אימון אינטרוולים כרוני בעצימות גבוהה ומודל השמנת יתר הנגרמת על ידי דיאטה כדי למקסם את מאמץ הפעילות הגופנית ולגרום לשינויים פיזיולוגיים בחולדות
28 באפריל 2023
מאמר זה מציג את התגובות המורפומטריות ואת תוצאות ביצועי האימון של פרוטוקול אימון אינטרוולים בעצימות גבוהה (HIIT) במודל של חולדות Sprague-Dawley של השמנת יתר הנגרמת על ידי דיאטה. מטרת פרוטוקול זה הייתה למקסם את עצימות האימון ולקבוע את התגובות הפיזיולוגיות ל-HIIT בחולדות רזות והשמנות.
מודל זה מאפשר לחוקרים לחקור מנגנונים בסיסיים רבים הקשורים לתזונה, פעילות גופנית והפיזיולוגיה הקשורה אליהם התורמים לבריאות או למחלות. יתרון מרכזי הוא שבעלי חיים תמיד יתאמנו בעצימות מקסימלית מכיוון שעצימות האימון עולה יחד עם הכושר ורמת המיומנות של החיה. פרוטוקול זה ישים במיוחד לניהול מחלות מטבוליות שלעתים קרובות נלוות להשמנת יתר, שכן מסלולים דלקתיים מעורבים הן בפעילות גופנית והן בהשמנת יתר.
מי שידגים את ההליך יהיה כריס באטלר, טכנאי מחקר מהמעבדה שלי. כדי להתחיל אימון לחולדות Sprague-Dawly, הפעילו את ההליכון באמצעות מתג ההפעלה בחלק האחורי של יחידת הבקרה. כוונן את זעזוע ההליכון ל- 0.00 מיליאמפר על-ידי סיבוב החוגה על יחידת הבקרה נגד כיוון השעון.
כדי לכוונן את נטיית ההליכון ל-5%תחילה, שחררו את אגוז הנעילה בתחתית ההליכון. לאחר מכן, כוונו את השיפוע לחריץ הראשון והדקו מחדש את אום הנעילה כדי לאבטח את שיפוע ההליכון במצב זה. תומכים בגוף החיה ביד אחת, תופסים בעדינות את בסיס הזנב ביד השנייה ומניחים את החיה בנתיב בודד על ההליכון.
חזרו על התהליך עד שחולדה מאותה קבוצה תופסת כל אחד מחמשת הנתיבים השונים על ההליכון. לאחר מכן, כוונן את מהירות ההליכון ל -45 ס"מ לשנייה על ידי סיבוב חוגת המהירות ביחידת הבקרה בכיוון השעון. לחץ על לחצן עצור/הפעל כדי לעצור את ההליכון ולאפשר לו לפעול במשך חמש דקות.
כדי להקל על הלמידה כיצד להשתמש בהליכון בשלבים המוקדמים של האימון, בעלי החיים עשויים להזדקק לעידוד עם מברשות זיפים נוקשות כדי להישאר מחוץ לרשת ההלם. לחצו על כפתור עצור/ברח כדי לעצור את ההליכון לאחר חמש דקות ולאפשר מנוחה של שתי דקות לפני תחילת האימון. הגדר את המהירות ההתחלתית עבור האימון הראשון של התקף האימון ל -55 סנטימטרים לשנייה.
ברגע שהמהירות נקבעה, הפעילו את ההליכון ובקשו מהחיות לרוץ במשך דקה אחת. אם בעל חיים כלשהו מגיע לרשת ההלם בצד האחורי של ההליכון, הניעו אותו בעזרת מברשת כדי לעודד תנועה קדימה. אם בעל חיים כלשהו אינו מגיב למניעים יותר מפעמיים בכל אימון, הפעילו את רשת ההלם ל-2.0 מיליאמפר למשך שארית האימון.
כאשר צג הזמן קורא דקה אחת, עצרו את ההליכון על ידי לחיצה על כפתור עצור/הפעל ותנו לבעלי החיים לנוח במשך שתי דקות. לאחר מכן, התאימו את מהירות הריצה לסבב הבא, בהתאם לביצועי החיות בסבב הקודם. אם כל בעלי החיים בקבוצה משלימים את הספרינט הקודם של דקה אחת מבלי להזדקק למוטיבציה או לגעת ברשת הזעזועים יותר מחמש פעמים, הגדילו את מהירות הריצה בארבעה סנטימטרים לשנייה.
אם לא, השתמש באותה מהירות כמו הספרינט הקודם. אם בעל חיים כלשהו נאבק יתר על המידה במהלך מרווח הספרינט הקודם, הפחיתו את המהירות בארבעה סנטימטרים לשנייה. לאחר הגדרת המהירות כמתואר, התחל את מרווח הספרינט הבא מיד לאחר מנוחה של שתי דקות.
