Frågor att fundera över under laborationen
1) Vad är den fysiologiska bakgrunden till de uppmätta förändringarna under arbetets gång?
2) Den maximala syrgasupptagningsförmågan kan uppskattas för en person utifrån pulsfrekvens och O2-upptag vid en submaximal belastning. Hur är detta möjligt?
3) Istället för att bestämma O2-upptaget kan det maximala O2-upptaget skattas utifrån enbart belastningen. Hur är detta möjligt?
4) Vilka eventuella felkällor finns i denna metod för att utvärdera en persons aeroba Arbetskapacitet.
Apparatur
- Ergomed 840 – En microprocessorstyrd, hastighetsoberoende, ergometercykel.
Upp till 250 W belastning kan tramphastigheten variera mellan 35-100 varv/min med bibehållen belastning.
- Oxycon Delta – Försökspersonen förses med en ansiktsmask, som är kopplad till Oxycon Delta. I denna apparat registreras flödeshastigheten för in- och utandningsluften. Genom att integrera flödeshastigheten med avseende på tiden erhålls volym per tidsenhet. I Oxycon Delta finns även en gasanalysator för bestämning av O2 och CO2. Apparaten mäter med rumsluft som referens och registrerar skillnaden mellan gasernas koncentration i utandningsluften och koncentrationen i rumsluften. Skillnaden anges i procent. Respiratory exchange ratio (RER) erhålles som kvoten mellan CO2% och O2%. Resultaten presenteras på en datorskärm och kan enkelt läsas av.
- Polar pulsband – Registrerar av hjärtats elektriska signaler via två elektroder som placeras över bröstet med direkt hudkontakt. Utifrån de data som insamlas kan hjärtfrekvensen beräknas i pulsbandet. Denna information sänds trådlöst till Oxycon Delta och presenteras därefter på datorskärmen.
- Accutrend Lactate – Laktatmätare som analyserar laktatnivåer i helblod. Kapillärt blod appliceras på en teststicka varpå en enzymatisk reaktion sker. Accutrend Lactate analyserar den färgförändring som sker med hjälp av reflektions fotometri och på så sätt erhålls en laktatkoncentration. Apparaten har ett mätområde som sträcker sig från 0,8-22,0 mmol/l.
36 Utförande
Pulsband för hjärtfrekvensregistrering fästes runt bröstkorgen, eftersom pulsbandet är beroende av kontakten mellan elektroderna och huden är god stryks ett tunt lager elektrodgel på vardera elektroden. Blodtrycksmanschett sätts runt höger överarm för manuell registrering av systolisk respektive diastoliskt blodtryck. Ansiktsmasken sätts på och ansluts till Oxycon Delta.
Försöket inleds med en 5 minuters vilofas under vilken försökspersonen ligger ner och slappnar av. Basala värden för laktatnivå i blod (kapillärt blod för laktatbestämning tas på frivillig basis), puls, blocktryck, andningsfrekvens, andningsminutvolym, O2-upptag och RER bestäms i slutet av vilan.
Därefter kommer en referensfas under vilken försökspersonen ska stå upprätt i 3 minuter och samma bestämningar görs med undantag för laktatnivå.
Sedan inleds själva arbetsfasen av försöket. Försökspersonen sätter sig på cykeln och trampar med en frekvens på ca 50 tramptag/min. Arbetsfasen är indelad i 6 minuters belastningar med stegen 50-100-150 ev. 200 W för män eller stegen 35-70-105 ev.
140W för kvinnor. Under varje belastning registreras puls, blocktryck, andningsfrekvens, andningsminutvolym, O2-upptag och RER enligt protokollet. På de två tyngsta belastningarna registreras även laktatnivån. Höjning till ny belastning sker momentant.
Provet avbryts efter den fjärde belastningsperiod eller när hjärtfrekvensen nått ca 85
% av maxpulsen (dvs. 170 slag/min) eller andningsfrekvensen nått 30-40/min.
Försökspersonen skall därefter ligga ner och vila i 10 minuter. Nya registreringar av samtliga värden görs med 5 minuter intervall under denna sista vilofas. Alla uppmätta värden antecknas fortlöpande i protokollet.
