Катедра по имунология, Медицински факултет

интензивност

Университет по медицински науки в Исфахан, ул. Хезар Йериб.

Исфахан 81746-73461 (Иран)

Сайед Мохамад Маранди

Катедра по физиология на упражненията

Факултет по спортни науки, Университет в Исфахан

Пл. Азади, Исфахан 81746-73441 (Иран)

Сродни статии за „“

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • електронна поща

Резюме

Въведение

В това проучване ние изследвахме как нов комбиниран протокол на HIIT (CHIIT) за всички крайници може да промени състоянието на възпаление. Ние оценихме TLR4 сигналните каскадни отговори при PBMC на жени с наднормено тегло (OW) и OB. Доколкото ни е известно, няма почти никакво проучване, свързано с дългосрочно тренировъчно упражнение с пътя на TLR4 и неговите адаптери и отрицателни регулатори. Знанието дали индуцираните адаптации на CHIIT, състоящи се както от аеробно обучение (колоездене на всички крайници), така и от RT, могат да модифицират TLR4 пътят сред заседналите млади жени би бил практически полезен.

Методи

Уча дизайн

Този напречен разрез на нерандомизиран контролиран дизайн на изследването е приложен чрез сравняване на контролната (CG) и упражняващата групи (EG). Субектите в ЕГ изпълняваха упражненията 4 дни в седмицата. Всички мерки бяха предприети първоначално, а след това, след 10 седмици (38-40 сесии) обучение.

Участници

Всички участници бяха наети чрез плакати, разлепени в целия университет в Исфахан; За това проучване са избрани 86 доброволци (фиг. 1). Седемдесет и един от 86 индивида отговаря на критериите за включване, т.е. здрави млади (18-25 години) и OW или OB (ИТМ = 25–35 kg/m 2) пациенти. Що се отнася до критериите за изключване, 41 от 71 субекта са пропуснати поради неседантски начин на живот (участвали във всяка програма за упражнения 6 месеца преди нашето проучване), пушене, консумация на каквито и да е лекарства, диета и сърдечно-съдови заболявания (ССЗ) или бъбреци, хипертония, IR и диабет. В крайна сметка общо 30 отговарящи на условията жени бяха разпределени на случаен принцип в CG (н = 15) и EG (н = 15); те бяха избрани от басейн.

Фиг. 1.

Блок-схема, показваща броя на участниците във всяка част от интервенцията.

Настройка на тренировките за упражнения

Протокол CHIIT

Фиг. 2.

Схематична фигура, показваща тренировъчния протокол, продължителност и интензивност във всяка фаза и набор от тренировки.

Оценка на максимална якост

Максималната сила на всяка тренировка за устойчивост беше оценена преди деня за изследване на кръвта в 2 сесии. През първия ден участниците бяха инструктирани да научат за правилната техника на повдигане и им беше позволено да практикуват 2 серии от 8 повторения. Следвайки инструкциите на процедурата за тестване 1–6 RM, участниците извършиха теста за всички движения на втория ден. И накрая, упражненията за сила бяха оценени въз основа на коригираното уравнение 1RM%, предложено от Nutter [29].

Запознаване с CHIIT

За да бъдат адаптирани към лабораторната среда и съоръжения, мониторингът на HR, синхронизиране на колоезденето на ръцете и краката и достигане на целевия HR бяха направени по време на 2 сесии за запознаване в 2 последователни дни след 1RM деня за тестване. Всеки от участниците изпълни 2 комплекта протокол, с увеличаване на времето за почивка в съотношение 1: 1 през първата сесия, последвано от 2 или 3 интервала от протокола през втория ден.

Измервания

Всички субекти и в двете групи бяха тествани два пъти, т.е. на изходно ниво и в последващ цикъл, със същата процедура ден преди 1RM тестване и ∼48 h след последната тренировка, за да се избегне острото въздействие на упражнението върху Резултати от тестовете.

