hideg stressz és a hideg pressor teszt

a hőmérséklet és más környezeti stresszorok ismert, hogy befolyásolják a vérnyomást (BP) és a pulzusszámot (HR). Ebben a tevékenységben a hallgatók elvégzik a hideg pressor tesztet a BP környezeti stresszt követő változásainak bemutatására. Hideg stressz esetén az alany egyik kezét jeges vízbe meríti 1-2 percig, míg a csoport tagjai figyelemmel kísérik az alany BP-jének változásait az alapvonaltól a gyógyulásig.

háttér

ismert, hogy a hőmérséklet és más környezeti stresszorok befolyásolják a HR-t és a BP-t. Például a hirtelen és egyre fájdalmasabb hideg stressz a szimpatikus idegrendszer hatalmas kisülését és a noradrenalin felszabadulását okozza. Ez a szimpatikus kisülés a cardiovascularis (CV) rendszerben olyan válaszokat vált ki, amelyek magukban foglalják az arterioláris szűkületet, a megnövekedett HR-t és a megnövekedett szív kontraktilitást. Ezek a válaszok együttesen növelik a BP-t. Ez az úgynevezett pressor válasz (21), és tesztelése alany hideg stressz ezen a módon ismert, mint a hideg pressor teszt. A hideg pressor tesztet klinikailag stressztesztként alkalmazták a bal kamrai funkció értékelésére (15). A tesztet a szív autonóm működésének értékelésére is használják (24), valamint kísérleti fájdalom stimulusként (23).

a tesztet egyszer javasolták a magas vérnyomás (magas vérnyomás) szűrővizsgálatának indexeként (8, 16). Számos tanulmány jelezte, hogy a hideg pressor tesztre adott CV válasz megjósolhatja a magas vérnyomás jövőbeli kialakulását. A fekete-fehér felnőttek és gyermekek tanulmányai azt mutatták, hogy a fekete alanyok, akiknek fokozott a kockázata a korai magas vérnyomás kialakulásának, erősebb érrendszeri reakciókat mutatnak a hideg pressor tesztre, mint a fehér alanyok (10). Kimutatták, hogy a hideg pressor teszt kitágítja a normál alanyok koszorúér-artériáit, de összehúzza a hipertóniás betegek koszorúér-artériáit (1). Egy tanulmány (14) hideg pressor teszt által kiváltott koszorúér-vazokonstrikciót használt a későbbi káros CV események sikeres előrejelzésére (pl. stroke vagy szívroham) tünetmentes 2-es típusú cukorbetegeknél. Feltehetően az érszűkület endothel diszfunkcióval jár, amely hosszú távú CV patológiát eredményez.

tanulási célok

a tevékenység befejezése után a hallgatóknak képesnek kell lenniük a következőkre:

1. Ismertesse és magyarázza el a hideg pressor tesztre adott BP válasz alapjául szolgáló fiziológiai kontroll útvonalakat

2. Dolgozzon ki egy hipotézist, és tervezzen egy kísérletet annak tesztelésére

3. Adatok összegyűjtése és elemzése, valamint megfelelő következtetések levonása

4. Kritika kísérleti tervezés a jövőbeli feltárások javítása érdekében

Activity Level

ez a tevékenység hasznos lenne a különböző tanfolyamok, beleértve a fiziológia, anatómia és élettan, általános biológia, humán biológia, kitüntetések biológia, vagy a fejlett elhelyezés biológia középiskolától szakmai iskola.

előfeltétel hallgatói ismeretek vagy készségek

mielőtt ezt a tevékenységet elvégezné, a hallgatóknak alapvető ismeretekkel kell rendelkezniük a következőkről:

1. A HR-t és a BP-t befolyásoló fiziológiai tényezők

2. Autonóm idegrendszeri útvonalak és válaszok

3. Az érzékszervi receptorok típusai a testben és hol találhatók

a hallgatóknak tudniuk kell, hogyan kell a következőket tenni:

1. Mérje meg a BP-t vérnyomásmérővel / BP mandzsettával és sztetoszkóppal vagy automatizált adatgyűjtő rendszerrel

2. Mérje meg a pulzusszámot kézzel vagy ujjimpulzus-átalakítóval

szükséges idő

a reflex egyszerű bemutatása <1 órát vesz igénybe. Ha a diákok ezt vizsgálati tevékenységként végzik, legalább 1 órát (a laboratóriumban vagy a laboratórium előtt) a háttér irodalomkutatáshoz, 30 percet a kísérlet tervezéséhez és megtervezéséhez, és 1-2 órát az adatgyűjtéshez, a tantárgyak számától függően.

berendezések és Kellékek

szükséges felszerelés (1 készlet/csoport).

ehhez a tevékenységhez a következő berendezések szükségesek:

1. Vérnyomásmérő / BP mandzsetta vagy elektronikus megfelelője

2. Egy sztetoszkóp

3. Egy víz vödör / pan

4. Jég

5. Olyan hőmérő, amely képes mérni olyan alacsony, mint 4 C

6. Óra vagy óra, amely másodpercek alatt olvasható

Opcionális felszerelés (1 készlet/csoport).

ehhez a tevékenységhez a következő felszerelés választható:

1. EKG vagy HR monitor; felváltva fiziológiai adatgyűjtő szoftverrel (pl., AD műszerek, Biopac vagy iWorx) plusz ujj impulzus jelátalakító és vérnyomásmérő jelátalakító használható

2. Hűtött vízfürdő

3. Egy stopper

emberi alanyok jóváhagyása

ezt a nem invazív kísérletet mentesített oktatási tevékenységnek tekinti a Texasi Egyetem intézményi felülvizsgálati testülete (Austin, TX). Ennek a tevékenységnek az alkalmazói felelősek az emberi alanyok kutatásának engedélyének megszerzéséért a saját intézményüktől. Az “állatokon és embereken végzett kutatások vezérelvei” összefoglalóját lásd: www.the-aps.org/mm/Publications/Ethical-Policies/Animal-and-Human-Research.

utasítás

1. Előkészítés: Gyűjtse össze a felszerelést. Nincs szükség további előkészítési vagy követési időre. Az 1. táblázat egy mintavételi adatlapot mutat be.

2. Készítsünk egy serpenyőben a jég és a víz, hogy lehet tartani a 4 db C. Megjegyzés: használhatja a vizet a 4-10-es C tartományban, és számíthat a válaszra.

3. Mutassa meg a hallgatóknak a jeges vizet, és kérje meg őket, hogy írjanak egy hipotézist/hipotézist, amely megjósolja, hogy a kéz vízbe merítése milyen hatással lesz a CV rendszerre. Tartalmazniuk kell a hideg stressz hatását a BP-re, a HR-re és a véráramlásra annak alapján, amit tudnak a BP autonóm szabályozásáról és a termoregulációról. Például egy előrejelzés a következő lehet: “A hidegben a bőr erek összehúzódnak, hogy korlátozzák a hőveszteséget a test felszínén, és ez az érszűkület növeli a BP-t.”

4. Kérje meg az alanyot, hogy feküdjön a hátán (hanyatt), vagy üljön csendesen 5 percig. Előnyben részesíthető a fekvő helyzet használata, ahol megvalósítható.

5. Vegyük a BP-t és a HR-t két-három alkalommal a normál szint meghatározásához. Hagyja a leeresztett BP mandzsettát a karon.

6. A mandzsetta nélküli kar használatával merítse az alany kezét a jeges vízbe, majd hagyja ott 2 percig. Ha a hideg túlságosan fájdalmas lesz, az alany bármikor visszavonhatja a kezét.

7. Határozzuk meg a BP-t és a HR-t 30 másodpercenként 2 percig. Megjegyzés: a klinikai hidegnyomásos tesztek közül sok csak 1 perc merítést használ. Ha az alanyok úgy találják, hogy a kéz túl fájdalmas lesz egy 2 perces teszthez, rövidítse le a tesztet 1 percre. A kísérlet a kéz helyett a lábával is elvégezhető.