Beräkningar
Den maximala syrgasupptagningsförmågan bestäms med hjälp av ett nomogram. På axeln ”Heart rate” markeras slutpulsen på högsta belastningen (obs olika skalor för könen) och på axeln ”VO2, liters” markeras motsvarande syrgasupptag i liter/min.
Dessa punkter förbinds med en rät linje. På axeln ”VO2, max liters*min-1” avläses en uppskattning av den maximala syrgasupptagningsförmågan i liter/min. Det avlästa värdet multipliceras med en korrigeringsfaktor för anpassning efter maxpuls. Det korrigerade värdet multipliceras med 1000 och divideras med försökspersonens kroppsvikt i kg, varpå O2-upptaget erhålls i ml/kg*min.
PWC170 bestäms genom konstruktion av ett diagram. På x-axeln listas arbetsbelastningen och på y-axeln slagfrekvensen. I diagrammet införs ett beräknat medelvärde för steady-state pulsen på varje belastningsnivå. Om steady-state inte har uppnåtts vid första pulsmätningen på en belastning, dvs. om detta värde skiljer mer än
~5 slag från de övriga, är det tillåtet att bortse från detta mätvärde. En rät linje anpassas sedan till de införda punkterna och kurvan extrapoleras till pulsen 170 för att erhålla ett värde för PWC170.
37 Redovisning
1) Noga ifyllt försöksprotokoll över arbetsprov.
2) Ett diagram där kurvor för hjärtfrekvensen, systoliskt och diastoliskt tryck, O2-upptag, och RER kan följas under försöket.
3) Redogör för den fysiologiska reglering som ligger bakom de förändringar som vi ser i diagrammet.
4) Ange beräknad maximal syrgasupptagningsförmåga i ml/kg, min, samt värdera detta enligt normalvärdestabell i kompendiet.
5) Ett diagram med arbetsbelastning på x-axeln och hjärtfrekvens vid steady-state, dvs medelvärdet för pulsen på varje belastning, på y-axeln. Ange PWC170.
38 Åstrands-nomogram
39
40
41
42 Uppsala Universitet
Institutionen för Medicinsk Cellbiologi, Integrativ Fysiologi E. Granstam ht-92
att lära sig hantera syra/bas-begreppet
att få en ökad förståelse för hur provtagning och analys genomförs
att känna till i vilka kliniska situationer det kan vara av värde att kontrollera syra/bas status på en patient.
För att kunna tillgodogöra sig detta seminariekompendium krävs att studenten har förkunskaper från föreläsningar och rekommenderad kurslitteratur.
Teoretisk bakgrund
Störningar i syra/bas-balansen kan noteras vid ett flertal patologiska tillstånd. Det är därför viktigt att få en känsla för hur syra/bas störningar uppstår och korrigeras.
Vid kroppens metabolism bildas sura restprodukter, som skall transporteras med blodet till de organ som sköter nedbrytning och utsöndring av metabola slaggprodukter, tex CO2 från cellerna till lungorna eller fettsyror och laktat från cellerna till levern för nedbrytning.
Om transporten av dessa sura ämnen skulle ske obuffrat i blodet skulle blodets pH-värde variera mycket med metabolismen vilket i sin tur skulle vara skadligt fr cellerna.
Förändringar i protonkoncentrationen har stor inverkan på de flesta processer som sker i levande organismer. Reglering av protonkoncentrationen är därför en av de viktigaste homeostatiska mekanismerna i kroppen.
Syror och baser
Omkring och i celler finns föreningar som kan avge eller uppta protoner. Dessa substanser brukar betecknas syror respektive baser. Den numera allmänt accepterade definitionen av syra respektive bas är den som Brönsted-Lowry angivit:
En syra (HA) är en substans med en tendens att avge protoner:
𝐻𝐴 ↔ 𝐻++ 𝐴−
En bas (B) är en substans med en tendens att ta upp protoner:
𝐵 + 𝐻+ ↔ 𝐵𝐻+