Състав на тялото и антропометрични мерки

Теглото и височината на изправяне са измерени в леки дрехи без обувки с помощта на стадиометър Seca 220 (Seca, Хамбург, Германия). ИТМ се изчислява като тегло (kg), разделено на височина (m) на квадрат. Обиколката на талията (WC), обиколката на тазобедрената става (HC) и съотношението талия към бедрото (WHR) бяха оценени, за да покажат разпределението на коремните мазнини с помощта на еластична измервателна лента. WC и HC са измерени между най-ниското ребро и илиачния гребен и съответно в най-широката част на глутеалния мускул, докато участниците стоят изправени [30]. Процентът на телесните мазнини (BF%) се изчислява чрез измерване на коремната дебелина на подкожната кожна гънка на коремната кухина, трицепса и надлинейната тъкан в три екземпляра с помощта на дебеломер на Lange (Cambridge Scientific Industries, Cambridge, MD, USA) и уравнението на Jackson-Pollock за Измерване на 3 места при жени [31].

Кардиореспираторен фитнес

Субмаксимален тест на YMCA беше проведен на електронно спирачен велоергометър (Ergomedic 839 E; Monark, Varberg, Швеция), за да се определи максималната консумация на кислород на субектите (VO2max) [32]. Участниците карат колело с постоянни обороти в минута по време на всеки етап, докато натоварването се увеличава на интервали от 3 минути. Тестът автоматично се прекратява, когато HR става постоянен в 2 последователни етапа при 110–150 bpm. Артериалното кръвно налягане (АН) и HR в покой бяха измерени с помощта на автоматизиран брахиален маншет след 45 минути почивка в седнало положение.

Ежедневна физическа активност и диетичен мониторинг

За да се гарантира, че резултатите от тази интервенция не са повлияни от други съвпадащи фактори като ежедневни физически дейности и промени в диетата, участниците са инструктирани да не променят рутинната си диета или физически дейности през целия период на изследването. Също така, за проследяване на ежедневните физически дейности и приема на диетична енергия, бяха приложени брояч на стъпки на базата на крачкомер (AM3; iHealth Labs Inc., САЩ) и 3-дневно изземване на диета за самозаписване за записване на дневните стъпки и данните за приема на храна по време на периода на обучение съответно в 2 делнични дни и един уикенд. Тези оценки са проведени на 1-ва седмица, изходно ниво, 4-та или 5-та седмица, средата и на 10-та седмица, в края на периода на изследване. Данните за диетата бяха анализирани чрез софтуера NUT 4, за да се оцени фиксираната консумация на калории по време на периода на изследване.

Приготвяне на кръвна проба

Участниците бяха помолени да избягват да извършват физически дейности 48 часа преди деня за вземане на кръв. След гладно през нощта се вземат проби от 12 ml венозна кръв от 7:30 до 9:00 сутринта, за да се предотвратят циркадни вариации след 5-минутна почивка. Левкоцитите бяха изолирани от 2-милилитрови хепаринизирани проби от цяла кръв в аликвотни части, използвайки буфер за лизис на червени кръвни клетки (Biolegend, Калифорния, САЩ), съгласно инструкциите на производителя. Останалите 10 ml се оставят да се съсирят, за да се центрофугират за серумно разделяне. Изолираните левкоцити и серумни епруветки се съхраняват при –80 ° C до крайния анализ.

Анализ на генната експресия

Експресията на транскрипт се оценява чрез количествена полимеразна верижна реакция в реално време (qPCR) след пълна екстракция на РНК от левкоцити, като се използва комплект за изолация на високочиста РНК (Roche-life Science, Манхайм, Германия), съдържащ стъпката на усвояване на DNase за отстраняване на потенциалните остатъчни геномни ДНК проследяване. След оценка на качеството на пробите от РНК чрез спектрофотометрия (NanoDrop TM 2000; Thermo Fisher Scientific, САЩ), общите проби от РНК се транскрибират обратно, като се използва комплект BioFact (BioFact ™ 2X RT Series Pre-Mix; Daejeon, Южна Корея). Синтезираната комплементарна ДНК се използва за усилване на генната експресия чрез qPCR (StepOnePlus TM в реално време PCR система; Thermo Fisher Scientific, САЩ). В тази стъпка се консумира SYBER Green BioFACT TM 2X PCR Master Mix в реално време (Daejeon, Южна Корея). Специфичните за ген последователности за амплификация включват:

TLR4 напред: 5′- AAGCCGAAAGGTGATTGTTG -3 ′, реверс: 5′- CTGAGCAGGGTCTTCTCCAC-3 ′; MyD88 напред: 5′- CTCTCTCCAGGTGCCCATCA -3 ′, реверс: 5′- AGGCGAGTCCAGAACCAAGA -3 ′; TRIF напред: 5′- GTCCAGGTGTTGGCTCTGTT -3 ′, реверс: 5′- CTGGACGAACACTCTCAGAGAT -3 ′; TRAF6 напред: 5′- CCTTTGGCAAATGTCATCTGTG -3 ′, назад: 5′- CTCTGCATCTTTTCATGGCAAC -3 ′; NF-kB напред: 5′- GCACGACAACATCTCATTGG -3 ′, реверс: 5′- TCTGCTCCTGCTGCTTTG -3 ′; IRF3 напред: 5′- TCGTGATGGTCAAGGTTGT -3 ′, реверс: 5′-TACTGGTCGGAGGTGAGG-3 ′; A20 напред: 5′- ACAGAAGAGCAACTGAGATC -3 ′, обратен: 5′- GTTGGGATGCTGACACTC -3 ′; и GAPDH като домакински ген напред: 5′- GTGAAGGTCGGAGTCAACGG -3 ′, реверс: 5′- CCTGGAAGATGGTGATGGGAT -3 ′.

Всички експерименти бяха амплифицирани в три екземпляра и всеки цикъл включваше реакция без шаблон. Стойностите на транскрипционната експресия на целевите гени бяха определени в относителни единици на базата на праговия цикъл (Ct) на всеки ген, нормализиран съгласно експресията на GAPDH и количествено определен въз основа на метода 2 –ΔΔCt.

Количествено определяне на серумен цитокин

Анализът на серумния цитокин е установен като валиден подход за оценка на количественото определяне на крайния продукт на биологичния път. Квантикиновите ELISA комплекти бяха приложени за измерване на серумните нива на TNFα (BioLegend Inc., САЩ) и IFNγ (PeproTech Inc., САЩ).

Статистически анализ

маса 1.

Характеристики на участниците на изходно ниво

Таблица 3.

Ефект от упражненията върху отрицателния регулатор, протеиновите адаптери и транскрипционните фактори на пътя на TLR4

Ежедневен прием на енергия и физическа активност

Нямаше статистически значима разлика (стр > 0,05) при сравнения между или в рамките на групата по отношение на дневния прием на калории (фиг. 3а) и физическите дейности (фиг. 3б) през периода на изследване.

Фиг. 3.

Тридневен протокол за изтегляне (а) и ежедневна физическа активност (б) данни. Няма значителни разлики в анализа между или в групата по отношение на дневния прием на храна и физическата активност във 2-те групи през периода на проучването.

Състав на тялото

Участниците в EG показаха статистически значимо намаляване на теглото (стр = 0,006, Δ% = –2,58), ИТМ (стр = 0,01, Δ% = –2,51), BF% (стр = 0,001, Δ% = –5,25), WC (стр = 0,001, Δ% = –3,49) и WHR (стр = 0,001, Δ% = –2,56) или по време на предтренинг, или в сравнение с CG, където промените на HC не са статистически значими в сравнение с превенцията (стр = 0,05) и CG (стр = 0,12; Таблица 2).

Таблица 2.

Състав на тялото, кардиореспираторна годност и оценка на серумните цитокини след 10-седмичен комбиниран HIIT

Кардиореспираторен фитнес

Първоначалната стойност на VO2max е записана при превенция и след намеса; те бяха съответно 30,73 ± 5,29 и 38,19 ± 4,76 ml/kg/min. По този начин, статистически значимо увеличение от 24,48% (стр 0,05). Освен това сърдечната честота в покой се е подобрила с 12,48%, което е статистически значимо и при двете в рамките на (стр 0,05) дори в сравнение с CG (стр = 0,59) стойности (Таблица 2).