8. Távolítsa el az alany kezét a jeges vízből.

9. Azonnal mérje meg a szisztolés és diasztolés BPs-t, és számolja meg a pulzusszámot 30 másodperces időközönként, amíg a vérnyomás és a pulzus normalizálódik.

10. Számítsa ki az átlagos normál szisztolés és diasztolés BPs-t a merítés előtt kapott adatokból. Vonja le az átlagos bemmerülési nyomást a merítés során vagy után kapott legmagasabb értékekből.

a BP változása a BP labilitásának vagy reaktivitásának indexét adja.

azok az alanyok, akiknek szisztolés BP-je 25 vagy annál nagyobb Hgmm-rel növekszik, vagy akiknek diasztolés BP-je 20 vagy annál nagyobb Hgmm-rel növekszik hiperreaktívnak tekintik (25).

folyamatos megfigyelési módszer

ennek a kísérletnek valószínűleg a legnehezebb technikai aspektusa a BP gyors soros mérésének szükségessége. Ha a hallgatók számítógépes adatgyűjtő rendszert használnak vérnyomásmérő átalakítóval, lehetséges lehet a BP változásainak folyamatos leolvasása, az alábbiakban leírtak szerint.

1. A vérnyomásmérő mandzsettája nem szivároghat. Ennek teszteléséhez fújja fel a mandzsettát az alany szisztolés vérnyomása alatti nyomásra, majd húzza meg a csavart. Nézze meg a nyomkövetést a számítógép képernyőjén, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a BP állandó marad-e. Engedje le a mandzsettát.

2. A nyugalmi alany méréseinek felhasználásával számítsa ki az átlagos BP-t az alábbiak szerint: átlagos BP = diasztolés BP + 1/3 impulzusnyomás, ahol impulzusnyomás = szisztolés BP − diasztolés BP.

3. Amikor a kísérlet készen áll a kezdésre, tegye a mandzsettát az alanyra, és fújja fel 5 Hgmm-rel az alany átlagos BP-je alá. Tartsa a BP állandóját ezen az értéken a gumi izzó csavarjának meghúzásával.

indítsa el a felvételt. A nyomvonalon kis nyomásimpulzusokat kell megfigyelnie, amikor minden nyomáshullám áthalad a mandzsetta alatt. Szükség esetén növelje az y tengely érzékenységét. A felvétel nyomon követése lehetővé teszi a szisztolés vérnyomás változásainak, valamint a felvétel alapvonalának változásainak megtekintését.

Biztonsági megfontolások

az alábbi feltételek bármelyikével rendelkező személyek nem szolgálhatnak alanyként:

1. Szív-és érrendszeri betegségek

2. Neurológiai rendellenességek

3. Dohányosok

4. Nemrég fogyasztott koffein

a tanulóknak nyomatékosan meg kell mondani, hogy ha a hideg víz túl fájdalmas lesz, azonnal vegyék le a kezüket, és ne várjanak a tesztidőszak végéig.

figyelmeztesse a tanulókat, hogy a mandzsettát túl hosszú ideig kell felfújni. Ha az alany a kar fájdalmára panaszkodik, azonnal engedje le a mandzsettát.

hibaelhárítás

az ezzel a tevékenységgel kapcsolatos lehetséges problémákat és megoldásokat a 2. táblázat mutatja.

eredmények

várható eredmények

az artériás BP-nek és a HR-nek növekednie kell a kéz hideg vízbe merítése során, majd a kéz eltávolítása után vissza kell térnie a normális szintre (ábra. 1).

a hallgatói munka értékelése

a hallgatóknak grafikonként kell bemutatniuk adataikat. A szisztolés és diasztolés BP értékeket ábrázolhatják, majd kiszámíthatják és ábrázolhatják az átlagos BP-t. Tartalmazhatnak HR-adatokat egy külön tengelyen ugyanazon a grafikonpapíron.

gyakran hasznos, ha a diákok összegyűjtik az adataikat, és összeállítják a grafikonokat az összeállított osztályadatok felhasználásával, mivel ez lehetőséget ad számukra arra, hogy megfigyeljék az emberek populációjában rejlő változékonyságot. Ha az osztály statisztikákat tartalmaz, kérje meg a tanulókat, hogy mind párosított, mind párosítatlan hallgatói t-teszteket végezzenek az adatokon annak bemutatására, hogy a párosított t-teszt hogyan mutathat szignifikanciát egy változó populációban, amely párosítatlan t-teszttel elemezve szignifikáns előtte-utána különbségeket mutathat.

