Summary
כאן אנו מציגים פרוטוקול כדי לקבל מספר דגימות דם הווריד antecubital במהלך אימון בעצימות גבוהה מרווח. פרוטוקול זה עשוי להיות שימושי עבור המידה של מטבוליטים דם, סמנים endocrinal במהלך פעילות גופנית.
Abstract
מדידת סמנים מטבוליים, endocrinal במהלך פעילות גופנית הוא בעל רלבנטיות להבנת ההשלכות הפיזיולוגיות של שיטות תרגול שונות. במהלך תרגיל שיטות (למשל, פעילות גופנית בעצימות גבוהה מרווח), מטבוליטים דם, רמות ההורמונים לשנות בקיצור תקופות זמן. במחקר הנוכחי, אנו מתארים שיטה כדי catheterize את הווריד antecubital, אשר מאפשר את האוסף של מספר דגימות דם במהלך פעילות גופנית. לאינסולין וריכוזי לקטט ורידים נמדדו במהלך פעילות גופנית בעצימות גבוהה על-ידי היישום של השיטה המתוארת. התרגיל כללה שלוש 30 s התקפי של פעילות גופנית בעצימות גבוהה המופרדות על-ידי 4 דקות של התאוששות. לאחר תקופת ההחלמה האחרון, בוצעה בדיקת וינגייט. דוגמיות דם הווריד antecubital התקבלו לפני ו אחרי כל התקף s 30, לפני ואחרי הבדיקה וינגייט. כתוצאה מכך, ניתן היה להעריך פלזמה אינסולין ווריאציות לקטט בדם ורידי במהלך התרגיל.
Introduction
מדידת סמנים מטבוליים, endocrinal במהלך פעילות גופנית הוא בעל רלבנטיות להבנת ההשלכות הפיזיולוגיות של שיטות תרגול שונות. במהלך כמה שיטות פעילות גופנית (למשל, מרווח בעוצמה גבוהה פעילות גופנית (HIIE)), מטבוליטים דם ורמות הורמונליים משתנים יחסית זמן קצר1,2,3.
הרבה ספורט (קרי, כדורגל, כדורסל, רוגבי) מורכב תקופות קצרות של פעילות גופנית בעצימות גבוהה המופרדות על-ידי פעילות גופנית אינטנסיבית נמוכה ו/או תקופות פסיבי4,5. HIIE מציג קווי דמיון עם הספורט הנ ל, ולכן משמשת כשיטת הדרכה עבור ספורטאים6. יתר על כן, בגלל לדמיונו ספורט, HIIE שימש כמודל ללמוד תרגיל פיזיולוגיה7. לקיחת דמים הוא קריטי כדי למדוד את משתני פיזיולוגיים, הוא משמש לעתים קרובות למטרות מחקר, הערכת המצב הפיזי. עם זאת, דגימה דם במהלך HIIE יכול להיות טכנית קשה בשל הזמן הקצר בין מדגם אוספים. כפתרון לבעיה זו, כאן אנו מציגים שיטה להשיג דגימות דם על ידי צנתור ורידים antecubital בקיצור פרקי זמן בעוד נושאים לבצע HIIE.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי הוועדה האתית המקומית (הוועדה האתית אוניברסיטת Doshisha: 15033), היו בהתאמה קפדנית עם הסטנדרטים שקבע את הצהרת הלסינקי. הסכמה מדעת הושג בין כל המשתתפים. המשתתפים היו אתלטים פנאי גברים (גיל, 20.1 ± 1.2 שנים; משקל, 69.7 ± 6.2 ק ג; גובה, 176.1 ± 5.8 ס מ; גוף שומן 13.6 ± 1.5% ו- VO2מקסימום, 52.6 ± 6.6 mL/min /kg11).
1. הקמה של פרוטוקול תרגול
הערה: המחקר הנוכחי כללה ההערכה של דם הורמונלית ודינמיקה מטבוליטים על ידי לקיחת דמים מן הווריד של antecubital במהלך פרוטוקול HIIE.
- תשאל את הנושא כדי לבצע חמה למעלה עם 5 דקות של רכיבה על אופניים ב ergometer בעוצמה נמוכה. לאחר החימום, תן את הנושא לנוח 5 דקות.
- תשאל את הנושא כדי לבצע את HIIE הבאים ב- ergometer מחזור הרגל: התקפי שלוש 30 s פעילות גופנית בעצימות גבוהה, מופרדים על-ידי 4 דקות של מנוחה (איור 1).