הקלט את המהירות ואת המרחק עבור כל התקף על ידי תמלול אותו בפנקס. חזרו על אימון הפוגות בעצימות גבוהה המורכב מריצה בעצימות גבוהה, ואחריה מנוחה 10 פעמים ביום. עבור הספרינט הראשון של כל יום אימונים עוקב, השתמש במהירות התחלה איטית בארבעה סנטימטרים לשנייה מהמהירות הגבוהה ביותר שהושגה ביום הקודם.
בסוף כל אימון, הוציאו את בעלי החיים מההליכון והכניסו אותם לכלובים האישיים שלהם. ביצועי האימון המצוינים על ידי מהירויות הריצה עלו לאורך משך הפרוטוקול. המהירויות הסופיות של הקבוצות שאומנו באימון גופני ודיאטה עתירת שומן היו דומות.
גם מרחקי הריצה הכוללים של קבוצות האימון הגופני והדיאטה עתירת השומן היו דומים. למרות שצריכת ההזנה השבועית הממוצעת של קבוצת הביקורת לעומת קבוצות אימון גופני לא הייתה שונה זו מזו, לשתיהן הייתה צריכה שבועית גדולה יותר מאשר לקבוצת האימון בדיאטה עתירת שומן, שהייתה שוב יותר מקבוצת הדיאטה עתירת השומן. עם זאת, הקבוצות שניזונו מדיאטה עתירת שומן היו בעלות צריכת קלוריות גבוהה יותר מאלו שקיבלו את דיאטת הביקורת.
הקבוצה שאומנה בדיאטה עתירת שומן הראתה את צריכת הקלוריות השבועית הגבוהה ביותר, ואחריה הדיאטה עתירת השומן, קבוצת הביקורת והקבוצות המאומנות. במהלך תקופת האימונים, העלייה היומית הממוצעת במשקל הגוף בקבוצת האימון בדיאטה עתירת שומן הייתה גדולה יותר מאשר בקבוצת הדיאטה עתירת השומן. לא נצפו הבדלים משמעותיים בעלייה היומית הממוצעת בין קבוצת הביקורת לבין קבוצת האימון.
באופן דומה, הרווחים היומיים הממוצעים של קבוצת הביקורת וקבוצות דיאטה עתירת שומן היו דומים גם הם. שאיבת רקמות לאחר השלמת פרוטוקול האימון גילתה כי בעלי חיים בקבוצת הדיאטה עתירת השומן היו בעלי השומן הקרבי הגבוה ביותר. קבוצות האימון הראו ירידה בשומן הקרביים ביחס לקבוצות הלא מאומנות, תוך מעקב צמוד אחר בעלי החיים בעת העמסתם ופריקתם מההליכון.
אנו ממליצים שיהיה עוזר זמין שיעזור במהלך שלבים אלה.
סקירה כללית
מחקר זה בוחן את התגובות המורפומטריות ותוצאות ביצועי האימון הקשורות לפרוטוקול של אימון הפסקה בעצימות גבוהה (HIIT) בחולדות Sprague-Dawley שסבלו מהשמנה מושרית תזונה. מטרת המחקר היא למקסם את עצימות הפעילות הגופנית ולהעריך את התגובות הפיזיולוגיות הן במודלים של חולדות רזות והן במודלים של חולדות השמנניות.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מחקר
- מחלות מטבוליות
- השמנת יתר
- פיזיולוגיה של הפעילות הגופנית
רקע
- תפקידו של HIIT בניהול הפרעות הקשורות להשמנת יתר.
- המנגנונים הבסיסיים של תזונה ופעילות גופנית על הבריאות.
- תגובות פיזיולוגיות הקשורות לאימון במודלים של רזון לעומת השמנת יתר.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- פרוטוקול אימון הפסקה בעצימות גבוהה על מסוף ריצה
- מודל חולדות Sprague-Dawley
- מעקב אחר ביצועים באמצעות מדידות מהירות ומרחק
תוצאות עיקריות
- שיפור בביצועי האימון עם עלייה במהירויות הריצה לאורך זמן.
- הפחתה באדיפוזיטויסצראלית (שומן קרביים) בקבוצות שעברו אימון גופני.
- שינויים בצריכה הקלורית בין קבוצות התזונה השונות.
מסקנות
- מחקר זה מדגים את יעילות ה-HIIT בשיפור כושר הגוף והבריאות המטבולית במודלים של השמנה.
