Artigo de método

Método de amostragem de sangue através da parede para minimizar a interrupção do sono em ambientes clínicos

DOI:

10.3791/67530

13 de junho de 2025

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

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Aqui, apresentamos um método minimamente invasivo para coletar amostras de sangue durante o sono em ambientes clínicos.

Resumo

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Os ritmos fisiológicos, incluindo os ritmos diurno e circadiano, desempenham um papel crítico na saúde, com distúrbios cada vez mais ligados a doenças cardiovasculares e diabetes tipo 2. Esses ritmos estão intimamente ligados aos ciclos sono-vigília, pois mudanças no tempo ou duração do sono podem alterar os ritmos diurnos e circadianos, interrompendo assim a homeostase fisiológica. Fatores adicionais, como o momento de comportamentos como ingestão de alimentos e / ou atividade física, podem modular os ritmos de 24 horas de maneiras que apoiam a saúde ou promovem o risco de doenças crônicas.

Apesar do crescente reconhecimento da importância dos ritmos biológicos, a obtenção de amostras de sangue seriadas necessárias para elucidar padrões em fatores circulantes continua sendo um desafio significativo na pesquisa clínica. Os métodos rotineiros de coleta de sangue podem ser prejudiciais ao sono, potencialmente alterando o sono e os ritmos biológicos e, posteriormente, influenciando as variáveis de interesse. Isso ressalta a necessidade de abordagens minimamente invasivas que permitam a avaliação de processos biológicos de 24 horas sem perturbar o sono ou os ritmos biológicos.

Para enfrentar esses desafios, muitos grupos clínicos e de pesquisa empregam uma técnica conhecida como método de amostragem de sangue "através da parede". Essa abordagem usa tubos estendidos conectados a um cateter permanente, enfiado em uma parede ou divisória em um local fora do quarto do participante. Ao permitir a coleta de sangue sem a necessidade de entrar na sala, esse método minimiza as interrupções, preservando assim a integridade dos perfis de 24 horas das variáveis circulantes de interesse e o sono minimamente perturbador.

Aqui, fornecemos uma descrição detalhada do método de amostragem de sangue através da parede e demonstramos sua viabilidade e eficácia na coleta de amostras de sangue durante as oportunidades de sono programadas. Dados representativos de um estudo clínico são apresentados e considerações adicionais, incluindo o impacto de uma coleta de sangue difícil na arquitetura do sono, são discutidas.

Introdução

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Os ritmos diurno e circadiano são ciclos biológicos envolvidos na regulação de processos fisiológicos, metabólicos e comportamentais ao longo de 24 h. Os ritmos diurnos são padrões biológicos que seguem um ciclo dia/noite e são impulsionados por pistas ambientais ou comportamentais. Em contraste, os ritmos circadianos são ciclos próximos de 24 horas em biologia impulsionados por uma rede intrínseca de relógios moleculares, independente de pistas externas (nota: uma explicação detalhada dos relógios circadianos está além do escopo deste artigo; os leitores interessados são direcionados para Cox et al.1 para mais informações e Broussard et al.2 para uma discussão de protocolos circadianos clínicos). Tanto o ritmo diurno quanto o circadiano desempenham papéis críticos na saúde, com interrupções associadas ao aumento dos riscos de desenvolvimento de doenças cardiovasculares e diabetes tipo 2 3,4. Esse entendimento está enraizado em décadas de pesquisa envolvendo medições de séries temporais em condições controladas de laboratório. Os resultados de tais estudos ajudaram a distinguir entre influências circadianas endógenas e efeitos ambientais ou comportamentais externos nos processos biológicos e seus papéis na manutenção da homeostase fisiológica 2,5. Este corpo de trabalho lançou as bases para pesquisas translacionais mais recentes que investigam o impacto do sono e do tempo circadiano dos comportamentos nos resultados relacionados à saúde 6,7,8,9.

Hormônios e fatores metabólicos exibem oscilações distintas de 24 horas. A melatonina, por exemplo, aumenta durante a noite biológica e permanece baixa durante o dia biológico10. Em contraste, o ritmo do cortisol é caracterizado pela supressão durante a primeira parte da noite biológica, seguida por um surto antes do despertar11, que é alterado durante a privação do sono12. O hormônio estimulante da tireoide (TSH) aumenta à noite biológica e é suprimido durante o sono13. O ritmo do TSH é interrompido durante a privação do sono, levando ao aumento dos níveis de TSH durante a noite biológica14. Os padrões rítmicos de vários outros fatores circulantes são afetados de forma semelhante pelos ciclos de sono-vigília. Por exemplo, a secreção do hormônio do crescimento (GH) está intimamente ligada ao sono de ondas lentas (SWS), com uma liberação pronunciada logo após o início do sono, especialmente em homens15. Além disso, a secreção de GH em conjunto com o aumento do glucagon durante o sono ajuda a acomodar o jejum noturno prolongado e leva à redução da utilização de glicose para manter os níveis estáveis de glicose no sangue e prevenir a hipoglicemia16. Semelhante em padrão ao GH, a prolactina aumenta acentuadamente após o início do sono e atinge o pico no meio do período de sono, com aumentos semelhantes ocorrendo durante os cochilos diurnos17,18. Fatores circulantes adicionais que exibem ritmos de 24 horas incluem hormônio adrenocorticotrófico, hormônio luteinizante, glicose e insulina (para um resumo mais abrangente, ver Hanlon et al.5).

