Summary
Aqui nós apresentamos um protocolo para obter várias amostras de sangue da veia antecubital durante o treinamento intervalado de alta intensidade. Este protocolo pode ser útil para a medição dos metabólitos do sangue e marcadores endócrinas durante o exercem.
Abstract
A medida de marcadores metabólicos e endócrinas durante a atividade física é de relevância para a compreensão das implicações fisiológicas de exercício diferentes modalidades. Durante alguns exercício modalidades (por exemplo, exercício intervalado de alta intensidade), metabólitos do sangue e os níveis hormonais em breve alteram períodos de tempo. No presente estudo, descrevemos um método para cateterismo da veia antecubital, que permite a coleta de várias amostras de sangue durante o exercício. Insulina e as concentrações de lactato venoso foram medidas durante o exercício de alta intensidade, pela aplicação do método descrito. O exercício consistia em surtos de três 30 s de exercício de alta intensidade, separados por 4 min de recuperação. Após o último período de recuperação, foi realizado um teste de Wingate. Amostras de sangue da veia antecubital foram obtidas antes e depois de cada 30 s e antes e depois do teste de Wingate. Como resultado, foi possível avaliar a insulina de plasma e variações de lactato do sangue venoso durante o exercício.
Introduction
A medida de marcadores metabólicos e endócrinas durante a atividade física é de relevância para a compreensão das implicações fisiológicas de exercício diferentes modalidades. Durante algumas modalidades de exercício (por exemplo, intervalado de alta intensidade exercício (HIIE)), metabólitos do sangue e os níveis hormonais flutuam em relativamente pouco tempo,1,2,3.
Muitos esportes (ou seja, futebol, basquete e rúgbi) consistem em curtos períodos de exercício de alta intensidade, separados por baixo exercício intenso e/ou períodos passiva4,5. HIIE apresenta semelhanças com os esportes acima mencionados e, portanto, é amplamente utilizada como um método de treinamento para atletas de6. Além disso, devido à sua semelhança com esportes, HIIE serviu como modelo para estudo de fisiologia do exercício7. Colheita de sangue é fundamental para medir as variáveis fisiológicas, e frequentemente é usado para fins de investigação e a avaliação da condição física. No entanto, durante a HIIE de amostra de sangue pode ser tecnicamente difícil devido o curto período de tempo entre coleções de amostra. Como uma solução para este problema, apresentamos aqui um método para obter amostras de sangue por cateterismo venoso antecubital em suma períodos de tempo enquanto sujeitos executam HIIE.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Todos os métodos descritos aqui foram aprovados pelo Comitê de ético local (Comité de ética Doshisha University: 15033) e em estrita conformidade com as normas estabelecidas pela declaração de Helsinque. Foi obtido o consentimento de todos os participantes. Participantes foram atletas recreacionais do sexo masculino (idade, 20,1 ± 1,2 anos; peso, 69.7 ± 6,2 kg; altura, 176.1 ± 5,8 cm; corpo gordura 13,6 ± 1,5% e VO2máx, 52.6 ± 6,6 mL/min1/kg1).
1. estabelecimento do protocolo de exercício
Nota: O presente estudo consistiu da avaliação de sangue hormonal e dinâmica de metabolitos por amostragem de sangue da veia antecubital durante um protocolo HIIE.
- Peça o assunto para executar uma recepção calorosa com 5 min de ciclismo no ergometro em baixa intensidade. Após o aquecimento, deixe o assunto descansar por 5 min.
- Pedir o assunto para executar a seguinte HIIE em cicloergômetro a perna: três episódios de 30 exercícios de alta intensidade de s, separados por 4 min. de repouso (Figura 1).
Nota: As 30 lutas s devem ser definidas a uma intensidade igual a 90% à média de potência de um teste de Wingate anteriormente realizada. Referem-se em outro lugar8 para obter uma descrição completa do teste de Wingate. - Para calcular a carga de trabalho para as 30 lutas de s, use as seguintes equações:
Trabalho = força x distância (equação 1)
Força = massa x aceleração (equação 2)
Trabalho = (massa x aceleração) x distância (equação 3)
Nota: Neste modelo, a massa é a carga de trabalho (kg), e a aceleração é 9.81 m/s2. A distância é o diâmetro da roda (1,622 m). Porque a roda gira 3.7 rotação /peal cronometrado, a distância por rotação do pedal é 3,7 x 1.662. Além disso, porque a frequência de pedal é 90 rev/min1, nós temos que multiplicar uma distância pedal por 90.
Trabalho = carga de trabalho x 9,81 x 3.7 x 1.622 x 90 (equação 4)
Carga de trabalho = trabalho / (9,81 x 3.7 x 1.622 x 90) (equação 5)
2. cateterismo
Nota: Tubos e Vacu deve ser rotulado previamente para evitar a perda de tempo.
- Embrulhe um torniquete no braço selecionado para o cateterismo. Para fazer isso, coloque um elástico na parte de trás do braço escolhido. Estendendo-se a banda, faça um laço com a banda à volta do braço e amarre o elástico.
- Selecionar a veia antecubital visível e esterilizar a pele com álcool etílico ou álcool.
- Introduza a ponta da cânula esterilizada na veia em um ângulo aproximado de 15° com a pele.
Nota: A cânula deve ser inserida de proximal para distal direção. Se a canulação é bem sucedida, um proc de sangue deve ser observado. - Fixar a cânula com a mão e retire a agulha suavemente.
