Antecubital नस कैथीटेराइजेशन द्वारा उच्च तीव्रता व्यायाम के दौरान रक्त स्तनपान और प्लाज्मा इंसुलिन का मूल्यांकन

Immunology and Infection

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Summary

यहाँ हम उच्च तीव्रता अंतराल प्रशिक्षण के दौरान antecubital नस से कई रक्त के नमूने प्राप्त करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं । यह प्रोटोकॉल व्यायाम के दौरान रक् चयापचयों और endocrinal मार्कर की माप के लिए उपयोगी हो सकता है ।

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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

शारीरिक गतिविधि के दौरान चयापचय और endocrinal मार्कर की माप अलग व्यायाम मोडल के शारीरिक प्रभाव को समझने के लिए प्रासंगिकता की है । कुछ व्यायाम विधियों के दौरान (जैसे, उच्च तीव्रता अंतराल व्यायाम), रक्त चयापचयों और हार्मोन का स्तर समय की कम अवधि में बदल जाते हैं । वर्तमान अध्ययन में, हम antecubital नस catheterize करने के लिए एक विधि का वर्णन है, जो व्यायाम के दौरान कई रक्त के नमूनों के संग्रह की अनुमति देता है । इंसुलिन और शिरापरक स्तनपान कराने वाली सांद्रता उच्च तीव्रता व्यायाम के दौरान वर्णित विधि के आवेदन द्वारा मापा गया । व्यायाम उच्च तीव्रता वसूली के 4 मिनट से अलग व्यायाम के ३ ३० s मुक्केबाज़ी शामिल थे । पिछले वसूली अवधि के बाद, एक Wingate परीक्षण किया गया था । antecubital नस से रक्त के नमूनों से पहले और प्रत्येक 30 एस मुक्केबाज़ी के बाद और पहले और Wingate परीक्षण के बाद प्राप्त किया गया । एक परिणाम के रूप में, यह प्लाज्मा इंसुलिन और व्यायाम के दौरान शिरापरक रक्त स्तनपान विविधताओं का मूल्यांकन करने के लिए संभव था ।

Introduction

शारीरिक गतिविधि के दौरान चयापचय और endocrinal मार्कर की माप अलग व्यायाम मोडल के शारीरिक प्रभाव को समझने के लिए प्रासंगिकता की है । कुछ व्यायाम विधियों (जैसे, उच्च तीव्रता अंतराल व्यायाम (HIIE)) के दौरान, रक्त चयापचयों और हार्मोन का स्तर अपेक्षाकृत कम समय में1,2,3में उतार चढ़ाव ।

कई खेल (यानी, फुटबॉल, बास्केटबॉल, और रग्बी) उच्च तीव्रता कम तीव्र व्यायाम और/या निष्क्रिय अवधि4,5से अलग व्यायाम की छोटी अवधि से मिलकर बनता है । HIIE aforementioned खेल के साथ समानताएं प्रस्तुत करता है और इसलिए व्यापक रूप से एथलीटों के लिए एक प्रशिक्षण विधि के रूप में इस्तेमाल किया6। इसके अलावा, खेल के साथ अपनी समानता की वजह से, HIIE व्यायाम फिजियोलॉजी7का अध्ययन करने के लिए एक मॉडल के रूप में इस्तेमाल किया गया है । रक्त नमूना शारीरिक चर को मापने के लिए महत्वपूर्ण है, और यह अक्सर अनुसंधान प्रयोजनों और शारीरिक स्थिति के मूल्यांकन के लिए प्रयोग किया जाता है । हालांकि, HIIE के दौरान रक्त नमूना नमूना संग्रह के बीच कम समय की वजह से तकनीकी रूप से मुश्किल हो सकता है । इस समस्या के समाधान के रूप में, यहां हम समय की छोटी अवधि में antecubital शिरापरक कैथीटेराइजेशन द्वारा रक्त के नमूने प्राप्त करने के लिए एक विधि प्रस्तुत करते हुए विषयों HIIE करते हैं ।

