Ajoittainen hypoksia ja tasapainon hallinta

Toimenpide:

Tämä on ristikkäinen suunnittelututkimus, joka vaatii 2 käyntiä (vähintään 1 viikon välein). Rekrytoidaan 15 nuorempaa aikuista ja 15 vanhempaa aikuista. Osallistujat nimetään näennäissatunnaisesti saamaan joko ajoittaista hypoksiaa tai näennäistä hypoksiaa ensimmäisen käynnin aikana, ja sitten he siirtyvät saamaan näennäistä tai ajoittaista hypoksiaa toisen käynnin aikana.

Jokaisen käynnin aikana osallistujat suorittavat ensin kävely- ja tasapainoarvioinnit (PRE), jota seuraa ajoittainen hypoksia (tai näennäinen) protokolla ja sitten kävely- ja tasapainoarviointi (POST) uudelleen. Yhteen käyntiin kuluu yhteensä noin 2,5 tuntia.

Tasapainon ja kävelyn arvioinnit Suostumusprosessi sekä tasapaino- ja kävelyarvioinnit suoritetaan BEL 530:ssa.

Tasapaino- ja kävelyarviointien aikana osallistujia pyydetään käyttämään tiukkoja shortseja ja paitaa, jotta merkit asettuvat tarkasti. Noin 39 heijastavaa merkkiä kiinnitetään kohdekohtiin yksilöiden vartalossa (pää, käsivarret, ranteet, kädet, vartalo, lantio, jalat ja jalkaterät) Viconin kokovartaloliitännäisen kävelymallin mukaisesti.

Tutkimusryhmän jäsen kiinnittää pintaelektrodit sääriluun anterior- ja jalkalihasten päälle lihasten aktivaatiokuvioiden tallentamiseksi langattomalla elektromyografiajärjestelmällä (EMG) (Delsys Inc., Natick, MA). Seuraavaksi tutkimusryhmän jäsen auttaa osallistujaa käyttämään turvavaljaita, jotka kiinnitetään yläpuoliseen tukipalkkiin.

Tasapainoarviointia varten osallistujat seisovat juoksumatolla jalat hartioiden leveydellä toisistaan. 30 sekunnin hiljainen seisova oikeudenkäynti tallennetaan. Seuraavaksi osallistujia ohjeistetaan säilyttämään pystyasennon, kun juoksumatto siirtyy eteenpäin tai taaksepäin tuntemattomina aikoina (seisominen häiriintyy). Juoksumatto siirtyy noin 3 cm. Edellisen kokeemme perusteella tämä etäisyys on riittävä laukaisemaan vasteen aiheuttamatta putoamista. Kolme juoksumaton vuoroa eteenpäin ja 3 taaksepäin toimitetaan satunnaisessa järjestyksessä. Lopuksi osallistujia pyydetään sulkemaan silmänsä ja toistamaan hiljaisen seisomisen ja häiriintyneen seisomisen kokeet. 10 kameran Vicon Nexus -liikkeenkaappausjärjestelmää (Vicon, Oxford Metrics, UK) käytetään koko kehon kinematiikkaan tallentamiseen. Reaktiovoimat kunkin hihnan alla kirjataan. Kaide sijaitsee juoksumaton molemmilla puolilla.

Kävelyarviointia varten osallistujat kävelevät juoksumatolla mukavalla ja nopealla kävelynopeudellaan. Mukava nopeus määritetään lisäämällä juoksumaton nopeutta asteittain, kunnes osallistuja vahvistaa saavuttavansa mukavan tavanomaisen kävelynopeuden. Nopea nopeus määritetään lisäämällä juoksumaton nopeutta asteittain, kunnes osallistuja vahvistaa, että se saavuttaa suurimman nopeuden, jonka he voivat kävellä turvallisesti. Jokaiselle nopeudelle kirjataan 30 sekunnin kävelykoe.

Tasapainon ja kävelyn arvioinnin jälkeen testaustiimin jäsen saattaa osallistujan BEL819 Clinical Exercise Physiology -laboratorioon suorittamaan ajoittaista hypoksiaa (tai näennäistä).

