Summary
यह पेपर आहार-प्रेरित मोटापे के स्प्राग-डॉवले चूहे मॉडल में उच्च तीव्रता अंतराल प्रशिक्षण (HIIT) प्रोटोकॉल के मोर्फोमेट्रिक प्रतिक्रियाओं और प्रशिक्षण प्रदर्शन परिणामों को प्रस्तुत करता है। इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य व्यायाम की तीव्रता को अधिकतम करना और दुबला और मोटापे से ग्रस्त चूहों में HIIT के लिए शारीरिक प्रतिक्रियाओं को निर्धारित करना था।
Abstract
निरंतर-मध्यम या कम तीव्रता वाले प्रशिक्षण की तुलना में, उच्च तीव्रता अंतराल प्रशिक्षण (HIIT) एक अधिक समय-कुशल वैकल्पिक विधि है जिसके परिणामस्वरूप समान शारीरिक लाभ होते हैं। यह पेपर एक HIIT प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है जिसका उपयोग आहार-प्रेरित मोटापे के स्प्राग-डॉवले चूहे मॉडल में विभिन्न स्वास्थ्य मार्करों का आकलन करने के लिए किया जा सकता है। 21 दिनों की आयु की मादा स्प्राग डॉवले चूहों को यादृच्छिक रूप से निम्नलिखित समूहों को सौंपा गया था: नियंत्रण (कॉन, एन = 10), व्यायाम-प्रशिक्षित (टीआरएन, एन = 10), उच्च वसा वाले आहार (एचएफडी, एन = 10), और उच्च वसा वाले आहार / व्यायाम प्रशिक्षण (एचएफडी / टीआरएन, एन = 10)। नियंत्रण आहार में वसा (3.82 किलो कैलोरी / जी) से 10% किलोकैलोरी (किलो कैलोरी) के साथ वाणिज्यिक प्रयोगशाला चाउ शामिल था, और उच्च वसा वाले आहार (एचएफडी) में वसा (4.7 किलो कैलोरी / जी) से 45% किलो कैलोरी शामिल थी। जानवरों को पूरे अध्ययन के दौरान उनके निर्दिष्ट आहार तक पहुंच थी। 8 सप्ताह की आहार प्रेरण अवधि के बाद, व्यायाम समूहों ने 8 सप्ताह के लिए प्रति सप्ताह चार HIIT सत्र पूरे किए। प्रत्येक HIIT सत्र में मोटर चालित बेल्ट के साथ कृंतक ट्रेडमिल का उपयोग करके 1 मिनट स्प्रिंट / 2 मिनट आराम के 10 अंतराल शामिल थे। 8 सप्ताह के प्रशिक्षण के बाद, जानवरों को ऊतक संग्रह के लिए बलिदान किया गया था। परिणामों से टीआरएन और एचएफडी/टीआरएन समूहों के बीच दूरी में कोई अंतर नहीं पाया गया, और अध्ययन की अवधि में प्रशिक्षण की गति में लगातार वृद्धि हुई, जिसमें टीआरएन और एचएफडी / टीआरएन समूहों के लिए क्रमशः 115 सेमी / सेकंड और 111 सेमी / सेकंड की अंतिम रनिंग गति थी। कॉन समूह के सापेक्ष टीआरएन समूह में साप्ताहिक कैलोरी सेवन कम हो गया (पी < 0.05) लेकिन एचएफडी समूह के सापेक्ष एचएफडी / टीआरएन समूह में वृद्धि (पी < 0.05)। अंत में, एचएफडी पर जानवरों में अधिक (पी < 0.05) चिपचिपाहट थी, और प्रशिक्षित जानवरों ने नियंत्रण के सापेक्ष (पी < 0.05) चिपचिपाहट कम कर दी थी। यह प्रोटोकॉल आहार-प्रेरित मोटापा मॉडल में विभिन्न शारीरिक परिणामों पर HIIT के प्रभावों का मूल्यांकन करने के लिए एक कुशल विधि प्रदर्शित करता है।
Introduction
मोटापा और कोमोरिड स्थितियां, जैसे हृदय रोग, चयापचय संबंधी बीमारियां और कैंसर, सभी स्वास्थ्य परिणामों में से कुछ सबसे गंभीर, महंगे और रोकथाम योग्य हैं। वर्तमान में, संयुक्त राज्य अमेरिका में एक तिहाई से अधिक वयस्कों और दुनिया भर में 1.6 बिलियन से अधिक वयस्कों को उनके बॉडी मास इंडेक्स (बीएमआई; मीटर में ऊंचाई के वर्ग से विभाजित किलोग्राम में वजन के रूप में परिभाषित) के अनुसार मोटापे के रूप में वर्गीकृत किया गया है। एक बीमारी के रूप में मोटापा एक आनुवंशिक प्रवृत्ति, पर्यावरणीय जोखिम, और ऊर्जा सेवन और ऊर्जा व्यय को विनियमित करने वाले सामान्य तंत्र में टूटने के परिणामस्वरूपहोता है। चूंकि मोटापे की महामारी की मानव और वित्तीय लागत बढ़ती जा रही है, इसलिए ऊर्जा संतुलन में शामिल तंत्र और चयापचय रोग का मुकाबला करने में आहार और व्यायाम के प्रभावों को समझने की कोशिश पर एक तेज ध्यान केंद्रित किया गया है।
पिछले अध्ययनों से पता चला है कि अत्यधिक स्वादिष्ट, ऊर्जा-घने आहार के संपर्क में आने से चूहे के मॉडल3 में ओवरईटिंग को उत्तेजित किया जाता है। अत्यधिक स्वादिष्ट आहार के लिए एड लिबिटम पहुंच बढ़ी हुईकैलोरी सेवन के परिणामस्वरूप अत्यधिक वजन बढ़ाती है। अध्ययनों से यह भी पता चला है कि व्यायाम भूख को नियंत्रित कर सकता है और मोटापे सेग्रस्त व्यक्तियों में तृप्ति संकेतन की संवेदनशीलता में सुधार कर सकता है। यह सिद्धांत दिया गया है कि व्यायाम के साथ तृप्ति संकेतन की संवेदनशीलता की यह वसूली आंशिक रूप से लेप्टिन के लिए केंद्रीय और परिधीय ऊतकों की प्रतिक्रियाशीलता पर व्यायाम प्रशिक्षण के प्रभाव के माध्यम से मध्यस्थता की जाती है, एक प्रमुख एडिपोसाइट्स-व्युत्पन्न नियामक हार्मोन जो भूख को दबाता है औरऊर्जा व्यय को उत्तेजित करता है। जबकि इन अध्ययनों ने विभिन्न प्रकार के व्यायाम प्रोटोकॉल की जांच की है, इस बात पर कोई स्पष्ट सहमति नहीं है कि कौन सा हस्तक्षेपबेहतर है 6,7. यह सुझाव देने के लिए कुछ सबूत हैं कि उच्च तीव्रता अंतराल प्रशिक्षण (HIIT), जिसमें वसूली के अंतराल के साथ ज़ोरदार व्यायाम के बार-बार विस्फोट शामिल हैं, व्यायाम के अन्य रूपों की तुलना में भूख विनियमन में सुधार कर सकते हैं, जैसे कि मध्यम-तीव्रता निरंतर व्यायाम प्रशिक्षण (एमआईसीटी), जोरदार-तीव्रता निरंतर प्रशिक्षण, या स्वैच्छिक शारीरिक गतिविधि8. हालांकि, उच्च तीव्रता अंतराल प्रशिक्षण, आहार और भूख विनियमन की अंतःक्रिया के आसपास के ज्ञान में अंतराल हैं।
