Summary
Her presenterer vi en protokoll for å få flere blodprøver fra antecubital åre under høy intensitet intervalltrening. Denne protokollen kan være nyttig for måling av blod metabolitter og endocrinal markører under trening.
Abstract
Måling av markører metabolske og endocrinal under fysisk aktivitet er relevant å forstå fysiologiske virkningene av ulike modaliteter. Under noen trening modaliteter (f.eks høy intensitet intervalltrening øvelse), blod metabolitter og hormonelle nivåer endre i korte perioder. Studien beskriver vi en metode for å catheterize den antecubital stemningen, som gjør at samlingen av flere blodprøver under trening. Insulin og venøse laktat konsentrasjoner ble målt under høyintensiv trening av anvendelsen av metoden beskrevet. Øvelsen besto av tre 30 s anfall av høy intensitet trening med 4 min av utvinning. Etter siste oppgangen perioden, ble en Wingate test utført. Blodprøver fra antecubital åre ble innhentet før og etter hver 30 s kamp og før og etter Wingate testen. Som et resultat, var det mulig å evaluere plasma insulin og venøst blod laktat varianter under trening.
Introduction
Måling av markører metabolske og endocrinal under fysisk aktivitet er relevant å forstå fysiologiske virkningene av ulike modaliteter. Under en øvelse modaliteter (f.eks høy intensitet intervalltrening øvelse (HIIE)) variere blod metabolitter og hormonelle nivåer i relativt kort tid1,2,3.
Mange idretter (dvs., fotball, basketball og rugby) består av korte perioder med høy intensitet trening med lav intens trening og/eller passiv perioder4,5. HIIE presenterer likheter med nevnte idrett og er derfor mye brukt som en metode for idrettsutøvere6. Videre, på grunn av dens likhet med sport, HIIE har blitt brukt som modell for å studere Øvelse fysiologi7. Blodprøve er avgjørende for å måle fysiologiske variabler, og det er ofte brukt for forskningsformål og evalueringen av den fysiske tilstanden. Blod prøvetaking under HIIE kan imidlertid være teknisk vanskelig på grunn av den korte tiden mellom prøvekolleksjoner. Som en løsning på dette problemet presenterer her vi en metode for å få blodprøver ved antecubital venøs catheterization i korte perioder mens fag utfører HIIE.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle metodene som er beskrevet her er godkjent av lokale etiske komiteen (Doshisha University etiske komiteen: 15033), og var i henhold med standarder fastsatt av erklæringen i Helsinki. Informert samtykke ble innhentet fra alle deltakerne. Deltakerne var mannlige rekreasjons idrettsutøvere (alder, 20,1 ± 1,2 år, vekt, 69.7 ± 6.2 kg, høyde, 176.1 ± 5,8 cm; kroppen fett 13,6 ± 1,5% og VO2max, 52.6 ± 6.6 mL/min1/kg1).
1. etablering av arbeidstest-protokoll
Merk: Denne studien besto av evalueringen av blod hormonelle og metabolitter dynamikk av blod utvalg fra antecubital åre under en HIIE-protokoll.
- Spør emnet til å utføre en varm opp med 5 min sykling i ergometer lav intensitet. Etter oppvarmingen, la emnet hvile i 5 minutter.
- Spør gjenstand til å utføre følgende HIIE i beinet syklus ergometer: tre anfall av 30 s høyintensiv trening, atskilt med 4 min hvile (figur 1).
Merk: De 30 s kampene bør settes på en intensitet lik 90% strøm gjennomsnittet av en tidligere utført Wingate test. Se andre steder8 for en fullstendig beskrivelse av Wingate testen. - For å beregne arbeidsmengden for de 30 s kampene, kan du bruke følgende formler:
Arbeid = Force x avstand (formel 1)
Styrke = masse x akselerasjon (ligning 2)
Arbeid = (masse x akselerasjon) x avstand (formel 3)
Merk: I denne modellen er massen arbeidsbelastningen (kg), og akselerasjon er 9.81 m/s2. Avstanden er diameteren (1.622 m). Fordi hjulet roterer 3.7 timet /peal rotasjon, er avstanden per pedal rotasjon 3.7 x 1.662. Videre pedal frekvensen er 90 rev/min1, har vi å multiplisere en pedalavstand med 90.
Arbeid = arbeid-load x 9,81 x 3.7 x 1.622 x 90 (ligningen 4)
Arbeidsmengde = arbeid / (9,81 x 3.7 x 1.622 x 90) (ligningen 5)
2. catheterization
Merk: Rør og vacutainers skal være merket på forhånd å unngå å miste tid.
- Pakk en tourniquet med armen valgt for catheterization. Sett en strikk bak valgte armen gjør. Stretching bandet, lag en løkke med bandet rundt armen og knytte elastiske.
- Velg synlig antecubital venen og sterilisere huden med etanol eller alkohol.
- Stikk de steriliserte kanyle i venen i en omtrentlig vinkel på 15° med huden.
Merk: Kanyle skal settes fra den proksimale distale retning. Hvis cannulation er vellykket, bør det være observert en etterskuddsvis av blod. - Sikre kanyle med hånden, og fjerne nålen sakte.
