Summary
Hier presenteren we een protocol voor verschillende bloedmonsters van de antecubital ader tijdens hoge intensiteit intervaltraining. Dit protocol nuttig kan zijn voor het meten van bloed metabolieten en endocriene markeringen tijdens oefening.
Abstract
De meting van metabole en endocriene markers tijdens lichaamsbeweging is van belang voor het begrip van de fysiologische gevolgen van verschillende uitoefening modaliteiten. Tijdens enkele oefening modaliteiten (bijvoorbeeld hoge intensiteit intervaltraining), bloed metabolieten en hormonale niveaus wijzigen in korte perioden. In de huidige studie beschrijven we een methode om catheterize van de antecubital ader, waardoor de collectie van verschillende bloedmonsters tijdens de oefening. Insuline en veneuze lactaat concentraties werden gemeten tijdens de hoge intensiteit training door de toepassing van de beschreven methode. De oefening bestond uit drie 30 s periodes van hoge intensiteit oefening gescheiden door 4 min van herstel. Na de laatste periode van de terugwinning, werd een Wingate test uitgevoerd. Van de antecubital ader werden bloedmonsters vóór en na elke 30 s bout en vóór en na de Wingate-test. Dientengevolge, bleek het mogelijk om te evalueren van de plasma insuline en veneuze bloed lactaat variaties tijdens de training.
Introduction
De meting van metabole en endocriene markers tijdens lichaamsbeweging is van belang voor het begrip van de fysiologische gevolgen van verschillende uitoefening modaliteiten. Tijdens sommige oefening modaliteiten (bijvoorbeeld hoge intensiteit intervaltraining (HIIE)) schommelen bloed metabolieten en hormonale niveaus in relatief korte tijd1,2,3.
Veel sporten (dat wil zeggen, voetbal, basketbal en rugby) bestaan uit korte perioden van hoge intensiteit oefening gescheiden door lage intense oefening en/of passieve perioden4,5. HIIE presenteert gelijkenissen met de eerder genoemde sport en wordt daarom veel gebruikt als een trainingsmethode voor atleten6. Bovendien, vanwege zijn gelijkenis met sport, HIIE is gebruikt als model om te studeren oefening fysiologie7. Bloedmonsters is van cruciaal belang voor het meten van fysiologische variabelen, en het wordt vaak gebruikt voor onderzoeksdoeleinden en de evaluatie van de fysieke conditie. Bloedmonsters tijdens HIIE kan echter technisch moeilijk zijn vanwege de korte periode tussen monstercollecties. Als een oplossing voor dit probleem presenteren hier we een methode om te verkrijgen bloedmonsters door antecubital veneuze catheterisatie Kortom perioden terwijl onderwerpen HIIE uit te voeren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle methoden die hier worden beschreven zijn goedgekeurd door de lokale ethische Commissie (Doshisha Universiteit ethisch comité: 15033), en waren in strikte overeenstemming met de normen van de verklaring van Helsinki. Geïnformeerde toestemming was verkregen van alle deelnemers. Deelnemers waren mannelijke recreatieve atleten (leeftijd, 20,1 ± 1,2 jaar; gewicht, 69.7 ± 6,2 kg; hoogte, 176.1 ± 5,8 cm; lichaam vet 13.6 ± 1,5% en VO2max, 52.6 ± 6,6 mL/min1/kg1).
1. oprichting van het inspanningsprotocol
Opmerking: De huidige studie bestond uit de evaluatie van bloed hormonale en metabolieten dynamiek door middel van steekproeven van het bloed van de ader van de antecubital tijdens een HIIE protocol.
- Vraag het voorwerp voor het uitvoeren van een warming up met 5 min van het wielrennen in de ergometer met lage intensiteit. Na de warming-up, laat u het onderwerp rusten gedurende 5 min.
- Het onderwerp voor het uitvoeren van de volgende HIIE in de been cyclus ergometer vragen: drie periodes van 30 s hoge intensiteit training, gescheiden door 4 min van rest (Figuur 1).