पिछले अध्ययनों से यह भी पता चला है कि व्यायाम निष्क्रियता से संबंधित कोमोर्बिडिटी का एक शक्तिशाली मध्यस्थ है, विशेष रूप से मांसपेशियों और वसा ऊतक 9,10,11 में परिवर्तन के परिप्रेक्ष्य से। यह अनुमान लगाया गया है कि इन रचनात्मक परिवर्तनों से एक विरोधी भड़काऊ स्थिति को बढ़ावा मिलता है जो व्यायाम12 के साथ देखे गए रोग के जोखिम के उपचार के लिए जिम्मेदार हो सकता है। मांसपेशियों के संकुचन के दौरान कंकाल की मांसपेशियों से जारी मायोकिन्स, अन्य छोटे प्रोटीन और प्रोटिओग्लाइकन पेप्टाइड्स को शारीरिक गतिविधि से जुड़े विरोधी भड़काऊ परिणामों को नियंत्रित करने के रूप में माना गया है। इसके विपरीत, एडिपोकिन, वसा ऊतक द्वारा उत्पादित सेल-सिग्नलिंग अणुओं को मुख्य रूप से अधिक हानिकारक भूमिका निभाने और एक भड़काऊ स्थिति 13,14,15,16 को बढ़ावा देने में योगदान करने के लिए दिखाया गया है। हालांकि महत्वपूर्ण सबूत हैं कि एमआईसीटी के साथ देखे गए रचनात्मक परिवर्तन सकारात्मक स्वास्थ्य परिणामों को बढ़ावा देते हैं, एचआईआईटी1 7,18 के संभावित लाभों का मूल्यांकन करने के लिए कम काम किया गया है।
अंत में, कार्डियोवैस्कुलर बीमारी मनुष्यों में रुग्णता के प्रमुख कारण के रूप में अच्छी तरह से स्थापित है और मोटापे, आहार और शारीरिक गतिविधिके साथ अत्यधिक सहसंबद्ध है। यह प्रोटोकॉल कई प्रणालियों पर कार्डियोवैस्कुलर प्रशिक्षण के प्रभावों के मूल्यांकन के लिए कृन्तकों को प्रशिक्षित करने का एक कुशल तरीका प्रदान करता है। विशेष रूप से, कार्डियक हाइपरट्रॉफी एक चिह्नित अनुकूलन है जो कार्डियोवैस्कुलर व्यायाम के साथ होता है। यह हाइपरट्रॉफी अधिक मजबूत हृदय संकुचन और व्यायाम करने वाले ऊतकों को रक्त और ऑक्सीजन के वितरण की अनुमति देती है। पिछले शोध से पता चलता है कि मध्यम तीव्रता वाले व्यायामकी तुलना में उच्च तीव्रता वाले व्यायाम कार्डियक हाइपरट्रॉफी को प्रेरित करने की अधिक संभावना है।
यह प्रोटोकॉल भूख विनियमन, रचनात्मक परिवर्तनों (इस प्रकार, मायोकिन और एडिपोकिन परिवर्तन), और आहार-प्रेरित मोटापे के मुराइन मॉडल में कार्डियोवैस्कुलर अनुकूलन पर HIIT के प्रभावों की जांच के लिए एक दृष्टिकोण प्रदान करके साहित्य में अंतराल को भरने में मदद करता है। इसके अलावा, तीव्रता में प्रदर्शन-आधारित वृद्धि प्रशिक्षण परिणामों को अधिकतम करती है और यह सुनिश्चित करती है कि जानवर व्यायाम प्रशिक्षण के अनुकूल नहीं हैं और प्रशिक्षण प्रोटोकॉल में बाद में मध्यम तीव्रता के करीब पहुंच रहे हैं।
इस विधि का समग्र लक्ष्य व्यायाम के प्रयास को अधिकतम करना और एचआईआईटी, आहार-प्रेरित मोटापे और इन उत्तेजनाओं की बातचीत के जवाब में स्प्राग-डॉवले चूहों में फेनोटाइपिक परिवर्तनों की पहचान करना है। यह प्रोटोकॉल चूहों के कौशल और फिटनेस स्तर में वृद्धि के साथ भी प्रशिक्षण अवधि के दौरान प्रयास को अधिकतम करने की क्षमता के कारण अन्य तकनीकों की तुलना में अद्वितीय है। यह केवल एक या दूसरे पर ध्यान केंद्रित करने के बजाय व्यायाम और मोटापे के एक साथ विश्लेषण की अनुमति देता है। विशेष रूप से, इस अध्ययन का उद्देश्य निम्नलिखित परिकल्पनाओं का परीक्षण करना था। (1) पूरे प्रशिक्षण के दौरान व्यायाम की गति बढ़ सकती है, और टीआरएन समूह में चूहों द्वारा तय की गई दूरी एचएफडी / टीआरएन समूह20 की तुलना में बड़ी हो सकती है। (2) प्रशिक्षित चूहों का औसत साप्ताहिक कैलोरी सेवन नियंत्रण से अधिक हो सकता है, और यह प्रत्येक आहार समूह21 के भीतर स्पष्ट हो सकता है। (3) व्यायाम करने वाले चूहों की तुलना में नियंत्रित चूहों में द्रव्यमान में औसत दैनिक लाभ अधिक हो सकता है, और नियंत्रित चूहों में बलिदान21 पर उच्च वसा द्रव्यमान हो सकता है। (4) एचएफडी / टीआरएन चूहों बनाम टीआरएन चूहों में हृदय और यकृत का द्रव्यमान बड़ा होसकता है।
Protocol
वर्तमान अध्ययन में वर्णित सभी प्रक्रियाओं ने प्रयोगशाला जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए गाइड, 8 वें संस्करण का पालन किया। प्रायोगिक डिजाइन को वेस्ट वर्जीनिया स्कूल ऑफ ओस्टियोपैथिक मेडिसिन में संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (आईएसीयूसी) 2019-5 के तहत अनुसंधान और प्रायोजित कार्यक्रम (ओआरएसपी) कार्यालय द्वारा अनुमोदित किया गया था। इस प्रोटोकॉल में उपयोग की जाने वाली सभी सामग्रियों के बारे में अतिरिक्त विवरण के लिए सामग्री की तालिका और तालिका 1 देखें। प्रोटोकॉल समयरेखा की एक सामान्य रूपरेखा चित्रा 1 में प्रदर्शित की जाती है।
1. प्रायोगिक डिजाइन
- वाणिज्यिक स्रोत से 40 महिला, 21 दिन पुराने स्प्राग-डॉवले चूहों का उपयोग करें ( सामग्री की तालिका देखें)।
- आईएसीयूसी दिशानिर्देशों के अनुसार जानवरों को संभालते समय उचित सुरक्षात्मक उपकरणों का उपयोग करें। इन सुरक्षा उपायों में एकल-उपयोग वाले बाँझ दस्ताने, एक लैब कोट, जूता कवर आदि पहनना शामिल है, लेकिन इन तक सीमित नहीं है।
- प्रत्येक जानवर का वजन करें, और यह सुनिश्चित करने के लिए माध्य की औसत और मानक त्रुटि की गणना करें कि समूह वजन में भिन्न नहीं हैं। यदि समूह भिन्न होते हैं, तो भारी व्यक्तियों को हल्के समूहों में और हल्के व्यक्तियों को भारी समूहों में पुनर्वितरित करके शरीर के वजन के लिए समूहों का मिलान करें।
