肘静脈カテーテル法による高強度運動時の血中乳酸および血漿インスリンの評価

Immunology and Infection

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Summary

肘静脈から高強度のインターバル トレーニング中にいくつかの血液サンプルを取得するためのプロトコルをご紹介します。このプロトコルは、血液代謝物の測定のため役に立つかもしれません、中に内分泌マーカー運動。

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Nalbandian, M., Radak, Z., Takeda, M. Evaluation of Blood Lactate and Plasma Insulin During High-intensity Exercise by Antecubital Vein Catheterization. J. Vis. Exp. (135), e56890, doi:10.3791/56890 (2018).

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Abstract

身体活動時代謝と内分泌マーカーの測定は、さまざまな運動療法の生理学的意味を理解するための関連性の高いです。いくつかの中に運動療法 (例えば、高強度インターバル トレーニング)、血液代謝やホルモンのレベルを変更で短い期間。本研究では運動中にいくつかの血液サンプルのコレクションを可能にする肘静脈カテーテルを入れて下さい方法をについて説明します。記述法の適用によって高強度の運動中インスリンおよび静脈の乳酸濃度を測定しました。運動は、高強度運動回復の 4 分で区切られた 3 つの 30 s 発作から成っていた。最後の回復期間後ウィンゲート テストを行った。前に、各 30 秒試合後と前に、とウィンゲート テスト後、肘の静脈から血液サンプルが得られました。その結果、運動中に血漿インスリンと静脈血乳酸のバリエーションを評価することが可能だった。

Introduction

身体活動時代謝と内分泌マーカーの測定は、さまざまな運動療法の生理学的意味を理解するための関連性の高いです。いくつかの運動の様相 (例えば、高強度インターバル トレーニング (HIIE)) 中、血液代謝やホルモンのレベルは比較的短時間1,2,3で変動します。

(すなわちサッカー、バスケット ボール、ラグビー) の多くのスポーツは、低の激しい運動やパッシブ期間4,5で区切られた高強度運動の短い期間で構成されます。HIIE は前述のスポーツとの類似点を提示し、選手6トレーニング法として広く利用されています。さらに、スポーツとの類似性のため HIIE として使用されていますモデル7運動生理学を勉強します。研究目的および物理的な条件の評価に使用頻繁および採血生理学的変数を測定することが欠かせません。ただし、HIIE の中に採血はサンプル コレクション間の短い期間のため技術的に困難することができます。ここで、この問題の解決策として間を取得する血液サンプル肘静脈カテーテル法によって短い期間科目を実行 HIIE の方法を示す.

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Protocol

ここで説明したすべてのメソッドは、ローカル倫理委員会によって承認されている (同志社大学倫理委員会: 15033)、ヘルシンキ宣言によって設定された基準に厳密に従っていた。すべての参加者からインフォームド コンセントを得た。被験者は男性のレクリエーション スポーツ選手 (年齢、20.1 ± 1.2 年; 重量 69.7 ± 6.2 kg; 176.1 ± 高さ 5.8 cm; 体脂肪 13.6 ± 1.5% と VO2、最大 52.6 ± 6.6 mL/分1/kg1)。

1. 運動プロトコルの確立

注: 本研究は HIIE プロトコルの中に肘静脈から採血して血液ホルモンと代謝物の動態評価の成っていた。

  1. 低強度での自転車エルゴメータでのサイクリングの 5 分を暖かいを実行する対象を求めます。ウォーム アップの後、残り 5 分の件名をしましょう。
  2. 下肢エルゴメータで次の HIIE を実行する対象を求める: 30 s 高強度運動、区切られた (図 1)、残りの 4 分の 3 の発作。
    注: 30 s 発作べき強度と同額に設定 90% 以前に実行されたウィンゲート テストのパワー平均。ウィンゲート テストの完全な説明の8を他の場所で参照してください。
  3. 30 s 発作の負荷を計算するには、次の数式を使用します。
    仕事 = 力 x 距離 (関係式 1)
    力 = 質量 x 加速度 (式 2)
    仕事 = (質量 x 加速度) x 距離 (式 3)
    注: このモデルは作業負荷 (kg) 質量と加速度は 9.81 m/s2です。距離は、車輪の直径 (1.622 m) です。3.7 時間/peal 回転車輪の回転するため、ペダル回転あたりの距離は 3.7 x 1.662 です。さらに、ペダル回転数は 90 回転/分190 の 1 つのペダル距離の乗算するあります。
    仕事 = 9.81 x 3.7 x 1.622 x 90 (関係式 4) x 作業負荷
    作業負荷 = 仕事/(9.81 x 3.7 x 1.622 x 90) (式 5)