Opmerking: De 30 s bouts moeten worden ingesteld op een gelijke intensiteit op 90% het gemiddelde vermogen van een eerder uitgevoerde test Wingate. Zie elders8 voor een volledige beschrijving van detest Wingate. - Voor het berekenen van de werklast voor de 30 s bouts, gebruikt u de volgende vergelijkingen:
Werk = Force x afstand (vergelijking 1)
Kracht = massa x versnelling (vergelijking 2)
Werk = (massa x versnelling) x afstand (vergelijking 3)
Opmerking: In dit model, de massa is de werklast (kg), en de versnelling is 9,81 m/s2. De afstand is de wieldiameter (1.622 m). Omdat het wiel 3.7 getimede /peal rotatie draait, is de afstand per pedaal rotatie 3,7 x 1.662. Verder, omdat de frequentie van de pedaal 90 omw. / min.1 is, hebben wij een pedaalafstand vermenigvuldigingsgetal op 90.
Werk = werklast x 9,81 x 3,7 x 1.622 x 90 (vergelijking 4)
Werklast = werk / (9,81 x 3,7 x 1.622 x 90) (vergelijking 5)
2. catheterisatie
Opmerking: Buizen en vacutainers moeten worden gelabeld vooraf om te voorkomen dat verliezen van tijd.
- Wikkel een tourniquet naar de arm geselecteerd voor de catheterisatie. Om dit te doen, plaatst u een elastische band aan de achterkant van de gekozen arm. Rekken van de band, maak een lus met de band rond de arm en binden de elastische.
- Selecteer de zichtbare antecubital ader en de huid met ethanol of alcohol te steriliseren.
- Breng de tip van de gesteriliseerde canule in de ader onder een geschatte hoek van 15° met de huid.
Opmerking: De canule moet worden opgenomen van de proximale, distale richting. Als cannulation geslaagd is, moet een afgeboekt van bloed worden nageleefd. - Beveilig de canule met de hand, en verwijder de naald zacht.
Opmerking: Als u wilt behouden de hoek van de naald tijdens de oefening, katoenen weefsels mogen worden gebruikt tussen de huid en de naald. Fix deze structuur met een tape. - Sluit een vacutainer met heparine en aspirate voor het eerste bloedmonster (ongeveer 2,5 mL). Koel onmiddellijk na, het bloedmonster door de gegevens in een koelbox voor niet meer dan 40 minuten. Vragen een assistent voor hulp, als bloed gassen zijn gonna worden geanalyseerd.
- Een buis sluit aan op de katheter en injecteren heparine tot de volledige lengte van de buis om te voorkomen dat bloedstolling. Sluit de vlinder.
- Met behulp van tape, stabiliseren de katheter. Ervoor zorgen dat op dit punt, de mobiliteit van de arm van het onderwerp niet met de collectie van het bloed interfereert. Om te bevestigen deze voorwaarde, zorg dat de positie van de naald niet wordt beïnvloed door elke beweging.
3. bloed proeverijen
- De heparine verwijderen met behulp van een vacutainer totdat er alleen bloed in de katheter. Wanneer bloed flashback wordt waargenomen, het monster verzameld, zoals beschreven in stap 2.5.
- Na de sample collectie, injecteren heparine opnieuw de katheter buis om te voorkomen dat bloedstolling. Na deze actie, kan stap 2.5 worden herhaald voor verschillende monsters collectie.
- Na het verzamelen van het laatste monster, verwijder voorzichtig de cannulation buis en het reinigen van de huid met alcohol. Als u wilt voorkomen dat mogelijk bloeden, vragen het onderwerp te houden van gesteriliseerde katoen op de plaats waar de catheterisatie werd gemaakt.
- Na het verzamelen van bloed in de vacutainer buizen, zorgvuldig doorgeven van ongeveer 1,5 mL bloed tot een 1,5 mL koker en houden de buizen op ijs.
- Maatregel bloed lactaat uit het resterende bloed met een detector, lactaat. Op dezelfde dag, krijgen het plasma de bloedmonsters (ongeveer 1,5 mL bloed).
- Voor plasma scheiding, de bloedmonsters voor 5 min bij 5000 x g bij 4 oC centrifugeren en scheiden van de bovendrijvende substantie in een nieuwe 1,5 mL-buis.
- Herhaal het centrifugeren één meer tijd voor het zuiveren van het plasma.