- जानवरों को यादृच्छिक रूप से चार समूहों में विभाजित करें: नियंत्रण (कॉन, एन = 10), नियंत्रण आहार / व्यायाम-प्रशिक्षित (टीआरएन, एन = 10), उच्च वसा वाले आहार / नियंत्रण (एचएफडी, एन = 10), और उच्च वसा वाले आहार / व्यायाम-प्रशिक्षित (एचएफडी / टीआरएन, एन = 10)।
- चूहों को एक नियंत्रित वातावरण (12 घंटे प्रकाश / अंधेरे चक्र, 21 डिग्री सेल्सियस ± 2 डिग्री सेल्सियस, 60% ± 10% आर्द्रता) में अलग-अलग पिंजरों (प्रति पिंजरे में एक जानवर) में रखें, और सभी चूहों को 1 सप्ताह की अनुकूलन अवधि के लिए व्यावसायिक रूप से खरीदे गए प्रयोगशाला चाउ ( सामग्री की तालिका देखें) के नियंत्रण आहार में रखें। संवर्धन उपकरणों (आश्रय, गनेबल, और घोंसले के शिकार सामग्री) के साथ प्रत्येक पिंजरे की आपूर्ति करें।
नोट: कॉन आहार में व्यावसायिक रूप से खरीदी गई प्रयोगशाला चाउ (अतिरिक्त विवरण के लिए सामग्री की तालिका और तालिका 1 देखें) वसा से 10% किलो कैलोरी (3.82 किलो कैलोरी / जी) होती है। - प्रयोग के दौरान भोजन और पानी तक विज्ञापन लिबिटम पहुंच की अनुमति दें।
- 1 सप्ताह की अनुकूलन अवधि के बाद, एचएफडी और एचएफडी / टीआरएन समूहों को एचएफडी चाउ के साथ आपूर्ति करके 8 सप्ताह की आहार अवधि शुरू करें। एचएफडी चाउ (अतिरिक्त विवरण के लिए सामग्री की तालिका और तालिका 1 देखें) में वसा (4.7 किलो कैलोरी / जी) से 45% किलो कैलोरी होता है, जो एक विशिष्ट पश्चिमी आहार में पाए जाने वाले मैक्रोन्यूट्रिएंट ब्रेकडाउन का प्रतिनिधित्व करता है। सुनिश्चित करें कि सभी जानवरों को भोजन और पानी तक पहुंच जारी रहे ।
- प्रत्येक सप्ताह की शुरुआत में, प्रत्येक जानवर को दिए गए चाउ के द्रव्यमान का वजन करें और रिकॉर्ड करें। पूरे एक सप्ताह के लिए प्रत्येक जानवर को खिलाने के लिए 140 ग्राम चाउ का उपयोग करें।
- चाउ का वजन करने के लिए, एक सटीक इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल स्केल ( सामग्री की तालिका देखें) पर एक वजन नाव रखें, और "टेयर" बटन दबाकर पैमाने को ट्रैक करें। वजन नाव में 140 ग्राम चाउ रखें, और पैमाने से वजन (जी) रिकॉर्ड करें। यह "पहले" वजन है।
- चाउ को प्रत्येक जानवर के आवास पिंजरे में फ़ीड गर्त में रखें।
- यदि कोई जानवर चाउ पर कम दौड़ना शुरू कर देता है, तो एक अतिरिक्त आवंटन (प्रत्येक शेष दिन के लिए 20 ग्राम) का वजन करें, और उस चाउ को खाद्य ट्रे में जोड़ें। रिकॉर्ड करें कि प्रत्येक जानवर को कितना अतिरिक्त चाउ दिया जाता है। हॉपर में भोजन के शीर्ष पर वजन जोड़ने की आवश्यकता हो सकती है ताकि खपत में अधिक आसानी हो सके यदि जानवर छर्रों का उपभोग करने के लिए संघर्ष कर रहे हैं (जैसा कि हॉपर में गोल छर्रों से पता चलता है)।
- प्रत्येक सप्ताह के अंत में, प्रत्येक जानवर के लिए शेष चाउ का वजन करें। प्रत्येक जानवर के पास यह सुनिश्चित करने के लिए बचा हुआ चाउ होना चाहिए कि वे एड लिबिटम खाने में सक्षम थे। उसी पैमाने का उपयोग करके, शेष भोजन को रिकॉर्ड करें। यह "बाद" वजन है।
- प्रति सप्ताह भोजन सेवन (जी) रिकॉर्ड करने के लिए प्रत्येक व्यक्तिगत जानवर के लिए "पहले वजन" से "बाद" वजन घटाएं।
- 8 सप्ताह के आहार प्रेरण अवधि के बाद, टीआरएन और एचएफडी / टीआरएन में चूहों के लिए एचआईआईटी प्रशिक्षण प्रोटोकॉल शुरू करें। इसमें हर हफ्ते सोमवार, मंगलवार, गुरुवार और शुक्रवार को प्रशिक्षण सत्र के साथ 8 सप्ताह का HIIT आहार शामिल है (नीचे "HIIT प्रशिक्षण प्रोटोकॉल" देखें) सुबह 08:00 बजे से 10:00 बजे के बीच।
नोट: समूहों के बीच प्रोटोकॉल का कोई मानकीकरण नहीं है, क्योंकि यह प्रोटोकॉल प्रत्येक समूह के प्रदर्शन को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और प्रत्येक समूह भिन्न हो सकता है (आहार द्वारा प्रेरित फेनोटाइप के कारण)। - इनहेल्ड आइसोफ्लुरेन (5%) का उपयोग करके एनेस्थीसिया प्रेरण के बाद महत्वपूर्ण ऊतक फसल के माध्यम से अपने अंतिम व्यायाम सत्र के 48 घंटे बाद चूहों को इच्छामृत्यु दें।
- यह सुनिश्चित करके शुरू करें कि संज्ञाहरण को प्रेरित करने के लिए सिस्टम में पर्याप्त ऑक्सीजन और आइसोफ्लुरेन है। मुख्य वाल्व (आमतौर पर टैंक के शीर्ष पर) को काउंटरक्लॉकवाइज घुमाकर ऑक्सीजन टैंक खोलें। ऑक्सीजन टैंक के आकार के आधार पर एक नियामक वाल्व हो सकता है या नहीं भी हो सकता है जिसे ऑक्सीजन टैंक पर भी खोलने की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, जांचें कि निकास टयूबिंग ठीक से सुरक्षित है और संग्रह कनस्तर अधिक वजन वाला नहीं है।
- उपयोग करने से पहले कनस्तर का वजन करें, और कनस्तर के किनारे पर तारीख और वजन नोट करें। यह सुनिश्चित करने के लिए जांचें कि स्टॉपकॉक प्रेरण कक्ष के लिए खुला है और नाक शंकु के लिए स्टॉपकॉक बंद है।
- संज्ञाहरण को प्रेरित करने के लिए, जानवर को प्रेरण कक्ष में रखें, और लॉक उपकरणों को सुरक्षित करके कक्ष को सील करें। सुरक्षा लॉक को कम करके और डायल को काउंटरक्लॉकवाइज चालू करके आइसोफ्लुरेन को 5% पर सेट करें।
- इसके बाद, ऑक्सीजन फ्लोमीटर के आधार पर डायल को काउंटरक्लॉकवाइज घुमाएं जब तक कि मीटर 1.5-2 एल / मिनट के बीच न पढ़े।
