氧中毒：人体机制
2024年1月19日 更新者：Duke University
氧气毒性的应用生理学：人体机制
该临床试验的目的是了解水肺潜水员的氧中毒机制。 它旨在回答的主要问题是：
- 呼吸肌训练如何影响氧中毒？
- 环境因素（例如睡眠不足、摄入常用药物以及长期接触二氧化碳）如何影响氧中毒的风险？
- 浸入水中如何影响氧中毒的发展？
参与者将被要求做以下事情：
- 接受由健康史、生命体征和一些呼吸功能测试组成的基本筛查检查
- 定期训练他们的呼吸肌
- 在药物、睡眠剥夺或二氧化碳暴露的情况下，在干燥条件和水下/压力下使用自行车测力计进行锻炼
研究人员将比较每个受试者在上述可能的干预措施前后的表现，看看运动表现、呼吸功能、脑血流量和基因表达水平是否有变化。
研究概览
研究类型
介入性
注册 (估计的)
62
阶段
- 不适用
联系人和位置
本节提供了进行研究的人员的详细联系信息，以及有关进行该研究的地点的信息。
学习联系方式
- 姓名：Derek B Covington, MD
- 电话号码：919-613-8881
- 邮箱：derek.covington@duke.edu
研究联系人备份
- 姓名：Richard Moon, MD
- 电话号码：919-613-8881
- 邮箱：Richard.moon@duke.edu
学习地点
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North Carolina
-
Durham、North Carolina、美国、27705
- 招聘中
- Duke University Health Sustem
-
接触：
- Derek Covington, M.D.
- 电话号码：919-613-8881
- 邮箱：derek.covington@duke.edu
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参与标准
研究人员寻找符合特定描述的人，称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。
资格标准
适合学习的年龄
18年 至 45年 (成人)
接受健康志愿者
是的
描述
纳入标准：
- 男女人数相等
- 非吸烟者
- 18-45岁
- 要求男性的 VO2 峰值 > 或等于 mL/kg min
- 和女性 > 或等于 30 mL/kg min
排除标准：
- 怀孕
- 心肺疾病，包括高血压
- 神经肌肉疾病
- 贫血
- 血红蛋白病史，包括病态细胞病和性状
学习计划
本节提供研究计划的详细信息，包括研究的设计方式和研究的衡量标准。
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：预防
- 分配：随机化
- 介入模型：并行分配
- 屏蔽：单身的
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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有源比较器：睡眠剥夺
睡眠剥夺对 HCVR 和动脉 PCO2 在深度休息和 98 fsw 运动期间的影响。
十名受试者将在 24 小时睡眠剥夺前后接受测试。
睡眠剥夺与控制的顺序将是随机的。
98 fsw 的测量值将在休息时和在热中性 (29-30°C) 水中进行 10 分钟适度运动后获得。
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24小时睡眠剥夺
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实验性的：咖啡因
咖啡因和哌醋甲酯对 HCVR 和动脉 PCO2 在 98 fsw 的沉浸式休息和运动中的影响。
二十名受试者将被类似地剥夺睡眠，如上所述进行测试，然后在口服咖啡因（N = 10）或哌醋甲酯（N = 10）的口服给药后重新测试。
潜水前将口服 500 毫克咖啡因 [59]。
潜水前哌醋甲酯将作为 5 毫克的单剂量给药 [60]。
给药顺序与对照顺序将随机化。
98 fsw 的测量值将在休息时和在热中性 (29-30°C) 水中进行 10 分钟适度运动后获得。
fNIRS 将用于评估脑氧合和局部血容量。
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口服咖啡因
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实验性的：哌醋甲酯
咖啡因和哌醋甲酯对 HCVR 和动脉 PCO2 在 98 fsw 的沉浸式休息和运动中的影响。
二十名受试者将被类似地剥夺睡眠，如上所述进行测试，然后在口服咖啡因（N = 10）或哌醋甲酯（N = 10）的口服给药后重新测试。
潜水前将口服 500 毫克咖啡因 [59]。
潜水前哌醋甲酯将作为 5 毫克的单剂量给药 [60]。
给药顺序与对照顺序将随机化。
98 fsw 的测量值将在休息时和在热中性 (29-30°C) 水中进行 10 分钟适度运动后获得。
fNIRS 将用于评估脑氧合和局部血容量。
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口服哌醋甲酯
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实验性的：二氧化碳暴露
模拟慢性 CO2 暴露对 HCVR 和动脉 PCO2 在沉浸式休息和 98 fsw 运动期间的影响。
将在如上所述每天口服碳酸氢钠诱导代谢性碱中毒之前和之后研究十名受试者。
模拟高碳酸血症暴露的口服碳酸氢盐将寻求通过每天口服摄入 6 茶匙 NaHCO3 5 天，将血清碳酸氢盐增加至 30 mM/L。
随后，将抽血并根据需要调整摄入量 [61]。
碱化与对照的顺序将是随机的。
98 fsw 的测量值将在休息时和在热中性 (29-30°C) 水中进行 10 分钟适度运动后获得。
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口服碳酸氢钠模拟二氧化碳暴露
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
大体时间 |
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高碳酸血症通气反应
大体时间：3个月
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3个月
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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动脉 PCO2
大体时间：基线和干预后/手臂
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基线和干预后/手臂
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综合膈肌功能 (IDF) 综合评分
大体时间：基线和干预/手臂后，平均 3 个月
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由最大呼吸能力 (MBC)、最大吸气压力 (MIP)、最大呼气压力 (MEP) 和膈肌厚度组成的综合评分将用作综合膈肌功能 (IDF) 的量度。
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基线和干预/手臂后，平均 3 个月
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脑血氧合
大体时间：基线和干预/手臂后，平均 3 个月
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基线和干预/手臂后，平均 3 个月
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激素水平（瘦素、脂联素）
大体时间：基线和干预/手臂后，平均 3 个月
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基线和干预/手臂后，平均 3 个月
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乳酸、丙酮酸
大体时间：3个月
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3个月
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合作者和调查者
在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。
调查人员
- 首席研究员：Derek B Covington, MD、Duke University
出版物和有用的链接
负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。
一般刊物
- Lucas SJ, Tzeng YC, Galvin SD, Thomas KN, Ogoh S, Ainslie PN. Influence of changes in blood pressure on cerebral perfusion and oxygenation. Hypertension. 2010 Mar;55(3):698-705. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.109.146290. Epub 2010 Jan 18.