הערה: הקרבות s 30 להגדיר בעוצמה שווה ערך ל- 90% ממוצע צריכת החשמל של מבחן וינגייט שבוצעו בעבר. עיין במקום8 לתיאור מפורט של הבדיקה וינגייט. - כדי לחשב את עומס העבודה על הקרבות s 30, השתמש את המשוואות הבאות:
עבודה = כוח x מרחק (משוואה 1)
כוח = מסה x האצה (משוואה 2)
עבודה = (מסת x האצה) x מרחק (משוואה 3)
הערה: במודל זה, המיסה עומס העבודה (ק ג), התאוצה היא 9.81 מטר לשנייה2. המרחק הוא קוטר הגלגל (1.622 מ'). כי הגלגל מסתובב סיבוב /peal מתוזמן 3.7, המרחק לכל סיבוב הפדלים הוא 3.7 x 1.662. יתר על כן, מאחר התדר פדלים rev/דקה 901, עלינו להכפיל אחד המרחק פדלים 90.
עבודה = עומס העבודה x 9.81 x 3.7 x 1.622 x 90 (משוואה 4)
עומס העבודה = עבודה / (9.81 x 3.7 x 1.622 x 90) (משוואת 5)
2. צנתור
הערה: צינורות, vacutainers צריכים להיות מסומנים מראש כדי להימנע מאובדן הזמן.
- לעטוף את הזרוע נבררו על צנתור עורקים. כדי לעשות זאת, במקום גומייה בקצה הזרוע שבחרת. מתיחה של הלהקה, יוצרים לולאה עם הלהקה סביב הזרוע, לקשור את אלסטית.
- בחר את הווריד antecubital גלוי, לחטא את העור עם אלכוהול או אתנול.
- הכנס את קצה הצינורית סטיריליים לווריד בזווית משוער של 15° עם העור.
הערה: צריך להיות מוכנס את הצינורית של proximal לכיוון דיסטלי. אם תעלות מוצלחת, צריכה להיות העיר של backflush של דם. - לאבטח את הצינורית ביד, הסר את המחט בעדינות.
הערה: כדי לשמור על הזווית של המחט במהלך התרגיל, כותנה רקמות עשוי לשמש בין העור לבין המחט. לתקן את המבנה הזה עם קלטת. - התחבר האגירה של הפארין ו וביופסיה עבור דגימת הדם הראשונה (כ 2.5 מ ל). מיד לאחר מכן, להכניס למקרר את דגימת הדם על ידי לשים את זה ב מקרר עבור לא יותר מ-40 דקות. שאלו עוזרת לקבלת עזרה, גזים בדם הולכים להיות מנותח.
- חיבור צינור הקטטר ולהזריק הפארין באורך מלא של הצינור כדי למנוע קרישת דם. סגור את הפרפר.
- באמצעות הקלטת, לייצב את הקטטר. ודא כי בשלב זה, ניידות הזרוע של הנושא אינו מפריע האוסף דם. כדי לאשר מצב זה, ודא כי המיקום המחט אינו מושפע כל תנועה.
3. דם Samplings
- להסיר את ההפרין באמצעות האגירה עד שלא יהיה רק דם הקטטר. כאשר הדם פלאשבק נצפית, איסוף הדגימה כפי שמתואר בשלב 2.5.
- לאחר איסוף הדגימה, להזריק הפארין שוב לתוך הצינור קטטר כדי למנוע קרישת דם. לאחר פעולה זו, ניתן לחזור שלב 2.5 לאיסוף דגימות מספר.
- אחרי הדגימה האחרונה נאסף, בזהירות להסיר את הצינור תעלות, לנקות את העור עם אלכוהול. כדי למנוע דימום אפשרי, בקש את הנושא כדי לשמור על כותנה מחוטאת במקום בו בוצע על צנתור.
- לאחר דם נאסף בתוך הצינורות האגירה, בזהירות להעביר כ 1.5 מ של דם צינור 1.5 mL ולשמור את הצינורות על קרח.
- מדד לקטט דם מהדם הנותר באמצעות גלאי לקטט. באותו יום, לקבל הפלזמה דגימות הדם (בסביבות 1.5 מ"ל של דם).
- פלזמה לפרידה, centrifuge את דגימות הדם למשך 5 דקות ב 5000 g x-4 oC, ולהפריד את תגובת שיקוע צינור 1.5 mL החדש.
- חזור על צנטריפוגה פעם נוספת לטהר הפלזמה.
- לאחר ההפרדה פלזמה, לאחסן את הדגימות ב-80 oC עד הניתוח הורמון.
- למדוד האינסולין פלזמה באמצעות ערכת דיאגנוסטיקה כמו לכל של היצרן פרוטוקול (ראה טבלה של חומרים).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
בתור נציג תוצאות, השתמשנו פרוטוקול זה כדי למדוד את הדם אינסולין ו לקטט וריאציה בשישה נושאים במהלך HIIE ב ergometer מחזור. שיא כוח ועוצמה הממוצע עבור הבדיקה וינגייט היו 732 ± 120 ו 549 ± 84 ווטס, בהתאמה. הספק ממוצע שימש כדי לחשב את הפלט כוח (494 ± 75 וואט) במהלך התקפי s 30 HIIE.
