Chi-Chang Huang 1, Tzu-Ling Tseng 1, #, Wen-Ching Huang 2, Yi-Hsiu Chung 3, Hsiao-Li Chuang 4, #, Jyh-Horng Wu 5,

formare

1. Institutul Absolvent de Științe Sportive, Universitatea Națională de Sport din Taiwan, Taoyuan 33301, Taiwan
2. Institutul Absolvent de Atletism și Științe de Coaching, Universitatea Națională Sportivă din Taiwan, Taoyuan 33301, Taiwan
3. Centrul de imagistică moleculară și Departamentul de Medicină Nucleară, Spitalul Memorial Chang Gung, Taoyuan 33305, Taiwan
4. National Laboratory Animal Center, National Applied Research Laboratories, Taipei 11529, Taiwan
5. Departamentul Silvic, Universitatea Națională Chung Hsing, Taichung 40227, Taiwan
# Acești autori au contribuit în mod egal la această lucrare.

Citare:
Huang CC, Tseng TL, Huang WC, Chung YH, Chuang HL, Wu JH. Efect de formare a vibrațiilor întregului corp asupra performanței fizice și obezității la șoareci. Int J Med Sci 2014; 11 (12): 1218-1227. doi: 10.7150/ijms.9975. Disponibil de pe https://www.medsci.org/v11p1218.htm

Cuvinte cheie: antrenament la vibrații, performanță la efort, oboseală, obezitate, dietă bogată în grăsimi

Numărul persoanelor obeze crește rapid, cu aproximativ 500 de milioane de adulți obezi în 2008, potrivit Organizației Mondiale a Sănătății [1]. În ultimul deceniu, obezitatea a fost din ce în ce mai recunoscută ca fiind o problemă majoră de sănătate și este asociată cu boli de inimă, boli cardiovasculare, diabet de tip 2, hipertensiune, toleranță redusă la glucoză, hipercolesterolemie și alte boli cronice. Factorii genetici, fiziologici și psihologici, obiceiurile alimentare, activitatea fizică, stilul de viață și factorii sociali și de mediu sunt responsabili pentru creșterea semnificativă a prevalenței obezității și a continuărilor sale [2-4].

Exercițiul este o strategie importantă pentru pierderea în greutate la subiecții obezi și este urmat de creșterea cheltuielilor de energie. Mai mult, exercițiile fizice regulate au o serie de beneficii, cum ar fi îmbunătățirea fitnessului cardiorespirator, reducerea greutății corporale [5] și îmbunătățirea calității vieții [6]. Din păcate, majoritatea persoanelor obeze nu sunt dispuse să mențină exerciții regulate.

Vibrația întregului corp (WBV), este un exercițiu bine cunoscut de rezistență la lumină bazat pe adaptări automate ale corpului la oscilații rapide și repetate ale unei platforme vibrante [7]. WBV este utilizat din ce în ce mai mult în centrele de reabilitare și fitness [8] ca terapie neinvazivă și non-farmacologică pentru osteoporoză [9]. WBV poate produce o muncă musculară excentric-concentrică continuă cu un consum crescut de oxigen [10]. În consecință, WBV poate afecta pozitiv compoziția corpului prin reducerea acumulării de grăsime corporală și a leptinei serice [11, 12]. Celălalt raport a arătat, de asemenea, că WBV combinat cu antrenamentul de rezistență ar putea crește semnificativ cheltuielile de energie de repaus pentru îmbunătățirea compoziției corpului [13]. Exercițiul cu vibrații a atras multă atenție ca modalitate de exercițiu, care ridică rata metabolică și activează adaptarea musculară care ar putea fi o metodă potențială de reducere a greutății [14]. Performanța fizică în ceea ce privește exercițiul de vibrații s-a axat pe funcțiile neuromusculare [15] sau evaluarea forței [16]. Cu toate acestea, dovezile efectelor sale sunt rare, în special la subiecții obezi.