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Protocol

सभी विधियां यहां वर्णित स्थानीय एथिकल कमेटी (Doshisha विश्वविद्यालय एथिकल कमेटी: १५०३३) द्वारा अनुमोदित किया गया है, और हेलसिंकी की घोषणा द्वारा निर्धारित मानकों के साथ सख्त अनुसार थे । सभी प्रतिभागियों से सूचित सहमति प्राप्त की गई । प्रतिभागियों पुरुष मनोरंजन एथलीटों (आयु, २०.१ ± १.२ साल थे; वजन, ६९.७ ± ६.२ किग्रा; ऊंचाई, १७६.१ ± ५.८ सेमी; शारीरिक फैट १३.६ ± १.५% और VO2मैक्स, ५२.६ ± ६.६ मिलीलीटर/

1. व्यायाम प्रोटोकॉल की स्थापना

नोट: वर्तमान अध्ययन एक HIIE प्रोटोकॉल के दौरान antecubital नस से रक्त नमूना द्वारा रक्त हार्मोनल और चयापचयों गतिशीलता के मूल्यांकन के शामिल थे.

  1. इस विषय को कम तीव्रता पर ergometer में साइकिल चालन के 5 मिनट के साथ एक गर्म प्रदर्शन करने के लिए पूछो । वार्म अप के बाद, 5 मिनट के लिए विषय आराम करते हैं ।
  2. इस विषय के लिए पैर चक्र ergometer में निंनलिखित HIIE प्रदर्शन पूछो: 30 एस उच्च तीव्रता व्यायाम के तीन मुक्केबाज़ी, आराम के 4 मिनट से अलग (चित्रा 1) ।
    नोट: 30 एस मुक्केबाज़ी एक तीव्रता पर सेट किया जाना चाहिए ९०% एक पहले से प्रदर्शन Wingate परीक्षण के बिजली औसत के बराबर । Wingate परीक्षण का एक पूर्ण विवरण के लिए8 कहीं और देखें ।
  3. 30 एस मुक्केबाज़ी के लिए कार्यभार की गणना करने के लिए, निंनलिखित समीकरणों का उपयोग करें:
    Work = बल x दूरी (समीकरण 1)
    बल = मास x एक्सेलेरेशन (समीकरण 2)
    काम = (मास एक्स त्वरण) एक्स दूरी (समीकरण 3)
    नोट: इस मॉडल में, बड़े पैमाने पर काम लोड (किग्रा) है, और त्वरण है ९.८१ मी/ दूरी पहिया व्यास (१.६२२ मीटर) है । क्योंकि पहिया घूमता ३.७ समय/peal रोटेशन, पेडल रोटेशन प्रति दूरी ३.७ x १.६६२ है । इसके अलावा, क्योंकि पैडल आवृत्ति ९० rev/मिनट1है, हम ९० से एक पेडल दूरी गुणा करने के लिए है ।
    काम = काम लोड x ९.८१ x ३.७ x १.६२२ x ९० (समीकरण 4)
    काम लोड = काम/(९.८१ x ३.७ x १.६२२ x ९०) (समीकरण 5)

2. कैथीटेराइजेशन

नोट: ट्यूबों और vacutainers समय खोने से बचने के लिए पहले से लेबल किया जाना चाहिए ।

  1. कैथीटेराइजेशन के लिए चयनित आर्म को एक tourniquet लपेटें. ऐसा करने के लिए, एक लोचदार बैंड को चुने हुए हाथ के पीछे रखें । बैंड टूटती, बांह के चारों ओर बैंड के साथ एक पाश बनाने के लिए और लोचदार टाई ।
  2. दिखाई antecubital नस का चयन करें और इथेनॉल या शराब के साथ त्वचा को निष्फल ।
  3. त्वचा के साथ 15 डिग्री की एक अनुमानित कोण पर नस में निष्फल प्रवेशनी की नोक डालें ।
    नोट: प्रवेशनी समीपस्थ से बाहर की दिशा में सम्मिलित किया जाना चाहिए. यदि cannulation सफल होता है, तो रक्त का एक backflush मनाया जाना चाहिए ।
  4. हाथ से प्रवेशनी को सुरक्षित करें, और सुई को धीरे से निकाल दें ।
    नोट: व्यायाम के दौरान सुई के कोण को बनाए रखने के लिए, कपास के ऊतकों को त्वचा और सुई के बीच में इस्तेमाल किया जा सकता है । एक टेप के साथ इस संरचना को ठीक करें ।
  5. पहले रक्त के नमूने के लिए हेपरिन और महाप्राण के साथ एक vacutainer कनेक्ट (लगभग २.५ एमएल) । के तुरंत बाद, यह एक बर्फ बॉक्स में कोई अधिक से अधिक ४० मिनट के लिए डाल द्वारा रक्त का नमूना प्रशीतित । मदद के लिए एक सहायक पूछो, अगर रक्त गैसों का विश्लेषण किया जा करने के लिए जा रहे हैं ।
  6. कैथेटर के लिए एक ट्यूब कनेक्ट और रक्त जमावट से बचने के लिए इतनी के रूप में ट्यूब की पूरी लंबाई के लिए हेपरिन सुई । तितली बंद करें ।
  7. टेप का उपयोग करना, कैथेटर स्थिर. सुनिश्चित करें कि इस बिंदु पर, इस विषय के हाथ गतिशीलता रक्त संग्रह के साथ हस्तक्षेप नहीं करता है । इस हालत की पुष्टि करने के लिए, सुनिश्चित करें कि सुई की स्थिति किसी भी आंदोलन से प्रभावित नहीं है ।