Jaksottainen hypoksia Ajoittainen hypoksia suoritetaan BEL819 Clinical Exercise Physiology Laboratoryssa. Tässä laboratoriossa suoritetaan rutiininomaisesti ajoittaista hypoksiaa (IRB-protokollat ​​2017090015, 2018110129, 2019070088 ja 202005018). Jaksottainen hypoksia, joka koostuu rajoitetusta määrästä (5-10/päivä) lyhyitä (4-10 min) lieviä hypoksiakohtauksia (happitasot välillä 10-12 %), johtaa kumulatiivisiin ja jatkuviin hyödyllisiin fysiologisiin vasteisiin. Kliinisen harjoitusfysiologian laboratoriossa kerätyt alustavat tiedot osoittavat, että 11±1 %:n happifraktio vastaa 80±2 %:n valtimohappisaturaatiota keski-ikäisillä henkilöillä. Osallistujat istuvat koko hengitysprotokollan ajan. Hypoksinen ilma hengitetään sisään maskin kautta, joka on yhdistetty kaksisuuntaiseen ei-hengitysventtiiliin, joka itse liitetään 5 litran ei-hajoavaan kaasupussiin (Hans Rudolph, Inc, USA). Hengityspussi liitetään sertifioituun lääketieteelliseen kaasusäiliöön, joka sisältää 11 % happea ja tasapainoisesti typpeä. Jaksottainen hypoksiaprotokolla koostuu kahdeksasta 4 minuutin hypoksisen ilman hengityssyklistä, jotka on välissä normoksisten huoneilman hengityssyklien kanssa. Neljän minuutin hypoksian jälkeen osallistujat siirretään takaisin hengittämään huoneilmaa uudelleenkyllästymiseen asti, mikä kestää noin minuutin. Kun valtimoiden happisaturaatio saavuttaa perustason, osallistujat siirtyvät takaisin hengittämään hypoksista ilmaa seuraavan hypoksisen syklin alkaessa. Toisin kuin krooninen hypoksinen altistuminen, kolmen 4 minuutin syklin akuuttiin hypoksiseen altistumiseen liittyvät riskit ovat minimaaliset, eikä osallistujillamme raportoitu haitallisia tapahtumia ajoittaisen hypoksian aikana.

Valetilan aikana paineilmaa (21 % happea) kaasusäiliöstä toimitetaan koko protokollan ajan 11 % hapen sijaan. Osallistujat eivät saa tietoa siitä, mikä sairaus (jaksollinen hypoksia tai näennäinen) heillä on kokeiden aikana.

Keuhkojen kaasunvaihto Keuhkojen kaasunvaihdon hengitys-hengitysmittaukset, kuten hapen ja hiilidioksidin tilavuus, hengitystiheys, hengityksen tilavuus, minuuttiventilaatio ja sisäänhengitetyn hapen osuus määritetään pneumotakometrilla (Ultima Cardio2, MGC Diagnostics, MN, USA) koko ajoittaisen hypoksian ajan. Pneumotakometri asennetaan maskin ja hengityspiirin ei-hengitysventtiilin väliin. Pneumotakometri, suukappale ja ei-hengitysventtiili desinfioidaan 10-prosenttisessa valkaisu- ja vesiliuoksessa 60 minuutin ajan ja huuhdellaan huolellisesti vesijohtovedellä 5 minuutin ajan jokaisen käyttökerran välillä. Jokaisella osallistujalla on kasvonaamio, jota vain hän käyttää.

Hemodynamiikka Sormen pletysmografialla saatua valtimoaaltomuotoa vasemman käden keskisormesta tallennetaan jatkuvasti (NOVA, Finapres Medical Systems, Amsterdam, Alankomaat) ajoittaisen hypoksian aikana. Systolinen, diastolinen ja keskimääräinen valtimopaine, syke, iskutilavuus, sydämen minuuttitilavuus ja perifeerinen kokonaisvastus johdetaan valtimon aaltomuodosta, menetelmä, joka on validoitu invasiivisia mittauksia vastaan ​​[9]. Kaikki tiedot tallennetaan LabChartiin (Powerlab, ADInstruments Inc., CO, USA) myöhempää analysointia varten.

Valtimohappisaturaatio Valtimoiden happisaturaatiota seurataan jatkuvasti pulssioksimetrialla (NOVA, Finapres Medical Systems, Amsterdam, Alankomaat) koko ajoittaisen hypoksian ajan. Pulssioksimetrin anturi kiinnitetään vasemman käden etusormeen.

Jaksottaisen hypoksian (tai näennäisen) jälkeen testaustiimin jäsen saattaa osallistujan takaisin BEL530:een suorittamaan tasapaino- ja kävelyarvioinnin. Arvioinnin jälkeen testausryhmän jäsen poistaa elektrodit ja merkit osallistujalta.