- 1-2 मिनट के बाद, जब जानवर अब होश में नहीं है, तो सुरक्षा लॉक को दबाते हुए डायल को घड़ी के अनुसार घुमाकर आइसोफ्लुरेन बंद कर दें। 3-5 सेकंड के लिए ऑक्सीजन रिलीज वाल्व दबाकर प्रेरण कक्ष को ऑक्सीजन के साथ फ्लश करें। प्रेरण कक्ष को अनलॉक करें, और बेहोश जानवर को हटा दें।
- बेहोश जानवर को उसकी पीठ पर रखें, और आगे संज्ञाहरण देने के लिए नाक शंकु सुरक्षित करें। फेसमास्क डिलीवरी के लिए स्टॉपकॉक खोलें, और प्रेरण कक्ष के लिए स्टॉपकॉक बंद करें। फेसमास्क के माध्यम से संज्ञाहरण के लिए 100% ऑक्सीजन के साथ 5% आइसोफ्लुरेन वितरित करें जब तक कि पेडल रिफ्लेक्सिस अनुपस्थित न हों।
- एनेस्थेटाइज्ड जानवर के पैर की उंगलियों पर चुटकी दबाव लगाकर और रिफ्लेक्स प्रतिक्रिया की तलाश करके पेडल रिफ्लेक्सिस की जांच करें।
- आईएसीयूसी-अनुमोदित विधियों (जो अध्ययन द्वारा भिन्न हो सकता है) के अनुसार जानवर का बलिदान करें, और माप और आगे के विश्लेषण (चमड़े के नीचे वसा ऊतक, पेरिरेनल वसा ऊतक, कंकाल की मांसपेशी, यकृत, गोनैड और हृदय) के लिए लक्ष्य ऊतकों को सावधानीपूर्वक विच्छेदित करें। आईएसीयूसी प्रोटोकॉल के आधार पर, इच्छामृत्यु को गिलोटिन के साथ या महत्वपूर्ण ऊतक (हृदय) फसल के साथ डिकैपिटेशन द्वारा पूरा किया जा सकता है।
- दिल को इकट्ठा करने के लिए, पसलियों के नीचे और डायाफ्राम के माध्यम से एक चीरा लगाएं।
- हृदय का पता लगाएं, और सर्जिकल कैंची के साथ वाहिका (महाधमनी, वेना कावा, फुफ्फुसीय धमनी, फुफ्फुसीय नस) को काट दें। दिल को बल के साथ पकड़ें, और दिल को छोड़ने के लिए किसी भी संयोजी ऊतक को काट दें। जल्दी से काम करते हुए, नमकीन घोल के साथ दिल को धोएं, धुंध के साथ अतिरिक्त तरल पदार्थ को हटा दें, और वजन रिकॉर्ड करें। यदि आवश्यक हो, तो सर्जिकल कैंची के साथ बाएं वेंट्रिकल, दाएं वेंट्रिकल और सेप्टम को अलग करें, और उन्हें व्यक्तिगत रूप से तौलें।
- हृदय ऊतक के नमूनों को क्रायोवियल में रखें, और तरल नाइट्रोजन में फ्लैश-फ्रीज करें।
- इसके बाद, पेट के अंगों तक पहुंच की अनुमति देने के लिए गर्भनाल क्षेत्र से पशु के पार्श्व पक्ष तक एक स्केलपेल और दो पार्श्व चीरों के साथ पेट के नीचे एक अनुदैर्ध्य चीरा लगाएं।
- बल और सर्जिकल कैंची का उपयोग करके, रुचि के किसी भी अंग को हटा दें।
नोट: इस अध्ययन के लिए, यकृत, आंत (पेट) वसा ऊतक, अग्न्याशय और गैस्ट्रोकेनेमस एकत्र किए गए थे। अंगों और शरीर की गुहा की दीवार के चारों ओर संयोजी ऊतक को धीरे से ट्रिम करके पेट के वसा ऊतक को एक या दो बड़े वर्गों में हटा दिया गया था। चमड़े के नीचे की वसा एकत्र नहीं की गई थी, पिछले तरीकोंके समान 22। - अंगों के लिए, हटाने के बाद, उन्हें एक साफ वजन वाली नाव में एक तारदार पैमाने पर रखें। वजन (जी) रिकॉर्ड करें, और फ्लैश-फ्रीजिंग के लिए क्रायोवियल में नमूने रखें।
- बल और सर्जिकल कैंची का उपयोग करके, रुचि के किसी भी अंग को हटा दें।
- गैस्ट्रोकेनेमस के लिए, निचले पैर के पार्श्व किनारों के नीचे दो चीरे लगाएं और एक क्षैतिज रूप से अकिलिस कण्डरा के पार।
- गैस्ट्रोकेनेमस को उजागर करने के लिए त्वचा को मांसपेशियों से जोड़ने वाले संयोजी ऊतक को काटें या फाड़ें। सर्जिकल कैंची के साथ अकिलिस टेंडन को जितना संभव हो सके मांसपेशियों के करीब काटें, और गैस्ट्रोकेनेमस को बल के साथ पकड़ें।
- ऊपरी कनेक्शन बिंदु पर गैस्ट्रोकेनेमस का पालन करें, और मांसपेशियों को मुक्त करने के लिए एक समान कटौती करें।
- नमूने को एक साफ, तारदार वजन नाव पर तौलें, क्रायोवियल में रखें, और तरल नाइट्रोजन में फ्लैश-फ्रीज करें।
- दिल को इकट्ठा करने के लिए, पसलियों के नीचे और डायाफ्राम के माध्यम से एक चीरा लगाएं।
- तुरंत किसी भी अन्य एकत्र किए गए ऊतक के नमूने को क्रायोवियल में रखें, तरल नाइट्रोजन में फ्लैश-फ्रीज करें, और -80 डिग्री सेल्सियस पर स्टोर करें। इन ऊतकों को अनुसंधान लक्ष्यों के अनुसार भविष्य के प्रयोगशाला विश्लेषण जैसे पीसीआर, वेस्टर्न ब्लॉट, या अन्य तरीकों के लिए बचाया जा सकता है।
2. HIIT प्रशिक्षण प्रोटोकॉल
- प्रशिक्षण सत्र शुरू करने के लिए, नियंत्रण इकाई के पीछे पावर स्विच को फ्लिप करके ट्रेडमिल ( सामग्री की तालिका देखें) चालू करें।
- जब तक मॉनिटर 0.00 एमए नहीं पढ़ता तब तक कंट्रोल यूनिट पर डायल को काउंटरक्लॉकवाइज चालू करके ट्रेडमिल शॉक को 0.00 एमए तक समायोजित करें।
- ट्रेडमिल के निचले हिस्से पर लॉकिंग नट को ढीला करके और इनक्लाइन को पहले पायदान पर सेट करके ट्रेडमिल के झुकाव को 5.0% पर सेट करें। इस स्थिति में ट्रेडमिल इनक्लाइन को सुरक्षित करने के लिए लॉकिंग नट को फिर से कसें।
- एक हाथ से जानवर के शरीर का समर्थन करते हुए, धीरे से दूसरे हाथ से पूंछ के आधार को पकड़ें और ट्रेडमिल पर जानवर को एक व्यक्तिगत लेन में रखें।
- इस प्रक्रिया को तब तक दोहराएं जब तक कि ट्रेडमिल पर सभी पांच अलग-अलग लेन एक ही समूह के चूहे द्वारा कब्जा नहीं कर लिए जाते हैं।
- गति डायल को घड़ी के अनुसार घुमाकर ट्रेडमिल की गति को 45 सेमी / सेकंड तक समायोजित करें जब तक कि मॉनिटर 45 सेमी / सेकंड न पढ़ ले। ट्रेडमिल शुरू करने के लिए स्टॉप / रन बटन दबाएं, और इसे 5 मिनट तक चलने दें। 5 मिनट के बाद ट्रेडमिल को रोकने के लिए फिर से स्टॉप / रन बटन दबाएं। इस दौरान बिजली के झटके का उपयोग नहीं किया जाता है।
