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.
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 ישירו?…
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי אונ’ טקסס תכנית המחקר הבינתחומי ארלינגטון גרנט.
Dual-channel OxiplexTS Near-infrared spectroscopy machine | Iss Medical | 101 | |
NIRS muscle sensor | Iss Medical | 201.2 | |
E20 Rapid cuff inflation system | Hokanson | E20 | |
AG101 Air Source | Hokanson | AG101 | |
Smedley Handgrip dynometer (recording) | Stolting | 56380 | |
Powerlab 16/35, 16 Channel Recorder | ADInstruments | PL3516 | |
Human NIBP Set | ADInstruments | ML282-SM | |
Bio Amp | ADInstruments | FE132 | |
Quad Bridge Amp | ADInstruments | FE224 | |
Connex Spot Monitor | Welch Allyn | 71WX-B | |
Origin(Pro) graphing software | OrignPro | Pro | |
Lower body negative pressure chamber | Physiology Research Instruments | standard unit |