3. रक्त का नमूना

  1. एक vacutainer का उपयोग करके हेपरिन निकालें जब तक वहां कैथेटर में केवल रक्त है । जब रक्त फ़्लैश बैक स्वीकार्य है, तो चरण २.५ में बताए अनुसार नमूना एकत्रित करें ।
  2. नमूना संग्रह के बाद, हेपरिन फिर से रक्त जमावट से बचने के लिए कैथेटर ट्यूब में सुई । इस क्रिया के बाद, चरण २.५ कई नमूने संग्रह के लिए दोहराया जा सकता है ।
  3. अंतिम नमूना एकत्र होने के बाद ध्यान से cannulation ट्यूब को हटा लें और त्वचा को अल्कोहल से साफ करें । संभव रक्तस्राव से बचने के लिए, इस विषय जहां कैथीटेराइजेशन बनाया गया था उस जगह पर निष्फल कपास रखने के लिए पूछना ।
  4. रक्त vacutainer ट्यूबों में एकत्र किया जाता है के बाद, ध्यान से एक १.५ मिलीलीटर ट्यूब करने के लिए रक्त की लगभग १.५ मिलीलीटर पास और बर्फ पर ट्यूबों रखने के लिए ।
  5. एक स्तनपान डिटेक्टर का उपयोग कर शेष रक्त से रक्त स्तनपान को मापने । उसी दिन, प्लाज्मा रक्त के नमूनों (रक्त के लगभग १.५ मिलीलीटर) प्राप्त करें ।
  6. प्लाज्मा जुदाई के लिए, 4 सी में ५००० x g पर 5 मिनट के लिए रक्त के नमूने केंद्रापसारक, और एक नया १.५ मिलीलीटर ट्यूब में supernatant अलग ।
  7. एक और समय के लिए प्लाज्मा को शुद्ध करने के केंद्रापसारक दोहराएँ ।
  8. प्लाज्मा जुदाई के बाद, पर नमूनों की दुकान-८० सी हार्मोन विश्लेषण तक.
  9. प्लाज्मा इंसुलिन के लिए निर्माता के प्रोटोकॉल के अनुसार एक एलिसा किट का उपयोग कर उपाय ( सामग्री की तालिकादेखें).

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Representative Results

प्रतिनिधि परिणाम के रूप में, हम एक चक्र ergometer में एक HIIE के दौरान छह विषयों में रक्त स्तनपान और इंसुलिन भिन्नता को मापने के लिए इस प्रोटोकॉल का इस्तेमाल किया. पीक शक्ति और Wingate परीक्षण के लिए औसत शक्ति ७३२ ± १२० और ५४९ ± ८४ वाट, क्रमशः थे । औसत शक्ति HIIE के 30 एस मुक्केबाज़ी के दौरान बिजली उत्पादन (४९४ ± ७५ वाट) की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया गया था ।

चित्रा 2 HIIE के दौरान प्लाज्मा इंसुलिन और रक्त स्तनपान भिन्नता से पता चलता है. प्लाज्मा इंसुलिन (चित्रा 2a) पहले और तीसरे 30 एस मुक्केबाज़ी के दौरान कमी आई लेकिन दूसरी मुक्केबाज़ी और वसूली अवधि के दौरान वृद्धि हुई है । दूसरी ओर, प्लाज्मा स्तनपान (चित्रा बी b) दूसरे और तीसरे 30 एस मुक्केबाज़ी के दौरान कमी आई है, लेकिन पहले 30 एस मुक्केबाज़ी और वसूली अवधि के दौरान वृद्धि हुई है ।

