Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Ocena stężenia mleczanu we krwi i insuliny w osoczu podczas wysiłku o wysokiej intensywności poprzez cewnikowanie żyły łokciowej

5.8K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/56890

⸱

18 maja 2018

 ,  , 
1Graduate School of medicine, Kyoto University, 2Research Institute of Sports Science, University of Physical Education, 3Graduate School of Sports and Health Science, Doshisha University

W tym artykule

Podsumowanie

Tutaj prezentujemy protokół pobierania kilku próbek krwi z żyły łokciowej podczas treningu interwałowego o wysokiej intensywności. Protokół ten może być przydatny do pomiaru metabolitów we krwi i markerów endokrynnych podczas wysiłku fizycznego.

Streszczenie

Pomiar markerów metabolicznych i endokrynologicznych podczas aktywności fizycznej ma znaczenie dla zrozumienia fizjologicznych implikacji różnych metod ćwiczeń. Podczas niektórych metod ćwiczeń (np. ćwiczeń interwałowych o wysokiej intensywności) metabolity we krwi i poziomy hormonów zmieniają się w krótkich odstępach czasu. W niniejszym badaniu opisano metodę cewnikowania żyły łokciowej, która umożliwia pobranie kilku próbek krwi podczas wysiłku. Stężenia insuliny i mleczanu żylnego mierzono podczas wysiłku o wysokiej intensywności przy zastosowaniu opisanej metody. Ćwiczenie składało się z trzech 30-sekundowych serii ćwiczeń o wysokiej intensywności oddzielonych 4 minutami regeneracji. Po ostatnim okresie rekonwalescencji został przeprowadzony test Wingate. Próbki krwi z żyły łokciowej pobierano przed i po każdym 30-sekundowym ataku oraz przed i po teście Wingate'a. W rezultacie możliwa była ocena zmian stężenia insuliny w osoczu i mleczanu we krwi żylnej podczas ćwiczeń.

Wprowadzenie

Pomiar markerów metabolicznych i endokrynologicznych podczas aktywności fizycznej ma znaczenie dla zrozumienia fizjologicznych implikacji różnych metod ćwiczeń. Podczas niektórych rodzajów ćwiczeń (np. ćwiczeń interwałowych o wysokiej intensywności (HIIE)) metabolity we krwi i poziomy hormonów zmieniają się w stosunkowo krótkim czasie1,2,3.

Wiele sportów (np. piłka nożna, koszykówka i rugby) składa się z krótkich okresów ćwiczeń o wysokiej intensywności oddzielonych okresami ćwiczeń o niskiej intensywności i/lub pasywnymi4,5. HIIE wykazuje podobieństwa do wyżej wymienionych sportów i dlatego jest szeroko stosowany jako metoda treningowa dla sportowców6. Co więcej, ze względu na podobieństwo do sportu, HIIE został wykorzystany jako model do badania fizjologii wysiłku fizycznego7. Pobieranie próbek krwi ma kluczowe znaczenie dla pomiaru zmiennych fizjologicznych i jest często wykorzystywane do celów badawczych i oceny kondycji fizycznej. Jednak pobieranie próbek krwi podczas HIIE może być technicznie trudne ze względu na krótki czas między pobraniami próbek. Jako rozwiązanie tego problemu przedstawiamy tutaj metodę pobierania próbek krwi za pomocą cewnikowania żyły łokciowej w krótkich odstępach czasu, podczas gdy badani wykonują HIIE.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Wszystkie opisane tutaj metody zostały zatwierdzone przez lokalną komisję etyczną (Komitet Etyczny Uniwersytetu Doshisha: 15033) i były ściśle zgodne ze standardami ustalonymi przez Deklarację Helsińską. Uzyskano świadomą zgodę od wszystkich uczestników. Uczestnikami byli sportowcy rekreacyjni płci męskiej (wiek, 20,1 ± 1,2 roku; waga, 69,7 ± 6,2 kg; wzrost, 176,1 ± 5,8 cm; tkanka tłuszczowa 13,6 ± 1,5% i VO2max, 52,6 ± 6,6 mL/min1/kg1).

1. Ustanowienie Protokołu Ćwiczeń

UWAGA: Obecne badanie polegało na ocenie dynamiki hormonów i metabolitów we krwi poprzez pobranie próbki krwi z żyły łokciowej podczas protokołu HIIE.

