Un modello cronico di allenamento a intervalli ad alta intensità e obesità indotta dalla dieta per massimizzare lo sforzo fisico e indurre cambiamenti fisiologici nei ratti

Questo modello consente ai ricercatori di studiare molti meccanismi sottostanti legati alla dieta, all'esercizio fisico e alla fisiologia associata che contribuiscono alla salute o alla malattia. Un vantaggio chiave è che gli animali si eserciteranno sempre alla massima intensità perché l'intensità dell'esercizio aumenta insieme alla forma fisica e al livello di abilità dell'animale. Questo protocollo è particolarmente applicabile alla gestione delle malattie metaboliche che sono spesso in comorbidità con l'obesità in quanto le vie infiammatorie sono implicate sia nell'esercizio fisico che nell'obesità.

A dimostrare la procedura sarà Chris Butler, un tecnico di ricerca del mio laboratorio. Per iniziare una sessione di allenamento per i ratti Sprague-Dawly, accendere il tapis roulant utilizzando l'interruttore di alimentazione sul retro dell'unità di controllo. Regolare l'urto del tapis roulant a 0.00 milliampere ruotando la manopola sull'unità di controllo in senso antiorario.

Per regolare l'inclinazione del tapis roulant al 5%, allentare prima il dado di bloccaggio sul fondo del tapis roulant. Quindi, impostare l'inclinazione sulla prima tacca e serrare nuovamente il dado di bloccaggio per fissare l'inclinazione del tapis roulant in questa posizione. Sostenendo il corpo dell'animale con una mano, afferrare delicatamente la base della coda con l'altra mano e posizionare l'animale in una corsia individuale sul tapis roulant.

Ripeti il processo fino a quando un ratto della stessa coorte occupa ciascuna delle cinque corsie individuali sul tapis roulant. Quindi, regolare la velocità del tapis roulant a 45 centimetri al secondo ruotando la manopola della velocità sull'unità di controllo in senso orario. Premere il pulsante Stop/Run per arrestare il tapis roulant e lasciarlo funzionare per cinque minuti.

Per facilitare l'apprendimento dell'uso del tapis roulant durante le prime fasi dell'addestramento, gli animali potrebbero aver bisogno di essere incoraggiati con spazzole a setole rigide per rimanere lontani dalla griglia d'urto. Premere il pulsante Stop/Run per arrestare il tapis roulant dopo cinque minuti e consentire un riposo di due minuti prima di iniziare l'allenamento. Imposta la velocità iniziale per la prima sessione dell'allenamento a 55 centimetri al secondo.

Una volta impostata la velocità, avvia il tapis roulant e fai correre gli animali per un minuto. Se un animale raggiunge la griglia antiurto sul lato posteriore del tapis roulant, motivarlo con una spazzola per incoraggiare il movimento in avanti. Se un animale non riesce a rispondere alle motivazioni più di due volte per allenamento, accendi la griglia d'urto a 2,0 milliampere per il resto della sessione.

Quando il monitor del tempo legge un minuto, arrestare il tapis roulant premendo il pulsante Stop/Run e lasciare riposare gli animali per due minuti. Quindi, regola la velocità di corsa per lo sprint successivo, a seconda delle prestazioni degli animali nello sprint precedente. Se tutti gli animali all'interno di una coorte completano lo sprint di un minuto precedente senza bisogno di motivazione o toccando la griglia d'urto più di cinque volte, aumenta la velocità di corsa di quattro centimetri al secondo.

In caso contrario, utilizzare la stessa velocità dello sprint precedente. Se un animale fatica eccessivamente durante l'intervallo di scatto precedente, riduci la velocità di quattro centimetri al secondo. Dopo aver impostato la velocità come descritto, iniziare l'intervallo di scatto successivo immediatamente dopo i due minuti di riposo.

Registra la velocità e la distanza percorsa per ogni incontro trascrivendola in un blocco note. Ripeti l'allenamento a intervalli ad alta intensità che consiste nella corsa ad alta intensità, seguita da riposo 10 volte al giorno. Per il primo sprint di ogni giorno di allenamento successivo, utilizzare una velocità di partenza inferiore di quattro centimetri al secondo rispetto alla velocità massima raggiunta il giorno precedente.

Alla fine di ogni sessione di allenamento, rimuovere gli animali dal tapis roulant e posizionarli nelle loro gabbie individuali. Le prestazioni di allenamento indicate dalle velocità di corsa sono aumentate nel corso della durata del protocollo. Le velocità finali dell'esercizio allenato e dei gruppi allenati con l'esercizio dietetico ad alto contenuto di grassi erano comparabili.

Anche le distanze totali di corsa per i gruppi allenati con l'esercizio fisico e per l'esercizio con dieta ad alto contenuto di grassi erano simili. Sebbene l'assunzione media settimanale di mangime dei gruppi di controllo rispetto a quelli allenati all'esercizio fisico non differisse l'uno dall'altro, entrambi hanno avuto un'assunzione settimanale maggiore rispetto al gruppo addestrato all'esercizio con dieta ad alto contenuto di grassi, che era ancora una volta superiore al gruppo con dieta ad alto contenuto di grassi. Tuttavia, i gruppi alimentati con una dieta ricca di grassi avevano un apporto calorico più elevato rispetto a quelli della dieta di controllo.

Il gruppo allenato con la dieta ad alto contenuto di grassi ha mostrato il più alto apporto calorico settimanale, seguito in sequenza dalla dieta ad alto contenuto di grassi, dai gruppi di controllo e dai gruppi allenati. Durante il periodo di allenamento, l'aumento medio giornaliero di peso corporeo nel gruppo allenato con esercizi ad alto contenuto di grassi è stato maggiore rispetto al gruppo con dieta ad alto contenuto di grassi. Non sono state osservate differenze significative nel guadagno medio giornaliero tra i gruppi di controllo e quelli allenati all'esercizio.

Allo stesso modo, anche i guadagni medi giornalieri dei gruppi di controllo e di dieta ad alto contenuto di grassi erano comparabili. Il prelievo dei tessuti dopo il completamento del protocollo di addestramento ha rivelato che gli animali nel gruppo con dieta ad alto contenuto di grassi avevano la più alta adiposità viscerale. I gruppi allenati all'esercizio hanno mostrato una ridotta adiposità viscerale rispetto ai gruppi non addestrati, monitorando da vicino gli animali durante il carico e lo scarico dal tapis roulant.

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