नोट: जानवरों को प्रोटोकॉल के पहले चरणों के दौरान शॉक ग्रिड से दूर रहने के लिए कठोर ब्रिसल ब्रश के साथ प्रोत्साहन की आवश्यकता हो सकती है ताकि ट्रेडमिल का उपयोग करने के तरीके के बारे में उनके सीखने की सुविधा मिल सके। - 5 मिनट के अंत में, प्रशिक्षण अवधि शुरू करने से पहले 2 मिनट आराम करने की अनुमति दें। डायल को नियंत्रण इकाई को घड़ी की दिशा में घुमाएं जब तक कि मॉनिटर प्रशिक्षण मुकाबले के संबंधित शुरुआती वेग को नहीं पढ़ता है। 55 सेमी / सेकंड के पहले सत्र के लिए प्रारंभिक चलने की गति का उपयोग करें। प्रत्येक नए प्रशिक्षण दिन के पहले स्प्रिंट के लिए, एक शुरुआती गति का उपयोग करें जो पिछले दिन प्राप्त उच्चतम गति की तुलना में 4 सेमी /
- स्टार्ट बटन दबाकर ट्रेडमिल शुरू करें, जानवरों को तब तक चलाएं जब तक कि मॉनिटर 1:00 (1 मिनट) न पढ़ ले, और फिर स्टॉप / रन बटन दबाकर ट्रेडमिल को रोकें।
- यदि जानवर शॉक ग्रिड (ट्रेडमिल के पीछे स्थित) तक पहुंचता है तो आगे की गति को प्रोत्साहित करने के लिए ब्रश के साथ जानवरों को उत्तेजित करें। यदि प्रति प्रशिक्षण समूह कोई जानवर प्रति प्रशिक्षण मुकाबले में दो बार से अधिक ब्रश का जवाब देने में विफल रहता है, तो शेष सत्र के लिए शॉक ग्रिड को 2.0 एमए तक चालू करें।
- स्प्रिंट के बाद, जानवरों को 2 मिनट के लिए आराम करने दें। 2 मिनट के आराम के अंत में, नियंत्रण इकाई पर स्टॉप / रन बटन दबाकर ट्रेडमिल शुरू करके अगला स्प्रिंट शुरू करें। ट्रेडमिल गति के बारे में विवरण नीचे परिभाषित किया गया है।
- निम्नलिखित स्प्रिंट अंतराल के लिए पिछली गति से 4 सेमी/सेकंड की गति बढ़ाएं यदि एक समूह के भीतर सभी पांच जानवर प्रेरणा की आवश्यकता के बिना स्प्रिंट अंतराल को पूरा करते हैं (कठोर ब्रिसल ब्रश के साथ प्रोत्साहन या शॉक ग्रिड को पांच से अधिक बार छूना) पूरे 1 मिनट स्प्रिंट अंतराल के लिए। कंट्रोल यूनिट पर स्पीड नॉब को क्लॉकवाइज घुमाकर स्पीड बढ़ाई जाती है।
- पिछले स्प्रिंट अंतराल के समान अंतराल गति का उपयोग करें यदि ब्रश का उपयोग दौड़ने को प्रोत्साहित करने के लिए किया जाता है या यदि कोई जानवर एक ही 1 मिनट स्प्रिंट में पांच से अधिक बार शॉक ग्रिड को छूता है।
- निम्नलिखित अंतराल के लिए गति को 4 सेमी / सेकंड तक कम करें यदि कोई जानवर स्प्रिंट अंतराल (शॉक ग्रिड पर संचित समय के 20 सेकंड से अधिक) के दौरान अत्यधिक संघर्ष करता है।
नोट: हमारे अनुभव में, 100% जानवर आवश्यक दौड़ को पूरा करने में सक्षम थे। फिर भी, जानवरों को जांचकर्ता के विवेक पर अध्ययन से हटाने की आवश्यकता हो सकती है यदि वे अत्यधिक झटके चलाने या अनुभव करने की अनिच्छा प्रदर्शित करते हैं। - प्रत्येक मुकाबले के लिए गति और दूरी दौड़ रिकॉर्ड करें।
- प्रत्येक प्रशिक्षण दिवस में कुल 10 HIIT प्रशिक्षण मुकाबलों के लिए प्रक्रिया दोहराएं। प्रत्येक प्रशिक्षण मुकाबले में 1 मिनट की उच्च तीव्रता वाली दौड़ होती है जिसके बाद 2 मिनट का आराम होता है।
- प्रशिक्षण सत्र के अंत में, ट्रेडमिल से प्रत्येक जानवर को हटा दें, और इसे अपने व्यक्तिगत पिंजरे में रखें।
- प्रशिक्षण के प्रत्येक नए दिन के लिए, पहले मुकाबले के लिए प्रारंभिक दौड़ने की गति 55 सेमी / सेकंड की न्यूनतम गति के साथ पूर्व दिन के कसरत में प्राप्त सबसे तेज गति की तुलना में 4 सेमी / सेकंड धीमी गति से शुरू होती है।
3. सांख्यिकीय विश्लेषण
- मोर्फोमेट्रिक्स और अन्य परिणाम उपायों को साधनों और मानक त्रुटियों के रूप में रिपोर्ट करें।
- एक मिश्रित-प्रभाव मॉडल का उपयोग करके एक विश्लेषण सॉफ्टवेयर ( सामग्री की तालिका देखें) में समूहों के बीच अंतर निर्धारित करें जो कई तुलनाओं की अनुमति देता है।
नोट: कई तुलनाओं के लिए सिदक सुधार लागू किया गया था। उपयुक्त होने पर एक दोहराए जाने वाले उपाय मॉडल को लागू किया गया था। महत्वपूर्ण अंतर पी < 0.05 द्वारा निर्धारित किए गए थे।
Representative Results
चित्रा 2 दर्शाता है कि प्रोटोकॉल की अवधि में प्रशिक्षण प्रदर्शन में वृद्धि हुई है। टीआरएन और एचएफडी/टीआरएन समूहों की अंतिम चलने की गति क्रमशः 115 सेमी/सेकंड और 111 सेमी/सेकंड थी। टीआरएन और एचएफडी/टीआरएन समूहों के बीच कुल चलने की दूरी भिन्न नहीं थी (चित्र 3)।
नियंत्रण आहार पर जानवरों के लिए औसत साप्ताहिक फ़ीड का सेवन उच्च वसा वाले आहार (103 ग्राम / सप्ताह ± 1.0 ग्राम / सप्ताह बनाम 91 ग्राम / सप्ताह ± 1.0 ग्राम / सप्ताह, क्रमशः) की तुलना में अधिक (पी < 0.0001) था। गैर-प्रशिक्षित समूहों की तुलना में प्रशिक्षित समूहों में औसत साप्ताहिक फ़ीड का सेवन भी अधिक (पी < 0.001) था (क्रमशः 98 ग्राम / सप्ताह ± 1.3 ग्राम / सप्ताह बनाम 92.2 ग्राम / सप्ताह ± 1.0 ग्राम / सप्ताह)। इंटरैक्शन को देखते समय, कॉन बनाम टीआरएन समूह एक-दूसरे से भिन्न नहीं थे, लेकिन एचएफडी / टीआरएन समूह की तुलना में अधिक (पी < 0.05) साप्ताहिक सेवन था, जिन्होंने एचएफडी समूह की तुलना में अधिक (पी < 0.05) खाया था (चित्रा 4)। किलो कैलोरी सेवन में फ़ीड सेवन का अनुवाद करते समय, उच्च वसा वाले आहार पर जानवरों में नियंत्रण आहार (430 किलो कैलोरी / सप्ताह ± 4.6 किलो कैलोरी / सप्ताह बनाम 396 किलो कैलोरी / सप्ताह ± 3.7 किलो कैलोरी / सप्ताह) की तुलना में अधिक (पी < 0.0001) कैलोरी का सेवन था। इसके परिणामस्वरूप सभी चार समूहों के बीच साप्ताहिक कैलोरी सेवन में अंतर (पी < 0.05) हुआ, जिसमें एचएफडी / टीआरएन समूह ने सबसे बड़ा साप्ताहिक कैलोरी सेवन दिखाया, इसके बाद एचएफडी, सीओएन और टीआरएन समूह क्रमिक रूप से (चित्रा 5)।
