החיים הוא פחות ברור.
אכן, תרגול דינאמי מייצג הלחץ הלב וכלי הדם הגדולים הדורשת תגובה נוירו-וסקולריים גבוהה מתואם כדי להתאים חמצן משלוח דרישה מטבולית. לדוגמה, זרימת הדם שרירי השלד יכול להגדיל כמעט 100-fold במהלך שריר מבודד התכווצויות3, אשר להציף את יכולת השאיבה של הלב אם תגובה כזו והמודינמיקה היו אומדן לממש לכל הגוף. בהתאם לכך, כדי למנוע לחץ. דם, סימפטי (קרי, מצר את כלי הדם) האימננטיים לפעילות מגביר להפיץ תוצא מן הרקמות לא פעילה ולא מהבטן וכלפי פעיל שרירי השלד4. יצוא סימפטי מופנית גם פעילות גופנית שרירי השלד5; עם זאת, איתות מטבולית המקומי נחלש התגובה מצר את כלי הדם על מנת להבטיח רקמה מספקת חמצן משלוח6,7,8,9,10, 11. באופן קולקטיבי, תהליך זה נקרא sympatholysis תפקודית12, והוא לבריאותה של ויסות זרימת הדם שרירי השלד נורמלי במהלך פעילות גופנית. כיוון זרימת הדם שרירי השלד הוא דטרמיננטה מפתח יכולת אירובית — חזאי עצמאית של איכות חיים, מחלות לב וכלי דם התחלואה והתמותה13— הבנת השליטה של החמצן בדם שרירי השלד זרימה ורקמות משלוח במהלך פעילות גופנית היא בעלת משמעות קלינית רבה.
אספקת החמצן היא רק חצי מהמשוואה Fick, עם זאת, עם ניצול חמצן מספקת את החצי השני של המשוואה. בין העיקריות determinates ניצול החמצן, זרחון חמצוני מיטוכונדריאלי ממלא תפקיד חיוני באספקת אנרגיה נאותה עבור תהליכים תאיים גם במנוחה וגם במהלך פעילות גופנית. אכן, בעלי קיבולת חמצוני שריר ניתן להגביל פונקציונלי קיבולת ואת איכות החיים14,15,16. אמצעים שונים משמשים כדי לספק מדד של קיבולת חמצוני שריר, כולל ביופסיות שריר פולשנית וטכניקות ספקטרוסקופיה (MRS) יקרים ולגזול תהודה מגנטית.
כאן, אנו מציעים גישה חדשנית, לא פולשנית, באמצעות ספקטרוסקופית אינפרא אדום (NIRS), כדי להעריך את כל אלה שלוש הגדולות קליניים נקודות הקצה (תגובתי hyperemia, sympatholysis, ויכולת שריר חמצוני) בביקור במרפאה או מעבדה בודדת. היתרונות הגדולים של גישה זו הם: מורכבת משלושה שלבים: ראשית, טכניקה זו היא ניידת בקלות, עלות נמוכה יחסית וקל לביצוע. לגישות אולטרסאונד דופלר למדידת תגובתי hyperemia הם מאוד תלוי המפעיל — המצריכה מיומנות מקיף והדרכה – דורשים נתונים מתוחכמת, עלות גבוהה, רכישת חומרה, שלאחר עיבוד תוכנה. יתר על כן, זה יכול שכעיקרון להזרים את המרפאה ו/או ניסויים קליניים גדולים על מיטתה ניטור או בדיקות יעילות טיפולית. שנית, בזכות המתודולוגיה, טכניקה זו מתמקד במיוחד microvasculature שרירי השלד, הגדלת יחודיות הכוללת של הטכניקה. גישות חלופיות באמצעות אולטרסאונד דופלר להתמקד אך ורק על כלי שיט במעלה צינור, להסיק שינויים במורד הזרם, אשר ניתן לצנן את האות. שלישית, טכניקה זו היא לחלוטין בלתי-פולשנית. קיבולת חמצוני שרירי השלד מוערך באופן מסורתי עם פולשני, ביופסיות שריר כואב ולאחר sympatholysis פונקציונלי עשויים להידרש עם הזרקת התוך עורקי של sympathomimetics ושל sympatholytics. גישה זו מונע דרישות אלה כולם יחד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה עוקב אחר הקווים המנחים של ועדת הבדיקה מוסדיים ב אוניברסיטת טקסס בארלינגטון, תואמת הסטנדרטים שנקבעו על-ידי הגירסה העדכנית ביותר של הצהרת הלסינקי. בהתאם לכך, בכתב הסכמה מדעת היה (,) שהושג לפני תחילת המחקר הליכים.
