Mikrovaskuläres Geschlecht und altersbedingte tägliche Variabilität bei gesunden Probanden

Die Mikrozirkulation besteht aus Arteriolen, Kapillaren und Venolen und ist für die Zufuhr von Nährstoffen und Sauerstoff zum Gewebe sowie für den Abtransport von Abfallprodukten unerlässlich. Die Haut wird häufig als Modell zur Untersuchung der Mikrozirkulation verwendet.

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, die Mikrozirkulation zu untersuchen. Am häufigsten werden nichtinvasive optische Techniken verwendet, bei denen die Reflexion des Lichts gemessen wird. Die Laser-Doppler-Flowmetrie (LDF) ist der goldene Standard, aber eine Einschränkung dieser Technik besteht darin, dass sie den Blutfluss in einem kleinen Bereich (ca. 1 mm3) misst. In dieser Studie werden wir Einzelpunktmessungen mit einer Technik namens EPOS und Messungen größerer Flächen mit einer Technik namens PSI-X verwenden. EPOS analysiert auf Basis von LDF und diffuser Reflexionsspektroskopie (DRS) geschwindigkeitsaufgelöste Perfusion, Variationen im Gewebeanteil roter Blutkörperchen, Sauerstoffsättigung und Gefäßdurchmesser. PSI-X, basierend auf Multi-Exposure Laser Speckle Contrast Imaging (MELSCI) und Multispectral Imaging (MSI), analysiert konventionelle Perfusion, geschwindigkeitsaufgelöste Perfusion und Sauerstoffsättigung.

Unter Flowmotion versteht man die rhythmischen Schwankungen des gemessenen Hautdurchblutungsflusses, die durch die globale und lokale Regulierung der Gefäße entstehen und mithilfe der Frequenzanalyse zeitaufgelöster Blutflusssignale untersucht werden können. Da EPOS und PSI-X Daten zum zeitaufgelösten Blutfluss sammeln, wird in der Studie auch eine Flussbewegungsanalyse durchgeführt.

Um die tägliche Variabilität zu untersuchen, werden von jedem Probanden an zwei verschiedenen Tagen innerhalb von sieben Tagen Daten an derselben Stelle des Fußes und des Arms gesammelt. Sobald der Proband im Labor ankommt, füllt er oder sie einen Fragebogen über sein/ihr körperliches Aktivitätsniveau, wie oft er/sie trainiert sowie seinen/ihren Gebrauch von Medikamenten und Nikotin aus. Der Proband bestätigt außerdem, dass er/sie drei Stunden vor dem Experiment zwei Stunden lang nichts gegessen und kein Nikotin oder Koffein konsumiert hat. Anschließend werden Länge und Gewicht des Probanden gemessen und der BMI berechnet. Der Hauttyp der Probanden wird anhand der Fitzpatrick-Skala bestimmt. All dies geschieht nur am ersten Messtag, am zweiten Tag springt der Proband direkt zum folgenden Teil.

Es beginnt eine Akklimatisierungsphase von 15 Minuten, in der die Testperson ihre Socken auszieht und sich hinlegt. Während der Proband ruht, wird die Ausrüstung aufgebaut. Eine Blutdruckmanschette wird sowohl um den Oberarm als auch um den Knöchel angelegt. Eine EPOS-Sonde wird sowohl auf der Fußrückenseite als auch auf der Volarseite des Unterarms platziert. Mit einem Markierungsstift wird die Haut um die Sonden markiert, sodass die Sonde bei der nächsten Messung an derselben Stelle platziert werden kann. Nach Ablauf von fünf Minuten werden Blutdruck und Puls der Probanden notiert. Anschließend wird die PSI-X-Kamera aufgestellt und abgewinkelt, um die Plantarseite des Fußes aus einer Entfernung von etwa 25 cm zu filmen. Der Proband wird gebeten, während der Messung möglichst ruhig zu liegen. Nach Ablauf der Akklimatisierungsphase wird das Licht im Labor ausgeschaltet und die Messung beginnt. Zunächst werden Basisdaten gesammelt, während der Proband 10 Minuten lang ohne Provokation ruht. Anschließend wird die Blutdruckmanschette am Knöchel fünf Minuten lang auf 250 mmHg aufgepumpt, während die Daten erfasst werden. Schließlich werden die Daten fünf Minuten lang erfasst, nachdem die Blutdruckmanschette entlüftet wurde. Anschließend wird die PSI-X-Kamera bewegt und abgewinkelt, um den Unterarm aus einer Entfernung von 25 cm zu filmen. Das oben beschriebene Protokoll wird für den Arm wiederholt. Der Proband wird innerhalb von sieben Tagen zurückkehren, um das Datenerfassungsprotokoll zu wiederholen.