भोजन की अवधि के सप्ताह 8 तक समूहों के बीच शरीर का वजन भिन्न नहीं था, जब एचएफडी और एचएफडी / टीआरएन समूह कॉन और टीआरएन समूहों की तुलना में अधिक (पी < 0.05) द्रव्यमान तक पहुंच गए (293 ग्राम ± 10.1 ग्राम और 298 ग्राम ± 13.1 ग्राम बनाम 270 ग्राम ± 8.6 ग्राम और 264 ग्राम ± 6.8 ग्राम)। एचएफडी और एचएफडी / टीआरएन समूह अध्ययन के शेष भाग के लिए कॉन और टीआरएन समूहों की तुलना में भारी (पी < 0.05) बने रहे (एचएफडी, एचएफडी / टीआरएन, कॉन और टीआरएन समूहों के लिए क्रमशः 332 ग्राम ± 14.4 ग्राम, 347 ग्राम ± 16.3 ग्राम, 304 ग्राम ± 10.3 ग्राम, और 304 ग्राम ± 10.1 ग्राम)। अध्ययन के व्यायाम भाग पर प्रशिक्षित बनाम गैर-प्रशिक्षित जानवरों में औसत दैनिक लाभ (पी < 0.05) अधिक (पी 0.05) था (क्रमशः 0.8 ग्राम / दिन ± 0.11 ग्राम / दिन बनाम 0.5 ग्राम / दिन ± 0.09 ग्राम / दिन), और इस अवधि में कॉन बनाम एचएफडी समूहों के बीच एडीजी में कोई अंतर नहीं था। साथ में, इसके परिणामस्वरूप एचएफडी समूह की तुलना में एचएफडी / टीआरएन समूह में अधिक (पी < 0.05) एडीजी हुआ और प्रशिक्षण अवधि में कॉन और टीआरएन समूहों (चित्रा 6) के बीच कोई अंतर नहीं था। हालांकि, 8 सप्ताह की प्रशिक्षण अवधि ने एचएफडी / टीआरएन और एचएफडी समूहों (क्रमशः 347 ग्राम ± 16.3 ग्राम बनाम 331.5 ग्राम ± 14.4 ग्राम) के बीच वजन में अंतर को प्रेरित नहीं किया।
प्रशिक्षण प्रोटोकॉल के पूरा होने के बाद, ऊतक पुनर्प्राप्ति से पता चला कि एचएफडी पर जानवरों में कॉन समूह (क्रमशः 25 ग्राम ± 2.1 ग्राम बनाम 19 ग्राम बनाम 1.5 ग्राम ± 1.5 ग्राम) की तुलना में अधिक (पी < 0.05) आंत की चिपचिपाहट कम हो गई थी, और व्यायाम-प्रशिक्षित जानवरों ने नियंत्रण जानवरों (21 ग्राम ± 2.4 ग्राम बनाम 25 ग्राम बनाम 2.1 ग्राम) के सापेक्ष आंत की चिपचिपाहट (पी < 0.05) ±को कम कर दिया था। क्रमशः)। एचएफडी समूह में टीआरएन और एचएफडी / टीआरएन समूहों की तुलना में अधिक (पी < 0.05) आंत की चिपचिपाहट थी (चित्रा 7)। कॉन, टीआरएन और एचएफडी समूहों की तुलना में एचएफडी / टीआरएन समूह में हृदय द्रव्यमान अधिक था (पी < 0.05; 1.3 ग्राम ± 0.2 ग्राम बनाम 1.1 ग्राम ± 0.1 ग्राम, 1.1 ग्राम ± 0.1 ग्राम, और 1.0 ग्राम ± 0.1 ग्राम, क्रमशः)। समूहों के बीच यकृत द्रव्यमान में कोई अंतर नहीं देखा गया था। किसी भी अन्य अंगों या ऊतकों के द्रव्यमान में कोई अंतर नहीं पहचाना गया था।
चित्रा 1: दिनों में जानवरों की उम्र के अनुसार प्रोटोकॉल समयरेखा का अध्ययन करें। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 2: सत्र द्वारा टीआरएन और एचएफडी / टीआरएन जानवरों के लिए प्रशिक्षण प्रोटोकॉल के दौरान एचआईआईटी गति। HIIT 8 सप्ताह के लिए हर हफ्ते चार अलग-अलग दिनों में प्रदर्शन किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप 32 प्रशिक्षण सत्र थे। प्रति कसरत औसत डेटा प्रस्तुत किया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 3: प्रशिक्षण प्रोटोकॉल के दौरान टीआरएन और एचएफडी / टीआरएन समूहों में प्रति स्प्रिंट कवर की गई औसत दूरी। HIIT 8 सप्ताह के लिए हर हफ्ते चार अलग-अलग दिनों में प्रदर्शन किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप 32 प्रशिक्षण सत्र थे। डेटा को SEM ± माध्य के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 4: कॉन, टीआरएन, एचएफडी और एचएफडी / टीआरएन समूहों का औसत साप्ताहिक फ़ीड सेवन। डेटा को माध्य ± मानक त्रुटि (एसईएम) के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। a, b, cअलग-अलग अक्षरों वाले साधन भिन्न होते हैं (पी < 0.05)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 5: कॉन, टीआरएन, एचएफडी और एचएफडी / टीआरएन समूहों का साप्ताहिक कैलोरी सेवन। डेटा को SEM ± माध्य के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। a, b, c, dविभिन्न अक्षरों के साथ अर्थ भिन्न होते हैं (p < 0.05)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 6: कॉन, टीआरएन, एचएफडी और एचएफडी / टीआरएन समूहों में औसत दैनिक वजन बढ़ना। डेटा को एसईएम ± माध्य के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। a,bअलग-अलग अक्षरों वाले समूह भिन्न होते हैं (p < 0.05)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 7: नेक्रोपसी में औसत आंत का वसा द्रव्यमान। डेटा को एसईएम ± माध्य के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। a,bअलग-अलग अक्षरों वाले समूह भिन्न होते हैं (p < 0.05)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
तालिका 1: प्रोटोकॉल में उपयोग किए जाने वाले आहार की रचनाएं। कृपया इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।
Discussion
