냉증 스트레스 및 냉증 테스트

온도 및 기타 환경 스트레스 요인은 혈압(혈압)및 심박수에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 이 활동에서 학생들은 환경 스트레스에 따른 혈압의 변화를 입증하기 위해 냉기 검사를 수행합니다. 차가운 스트레스의 경우,피험자는 한 손을 얼음물에 1~2 분 동안 물속에 담그고,그룹 구성원은 기준선에서 회복까지의 피험자의 혈압 변화를 모니터링한다.

배경

온도 및 기타 환경 스트레스 요인은 인사 및 혈압에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 예를 들어,갑작스럽고 점점 더 고통스러운 감기 스트레스는 교감 신경계의 대규모 배출과 노르 에피네프린의 방출을 유발합니다. 이 교감 분비물은 동맥 수축,증가 된 시간 및 증가 된 심장 수축성을 포함하는 심혈관(이력서)시스템의 반응을 유발합니다. 이러한 반응은 혈압을 증가 결합. 이것은 프레서 반응(21)으로 알려져 있으며,이러한 방식으로 콜드 스트레스를 가진 피험자를 테스트하는 것은 콜드 프레스 테스트로 알려져 있습니다. 콜드 프레스 테스트는 좌심실 기능을 평가하기위한 스트레스 테스트로 임상 적으로 사용되었습니다(15). 이 검사는 또한 심장 자율 기능(24)을 평가하고 실험적 통증 자극(23)으로도 사용됩니다.

이 검사는 고혈압(높은 혈압)에 대한 피험자를 선별하기위한 지수로 한 번 제안되었습니다(8,16). 여러 연구에 따르면 콜드 프레스 테스트에 대한 이력서 반응은 향후 고혈압 발생을 예측할 수 있습니다. 흑인과 백인 성인 및 어린이에 대한 연구에 따르면 조기 고혈압 발병 위험이 증가한 흑인 피험자는 백인 피험자(10)보다 감기 압박 검사에 대해 더 강한 혈관 반응을 보입니다. 콜드 프레스 테스트는 정상 피험자의 관상 동맥을 확장 시키지만 고혈압 피험자의 관상 동맥을 수축시키는 것으로 나타났습니다(1). 한 연구(14)는 무증상 제 2 형 당뇨병 환자에서 후속 부작용 이력서 사건(예:뇌졸중 또는 심장 마비)을 성공적으로 예측하기 위해 감기 압박 검사 유발 관상 동맥 혈관 수축을 사용했습니다. 아마도 혈관 수축은 장기 이력서 병리를 초래하는 내피 기능 장애와 관련이 있습니다.

학습 목표

이 활동이 끝나면 학생들은 다음을 수행 할 수 있어야합니다:

1. 설명 하 고 냉 프레스 테스트에 혈압 응답 기본 생리 적 제어 경로 설명

2. 가설 개발 및 실험 설계

3. 데이터 수집 및 분석 및 적절한 결론 도출

4. 미래 탐험을 개선하기위한 실험 설계 비판

활동 수준

이 활동은 생리학,해부학 및 생리학,일반 생물학,인간 생물학,명예 생물학 또는 고등학교에서 전문 학교까지의 고급 배치 생물학을 포함한 다양한 과정에서 유용합니다.

전제 조건 학생의 지식이나 기술

이 활동을하기 전에,학생들은 다음의 기본적인 이해가 있어야합니다:

1. 인사 및 혈압에 영향을 미치는 생리적 요인

2. 자율 신경계 경로 및 반응

3. 본문에 감각 수용 체의 종류와 그들이 발견 되는 곳

학생들은 다음을 수행하는 방법을 알고 있어야합니다:

1. 혈압계/혈압 커프 및 청진기 또는 자동 데이터 수집 시스템으로 혈압 측정

2. 수동으로 또는 손가락 맥박 변형기를 가진 맥박수를,측정하십시오

소요 시간

반사의 간단한 데모는<1 시간이 걸립니다. 학생들이 조사 활동으로이 작업을 수행하는 경우 배경 문헌 연구를 위해 최소 1 시간(실험실 또는 실험실 이전),실험 계획 및 설계를 위해 30 분,과목의 수에 따라 데이터 수집을 위해 1-2 시간을 허용하십시오.

장비 및 소모품

필요한 장비(1 세트/그룹).

이 활동에 필요한 장비는 다음과 같습니다:

1. 혈압계/혈압 커프 또는 전자 동등 물

2. 청진 기

3. 물통/팬

4. 얼음

5. 측정 할 수있는 온도계는 다음과 같습니다.

6. 초 단위로 읽을 수있는 시계 또는 시계

옵션 장비(1 세트/그룹).

이 활동에는 다음 장비가 선택 사항입니다:

1. 심전도 또는 인사 모니터;또는 생리 학적 데이터 수집 소프트웨어가있는 컴퓨터(예: 손가락 맥박 변형기 및 혈압계 변형기 플러스)는 사용될 수 있습니다

2. 냉장된 물 목욕

3. 스톱워치

인간 피험자 승인

이 비 침습적 실험은 텍사스 대학교(텍사스 오스틴)의 기관 검토위원회에서 면제 된 교육 활동으로 간주됩니다. 이 활동의 채택자는 가정 기관에서 인간 과목 연구에 대한 허가를 얻을 책임이 있습니다. “동물과 인간을 포함하는 연구를 위한 지도 원리”의 요약을 위해,보십시오 www.the-aps.org/mm/Publications/Ethical-Policies/Animal-and-Human-Research.