Muitos fatores circulantes envolvidos na fome, regulação do apetite e balanço energético também exibem flutuações ao longo do período de 24 horas. A grelina, que estimula a fome, atinge o pico antes das refeições e diminui durante o período noturno de sono, enquanto a leptina, um hormônio da saciedade, aumenta à noite, provavelmente suprimindo a fome durante o jejum noturno19. Outros sinais metabólicos, como ácidos graxos livres, endocanabinóides e peptídeos de saciedade como GLP-1 e PYY, exibem variações que são influenciadas pelos padrões de sono e alimentação 19,20,21,22.

Em conjunto, as oscilações descritas acima ilustram a complexa interação entre sono, processos circadianos e homeostase fisiológica, que só pode ser totalmente apreciada traçando o perfil dos padrões circulantes de 24 horas de variáveis fisiológicas relevantes.

A elucidação dos ritmos de 24 horas dos fatores circulantes é essencial para entender as flutuações diárias na função fisiológica, bem como como o sono e a interrupção circadiana afetam a saúde. No entanto, os métodos tradicionais de amostragem de sangue podem interferir nos próprios processos que impulsionam e regulam esses ritmos23, destacando a necessidade de abordagens minimamente invasivas que permitam insights precisos sobre os perfis de 24 horas.

Portanto, o objetivo deste artigo sobre métodos é descrever com detalhes suficientes as etapas envolvidas na obtenção confiável de amostras de sangue frequentes durante 24 horas de participantes de pesquisas humanas usando uma técnica de amostragem de sangue através da parede. A técnica descrita, empregada por muitos laboratórios do sono e circadianos 20,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36, aborda os desafios técnicos envolvidos na coleta de amostras de sangue durante o sono. Nas seções a seguir, a técnica em si é descrita com uma demonstração em vídeo suplementar. Além disso, são apresentados dados representativos de um estudo clínico utilizando o método. Finalmente, o artigo termina com uma discussão sobre as limitações, armadilhas e considerações importantes do uso do método na pesquisa clínica.

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Protocolo

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Os métodos descritos neste artigo são usados em protocolos atualmente aprovados pelo Conselho de Revisão Institucional da Colorado State University e pelo Conselho de Revisão Institucional Múltipla do Colorado. Dados representativos foram derivados de tais estudos para os quais o consentimento informado por escrito foi obtido antes da participação. Todos os suprimentos e equipamentos usados estão listados na Tabela de Materiais. Considerações adicionais sobre o método são apresentadas na discussão.

1. Configuração e fixação da linha de extensão

NOTA: Antes de qualquer procedimento clínico, a higienização adequada das mãos deve ser realizada com uma solução com um mínimo de álcool isopropílico a 70%. Equipamentos de proteção individual (EPI), incluindo, entre outros, luvas, jalecos e sapatos fechados, devem ser usados o tempo todo.