Datorită raportărilor limitate ale efectului WBV asupra performanței fizice asociate obezității, a profilurilor biochimice și a compoziției corpului, am folosit un model de obezitate indus de 4 săptămâni, urmat de un antrenament WBV cu frecvență scăzută sau înaltă de 6 săptămâni pentru a investiga dacă WBV a îmbunătățit performanța fizică și a redus obezitatea.

Animale și tratament

Șoareci masculi C57BL/6 fără patogeni specifici (în vârstă de 4 săptămâni) au fost achiziționați de la BioLASCO (Yi-Lan, Taiwan). Animalele au fost adăpostite în instalația pentru animale de la Universitatea Națională Sportivă din Taiwan (NTSU) la 22 ° C, 50% până la 60% umiditate relativă, cu un ciclu de lumină-întuneric de 12 ore (lumină la 7:00 AM). Au fost furnizate apă distilată și dietă standard de laborator (nr. 5001; PMI Nutrition International, Brentwood, MO, SUA) ad libitum. Înainte de experimente, șoarecii au fost aclimatizați timp de 1 săptămână cu mediul și dieta. Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor (IACUC) al NTSU a aprobat toate protocoalele experimentale pe animale, iar studiul a fost conform cu liniile directoare ale protocolului IACUC-10214 aprobat de comitetul de etică al IACUC.

Proiectul experimental a fost descris ca în Fig. 1. După o săptămână de aclimatizare, 24 de șoareci au fost împărțiți aleatoriu în două grupuri: grupul normal (n= 6) a fost hrănit cu o dietă standard de tip chow (control) și grupul experimentaln= 18) o dietă bogată în grăsimi (HFD). Cei 18 șoareci obezi rezultați au fost împărțiți în trei grupuri (n= 6/fiecare grup): 1) HFD cu control sedentar (HFD), 2) HFD cu intensitate relativ scăzută WBV (HFD + VL; 5,6 Hz, 0,13 g accelerare de vârf și amplitudine de vibrație de 2 mm) sau 3) HFD cu intensitate relativ mare WBV (HFD + VH; 13 Hz, 0,68 g accelerare de vârf și amplitudine a vibrației de 2 mm). Aportul de alimente și consumul de apă au fost înregistrate zilnic, iar toate animalele au fost cântărite săptămânal.

Proiectare experimentală. După o săptămână de adaptare, 24 de șoareci au fost împărțiți aleatoriu în două grupuri: grupul normal a fost hrănit cu o dietă standard de chow (control, n = 6) și grupul experimental cu o dietă bogată în grăsimi (HFD, n = 18). După 4 săptămâni de dietă bogată în grăsimi, cei 18 șoareci obezi au fost împărțiți în trei grupuri (n = 6/fiecare grup): 1) HFD cu control sedentar (HFD), 2) HFD cu WBV de intensitate relativ scăzută (HFD + VL; 5,6 Hz, 0,13 g accelerare de vârf și amplitudine de vibrație de 2 mm) sau 3) HFD cu intensitate relativ ridicată WBV (HFD + VH; 13 Hz, 0,68 g accelerare de vârf și 2 mm amplitudine de vibrație).

(Faceți clic pe imagine pentru a mări.)

Compoziția HFD

Șoarecii au fost hrăniți cu o dietă standard de chow sau cu HFD adaptată din studiul anterior [17] cu unele modificări. Chow-ul standard (nr. 5001) conținea 3,35 kcal/g cu 28,5% proteine, 13,4% grăsimi și 58,1% carbohidrați. HFD conținea 8% (greutate/greutate) ulei de soia, 44% (greutate/greutate) lapte condensat îndulcit (Original, Eagle Brand, Nestle) și 48% (greutate/greutate) chow standard, pentru 3,76 kcal/g cu 15,5% ca proteine, 33,4% ca grăsimi și 51,1% ca carbohidrați.