यह प्रोटोकॉल आहार-प्रेरित मोटापा मॉडल में कई स्वास्थ्य मार्करों पर HIIT के प्रभावों की जांच के लिए एक प्रभावी तरीका प्रदान करता है। यह प्रक्रिया पिछले अध्ययनों से ली गई है ताकि कई परिणाम चर की जांच करने की अधिक समय-कुशल विधि की अनुमति मिल सके, जैसे व्यायाम प्रशिक्षण चर, भूख विनियमन मार्कर, और शरीर संरचना के आक्रामक विश्लेषण 3,7,8,18,23,24। आहार सामग्री, अवधि और व्यायाम हस्तक्षेप प्रोटोकॉल पूर्व प्रकाशनों23,24 के अनुरूप थे। इस अध्ययन में, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध प्रयोगशाला चाउ खरीदा गया था (सामग्री की तालिका देखें)। उच्च वसा और नियंत्रण आहार के लिए प्रयोगशाला चाउ में प्रोटीन और सूक्ष्म पोषक तत्वों की समान मात्रा होती है। प्रयोगात्मक समूह में मोटापे को प्रेरित करने का एक सुरक्षित तरीका प्रदान करने के लिए आहार की कार्बोहाइड्रेट और वसा सामग्री को संशोधित किया गया था (तालिका 1 देखें)।
वर्तमान अध्ययन में उपयोग किए गए 8 सप्ताह के मोटापे की प्रेरण अवधि को पिछले शोध के आधार पर मॉडलिंग किया गया था, जिसमें वाणिज्यिक प्रयोगशाला चाउ के प्रावधान के बाद वजन में महत्वपूर्ण परिवर्तन दिखाया गया था, जिसमें वसा (4.7 किलो कैलोरी / जी) से 45% किलो कैलोरी शामिल था, जो विशिष्ट पश्चिमी आहार23 में पाए जाने वाले मैक्रोन्यूट्रिएंट ब्रेकडाउन का प्रतिनिधित्व करता है। इसके अतिरिक्त, पूर्व अध्ययनों ने भोजन सेवन7,8, वसा प्रोफाइल 18,23 और मांसपेशियों के लाभ 18 को प्रभावित करने पर 8 सप्ताह के HIIT प्रोटोकॉल की प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया है। इस अध्ययन में वर्णित प्रोटोकॉल के परिणाम पिछले अध्ययनों के अनुरूप थे जो बताते हैं कि HIIT भूख विनियमन को प्रभावित करता है, साथ ही वसा और मांसपेशियों में संरचनात्मक परिवर्तन भी।
इस प्रोटोकॉल का एक लाभ यह है कि यह जानवरों में व्यायाम प्रशिक्षण की तीव्रता को अधिकतम करता है और पूरे प्रोटोकॉल में अधिकतम प्रयास बनाए रखता है। जैसा कि जानवर लगातार सीखते हैं कि ट्रेडमिल का उपयोग कुशलता से कैसे करें और फिटनेस लाभ बनाएं, ट्रेडमिल की गति उनके प्रदर्शन के सापेक्ष तदनुसार बढ़ जाती है। इसके अलावा, 5.0% झुकाव का उपयोग जानवरों को प्रत्येक सत्र में और पूरे प्रोटोकॉल में अधिकतम तीव्रता तक पहुंचने की अनुमति देता है, जो झुकाव का उपयोग किए बिना पूरा किया जाएगा। नतीजतन, प्रत्येक कसरत के लिए और प्रोटोकॉल की अवधि के लिए व्यायाम प्रदर्शन को अधिकतम किया जाता है।
अध्ययन के दौरान, एक जानवर बीमारी के कारण प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल को पूरा करने में असमर्थ था, जिसके परिणामस्वरूप एन = 39 जानवरों ने अध्ययन पूरा किया, जिसमें एचएफडी कॉहोर्ट में केवल एन = 9 चूहे थे। इस प्रोटोकॉल को शुरू में व्यायाम और आहार के जवाब में साइटोकिन प्रोफाइल में परिवर्तन का आकलन करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, और शक्ति विश्लेषण के परिणामस्वरूप प्राथमिक लक्ष्य साइटोकिन (आईरिसिन ) में अंतर (पी < 0.05) की पहचान करने के लिए 90% से अधिक शक्ति थी। इस मॉडल का उपयोग करने वाले भविष्य के अध्ययनों को उचित नमूना आकार निर्धारित करने के लिए अद्वितीय शक्ति विश्लेषण पर भरोसा करना चाहिए।
यह अध्ययन मुख्य रूप से आहार-प्रेरित मोटापे के कृंतक मॉडल में HIIT के शारीरिक परिणामों की जांच करने और व्यायाम की तीव्रता को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। यह प्रोटोकॉल आहार और एचआईआईटी (चित्रा 6 और चित्रा 7) के जवाब में एडीजी और चिपचिपाहट में भिन्नता प्रदर्शित करने में सक्षम था। भविष्य के अध्ययन विशेष रूप से HIIT के लिए अंतःस्रावी, मायोकिन और एडिपोकिन प्रतिक्रियाओं की पहचान कर सकते हैं। इन तंत्रों की व्याख्या मोटापे और इसकी कोमोर्बिडिटी के उपचार और रोकथाम में फायदेमंद साबित हो सकती है।
इस अध्ययन ने फ़ीड सेवन पर आहार और HIIT के प्रभाव का भी प्रदर्शन किया। परिणामों ने संकेत दिया कि जब जानवरों ने उच्च वसा वाले आहार का सेवन किया, तो प्रशिक्षित जानवरों ने गैर-प्रशिक्षित जानवरों की तुलना में अधिक कैलोरी का सेवन किया। इसके विपरीत, जब जानवरों ने नियंत्रण आहार खाया, तो प्रशिक्षित जानवरों ने गैर-प्रशिक्षित जानवरों की तुलना में कम कैलोरी का सेवन किया, आहार की संरचना के आधार पर विभिन्न भूख विनियमन प्रतिक्रियाओं का प्रदर्शन किया। इसलिए, वजन घटाने के लिए रणनीतियां जो HIIT का उपयोग करती हैं, उन लोगों के लिए कम प्रभावी हो सकती हैं जो एक साथ उच्च वसा वाले आहार का उपभोग करते हैं, क्योंकि वे अतिरिक्त कैलोरी का उपभोग करने की अधिक संभावना हो सकती है। इसके विपरीत, HIIT के दौरान संतुलित मैक्रोन्यूट्रिएंट का सेवन कम कैलोरी सेवन को बढ़ावा दे सकता है और इसलिए, वजन घटाने की सुविधा प्रदान कर सकता है। यह मॉडल ऊर्जा संतुलन के पीछे तंत्र की गहरी समझ विकसित करने और प्रभावी वजन घटाने की रणनीतियों को विकसित करने के प्रयासों के लिए अनुसंधान प्रयासों की सुविधा प्रदान कर सकता है।