- Dunworth SA, Natoli MJ, Cooter M, Cherry AD, Peacher DF, Potter JF, Wester TE, Freiberger JJ, Moon RE. Hypercapnia in diving: a review of CO(2) retention in submersed exercise at depth. Undersea Hyperb Med. 2017 May-Jun;44(3):191-209. doi: 10.22462/5.6.2017.1.
- Drummond JC. Blood Pressure and the Brain: How Low Can You Go? Anesth Analg. 2019 Apr;128(4):759-771. doi: 10.1213/ANE.0000000000004034.
- Wester TE, Cherry AD, Pollock NW, Freiberger JJ, Natoli MJ, Schinazi EA, Doar PO, Boso AE, Alford EL, Walker AJ, Uguccioni DM, Kernagis D, Moon RE. Effects of head and body cooling on hemodynamics during immersed prone exercise at 1 ATA. J Appl Physiol (1985). 2009 Feb;106(2):691-700. doi: 10.1152/japplphysiol.91237.2008. Epub 2008 Nov 20.
- Pendergast DR, Moon RE, Krasney JJ, Held HE, Zamparo P. Human Physiology in an Aquatic Environment. Compr Physiol. 2015 Sep 20;5(4):1705-50. doi: 10.1002/cphy.c140018.
- Linnarsson D, Ostlund A, Lind F, Hesser CM. Hyperbaric bradycardia and hypoventilation in exercising men: effects of ambient pressure and breathing gas. J Appl Physiol (1985). 1999 Oct;87(4):1428-32. doi: 10.1152/jappl.1999.87.4.1428.
- Oppersma E, Doorduin J, van der Hoeven JG, Veltink PH, van Hees HWH, Heunks LMA. The effect of metabolic alkalosis on the ventilatory response in healthy subjects. Respir Physiol Neurobiol. 2018 Feb;249:47-53. doi: 10.1016/j.resp.2018.01.002. Epub 2018 Jan 4.
- Cherry AD, Forkner IF, Frederick HJ, Natoli MJ, Schinazi EA, Longphre JP, Conard JL, White WD, Freiberger JJ, Stolp BW, Pollock NW, Doar PO, Boso AE, Alford EL, Walker AJ, Ma AC, Rhodes MA, Moon RE. Predictors of increased PaCO2 during immersed prone exercise at 4.7 ATA. J Appl Physiol (1985). 2009 Jan;106(1):316-25. doi: 10.1152/japplphysiol.00885.2007. Epub 2008 Sep 11.
- Dodson ME, Fryer JM. Postoperative effects of methylphenidate. Br J Anaesth. 1980 Dec;52(12):1265-70. doi: 10.1093/bja/52.12.1265.
- GALE AS. The effect of methylphenidate (ritalin) on thiopental recovery. Anesthesiology. 1958 Jul-Aug;19(4):521-31. doi: 10.1097/00000542-195807000-00009. No abstract available.
- Beecroft J, Duffin J, Pierratos A, Chan CT, McFarlane P, Hanly PJ. Enhanced chemo-responsiveness in patients with sleep apnoea and end-stage renal disease. Eur Respir J. 2006 Jul;28(1):151-8. doi: 10.1183/09031936.06.00075405. Epub 2006 Mar 1.
- Yao Q, Pho H, Kirkness J, Ladenheim EE, Bi S, Moran TH, Fuller DD, Schwartz AR, Polotsky VY. Localizing Effects of Leptin on Upper Airway and Respiratory Control during Sleep. Sleep. 2016 May 1;39(5):1097-106. doi: 10.5665/sleep.5762.
- Eynan M, Arieli Y, Taran B, Yanir Y. Symptoms of central nervous system oxygen toxicity during 100% oxygen breathing at normobaric pressure with increasing inspired levels of carbon dioxide: a case report. Diving Hyperb Med. 2020 Mar 31;50(1):70-74. doi: 10.28920/dhm50.1.70-74.
- Martin BJ. Effect of sleep deprivation on tolerance of prolonged exercise. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1981;47(4):345-54. doi: 10.1007/BF02332962.
研究记录日期
这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查，以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。
研究主要日期
学习开始 (实际的)
2023年11月28日
初级完成 (估计的)
2026年3月1日
研究完成 (估计的)
2026年3月1日
研究注册日期
首次提交
2023年2月6日
首先提交符合 QC 标准的
2023年2月27日
首次发布 (实际的)
2023年3月9日
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
2024年1月23日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2024年1月19日
最后验证
2024年1月1日
更多信息
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