2. カテーテル

注: チューブと vacutainers ラベルを付けるように事前に時間を失うことを避けるために。

  1. カテーテル検査の選択腕に駆血帯をラップします。これを行うには、選択した arm の背面にあるゴムバンドを配置します。伸縮バンド、腕の周りのバンドで輪を作るし、弾性を結ぶ。
  2. 目に見える肘静脈を選択し、エタノールやアルコールで皮膚を消毒します。
  3. 滅菌のカニューレの先端を皮膚に 15 ° のおおよその角度で静脈に挿入します。
    注: から近位遠位方向にカニューレを挿入します。穿刺に成功した場合は、血液のバック フラッシュを観察すべき。
  4. 手でカニューレを固定し、そっと針を削除します。
    注: 運動中に針の角度を維持するために綿組織は皮膚と針の間に使用することがあります。この構造体をテープで固定します。
  5. ヘパリンと最初の血液サンプル (約 2.5 mL) の吸引、バキュテナーを接続します。すぐの後で、40 分のアイス ボックスにそれを置くことによって血液サンプル冷蔵庫で冷やします。血液ガス分析しようとしている場合は、アシスタントを助けを求めます。
  6. カテーテルにチューブを接続し、血液凝固を避けるために管の長さがフルにヘパリンを注入します。蝶を閉じます。
  7. テープを使用して、カテーテルを安定させます。この時点でことを確認、被写体の腕移動は血のコレクションと干渉しません。この条件を確認するため針の位置は、任意の動きの影響を受けないことを必ずください。

3. 血液サンプリング

  1. ヘパリンを削除するには、カテーテルに血液だけがあるまで、バキュテナーを使用します。血液のフラッシュ バックを観測すると、2.5 の手順で説明するようにサンプルを収集します。
  2. サンプル コレクション後血液凝固を避けるためにカテーテル チューブにヘパリンを再び挿入します。この操作の後ステップ 2.5 は、いくつかのサンプル コレクションの繰り返されるかもしれません。
  3. 最後のサンプルが収集された後慎重にカニュレーション チューブを削除し、アルコールで皮膚をきれいします。可能な限り出血を避けるため、カテーテル検査が作られた場所で滅菌綿を保つために主題を求めます。
  4. バキュテナー チューブで収集された血液は、慎重に血液の約 1.5 mL を 1.5 mL チューブに渡すし、チューブを氷の上。
  5. 測定血中乳酸乳酸検出器を用いた血の残りから。同じ日に、プラズマの採血 (血液の約 1.5 mL) を取得します。
  6. 血漿分離 4 oC で 5000 × g で 5 分間の血液サンプルを遠心し、新しい 1.5 mL チューブに上清を分離します。
  7. プラズマを浄化するために遠心分離の 1 つのより多くの時間を繰り返します。
  8. 血漿分離後のホルモンの分析まで-80 oC でサンプルを格納します。
  9. 製造元のあたり (材料の表を参照) をプロトコルとして ELISA キットを使用してインスリンを測定します。

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Representative Results

代表的な結果としてエルゴで HIIE の中に 6 科目で血の乳酸およびインスリン変動を測定するのにこのプロトコルを使用しました。ピーク電力と平均電力ウィンゲート テスト 732 ± 120 と 549 ± 84 ワットであった。平均電力は、HIIE の 30 s 発作時に出力 (494 ± 75 ワット) を計算していました。

図 2は、血漿インスリンと血乳酸、HIIE 間の変化を示しています。血漿インスリン (図 2 a) は、最初と 3 番目の 30 秒発作時に減少したが、第 2 試合と回復期間の間に増加しました。その一方で、血漿乳酸 (図 2 b) 発作時に、2 番目と 3 番目 30 s、減少したが、まず 30 秒続き、回復期間中に増加しました。

Figure 1
図 1: 運動プロトコル。赤い矢印は、血液サンプルのコレクションの時間を示します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 2
図 2: 実験的結果。(A) インスリン (ウル/mL)。(B) 血液は乳酸 (mmol/L) です。それぞれの色は、別の件名を表します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

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Discussion

本研究では肘静脈が我々 だったと血液採取した高インターバル運動中に正常に。この手法の利用例として採血を行った (後に血漿分離) と血中乳酸の血漿インスリンのこの方法の主な利点は、血液サンプルのコレクション要するに期間できるということです。同時に、それはいくつかの制限があります。その使用を許可する限られた運動様式などアシスタントの数、必要し、専門訓練を受けた人材が必要です。腕の血圧が低い結果として低いサンプル ボリュームのリスク。

成功した血液サンプル コレクションの被験者の腕は静的な位置でなければなりません。メソッドは、いくつかの演習の様相にのみ適用できる現在の形で、前腕可動性が減少。ここでは、我々 は、エルゴメータでの運動が実行されますが、変更、それはトレッドミル マシンで使用することができるときにメソッドを適用する方法を説明します。どちらの場合も、採血の経験を持つ人材が必要です。

運動プロトコルに関する解決すべきいくつかの考慮事項があります。いくつかの試験評価 (例えば発作の間のアクティブな回復と) する場合は、テストのための決断の瞬間が重要です。ホルモン変動10,11を避けるためには、別の日に同じ時間ですべての試験を実行することをお勧めします。さらに、代謝は時刻および消費の食事によって影響を受けます。したがって、テストの前に、断食がお勧めします。さらに、再現性を高めるためには、テスト前に被験者による運動プロトコルを習熟期間はお勧めします。この期間、実験科目では、メインのテストに (徐々 に) 同様の運動を実行します。

結論として、我々 は運動中にいくつかの静脈血液サンプルを取得する効果的な方法を説明します。このメソッドは、運動 (例えば、代謝物質、ホルモン、蛋白質、RNA) 中にいくつかの分子を研究するために使用することができますのサンプルを収集するため便利です。

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Disclosures

著者が明らかに何もありません。

Acknowledgments

著者は、博士 p. Karagiannis ペーパーを読むと彼の技術的なサポートのための教授 t. ほようを認識したいと思います。

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

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References

  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).

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