- Na de scheiding van plasma, de monsters op-80 oC worden opgeslagen tot de hormoon-analyse.
- Het meten van de plasma-insuline met behulp van een ELISA-kit zoals per de fabrikant protocol (Zie Tabel van materialen).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Als representatieve resultaten, hebben we dit protocol gebruikt voor het meten van bloed lactaat en insuline variatie in zes onderwerpen tijdens een HIIE in een cyclus-ergometer. Piekvermogen en gemiddelde vermogen voor de Wingate-test waren 732 ± 120 en 549 ± 84 watt, respectievelijk. Gemiddelde vermogen werd gebruikt voor de berekening van het vermogen (494 ± 75 watt) tijdens de 30 s aanvallen van de HIIE.
Figuur 2 toont plasma insuline en bloed lactaat variatie tijdens de HIIE. Plasma insuline (figuur 2A) daalde tijdens de eerste en de derde 30 s vlagen maar verhoogd tijdens de tweede periode en de perioden van herstel. Aan de andere kant, plasma lactaat (figuur 2B) daalde tijdens de tweede en derde 30 s vlagen, maar tijdens de eerste 30 s bout en de perioden van herstel toegenomen.
Figuur 1: oefening protocol. Rode pijlen geven de bloedinzameling monsters. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 2: experimentele resultaten. (A) Plasma insuline (ulU/mL). (B) bloed lactaat (mmol/L). Elke kleur vertegenwoordigt een ander onderwerp. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
In deze studie, de antecubital ader was catheterized en bloedmonsters werden met succes verzameld tijdens een hoge intervaltraining. Als een voorbeeld van het gebruik van deze methode, werden bloedmonsters voor bloed lactaat en (na plasma scheiding) geanalyseerd voor plasma insuline. Het belangrijkste voordeel van deze methode is dat het mogelijk de collectie van bloedmonsters in korte perioden maakt. Op hetzelfde moment, is het enkele beperkingen heeft. Bijvoorbeeld, de beperkte oefening modaliteiten toestaan dat het gebruik ervan; het aantal assistent nodig, en gespecialiseerde opgeleid personeel vereist; en het risico van lage monstervolume als gevolg van lage bloeddruk in de onderarmen.
Voor een succesvolle bloed monster collectie moet de certificaathouder arm in statische positie. Omdat de mobiliteit van de onderarm is beperkt, in zijn huidige vorm kan de methode worden alleen toegepast op een paar oefeningen modaliteiten. We beschreven hier, het toepassen van de methode wanneer de oefening wordt uitgevoerd in een cyclus-ergometer, maar met wijziging, het kon worden gebruikt op een loopband die machine uitgevoerd. In beide gevallen is personeel met ervaring in de collectie van het bloed nodig.
Met betrekking tot de oefening protocol zijn er enkele overwegingen die moeten worden aangepakt. Als verschillende proeven zullen worden beoordeeld op (bvmet en zonder actief herstel tussen de aanvallen), is het moment van beslissing voor het testen van cruciaal belang. Om te voorkomen dat de diurnale hormonale variaties10,11, is het aanbevolen om alle proeven uit te voeren op hetzelfde uur op verschillende dagen. Bovendien, stofwisseling wordt beïnvloed door de tijd van dag en maaltijden geconsumeerd. Vasten wordt daarom aangeraden voordat de tests. Bovendien, ter verbetering van reproduceerbaarheid, wordt een periode van de vertrouwd met het inspanningsprotocol door de onderwerpen vóór de proef aanbevolen. In deze periode moeten de experimentele onderwerpen (geleidelijk) soortgelijke exercitie op de belangrijkste proef uitvoeren.
Kortom, beschreven we een effectieve methode om te verkrijgen van verschillende veneuze bloedmonsters tijdens de oefening. Deze methode kan bruikbaar zijn voor het verzamelen van monsters die kunnen worden gebruikt voor het bestuderen van verschillende moleculen tijdens de training (bv, metabolieten, hormonen, eiwitten en RNA).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
De auteurs wil erkennen van Dr. P. Karagiannis voor het lezen van de krant en Professor T. Hoyo voor zijn technische ondersteuning.
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).