1. אינסטרומנטציה
הערה: התיאור הבא של ומכשור מבוסס על אינפרא אדום (ניר) ספקטרומטר ונתונים רכישת המערכת בשימוש המעבדה שלנו (ראה טבלה של חומרים). לכן, ההוראות כוללות השלבים הדרושים לתפקוד אופטימלי של התקנים אלה. השלבים הבאים כוללים הכיול של המכשיר ניר באמצעות תוכנה הנלווית כיול פנטום, והיישום של בד כהה כדי לא לכלול אור מקיף. בכל מקרה שבו נתונים שונים אוסף חומרה ו/או תוכנה משמשים, חוקרים צריך להתייעץ עם המדריכים למשתמש ספציפי משלהם עבור כיול ושיקולים אור הסביבה. איור 1 מדגימה הגדרת ניסיוני ומכשור מיד המתוארים להלן.
2. קיבולת חמצוני שרירי השלד
הערה: עקיבה נציג נתונים הממחישות ההליך ניסיוני. למדידת קיבולת חמצוני שרירי השלד מתוארת באיור 2. זו גישה נסיונית בעבר אומתה נגד ויוו זרחן גברת18 ו בחיי עיר שריר respirometry19, הוא צובר קבלת נרחב20.
3. תגובתי Hyperemia
הערה: עקיבה נציג נתונים הממחישות ההליך ניסיוני. למדידת hyperemia תגובתי מתואר באיור3.
4. פונקציונלי Sympatholysis
הערה: עקיבה נציג נתונים הממחישות ההליך ניסיוני. למדידת sympatholysis תפקודית מתואר באיור4.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
קיבולת חמצוני שרירי השלד
איור 2 מדגימה תגובה משתתף נציג במהלך הערכה קיבולת חמצוני נגזר NIRS שרירי השלד. פאנל A מראה הרוויה ברקמות פרופיל במהלך 5 דקות עורקי תאזוק סגר פרוטוקול handgrip תרגיל, סגר עורקי לסירוגין במהלך ההתאוששות מן התרגול. פאנל B ממחישה את רקמת הצפוי desaturation/מחדש-saturation הפרופיל במהלך occlusions העורקים לסירוגין במהלך תקופת ההחלמה. הקצב של desaturation...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בשיטות המתוארות בזאת מאפשרים הערכה לא פולשנית, קליני של hyperemia תגובתי, נוירו-וסקולריים צימוד והקיבולת שרירי השלד חמצוני ב ביקור במרפאה או מעבדה בודדת.
שיקולים קריטי
למרות NIRS חזקים יחסית, קל לשימוש, אוסף של נתונים אלה דורשות זהירות הצבת optodes ישירות מעל שריר הבטן, מאובטחות בחוזקה במקום כדי למנוע תנועת החפץ, ולא מכוסה סדין ויניל שחור בחדר בתאורה להימנע הפרעה של האינפרא-אדום ליד האור החיצוני. בנוסף, קבלת נתונים באיכות טובה מתבסס בעיקר ע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי יש להם אינטרסים כלכליים אין מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי אונ' טקסס תכנית המחקר הבינתחומי ארלינגטון גרנט.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מכונת ספקטרוסקופיה קרובה לאינפרא אדום OxiplexTS דו-ערוצית | Iss Medical | 101 | |
| NIRS חיישן שרירים | Iss Medical | 201.2 | |
| E20 מערכת ניפוח שרוול מהירה | Hokanson | E20 | |
| AG101 Air Source | Hokanson | AG101 | |
| Smedley Handgrip dynometer (הקלטה) | Stolting | 56380 | |
| Powerlab 16/35, מקליט 16 ערוצים | ADInstruments | PL3516 | |
| סט NIBP אנושי | ADInstruments | ML282-SM | |
| ביו מגבר | ADInstruments | FE132 | |
| מגבר גשר מרובע | ADInstruments | FE224 | |
| Connex Spot Monitor | Welch Allyn | 71WX-B | |
| Origin (Pro) תוכנת גרפים | OrignPro | Pro | |
| תא לחץ שלילי בפלג הגוף התחתון | סטנדרטית | של מכשירי מחקר פיזיולוגיה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.