Merk: For å opprettholde vinkelen på nålen under trening, bomull vev kan brukes mellom huden og nålen. Fastsette denne strukturen med bånd. - Koble en vacutainer med heparin og leveringstanken for første blod prøven (ca 2,5 mL). Umiddelbart etter, kjøle blodprøve ved å sette den i en isen boksen i mer enn 40 minutter. Spør assistent for hjelp, hvis blod gasser skal analyseres.
- Koble en tube til kateter og Injiser heparin til hele lengden av røret for å unngå blodpropp. Lukk sommerfuglen.
- Med tape, stabilisere kateter. Sikre at på dette punktet, arm mobilitet av faget forstyrrer ikke samlingen blod. For å bekrefte denne tilstand, pass på at nålen posisjonen ikke påvirkes av enhver bevegelse.
3. blod prøvetaking
- Fjerne heparin ved hjelp av en vacutainer til det er bare blod i kateter. Når blodet flashback er observert, samle prøven som beskrevet i trinn 2.5.
- Etter prøvetaking, Injiser heparin igjen inn i kateter røret å unngå blodpropp. Etter denne handlingen, kan trinn 2.5 gjentas flere eksempler samling.
- Etter siste prøven samles, nøye fjerne cannulation røret og rens huden med alkohol. For å unngå mulig blødning, spør du emnet å holde sterilisert bomull på stedet der catheterization ble gjort.
- Etter blod samles i vacutainer rør, nøye gå ca 1,5 mL blod til en 1,5 mL tube og holde rørene på is.
- Måle blod laktat fra gjenværende blodet bruker en laktat detektor. På samme dag, få plasma blodprøvene (rundt 1,5 mL blod).
- Plasma separasjon, sentrifuge blodprøver i 5 min på 5000 x g ved 4 oC og skille nedbryting i en ny 1,5 mL tube.
- Gjenta sentrifugering en gang for å rense plasma.
- Etter plasma separasjon, lagre eksemplene på-80 oC til hormon analyse.
- Måle plasma insulin bruker en ELISA kit som per produsentens protokollen (se Tabell for materiale).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Som representant resultater brukte vi denne protokollen til å måle blod laktat og insulin variasjon i seks temaer under en HIIE i en syklus-ergometer. Peak strøm og gjennomsnittlig strøm på Wingate testen var 732 ± 120 og 549 ± 84 watt, henholdsvis. Gjennomsnittlig strøm ble brukt til å beregne effekten (494 ± 75 watt) under 30 s utbrudd av HIIE.
Figur 2 viser plasma insulin og blod laktat variasjonen i løpet av HIIE. Plasma insulin (figur 2A) redusert i løpet av de første og tredje 30 s kampene, men økte i andre kampen og utvinning perioder. På den annen side, plasma laktat (figur 2B) redusert under de andre og tredje 30 s utbrudd, men økte i første 30 s kampen og utvinning perioder.
Figur 1: trening protokollen. Røde piler indikerer blod prøver anvist. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: eksperimentelle resultater. (A) Plasma insulin (ulU/mL). (B) blod laktat (mmol/L). Hver farge representerer et annet emne. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I denne studien, antecubital fotsporene var catheterized og blodprøver samlet inn ble under en høy intervall trening. Eksempel på bruk av denne metodikken ble blodprøver analysert for blod laktat og (etter plasma separasjon) for plasma insulin. Den største fordelen med denne metoden er at det tillater samlingen av blodprøver i korte perioder. Samtidig har den noen begrensninger. For eksempel begrenset øvelsen modaliteter som tillater bruk av makt; antall assistent nødvendig, og spesialisert opplært personale kreves; og risikoen for lav eksempel volum av lavt blodtrykk i underarmene.
For en vellykket blod prøve samling, skal emnet arm være i statisk stilling. Fordi underarmen mobilitet er redusert, i sin nåværende form kan metoden bare brukes på noen øvelser modaliteter. Her beskrev vi hvordan du bruker metoden når oppgaven er utført i en syklus ergometer, men med endring, det kan brukes på en tredemølle kjører maskin. I begge tilfeller personell med erfaring i blod samling er nødvendig.
Om trening protokollen er det noen hensyn må tas. Hvis flere forsøk skal bli evaluert (f.eksmed og uten aktive utvinning mellom), er øyeblikk avgjørelsen for testing viktig. For å unngå daglige hormonelle variasjoner10,11, anbefales det å utføre alle forsøk på samme tid på ulike dager. Videre påvirkes metabolisme av dag og måltider forbrukes. Derfor anbefales faste før testene. I tillegg for å forbedre reproduserbarhet, anbefales en familiarisering periode med trening protokollen av fagene før testing. I denne perioden utføre eksperimentelle fag (progressivt) liknende øvelse viktigste test.
Avslutningsvis beskrev vi en effektiv metode for å få flere venøst blodprøver under trening. Denne metoden kan være nyttig for innsamling av prøver som kan brukes til å studere flere molekyler under trening (f.eks, metabolitter, hormoner, protein og RNA).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne ikke avsløre.
Acknowledgments
Forfatterne ønsker å erkjenne Dr. P. Karagiannis for leser avisen og Professor T. Hoyo hans kundestøtte.
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).