Figure 1
चित्र 1: अभ्यास प्रोटोकॉल. लाल तीर रक्त के नमूनों के संग्रह के समय का संकेत है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्र 2: प्रायोगिक परिणाम. () प्लाज्मा इंसुलिन (उलू/ () रक्त स्तनपान (mmol/ प्रत्येक रंग एक अलग विषय का प्रतिनिधित्व करता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Discussion

इस अध्ययन में, antecubital नस कैथेटर, और एक उच्च अंतराल व्यायाम के दौरान रक्त के नमूने सफलतापूर्वक एकत्र किए गए थे । इस पद्धति के उपयोग का एक उदाहरण के रूप में, रक्त के नमूनों रक्त स्तनपान और प्लाज्मा इंसुलिन के लिए (प्लाज्मा जुदाई के बाद) के लिए विश्लेषण किया गया । इस विधि का मुख्य लाभ यह है कि यह समय की कम अवधि में रक्त के नमूनों के संग्रह की अनुमति देता है । एक ही समय में, यह कुछ सीमाएं है । उदाहरण के लिए, सीमित व्यायाम रूपरेखा है कि इसके उपयोग की अनुमति; आवश्यक सहायक की संख्या, और विशेष प्रशिक्षित कर्मियों की आवश्यकता; और प्रकोष्ठों में कम रक्तचाप का एक परिणाम के रूप में कम नमूना मात्रा के जोखिम.

एक सफल रक्त नमूना संग्रह के लिए, विषय के हाथ स्थिर स्थिति में होना चाहिए । क्योंकि प्रकोष्ठ गतिशीलता कम है, अपने वर्तमान रूप में विधि केवल कुछ अभ्यास विधियों के लिए लागू किया जा सकता है । यहां, हम कैसे विधि जब व्यायाम एक चक्र ergometer में किया जाता है लागू करने के लिए वर्णित है, लेकिन संशोधन के साथ, यह एक मशीन चलाने ट्रेडमिल पर इस्तेमाल किया जा सकता है । दोनों ही मामलों में, रक्त संग्रह में अनुभव के साथ सुरक्षाकर्मियों की जरूरत है ।

व्यायाम प्रोटोकॉल के बारे में, वहां कुछ विचार है कि संबोधित किया जाना चाहिए रहे हैं । यदि कई परीक्षणों के लिए मूल्यांकन किया जा रहे है (जैसे, के साथ और मुक्केबाज़ी के बीच सक्रिय वसूली के बिना), परीक्षण के लिए निर्णय के क्षण महत्वपूर्ण है । प्रतिदिन हार्मोनल रूपांतरों से बचने के लिए10,11, यह विभिन्न दिनों पर एक ही घंटे में सभी परीक्षणों प्रदर्शन करने के लिए सिफारिश की है. इसके अलावा, चयापचय दिन और भस्म भोजन के समय से प्रभावित है । इसलिए, उपवास परीक्षण से पहले की सिफारिश की है । इसके अतिरिक्त, reproducibility में सुधार करने के लिए, परीक्षण से पहले विषयों द्वारा व्यायाम प्रोटोकॉल के साथ एक परिचय अवधि अनुशंसित है । इस अवधि में प्रयोगात्मक विषयों (उत्तरोत्तर) मुख्य परीक्षा के लिए इसी तरह के व्यायाम प्रदर्शन करना चाहिए ।

अंत में, हम व्यायाम के दौरान कई शिरापरक रक्त के नमूनों को प्राप्त करने के लिए एक प्रभावी तरीका बताया । इस विधि के नमूने है कि व्यायाम के दौरान कई अणुओं का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है इकट्ठा करने के लिए उपयोगी हो सकता है (उदा., चयापचयों, हार्मोन, प्रोटीन और आरएनए) ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखक अपने तकनीकी समर्थन के लिए कागज और प्रोफेसर टी होयो पढ़ने के लिए Dr. P Karagiannis स्वीकार करना चाहते हैं ।

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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