Protocol de instruire WBV

După 4 săptămâni de inducere a obezității, șoarecii HFD + VL și HFD + VH au efectuat un protocol WBV [18] cu unele modificări. Pe scurt, șoarecii au fost expuși la vibrații pe o platformă oscilantă verticală (BW-760, BodyGreen, Taipei). În timpul vibrațiilor, șoarecii au fost găzduiți temporar în unul din cele 8 compartimente ale unei cuști acrilice fixate pe partea superioară a platformei. Stimulul de vibrație a fost aplicat timp de 15 minute, 5 zile/săptămână timp de 6 săptămâni la o frecvență de vibrație de 5,6 sau 13 Hz și o magnitudine de accelerație de 0,13 sau 0,68 g. Procesul de vibrații a fost continuu timp de 15 minute pe zi fără întrerupere sau odihnă. Grupurile de control și HFD au fost plasate într-o cușcă identică pentru aceeași durată, dar nu au primit niciun stimul de vibrație.

Forța de prindere a membrelor anterioare

Un sistem de testare cu forță redusă (Model-RX-5, Aikoh Engineering, Nagoya, Japonia) a fost utilizat pentru a măsura rezistența la aderență absolută la nivelul membrelor, așa cum am descris anterior [19]; a fost înregistrată forța maximă (grame).

Indici biochimici asociați oboselii

După experimentul de 10 săptămâni, șoarecii au fost supuși unui test de înot de 15 minute fără încărcare de greutate pentru a evalua variabilele biochimice asociate oboselii ca în studiile noastre anterioare [20-22]. Probele de sânge au fost colectate imediat după exercițiul de înot. Serul a fost colectat prin centrifugare la 1.500g, 4 ° C timp de 10 min. Nivelurile de lactat, amoniac, glucoză și creatin kinază (CK) au fost determinate prin utilizarea unui auto-analizator (Hitachi 7060, Hitachi, Tokyo).

Evaluări biochimice ale sângelui și histologia țesuturilor

La sfârșitul experimentelor, toți șoarecii au fost uciși prin asfixiere cu 95% CO2 și sângele a fost retras prin puncție cardiacă după un post de 8 ore. Serul a fost colectat prin centrifugare, iar nivelurile de aspartat aminotransferază (AST), alanin aminotransferază (ALT), CK, glucoză, colesterol total (TC) și triacilglicerol (TG) au fost evaluate prin utilizarea unui auto-analizator (Hitachi 7060).

Tamponul de grăsime epididimală (EFP), plăcuța de grăsime retroperitoneală (RFP) și plăcuța de grăsime perirenală (PFP) din fiecare grup au fost fotografiate cu ajutorul unui Cyber-shot (DSC-HX30V, Sony, Tokyo). Ficatul, mușchiul (mușchii gastrocnemius și soleul din spatele picioarelor inferioare) și tampoanele de grăsime au fost disecate, cântărite și congelate rapid în azot lichid înainte de depozitare la -80 ° C. Un alt set de țesuturi hepatice a fost îndepărtat intact și fixat în formalină tamponată 10% timp de 24 de ore înainte de a fi procesat pentru analiză histopatologică așa cum am descris anterior [19]. Țesuturile au fost încorporate în parafină și tăiate în felii groase de 4 μm pentru evaluare morfologică și patologică, apoi colorate cu hematoxilină și eozină (H&E) și examinate prin utilizarea unui microscop cu lumină echipat cu o cameră CCD (BX-51, Olympus, Tokyo).

analize statistice

Datele sunt exprimate ca medie ± SEM. Diferențele statistice au fost analizate prin ANOVA unidirecțional și testul Cochran-Armitage pentru analiza tendinței efectului dozei de WBV cu SAS 9.0 (SAS Inst., Cary, NC, SUA). P 0,05) (Fig. 2B și 2C). În plus, aportul de energie nu a diferit între cele 4 grupuri (P> 0,05) (Fig. 2B și 2C).

Efectul WBV de 6 săptămâni asupra rezistenței la prindere a membrelor anterioare

Puterea absolută de prindere a șoarecilor a fost mai mică pentru HFD-alone decât șoarecii martor (126 ± 4 vs. 131 ± 2 g) (Fig. 3A). Rezistența la aderență a fost mai mare cu HFD + VL și HFD + VH decât HFD singur (151 ± 5 și 164 ± 5 ​​g vs. 126 ± 4 g)P

Primit pe 24-6-2014
Acceptat 14.09.2014
Publicat 18.09.2014