Nota: Para manter o ângulo da agulha durante o exercício, tecidos de algodão podem ser usados entre a pele e a agulha. Corrigi essa estrutura com uma fita. - Conecte um vacutainer com heparina e aspirado para a primeira amostra de sangue (cerca de 2,5 mL). Imediatamente após, refrigere a amostra de sangue, colocando-o em uma caixa de gelo para não mais de 40 minutos. Pedi um assistente ajuda, se os gáses de sangue vai ser analisado.
- Conectar um tubo ao cateter e injetar heparina em todo o comprimento do tubo para evitar a coagulação do sangue. Feche a borboleta.
- Usando a fita, estabilize o cateter. Certifique-se que neste ponto, a mobilidade do braço do sujeito não interfere com a coleta de sangue. Para confirmar esta condição, certifique-se de que a posição da agulha não é afectada por qualquer movimento.
3. coletas de sangue
- Remova a heparina usando um vacutainer até que haja apenas sangue no cateter. Quando o flashback de sangue é observada, colete a amostra conforme descrito na etapa 2.5.
- Após a coleta de amostra, injete heparina novamente o tubo de cateter para evitar coagulação do sangue. Após esta ação, etapa 2.5 pode ser repetida para coleta de amostras diversas.
- Após a última amostra é coletada, cuidadosamente remova o tubo de canulação e limpar a pele com álcool. Para evitar possível sangramento, peça o assunto para manter algodão esterilizado no lugar onde o cateterismo foi feito.
- Depois o sangue é colhido em tubos vacutainer, cuidadosamente, passar cerca de 1,5 mL de sangue para um tubo de 1,5 mL e manter os tubos em gelo.
- Lactato sanguíneo de medida do sangue restante usando um detector de lactato. No mesmo dia, obter o plasma, as amostras de sangue (cerca de 1,5 mL de sangue).
- Para a separação do plasma, Centrifugar as amostras de sangue por 5 min a 5000 x g a 4 oC e separar o sobrenadante em um novo tubo de 1,5 mL.
- Repeti a centrifugação mais uma vez para purificar o plasma.
- Após a separação do plasma, armazene as amostras em-80 oC até a análise de hormônio.
- Medir a insulina plasma usando um kit de ELISA como pelo fabricante protocolo (consulte Tabela de materiais).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Como resultados representativos, usamos este protocolo para medir a variação de lactato e insulina de sangue em seis indivíduos durante um HIIE em um cicloergômetro. Potência de pico e potência média para o teste de Wingate foram 732 ± 120 e 549 ± 84 Watts, respectivamente. Potência média era usada para calcular a potência de saída (494 ± 75 Watts) durante os 30 episódios de s do HIIE.
A Figura 2 mostra a variação durante a HIIE de lactato de sangue e plasma insulina. Insulina de plasma (Figura 2A) diminuiu durante os primeiros e o terceiros 30 episódios de s, mas aumentou durante o segundo turno e os períodos de recuperação. Por outro lado, lactato de plasma (Figura 2B) diminuiu durante os segundo e terceiros 30 episódios de s, mas aumentou durante as primeiras 30 bout de s e os períodos de recuperação.
Figura 1: exercício protocolo. Setas vermelhas indicam a hora da coleta de amostras de sangue. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: resultados experimentais. (A) insulina Plasma (ulU/mL). (B) sangue de lactato (mmol/L). Cada cor representa um assunto diferente. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Neste estudo, foi cateterizar a veia antecubital, e amostras de sangue foram coletadas com êxito durante um exercício de intervalo de alta. Como um exemplo do uso desta metodologia, amostras de sangue foram analisadas para lactato sanguíneo e (após a separação do plasma) para insulina de plasma. A principal vantagem deste método é que permite a coleta de amostras de sangue em suma períodos de tempo. Ao mesmo tempo, ele tem algumas limitações. Por exemplo, as modalidades de exercício limitado que permitem a sua utilização; o número de assistente precisava e especializado treinado pessoal necessário; e o risco de volume de amostra baixa em consequência de baixa pressão de sangue no antebraço.
Para uma colheita de amostras de sangue bem sucedida, o braço do sujeito deve estar na posição estática. Porque a mobilidade do antebraço é reduzida, em sua forma atual, que o método pode ser aplicado somente a algumas modalidades de exercícios. Aqui, descrevemos como aplicar o método, quando o exercício é realizado em um cicloergômetro, mas com a modificação, poderia ser usado em uma esteira executando a máquina. Em ambos os casos, é necessário pessoal com experiência em coleta de sangue.
Sobre o protocolo de exercício, há algumas considerações que devem ser abordadas. Se vários julgamentos vão ser avaliados (por exemplo, com e sem recuperação ativa entre as séries), o momento da decisão para o teste é fundamental. Para evitar variações hormonais diurnas10,11, recomenda-se realizar todos os ensaios na mesma hora em dias diferentes. Além disso, metabolismo é afetado pelo tempo do dia e as refeições consumidas. Portanto, o jejum é recomendado antes dos testes. Além disso, para melhorar a reprodutibilidade, recomenda-se um período de familiarização com o protocolo de exercício por assuntos antes de testar. Neste período, disciplinas experimentais devem realizar o exercício (progressivamente) semelhante ao teste principal.
Em conclusão, descrevemos um método eficaz para obter várias amostras de sangue venoso durante o exercício. Esse método pode ser útil para a recolha de amostras que podem ser usadas para estudar várias moléculas durante o exercício (por exemplo, metabolitos, hormônios, proteínas e RNA).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Os autores não têm nada para divulgar.
Acknowledgments
Os autores gostaria de reconhecer o Dr. P. Karagiannis para ler o jornal e Professor T. Hoyo para seu suporte técnico.
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).