- הממצאים מספקים תובנות רלוונטיות לפיתוח התערבויות של פעילות גופנית להפרעות הקשורות להשמנה במחקר ביולוגי.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
מודלים של השמנה מושרית-תזונה בשילוב עם פרוטוקולים של אימון הפסקה בעצימות גבוהה (HIIT) כרוני, מאפשרים בחינה מעמיקה של מנגנונים מטבוליים ודלקתיים הרלוונטיים למחלות קרדיו-מטבוליות. גישה זו תומכת בביטחון ניבוי בהערכת שינויים פיזיולוגיים מונעי-פעילות גופנית ובהפחתת סיכונים בהשערות טיפוליות המכוונות למסלולים הקשורים להשמנה. יכולת ההסתגלות של המודל להתקדמות בכושר גופני והפלט הכמותי ממנו, ממצבים אותו ככלי בעל ערך לגילוי מוקדם ולמחקר תרגומי בפורטפוליו של מחלות מטבוליות.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה מכניסטית של השפעות תזונה ופעילות גופנית על מסלולים מטבוליים ודלקתיים.
- תומך בתיקוף פונקציונלי של מטרות על ידי כימות שינויים פיזיולוגיים ובמסת השומן בתגובה להתערבות.
- מסייע ביצירת ביטחון חיזוי בקישור בין משטרי פעילות גופנית לנקודות קצה רלוונטיות למחלה.
סריקה ופיתוח בדיקה (Assay)
- מספק מערכת in vivo סטנדרטית וניתנת לשחזור להערכת התערבויות מטבוליות.
- מייצר תוצאות כמותיות כגון מהירות ריצה, מרחק, צריכה קלורית ומדד שומניות לצורך ניתוח השוואתי.
- תומך במוכנות הבדיקה לסריקת תרכובות בשלבים הבאים, המכוונת למסלולים מטבוליים או דלקתיים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתואם עם מודלים רלוונטיים למחלה עבור השמנה ותסמונת מטבוליאית, ובכך תומך בפיתוח של סממנים ביולוגיים תרגומיים.
- מאפשר רצף משלב הגילוי המוקדם ועד לאישור פרה-קליני של טיפולים מטבוליים או טיפולים המדמים פעילות גופנית.
- מפחית סיכונים בקבלת החלטות על קידום המחקר באמצעות אספקת נקודות סיום פיזיולוגיות והתנהגותיות הרלוונטיות למחלה בבני אדם.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד (Pipeline)
מודל זה משלב שלבי גילוי מוקדמים ועד למחקר פרה-קליני, ותומך בבדיקת השערות, תיקוף מטרות ורציפות תרגומית עבור תוכניות למחלות מטבוליות.
- ביולוגיה של גילוי: מכמת את השפעות הפעילות הגופנית והתזונה על מנגנונים מטבוליים ודלקתיים.
- סריקה: מספקת תוצאות כמותיות הניתנות לשחזור לצורך השוואה בין התערבויות.
- אנליטיקה: מאפשרת ניתוח סטטיסטי של משתנים תלויים כגון אדיפוזיות וצריכה קלורית.
- מחקר תרגומי: מספק נקודות קצה רלוונטיות למחלה לצורך התאמה של סמנים ביולוגיים ותיקוף פרה-קליני.
- שימוש חוזר ארגוני: מציע פלטפורמה ניתנת להרחבה ולהתאמה לשימוש חוזר במסגרת יוזמות מחקר בתחומי המטבוליזם והפעילות הגופנית.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית עמימות מכניסטית במחקר של מחלות מטבוליות.
- ערך תפעולי: מבצע סטנדרטיזציה של עצימות הפעילות הגופנית והמדידה שלה, ובכך מבטיח הדירות ויכולת הרחבה.
- ערך אסטרטגי: מספק בסיס לקבלת החלטות לגבי המשך או הפסקת הפיתוח (go/no-go) ומפחית סיכון ביולוגי בשלבים מאוחרים בתיקי פיתוח מטבוליים.
- השפעה על תיק הפיתוח: תומך בתעדוף מותאם סיכונים ובקידום של תוכניות למחלות מטבוליות ותוכניות המדמות פעילות גופנית.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות בטיפול במכרסמים, פיזיולוגיה של מאמץ ואפיון מטבולי.
- נדרשת גישה להלילות ממוטורות, ניטור צריכה קלורית ותשתית לניתוח רקמות.
- נדרשת סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולי האימון ואיסוף הנתונים.
- ניתן להתאימו למגוון מודלים של מכרסמים ולמשטרי תזונה שונים לצורך יישום רחב יותר.
- ניטור קפדני ושיקולי רווחת בעלי חיים הם חיוניים במהלך מפגשי מאמץ בעצימות גבוהה.