  1. Configuração para amostragem através da parede (Figura 1)
    1. Fora da sala do participante, monte a estação de coleta de sangue com os seguintes suprimentos: absorvente descartável, válvula de parada de 3 vias, linha de extensão de 120 pol., seringa de descarga de solução salina de 10 mL, seringa de descarga de solução salina aquecida de 10 mL em dispositivo de aquecimento, seringa de 5 mL para resíduos, seringa de 3 mL para coleta de sangue (o tamanho pode variar dependendo do volume de coleta de sangue), e um recipiente de resíduos de risco biológico. Todos os suprimentos estão listados na Tabela de Materiais.
  2. Conecte a linha de extensão para amostragem através da parede.
    1. Na almofada absorvente descartável, prenda a torneira de 3 vias ao lado da trava Luer fêmea da linha de extensão.
      NOTA: Certifique-se de que a extremidade exposta da torneira não toque em nenhuma superfície (incluindo as mãos enluvadas). Se estiver contaminado, substitua a torneira para garantir a esterilidade.
    2. Coloque a descarga de solução salina de 10 mL e a seringa de amostra de 3 mL (com o selo rompido) na torneira.
      NOTA: Uma vez que a torneira é fixada à linha de extensão, os 2 locais de fixação da torneira restantes são idênticos; portanto, a descarga salina e as seringas de amostra podem ser colocadas em qualquer uma das torneiras restantes. Quebrar o selo refere-se a puxar o êmbolo da seringa para liberar antes que a seringa seja conectada ao participante, garantindo que a pressão negativa aguda da quebra do selo não resulte em danos ao vaso sanguíneo.
    3. Gire a aba OFF da torneira para que a linha de extensão fique fechada para a seringa de amostra de 3 mL. Isso abrirá a torneira para a descarga salina de 10 mL.
    4. Empurre a solução salina através da linha de extensão. Quando a solução salina chegar ao final da linha, remova cuidadosamente a tampa e deixe a solução salina pingar em um copo e/ou na almofada absorvente para garantir que a linha esteja completamente cheia de solução salina. Recoloque a tampa na extremidade da linha de extensão agora preparada.
    5. Gire a aba OFF da torneira para que a linha fique fechada para ambas as seringas. Deixe as seringas presas à torneira.
      NOTA: O volume máximo na linha é de 3.4 mL.
    6. Alimente a extremidade tampada da linha de extensão através da porta de parede para a sala do participante. Certifique-se de que a tampa permaneça no lugar para manter a linha estéril.
    7. Vá para a sala do participante para conectar a linha de extensão ao participante. Limpe a extremidade distal da linha de extensão e o local de fixação do conjunto de extensão IV (conectado ao participante) com uma almofada de preparação de álcool estéril.
    8. Remova a tampa da linha de extensão e prenda a linha ao conjunto de extensão IV (conectado ao participante).
    9. Uma vez que a linha de extensão esteja conectada ao IV, retorne à antecâmara.
      1. Remova e descarte a descarga de solução salina usada da torneira e coloque uma descarga de solução salina aquecida de 10 mL. Gire a aba OFF da torneira para fechar a linha da seringa de amostras. Isso abrirá a torneira para a nova descarga salina de 10 mL.
      2. Empurre a solução salina para a linha de extensão para garantir que não haja vazamentos e o IV ainda esteja patente. Gire a aba OFF da torneira para que a linha fique fechada para ambas as seringas.
        NOTA: A descarga salina não deve exceder a temperatura do corpo humano (37 ° C / 98.6 ° F). Verifique a temperatura salina usando um termômetro colocado no dispositivo de aquecimento. É necessário um mínimo de 4,4 mL de solução salina para lavar toda a linha, pois o volume na linha de extensão é de 3,4 mL + e o volume no conjunto de extensão IV é de 1 mL.
    10. Continue a empurrar lentamente a descarga de solução salina enquanto gira a aba OFF da torneira para fechar a linha em ambas as seringas. Isso manterá a pressão na linha de extensão e minimizará o refluxo do sangue.
    11. Assim que a linha de extensão for estabelecida com sucesso, retorne ao quarto do participante para envolver o conjunto de extensão IV com uma bandagem elástica autoaderente para garantir que ele não seja puxado durante o sono. Prenda a linha de extensão à estrutura da cama com fita adesiva.
    12. Discuta com o participante suas preferências de sono (ou seja, dorminhoco de lado, dorminhoco de costas, etc.) e forneça tubos em excesso para permitir a liberdade de movimento durante o sono. Peça ao participante para testar a amplitude de movimento.
      NOTA: É importante lembrar ao participante que ele deve solicitar assistência da equipe para desconectar a linha de ramal para usar o banheiro.