지시

1. 준비:장비를 모으십시오. 추가 준비 또는 후속 시간이 필요하지 않습니다. 샘플 데이터 수집 시트가 표 1 에 나와 있습니다.

2. 4 에서 유지 될 수 있는 얼음과 물 팬을 준비 합니다.: 당신은 물 4-10 의 범위를 사용할 수 있습니다.

3. 학생들에게 얼음물을 보여주고 물속에 물기를 담그는 것이 이력서 시스템에 미칠 영향을 예측하는 가설/가설을 작성하도록 요청하십시오. 그들은 혈압의 자율 제어 및 체온 조절에 대해 알고있는 것을 기반으로 혈압,인사 및 혈류에 대한 감기 스트레스의 영향 예측을 포함해야합니다. 예를 들어,하나의 예측은 다음과 같을 수 있습니다: “추위에서는 피부 혈관이 수축되어 신체 표면의 열 손실을 제한하며,이 혈관 수축은 혈압을 증가시켜야합니다.”

4. 그/그녀의 뒤에(부정사)속이거나 5 분 동안 조용히 앉도록 주제를 요구하십시오. 가능한 경우 앙와위 자세를 사용하는 것이 바람직합니다.

5. 혈압과 시간을 정상 수준을 결정하기 위해 2~3 회 가져 가라. 수축 된 혈압 커프를 팔에 두십시오.

6. 팔목을 사용하지 않고 팔을 사용하여 대상의 손을 얼음물에 담그고 2 분 동안 그대로 물 속에 둡니다. 감기가 너무 아프면 피험자는 언제든지 손을 뗄 수 있다.

7. 2 분 동안 30 초마다 혈압과 시간을 결정하십시오. 참고:많은 임상 감기 프레스 테스트는 1 분의 침수 만 사용합니다. 피험자가 손이 2 분 테스트하기에 너무 고통 스럽다는 것을 알게되면 테스트를 1 분으로 줄이십시오. 이 실험은 손 대신 발로 수행 할 수도 있습니다.

8. 얼음 물 에서 피사체의 손을 뗍니다.

9. 수축기 및 이완기 혈압을 즉시 측정하고 혈압과 맥박이 정상으로 돌아올 때까지 30 초 간격으로 맥박을 계산합니다.

10. 침지 전에 얻은 데이터에서 평균 정상 수축기 및 이완기 혈압을 계산합니다. 침지 중 또는 후에 얻은 가장 높은 판독 값에서 평균 침전 압력을 뺍니다.

혈압의 변화는 혈압의 불안정성 또는 반응성의 지수를 제공한다.

수축기 혈압이 25 이상 증가하거나 이완기 혈압이 20 이상 증가하는 피험자는 과민 반응으로 간주됩니다(25).

지속적인 모니터링 방법

이 실험의 가장 어려운 기술적 측면은 혈압의 신속한 직렬 측정을 수행 할 필요성 일 것입니다. 학생들이 혈압계 변환기와 컴퓨터 데이터 수집 시스템을 사용하는 경우,아래에 설명 된대로 연속 판독과 혈압의 변화를 모니터링 할 수 있습니다.

1. 혈압계의 팔목은 새면 안됩니다. 이를 테스트하려면 팔목을 수축기 혈압 아래의 압력으로 팽창시키고 나사를 조입니다. 혈압이 일정하게 남아 있는지 확인하기 위해 컴퓨터 화면에 추적을보세요. 커프를 수축 시키십시오.

2. 휴식시 피험자의 측정을 사용하여 평균 혈압을 다음과 같이 계산하십시오:평균 혈압=이완기 혈압+1/3 맥박 압력,맥박 압력=수축기 혈압−이완기 혈압.

3. 실험을 시작할 준비가 되면,팔목을 피험자에게 대고,피험자의 평균 혈압 아래 5 밀리미터까지 팽창시킨다. 고무 전구의 나사를 조여 혈압을 이 값으로 일정하게 유지합니다.

녹음을 시작합니다. 당신은 각 압력 파가 팔목 아래에 통과하는 때 자취에 작은 압력 맥박을 관찰해야 합니다. 필요한 경우 감도를 높입니다. 녹음에 대한 추적은 수축기 혈압의 변화뿐만 아니라 녹음의 기준의 변화를 볼 수 있습니다.

안전 고려 사항

다음 조건 중 하나를 가진 개인은 대상으로해서는 안됩니다.:

1. 이력서 장애

2. 신경 장애

3. 흡연자

4. 최근에 섭취 한 카페인

학생들은 냉수가 너무 고통스러워지면 즉시 손을 물고 시험 기간이 끝날 때까지 기다리지 말아야한다고 단호하게 말해야합니다.