अंत में, इस प्रोटोकॉल ने समूहों के बीच हृदय ऊतक में भिन्नता का प्रदर्शन किया, जो आहार और व्यायाम प्रशिक्षण के जवाब में शरीर की संरचना में अनुकूलन परिवर्तन को दर्शाता है। इन आंकड़ों से पता चलता है कि एचआईआईटी के बाद मोटापा प्रेरण व्यक्तियों को यकृत आकार में किसी भी बदलाव के बिना मायोकार्डियल हाइपरट्रॉफी के लिए प्रेरित कर सकता है। इन निष्कर्षों के पीछे तंत्र निर्धारित करने के लिए भविष्य के विश्लेषण मायोकार्डियल हाइपरट्रॉफी और मोटापे, एचआईआईटी और हृदय रोग के बीच चयापचय कनेक्शन की जांच के लिए उपयोगी हो सकते हैं।
इस अध्ययन में वर्णित प्रोटोकॉल की कई सीमाएं हैं। सबसे पहले, इस अध्ययन में उपयोग किए गए ट्रेडमिल में पांच लेन थीं, जिसने एक ही समय में पांच चूहों को चलाने की अनुमति दी। जबकि प्रोटोकॉल को निष्पादित करने का यह तरीका कुशल था, एक एकल शोधकर्ता के लिए एक बार में प्रत्येक जानवर को देखना मुश्किल था। ऐसे अवसर थे जब ट्रेडमिल अटेंडेंट के लिए ब्रिसल ब्रश के साथ उत्तेजना की आवश्यकता वाले कई जानवरों के बीच अपना ध्यान विभाजित करना मुश्किल था। भविष्य में, यह सुनिश्चित करना कि प्रशिक्षण प्रोटोकॉल के साथ सहायता के लिए अधिक शोध कर्मी उपलब्ध हैं, प्राथमिकता होगी। इसके अतिरिक्त, पांच-लेन ट्रेडमिल मॉडल में गैस विनिमय को मापने की क्षमता नहीं है, और इसलिए, प्रोटोकॉल के दौरान जानवरों के एरोबिक / एनारोबिक चयापचय का आकलन नहीं किया जा सकता है। कृंतक ट्रेडमिल प्रदान करने वाली कंपनी (सामग्री की तालिका देखें) गैस विनिमय को मापने की क्षमता के साथ एक ट्रेडमिल प्रदान करती है, लेकिन यह एक एकल-लेन ट्रेडमिल है और इसलिए, काफी अधिक समय और प्रयास की आवश्यकता होगी। हालांकि, यह प्रयास उन जांचकर्ताओं के लिए सार्थक हो सकता है जिन्हें अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री के विशिष्ट परिणामों को मापने या नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, इस बारे में बहुत कम सबूत उपलब्ध हैं कि शॉक ग्रिड व्यायाम प्रदर्शन को कैसे प्रभावित कर सकता है, जिसे इस मॉडल के परिणामों की व्याख्या करते समय विचार किया जाना चाहिए। अंत में, इस अध्ययन में वर्णित व्यायाम प्रोटोकॉल युवा महिला स्प्राग-डॉवले चूहों के साथ डिज़ाइन किया गया था। पिछले अध्ययनों ने यौन रूप से विकृत प्रभाव दिखाए हैं, विशेष रूप से HIIT और भूख विनियमन 3,7 के बारे में। हालांकि समान परिणामों का अनुमान है, इस प्रोटोकॉल ने विभिन्न प्रजातियों, उम्र, लिंगों या स्वास्थ्य परिणामों के जानवरों का परीक्षण नहीं किया।
पूर्व मॉडल की तुलना में, यह प्रोटोकॉल परिणाम चर की एक श्रृंखला का मूल्यांकन करने के लिए अधिक समय-कुशल विधि प्रदर्शित करता है। उदाहरण के लिए, यह प्रोटोकॉल एक प्रोटोकॉल में HIIT और भूख विनियमन के बीच बातचीत की पहचान करने में सक्षम था, जिसमें 8 सप्ताह के लिए प्रति सप्ताह चार प्रशिक्षण सत्र शामिल थे, पूर्व अध्ययनों की तुलना में जिसमें 8 सप्ताह24 या यहां तक कि 12 सप्ताह के प्रशिक्षण के लिए प्रति सप्ताहपांच प्रशिक्षण सत्र शामिल थे। इसके अतिरिक्त, इस अध्ययन डिजाइन ने विभिन्न प्रकार के स्वास्थ्य मार्करों के विश्लेषण के लिए अनुमति दी, जैसे व्यायाम डेटा, भूख विनियमन के मार्कर और शरीर की संरचना। ये मार्कर, साथ ही व्यायाम प्रशिक्षण के लिए हृदय अनुकूलन, कार्डियोवैस्कुलर सिस्टम के प्रशिक्षण अनुकूलन के मूल्यांकन के आशाजनक साधनों का प्रतिनिधित्व करते हैं। एंडोथेलियल फ़ंक्शन, मांसपेशी फाइबर प्रकार संरचना, और कार्डियक मायोसाइट हाइपरट्रॉफी के उपायों को आसानी से इन व्यायाम-प्रेरित अनुकूलन की समझ को आगे बढ़ाने के लिए जोड़ा जा सकता है। इसके अलावा, इस प्रोटोकॉल में तीव्रता में प्रदर्शन-आधारित वृद्धि शामिल थी। इस डिजाइन ने प्रशिक्षण परिणामों के अधिकतमकरण की अनुमति दी और यह सुनिश्चित किया कि चूहे व्यायाम के माहौल के अनुकूल न हों और हस्तक्षेप के अंत में एक मध्यम तीव्रता वाले निरंतर प्रशिक्षण मॉडल से संपर्क करें। यह चित्र 2 में प्रदर्शित किया गया है; विशेष रूप से, इन जानवरों की स्प्रिंट गति पिछले प्रकाशनों में प्राप्त गति से दोगुनी से अधिक थी, जो एचआईआईटी हस्तक्षेप25 के अनुरूप कई कार्डियोवैस्कुलर, कंकाल की मांसपेशियों और थर्मोरेगुलेटरी अनुकूलन का प्रदर्शन करती थी।
Disclosures
लेखक घोषणा करते हैं कि इस पत्र के प्रकाशन के संबंध में हितों का कोई टकराव नहीं है।
Acknowledgments
लेखक पशु देखभाल और डेटा संग्रह में उनकी सहायता के लिए माइकल पैंकी, क्रिस बटलर और डब्ल्यूवीएसओएम कर्मचारियों को धन्यवाद देना चाहते हैं।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Commercial laboratory chow for control diet | Research Diets Inc., New Brunswick, NJ | D12450H | |
| Commercial laboratory chow for high-fat diet | Research Diets Inc., New Brunswick, NJ | D12451 | |
| GraphPad Prism software | GraphPad Software Inc., San Diego, CA | ||
| Precision Electronic Digital Scale | Ohaus Corporation, Pine Brook, NJ | V11P30 | |
| Rodent treadmill | Panlab, Barcelona, Spain | ||
| Sprague Dawley rats | Charles River, Durham, NC | ||
| Table top anesthesia machine | VetEquip Inc., Livermore, CA | V0557 |
References
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