2. Amostragem de sangue através da linha de extensão

  1. Coletando uma amostra de sangue.
    1. Antes de qualquer coleta de sangue, certifique-se de que a linha de extensão ainda esteja preparada com solução salina e confirme se a aba OFF da torneira está torcida de forma que a linha fique fechada para ambas as seringas.
      1. Se o sangue puder ser visto na linha de extensão, lave um mínimo de 4.4 mL de solução salina aquecida para limpar a linha de extensão e o conjunto de extensão IV de qualquer sangue.
    2. Coloque uma seringa de 5 ml (resíduos de seringa) e uma seringa de 3 ml (seringa de amostra) na torneira. Gire a aba OFF da torneira para abrir a linha de extensão para a seringa de 5 mL (resíduos de seringa).
      NOTA: Antes de coletar uma amostra de sangue, é necessário retirar e descartar uma seringa "residual", que consiste na solução salina na linha de extensão e no conjunto de extensão IV.
    3. Aspire com a seringa de 5 ml até que o sangue total comece a entrar na seringa (após pelo menos 4,4 ml de resíduos).
      NOTA: A cor do líquido na seringa residual começará como clara, seguida de rosa e, finalmente, vermelho escuro quando a linha de extensão estiver cheia de sangue total.
    4. Assim que o sangue total estiver visível na seringa de 5 ml, rode a patilha OFF da torneira para fechar a linha para os resíduos de seringa de 5 ml.
    5. Retire a quantidade desejada de sangue com a seringa de 3 ml. Gire a aba OFF da torneira para fechar a linha de extensão de ambas as seringas.
      NOTA: O sangue não deve permanecer na linha de extensão por mais de 5 minutos para reduzir o risco de coagulação. Se a coleta de sangue for lenta, várias seringas de amostragem menores podem ser usadas para reduzir a pressão na veia. Defina um cronômetro para determinar a duração da coleta de sangue. Aos 5 min, lave a linha para evitar a coagulação. Um novo sorteio pode ser tentado ou o sorteio pode ser ignorado. Embora alguns protocolos incorporem técnicas de preservação de sangue, como reinfundir a seringa de resíduos para minimizar a perda de sangue, este protocolo não implementa tais medidas.
    6. Remova a seringa de resíduos de 5 mL e substitua-a por uma descarga salina morna de 10 mL.
    7. Gire a guia OFF na torneira para fechar a linha para a seringa vazia de 3 mL. Isso abrirá a linha para a descarga salina.
    8. Empurre até 10 mL de solução salina aquecida, garantindo que nenhum sangue permaneça na linha de extensão.
    9. Gire a aba OFF na torneira para fechar a linha de ambas as seringas.
      1. Continue a empurrar lentamente a descarga de solução salina enquanto gira a aba OFF da torneira para fechar a linha em ambas as seringas. Isso manterá a pressão na linha de extensão e minimizará o refluxo do sangue.
      2. Use qualquer solução salina restante na seringa para lavar através da torneira na seringa vazia de 3 mL. Limpe ainda mais a torneira da solução salina removendo a seringa salina e puxando para trás a seringa de 3 mL para remover qualquer líquido restante na torneira.
    10. Substitua todas as seringas para se preparar para a próxima coleta.
      NOTA: Não deixe as portas da torneira sem seringas conectadas, pois isso comprometerá a esterilidade.

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Resultados

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Melatonina de 24 horas usando amostragem de sangue através da parede durante o sono
O método descrito acima permite a avaliação de padrões de 24 horas de fatores circulantes que, de outra forma, seriam perdidos por uma única amostra de ponto de tempo. A melatonina, um hormônio frequentemente medido por amostragem de sangue através da parede, serve como o substituto mais amplamente aceito para avaliar o ritmo do relógio circadiano central, que reside no núcleo supraqui...

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Discussão

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O método de amostragem de sangue através da parede apresentado aqui é amplamente utilizado no sono e na pesquisa circadiana para coletar sangue durante o sono com o mínimo de perturbação do participante. Os procedimentos descritos - incluindo preparação, configuração e uso da linha de extensão - têm amplas aplicações em ambientes clínicos e de pesquisa. Ao empregar essa técnica, os pesquisadores podem obter amostras de sangue com sucesso em um período de 24 horas, inclusive durante o son...

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Divulgações

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Os autores não têm nada a divulgar.

Agradecimentos

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Esta pesquisa foi apoiada em parte por T32HL149646 para GSM e R01DK125653 e R01HL168081 para JLB. Também gostaríamos de agradecer a Stephanie Laing RN, BSN, enfermeira de pesquisa profissional do Colorado Clinical & Translational Sciences Institute (CCTSI) e do Centro de Pesquisa Translacional Clínica do Campus Médico Anschutz da Universidade do Colorado por revisar os métodos e fornecer insights e edições para a versão final deste manuscrito.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Conjunto de extensão IV de diâmetro padrão de 9 polegadas com volume de priming de 1 mL, conector SmartSite removível sem agulha, grampo deslizante e trava de luer macho de rotaçãoMedlineIME22059EH
Injeção de cloreto de sódio a 0,9% USP 10 mL em uma seringa ZR de 10 mL de lavagemExcelsior MedicalEMZE010001
Absorvente de preparação para álcoolMedlineMDS090737
Cateter alado BD Insyte Autoguard de 20 GMedline381534
Seringa BD Plastipak 3 mLFischer Scientific309657
CoFlexNLMedline5200CP
Conjunto de extensão IV de 192 pol, tubulação de pequeno diâmetroMedicina da UTIB2202É necessário criar uma conta na UTI médica para solicitar suprimentos
Esponjas de gaze não tecidasMedlineNON25223
TegadermMedline1624W
Ultra(TM) trava de 3 posições para stockcockw/giratória macho luerMedlineMX2311L

Referências

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