학생들에게 커프를 너무 오래 팽창시키는 것에 대해 경고하십시오. 피험자가 팔에 통증을 호소하는 경우,즉시 커프를 수축시킨다.

문제 해결

이 작업에 대한 잠재적 문제 및 해결 방법은 표 2 에 나와 있습니다.

결과

예상 결과

동맥 혈압과 인사 차가운 물 손 침수 동안 증가 하 고 손을 제거 후 정상으로 반환 해야 합니다(그림 1). 1).

학생 작품 평가

학생들은 자신의 데이터를 그래프로 제시해야합니다. 수축기 및 이완기 혈압 값을 플롯 한 다음 평균 혈압을 계산하고 플롯 할 수 있습니다. 그들은 그래프 용지의 동일한 조각에 별도의 축에 인사 데이터를 포함 할 수있다.

학생들이 데이터를 풀링하고 컴파일 된 클래스 데이터를 사용하여 그래프를 작성하는 것이 종종 유용하며,이는 인간 집단에 내재 된 변동성을 관찰 할 수있는 기회를 제공하기 때문입니다. 클래스에 통계가 포함되어 있는 경우,학생들에게 데이터에 대한 쌍별 및 짝별 학생의 티테스트를 모두 수행하게 하여 쌍별 티테스트로 분석할 때 중요한 전후 차이를 보이거나 보이지 않을 수 있는 변수 모집단에서 어떻게 유의성을 나타낼 수 있는지 보여 주도록 합니다.

실험실 보고서에 대한 질문

질문 1.

어느 것이 더 컸습니까:수축기 혈압 또는 이완기 혈압에 대한 감기의 영향? 이것에 대해 무엇을 설명 할 수 있습니까?

대답.

문헌은 수축기 혈압에 효과가 더 크다고 예측합니다. 교감 신경 분포는 심장 수축성을 증가시켜 수축기 혈압에 영향을 미칩니다.

질문 2.

인력의 변화는 자율신경계에 의해 매개되는가? 그렇다면,어떤 지점?

질문 3.

감압기 테스트 중에 압력 수용체 반사가 작동합니까? 당신의 대답을 뒷받침하는 증거를 사용하십시오.

대답.

아니요,압력 수용체 반사가 작동하지 않습니다. 그것이 인 경우에,혈압에 있는 증가는 인사안에 반사 감소 귀착될 것입니다.

질문 4.

콜드 프레스 테스트가 작동하는 생리 메커니즘은 무엇입니까? 차가운 물으로 손의 자극으로 시작 하 고 증가 혈압으로 끝나는 프로세스의 상세 지도 확인 합니다.

문의 응용 프로그램

지침에 기록 된대로 테스트를 수행 할 때,이 활동은”요리 책”실험실입니다. 문의 수준을 높이기 위해 교사는 학생들이 추위에 노출 될 신체 부위(아래 참고 참조),사용할 물 온도 및 신체 부위를 감기에 노출 할 시간을 결정하도록 허용 할 수 있습니다. 학생들은 또한 반응을 유발하는 피부에 물 압력이 있다는 가능성을 배제하기 위해이 테스트를 제어하는 방법을 물었을 수 있습니다(답변:체온 또는 따뜻한 물로 테스트를 반복하십시오).

더 높은 수준의 조사를 위해 학생들은 스스로 콜드 프레스 테스트에 대해 배우고 테스트 할 실험을 설계해야합니다. 이 작업을 수행하려면,그들은 출판물을 사용하여 문헌을 검색해야합니다(www.pubmed.com)그리고 콜드 프레스 테스트에 게시 된 기사를 읽어 보시기 바랍니다. 이 문헌은 학생이 설계 한 실험이 위에서 설명한 프로토콜에 매우 근접해야한다는 프로토콜에 대해 충분히 명시 적입니다.

학생들은 감기감기검사를 이용하여 혈압 및 인사기관에 대한 환경영향의 측면을 더 탐구할 수 있다.:

• 콜드 프레스 응답을 유발하는 임계 온도는 얼마입니까?

• 문턱 온도는 사람에게서 사람에게 변화하는가?

• 성별,인종/민족,체중,연령 등에 따라 다릅니 까??

• 다른 인구는 응답의 강도에서 변화하는가?

• 혈압에 영향을 미치는 다른 스트레스 요인이 있습니까?

참고:감기가 얼굴에 적용되는 경우,특히 비강 영역에서,자극은 다이빙 반사를 트리거 할 수 있습니다,이는 시간의 감소로 표시됩니다(서맥)혈압의 거의 또는 전혀 증가. 한 가지 조사 실험은 학생들이 감기에 대한 이력서 반응이 차가운 자극에 노출 된 신체 부위에 따라 다른지 여부를 결정하도록하는 것일 수 있습니다.

추가 리소스

이 주제에 대한 자세한 내용은 참조를 참조하십시오. 2-7, 9, 11-13, 17-20, 22, 과 26.

교부금

이 작업은 국립 과학 재단 교부금-041064 의 지원을 받아 개발되었습니다.

공개

금융 또는 기타 이해 상충은 저자(들)에 의해 선언되지 않습니다.

저자 공헌