איור 2 מציג אינסולין פלסמה ודם לקטט וריאציה במהלך HIIE. פלזמה אינסולין (איור 2 א) ירד במהלך הראשון והשלישי 30 s הקרבות אך גדל במהלך הקרב השני ותקופות התאוששות. מצד שני, פלזמה לקטאט (איור 2B) ירד במהלך השני והשלישי 30 s הקרבות, אך גדל במהלך לתחרות s 30 ותקופות התאוששות.
איור 1: תרגיל פרוטוקול. חצים אדומים מציינים שעת איסוף דגימות דם. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2: תוצאות ניסויית. (א) פלזמה אינסולין (אולו/mL). (B) דם לקטט (mmol/L). כל צבע מייצג נושא שונים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
במחקר זה, הווריד antecubital היה catheterized, דגימות דם בהצלחה נאספו במהלך תרגיל מרווח גבוה. כדוגמה של השימוש מתודולוגיה זו, דגימות דם נותחו עבור לקטט בדם, (לאחר ההפרדה פלזמה) עבור פלזמה אינסולין. היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שהיא מאפשרת איסוף דגימות דם בקיצור תקופות זמן. במקביל, יש מספר מגבלות. למשל, שיטות התרגול מוגבל לאפשר את השימוש בו; המספר של העוזרת זקוק לו, התמחה צוות מיומן חובה; את הסיכון של נפח דגימה נמוך בשל לחץ דם נמוך ב האמות.
עבור אוסף דגימת דם מוצלחת, זרוע הנבדק צריך להיות במצב סטטי. כי הניידות האמה מופחת, במתכונתה הנוכחית, שהשיטה ניתן להחיל רק על כמה שיטות תרגילים. כאן, אנחנו תיאר כיצד להחיל את שיטת התרגיל מתבצע על ergometer מחזור, אבל עם השינוי, זה יכול לשמש על הליכון הפעלת המכונה. בשני המקרים, נחוץ כוח אדם בעל ניסיון בתחום איסוף דם.
לגבי פרוטוקול תרגיל, ישנם מספר שיקולים שדורש התייחסות. אם כמה מחקרים הולכים להיות הערכה (למשל, עם או בלי שחזור פעיל בין הקרבות), הרגע של החלטה לבדיקה הוא קריטי. כדי למנוע שינויים הורמונליים ההשתנות היומית10,11, מומלץ לבצע את כל המבחנים באותה שעה בימים שונים. יתר על כן, מושפע חילוף בזמן של היום וארוחות הנצרכת. לכן, צום מומלץ לפני הבדיקות. בנוסף, כדי לשפר את הפארמצבטית, מומלץ תקופה ולהכרות עם פרוטוקול התרגיל על ידי הנבדקים לפני בדיקה. בתקופה זו, נושאים ניסיוני יש לבצע פעילות גופנית (בהדרגה) דומה המבחן העיקרי.
לסיכום, אנו תיאר שיטה יעילה כדי לקבל מספר דגימות דם ורידי במהלך פעילות גופנית. שיטה זו עשויה להיות שימושית עבור איסוף דגימות ניתן ללמוד מספר מולקולות במהלך פעילות גופנית (למשל, מטבוליטים, הורמונים, חלבון ו- RNA).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
המחברים רוצה להכיר Karagiannis פ ד ר לקריאת העיתון, פרופסור אוֹיוֹ ט לתמיכה טכנית שלו.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cycle ergometer | Monark | MONARK Ergomedic 874 E | |
| Catheter | Terumo | SR-FF2032 | |
| Vacutainer | Terumo | PZ-D03 | |
| Tube for catheter | Terumo | SP-PTW30L02 | |
| Heparin | Terumo | PF-10HF10UA | |
| Insulin ELISA kit | Abnova | ELISA Kit KA0921 |
References
- 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).
- 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).
- 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).
- Stolen, T., Chamari, K., Castagna, C., Wislff, U. Physiology of Soccer. Sport Med. 35 (6), 501-536 (2005).
- Bangsbo, J. The physiology of soccer--with special reference to intense intermittent exercise. Acta Physiol Scand Suppl. 619, 1-155 (1994).
- MacInnis, M. J., Gibala, M. J. Physiological adaptations to interval training and the role of exercise intensity. J Physiol. 595 (9), 2915-2930 (2017).
- 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).
- Smith, J. C., Hill, D. W. Contribution of energy systems during a Wingate power test. Br J Sports Med. 25 (4), 196-199 (1991).
- Dotan, R., Bar-Or, O. Load optimization for the Wingate Anaerobic Test. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 51 (3), 409-417 (1983).
- Carrasco-Benso, M. P., et al. Human adipose tissue expresses intrinsic circadian rhythm in insulin sensitivity. FASEB J. 30 (9), 3117-3123 (2016).
- 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).