TLR4, адаптери и израз на отрицателен регулатор

Според Фигура 4, намесата на CHIIT индуцира по-ниска експресия на TLR4 в EG в сравнение с двете превенции (стр 2 увеличаване на ИТМ [3], намаляването на стойностите на телесния състав в нашето проучване разкри потенциалните ползи от този CHIIT за всички крайници за смъртността - нещо, което не се поддържа от аеробен протокол за всички крайности [27]. Тъй като се съобщава, че тренировките с висока интензивност са от съществено значение за увеличаване на способността за окисляване на мазнините [26], това несъответствие може да се дължи на разликите в характеристиките на субектите и/или упражненията за съпротива в нашия протокол.

По отношение на обратната връзка между аеробната годност и възпалението [25], открихме умерена отрицателна корелация между VO2max и NF-kB нива. Тъй като подобряването на аеробната годност за 3,5 ml/kg/min намалява риска от ССЗ до 19% [53], повишеното ниво на VO2max в това проучване (т.е. 24%, 5,25 ml/kg/min) показва потенциална мощност от нашия протокол за намаляване на риска от смъртност от ССЗ. Тези открития са в съответствие с други проучвания [22, 47]. Следователно, предписването на тренировки за краткотрайно упражнение може да насърчи физиологичните аспекти, свързани със здравето, и увеличава възможността за участие на индивидите в програми за тренировки.

Проучване на ограничения

Тъй като основният фокус на това проучване беше върху проектирането на нов, мощен, ефективен във времето протокол, авторите не сравниха този протокол с традиционните методи за тренировка на упражненията.

Що се отнася до значението на същите фази на менструалния цикъл за резултатите преди и след тестване, някои участници са били във фоликуларна фаза, а някои са били в лутеалната фаза, а останалите са били в други фази. За 10 седмици тези популации се сблъскаха с аномалии в своя менструален цикъл, предотвратявайки контрола на същата менструална фаза в тестовите дни.

Предоставянето на идентично хранене за кръвно изследване преди и след интервенцията би било по-надеждно от самоотчетите на пациентите.

Заключение

Като цяло нашите констатации сочат имуномодулиращото и противовъзпалително въздействие на нашия комбиниран протокол HIIT за изпалване на всички крайници. Тези ефекти са свързани със сигналния път на TLR4, включително понижаване на регулацията на TLR4, неговите протеинови адаптери, транскрипционни фактори и отрицателна експресия на генния регулатор или намаляване на серумните нива на TNFα. Еднаквите ефекти на този протокол и върху двете NF-kB и IRF3 са в съответствие с регулирането на A20, което предполага, че отрицателните регулатори в пътя на TLR4 са възможните механизми за упражнения за подобряване на възпалителното състояние при затлъстяване (Фиг. 5).

Фиг. 5.

Промяна на циркулиращия левкоцитен възпалителен статус чрез упражнения. Този предложен CHIIT за всички крайници променя възпалителното състояние на циркулиращите левкоцити при затлъстели индивиди чрез намаляване на активността на пътя на TLR4. Този протокол предизвика или понижаване на регулацията на генната експресия на TLR4 рецептор и неговите адаптери надолу по веригата (MyD88), транскрипционни фактори (IRF3 и NF-kB) и отрицателен регулатор (A20) или намаляване на крайните серумни нива на продукта TLR4 (TNFα). Гащеризони, изглежда, че 10-седмичен CHIIT индуцира противовъзпалително състояние сред тези млади неактивни жени със затлъстяване.

Признание

Авторите изказват своята благодарност на д-р Хосейн Ханахмад за ценната помощ и съвети. Оценява се и подкрепата на г-жа Mohadeseh Toghyani и г-жа Fahimeh Hosseininasab от отдела по имунология на Университета по медицински науки в Исфахан.

Декларация за етика

Това проучване е одобрено от Службата за научни изследвания, Изследователски комитет към Университета в Исфахан, Иран, в съответствие с политиката на Комитета по етика (No. IR.UI.REC.1396.039). Всички субекти бяха подложени на устна и писмена проверка от надежден лекар. Те бяха напълно информирани за експеримента и възможните рискове, преди да подпишат писмен формуляр за съгласие.

Изявление за конфликт на интереси

Няма конкуриращи се конфликти на интереси, които да се декларират.

Източник на финансиране

Това проучване е финансирано от Университета в Исфахан, Исфахан, Иран. С тази финансова подкрепа бяха закупени някои комплекти за лабораторни експерименти.