  1. Poproś badanego, aby wykonał rozgrzewkę z 5-minutową jazdą na rowerze w ergometrze o niskiej intensywności. Po rozgrzewce pozwól pacjentowi odpocząć przez 5 minut.
  2. Poproś badanego, aby wykonał następujące HIIE w ergometrze cyklu nóg: trzy serie 30-sekundowych ćwiczeń o wysokiej intensywności, oddzielone 4 minutami odpoczynku (Rysunek 1).
    UWAGA: 30-sekundowe walki powinny być ustawione na intensywność równą 90% średniej mocy z wcześniej przeprowadzonego testu Wingate. Zapoznaj się z elsewhere8, aby uzyskać pełny opis testu Wingate.
  3. Aby obliczyć obciążenie pracą dla 30-sekundowych ataków, użyj następujących równań:
    Praca = Siła x Odległość (równanie 1)
    Siła = Masa x Przyspieszenie (równanie 2)
    Praca = (masa x przyspieszenie) x odległość (równanie 3)
    UWAGA: W tym modelu masa to obciążenie robocze (kg), a przyspieszenie wynosi 9,81 m/s2. Odległość to średnica koła (1,622 m). Ponieważ koło obraca się o 3,7 obrotu czasowego, odległość na obrót pedału wynosi 3,7 x 1,662. Ponadto, ponieważ częstotliwość pedału wynosi 90 obr/min1, musimy pomnożyć odległość jednego pedału przez 90,
    Praca = Obciążenie pracą x 9,81 x 3,7 x 1,622 x 90 (równanie 4)
    Obciążenie pracą = Praca / (9.81 x 3.7 x 1.622 x 90) (równanie 5)

2. Cewnikowanie

UWAGA: Rurki i odkurzacze powinny być wcześniej oznaczone, aby uniknąć straty czasu.

  1. Owiń opaskę uciskową do ramienia wybranego do cewnikowania. Aby to zrobić, umieść elastyczną opaskę z tyłu wybranego ramienia. Rozciągając opaskę, wykonaj pętlę z opaską wokół ramienia i zawiąż gumkę.
  2. Wybierz widoczną żyłę łokciową i wysterylizuj skórę etanolem lub alkoholem.
  3. Włóż końcówkę wysterylizowanej kaniuli do żyły pod kątem około 15° ze skórą.
    UWAGA: Kaniulę należy wprowadzić od kierunku bliższego do dystalnego. Jeśli kaniulacja się powiedzie, należy zaobserwować cofanie się krwi.
  4. Zabezpiecz kaniulę ręką i delikatnie wyjmij igłę.
    UWAGA: Aby utrzymać kąt nachylenia igły podczas ćwiczenia, pomiędzy skórą a igłą można używać chusteczek bawełnianych. Napraw tę konstrukcję za pomocą taśmy.
  5. Podłączyć vacutainer z heparyną i odessać pierwszą próbkę krwi (około 2,5 ml). Natychmiast po tym wstaw próbkę krwi do lodówki, umieszczając ją w pojemniku na lód na nie dłużej niż 40 minut. Poproś asystenta o pomoc, jeśli gazometria krwi ma być analizowana.
  6. Podłącz rurkę do cewnika i wstrzyknij heparynę na całą długość rurki, aby uniknąć krzepnięcia krwi. Zamknij motyla.
  7. Za pomocą taśmy ustabilizuj cewnik. Upewnij się, że w tym momencie ruchomość ramienia osoby badanej nie przeszkadza w pobieraniu krwi. Aby potwierdzić ten warunek, należy upewnić się, że żaden ruch nie ma wpływu na pozycję igły.

3. Próbki krwi

  1. Usunąć heparynę za pomocą podnośnika próżniowego, aż w cewniku pozostanie tylko krew. W przypadku zaobserwowania cofnięcia się płomienia krwi należy pobrać próbkę zgodnie z opisem w kroku 2.5.
  2. Po pobraniu próbki należy ponownie wstrzyknąć heparynę do rurki cewnika, aby uniknąć krzepnięcia krwi. Po wykonaniu tej czynności krok 2.5 można powtórzyć dla pobrania kilku próbek.
  3. Po pobraniu ostatniej próbki ostrożnie wyjmij rurkę kaniulacyjną i oczyść skórę alkoholem. Aby uniknąć ewentualnego krwawienia, poproś badanego, aby trzymał wysterylizowaną bawełnę w miejscu, w którym wykonano cewnikowanie.
  4. Po zebraniu krwi w probówkach próżniowych ostrożnie przelej około 1,5 ml krwi do probówki o pojemności 1,5 ml i trzymaj probówki na lodzie.
  5. Zmierzyć mleczan we krwi od pozostałej krwi za pomocą detektora mleczanu. Tego samego dnia należy pobrać osocze i próbki krwi (około 1,5 ml krwi).
  6. W celu separacji osocza odwirować próbki krwi przez 5 minut w temperaturze 5000 x g w temperaturze 4 oC i oddzielić supernatant w nowej probówce o pojemności 1,5 ml.
  7. Powtórz wirowanie jeszcze raz, aby oczyścić osocze.
  8. Po rozdzieleniu osocza próbki należy przechowywać w temperaturze -80 oC do czasu analizy hormonalnej.
  9. Zmierzyć stężenie insuliny w osoczu za pomocą zestawu ELISA zgodnie z protokołem producenta (patrz Tabela materiałów).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Jako reprezentatywne wyniki przedstawiamy pomiary zmienności poziomu mleczanu we krwi oraz insuliny u sześciu badanych podczas HIIE na ergometrze rowerowym. Moc szczytowa oraz średnia moc w teście Wingate wyniosły odpowiednio 732 ± 120 oraz 549 ± 84 Watts. Moc średnią wykorzystano do obliczenia mocy wyjściowej (494 ± 75 Watts) podczas 30 s interwałów HIIE.