kérdések a laboratóriumi jelentéshez

kérdés 1.

melyik volt nagyobb: a hideg hatása a szisztolés BP-re vagy a diasztolés BP-re? Mi lehet ennek a magyarázata?

válaszolj.

az irodalom azt jósolja, hogy a hatás nagyobb a szisztolés BP-re. A szimpatikus beidegzés növeli a szív kontraktilitását, ami befolyásolja a szisztolés BP-t.

2. kérdés.

a HR változásait az autonóm idegrendszer közvetíti? Ha igen, melyik ág?

3. kérdés.

működik-e a baroreceptor reflex a hidegpressor teszt során? Használjon bizonyítékokat a válasz alátámasztására.

válaszolj.

nem, a baroreceptor reflex nem működik. Ha igen, a BP növekedése a HR reflex csökkenését eredményezné.

4. kérdés.

melyek azok a fiziológiai mechanizmusok, amelyekkel a hidegnyomás teszt működik? Készítsen részletes térképet a folyamatról, kezdve a kéz stimulálásával a hideg vízbe, majd a megnövekedett BP-vel.

vizsgálati Alkalmazások

ha a tesztet az utasításokban leírtak szerint hajtják végre, ez a tevékenység “szakácskönyv” laboratórium. A vizsgálati szint növelése érdekében a tanár megengedheti a hallgatóknak, hogy eldöntsék, melyik testrészt tegyék ki hidegnek (lásd az alábbi megjegyzést), milyen vízhőmérsékletet használjon, és mennyi ideig tegye ki a testrészt hidegnek. A hallgatóktól azt is meg lehet kérdezni, hogyan lehet ellenőrizni ezt a tesztet, hogy kizárják annak lehetőségét, hogy a víz bőrre gyakorolt nyomása váltja ki a választ (válasz: ismételje meg a tesztet testhőmérséklettel vagy melegebb vízzel).

egy még magasabb szintű vizsgálat, a diákok arra kérik, hogy megismerjék a hideg pressor teszt a saját, és tervezni egy kísérletet, hogy teszteljék azt. Ehhez meg kell keresniük az irodalmat a PubMed (www.pubmed.com) és olvassa el a közzétett cikkeket a hidegnyomó tesztről. A szakirodalom elég egyértelmű a protokollról, hogy a hallgatók által tervezett kísérleteknek nagyon közel kell lenniük a fent leírt protokollhoz.

a diákok használhatják a cold pressor tesztet a BP és a HR környezeti hatásainak további feltárására. a diákok által feltett és tesztelt kérdések a következők:

• mi az a küszöbhőmérséklet, amely kiváltja a hideg pressor választ?

• a küszöbhőmérséklet személyenként változik?

• nem, faji/etnikai csoport, súly, életkor stb.?

• a különböző populációk különböznek-e a válasz intenzitásában?

• vannak-e más stresszorok, amelyek befolyásolják a BP-t, amelyeket fel lehet használni a feltáráshoz?

Megjegyzés: Ha hideg kerül az arcra, különösen az orr régiójában, az inger búvárreflexet válthat ki, amelyet a HR csökkenése (bradycardia) és a BP csekély vagy semmilyen növekedése jelez. Az egyik vizsgálati kísérlet az lehet, hogy a hallgatók meghatározzák, hogy a CV-válasz a hidegre változik-e attól függően, hogy a test mely része van kitéve a hideg ingernek.

további források

a témával kapcsolatos további információkért lásd: Refs. 2-7, 9, 11-13, 17-20, 22, és 26.

támogatások

ezt a munkát a National Science Foundation Grant DUE-041064 támogatásával fejlesztették ki.

közzétételek

a szerző(k) nem nyilatkoznak pénzügyi vagy egyéb összeférhetetlenségről.

szerzői hozzájárulások