Rysunek 2 przedstawia zmienność poziomu ins...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

W tym badaniu żyła łokciowa została cewnikowana, a próbki krwi zostały pomyślnie pobrane podczas ćwiczeń o wysokim interwałze. Jako przykład zastosowania tej metodologii próbki krwi analizowano na obecność mleczanu we krwi oraz (po oddzieleniu osocza) na obecność insuliny w osoczu. Główną zaletą tej metody jest to, że pozwala na pobranie próbek krwi w krótkim czasie. Jednocześnie ma pewne ograniczenia. Na przykład ograniczone metody ćwiczeń, które pozwalają na jego stosowanie; liczba potrzebnych asystentów i wymagany spe...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Autorzy dziękują Dr. P. Karagiannisowi za przeczytanie artykułu oraz Profesorowi T. Hoyo za wsparcie techniczne.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Ergometr rowerowyMonarkMONARK Ergomedic 874 E
CewnikTerumoSR-FF2032
VacutainerTerumoPZ-D03
Rurka do cewnikaTerumoSP-PTW30L02
HeparynaTerumoPF-10HF10UA
Zestaw ELISA insulinyZestaw AbnovaELISA KA0921

Bibliografia

  1. Wahl, P., Mathes, S., Köhler, K., Achtzehn, S., Bloch, W., Mester, J. Effects of active vs. passive recovery during Wingate-based training on the acute hormonal, metabolic and psychological response. Growth Horm IGF Res. 23 (6), 201-208 (2013).
  2. Wahl, P., Mathes, S., Achtzehn, S., Bloch, W., Mester, J. Active vs. passive recovery during high-intensity training influences hormonal response. Int J Sports Med. 35 (7), 583-589 (2014).
  3. Nalbandian, H. M., Radak, Z., Takeda, M. Effects of active recovery during interval training on plasma catecholamines and insulin. J Sports Med Phys Fitness. , (2017).
  4. Stolen, T., Chamari, K., Castagna, C., Wislff, U. Physiology of Soccer. Sport Med. 35 (6), 501-536 (2005).
  5. Bangsbo, J. The physiology of soccer--with special reference to intense intermittent exercise. Acta Physiol Scand Suppl. 619, 1-155 (1994).
  6. MacInnis, M. J., Gibala, M. J. Physiological adaptations to interval training and the role of exercise intensity. J Physiol. 595 (9), 2915-2930 (2017).
  7. Emberts, T., Porcari, J., Dobers-Tein, S., Steffen, J., Foster, C. Exercise intensity and energy expenditure of a tabata workout. J Sports Sci Med. 12 (3), 612-613 (2013).
  8. Smith, J. C., Hill, D. W. Contribution of energy systems during a Wingate power test. Br J Sports Med. 25 (4), 196-199 (1991).
  9. Dotan, R., Bar-Or, O. Load optimization for the Wingate Anaerobic Test. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 51 (3), 409-417 (1983).
  10. Carrasco-Benso, M. P., et al. Human adipose tissue expresses intrinsic circadian rhythm in insulin sensitivity. FASEB J. 30 (9), 3117-3123 (2016).
  11. Hatfield, D. L., Nicoll, J. X., Kraemer, W. J. Effects of Circadian Rhythm on Power, Force, and Hormonal Response in Young Men. J Strength Cond Res. 30 (3), 725-732 (2016).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Pobieranie pr bek krwianaliza insuliny w osoczupomiar mleczan w ylnychwysi ek na ergometrze cykloergometrzeiniekcja heparynyanaliza ELISAprzechowywanie pr bek krwitest Wingate a
Ocena stężenia mleczanu we krwi i insuliny w osoczu podczas wysiłku o wysokiej intensywności poprzez cewnikowanie żyły łokciowej
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.