CC BY
18
Научни трудове на Съюза на учените в България-Пловдив Серия Г. Медицина, фармация и дентална медицина т.ХХ1. ISSN 1311-9427 (Print), ISSN 2534-9392 (On-line). 2017. Scientific works of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series G. Medicine, Pharmacy and Dental medicine, VoLXXI. ISSN 1311-9427 (Print), ISSN 2534-9 92 (On-line). 2017.
ПРОМЕНН В КИСЛОРОДНАТА КОНСУМАЦЕЮ НА МЪЖКИ И ЖЕНСКИ ПЛЪХОВЕ ПОДЛОЖСНИ ТА ДАМВАИОТАКА
ВВЛДИДОВПНАК-КВЛДИДКЪГОЕХВНОКААК ДСЕАК С СУБМАОЛСМКОАК АОЕАСОДКИК Петър ХрисчевТКатеоина ГеоргиеваО Пенка Ангелов а1 ЧОатедра
Медицински Унигарси тет - Пловдив
CHANGES IN OXYGEN CONSUMPTION OF MALEANDFEMALE RATS TREATED WION AYMBIOAF NINH-MGO-AGRBYNEFIGOA D^EOA^D SUBMLGIMGE ORGIEIEN Petar HFisihev1, Katerina GeorgtevaP Penka Angrlova1 IDepartment of IPli^is1 о ls^j^, FactAty of LaedIcene, IV^^ilical University a PtovtHv
GBSORGAO
Key ffclece fec the mcrefset rate of ebeeile fat melfbelic syndrome (MelS) ace the iccflieafl tiel fat retucet physicfl fcliaity. There is no unfmbiguous faswer lo lhe queslion how tiel iailueacee physicfl Ulaess of Wislfr tielfre-mfaipulflet rfle fat, ia pfrliculfrc lheir ferobic workiag cfpfcity. Ohe fim of lhe sluty wfs lo iaaesligfle lhe elfecls of combiaet high-ffl-cfrbohetrfle tiel (NMAF) fat submfximfl lrfiaiag oa lhe oxegea coasumplioa of femfle fat mfle rfls. Aqufl aumber of femfle fat mfle Wislfr rfls were uset ia lhe experimeal, tiaitet ialo 6 groups (a = 8) - femfle (MA) fat mfle (MA) coalroli femfle (MF) fat mfle (MF) tielfre-mfaipulfleti femfle (MFO) fat mfle (MFO) lrfiaet tielfre-mfaipulflet. Mor f periot of 16 weeks, lhe rfls from lhe coalrol groups receiaet slfatfrt rfl chew, lhose from lhe tielfre-mfaipulflet groups were subjeclet lo f high-ffl-cfrbohetrfle tiel, fat MFO fat MFO, besites lhe hepercfloric tiel, uaterweal f submfximfl workoul. Ll lhe eat of lhe experimeal, lhe tielfry regimea fat geater hft f sigaiUcfal effecl oa VY2max, wilh tielfre-mfaipulflet faimfls hfaiag lower aflues of mfximum oxegea coasumplioa compfret lo lhe coalrols (P<0.05), fat femfle rfls hft higher aflues lhfa mules (P <0.05). Eo sigIifkfnt effecl of submfximfl lrfiaiag (P>0.05) fat geater (P>0.05) were fouat. Aoasumplioa of hieh-ffl-cfrbohytrfle foot lefts lo worseaiag of ferobic power fssesset Ьу tecrefsiag VY2max ia both genterSi wilh f more proaouacet aegfliae effect ia mfle rfls. Lppliet, simullfaeously wilh lhe NMAF, lhe 16-week submfximfl workoul cfa aol coualerfcl lhe aegfliae effecl of tiel ia both geaters.
KAE WYRFS: Wislfr rfls, Nigh-Mfl-Afrbohytrfle tiel, Submfximfl lrfiaiaei Melfbolic syatrome
МКНД
Нерационалният хранителен режим и намалената физическа активност са основни фактори за нарастване на честотата на свръхтеглото, затлъстяването и метаболитния синдром (МетС) (Hamilton et al., 2007; Owen et al., 2010). Добре известно е, че тренировката за издръжливост предизвиква редица адаптационни промени в скелетните мускули (Георгиева и сътр., 2003a) и метаболитните процеси в организма (Георгиева и сътр., 2003b), които водят до повишаване на аеробния работен капацитет, преценен чрез аеробната 4
работоспособност и аеробната мощ (максималната кислородна консумация, VO2max) (Basset and Howley, 2000; Georgieva & Boyadjiev, 2004). Установено е, че високолипидната диета в комбинация със субмаксимална тренировка в продължение на 8 седмици при мъжки плъхове от породата Long-Evans подобрява субмаксималната издържливост и VO2max (Boyadjiev N., 1996). Данните за ефект на тренировката върху МетС са оскъдни и са проведени предимно след вече индуциран МетС, предимно върху мъжки опитни животни. Няма еднозначен отговор на въпроса как диетата повлиява физическата работоспособност и в частност аеробния работен капацитет при диетично-манипулирани плъхове от порода Wistar. До момента не сме открили данни за ефекта на субмаксималната тренировка върху развитието на промени в аеробната мощ на мъжки и женски плъхове при индуцирането на МетС.
ЦЕЛ
Целта на изследването бе да се проследят ефектите на комбинираната високолипидна-високовъглехидратна (ВЛВВ) диета и субмаксималната тренировка върху кислородната консумация на женски и мъжки плъхове.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ
В експеримента бяха използвани еднакъв брой женски и мъжки плъхове, порода Wistar, с начална телесна маса 160-180 g. Експериментът беше одобрен от Комисията по етично отношение към животните на Българската агенция по безопасност на храните (№ 119 от 18.06.2015 г.). Тъй като бягането на тредмил е умение, което трябва да се усвои, в предварителния етап на експеримента всички плъхове бяха тренирани на тредмил за малки опитни животни EXER-3R-Treadmill (Columbus Instruments, Columbus, OH, USA) със скорост 25 mmin-1, при наклон на лентата 5° по 5 min дневно, 3 дни седмично за 2 седмици. Тази продължителност на натоварването не води до адаптационни промени, но позволява животните да се обучат да бягат на тредмил и да се изберат само тези, които правят това успешно (Lambert and Noakes, 1989, Георгиева, 2003). Около 15% от плъховете отказаха да бягат на тредмила, независимо от процеса на обучение и в края на подготвителния период бяха отстранени от проучването. Останалите опитни животни бяха разделени на шест групи (n=8) - женска (FC) и мъжка (MC) контролна, женска (FD) и мъжка (MD) диетично-манипулирана, женска (FDT) и мъжка (MDT) тренираща диетично-манипулирана. Контролните групи приемаха стандартна виварна храна, а трениращите и нетрениращите диетично-манипулирани бяха подложени на комбинирана високолипидна-високовъглехидратна диета за 16 седмици. Храната на FC и MC бе с енергийно съдържание 2908 kcal/kg, а на FD, MD, FDT и MDT - 4298 kcal/kg. В края на експеримента плъховете бяха подложени на тест за V02m^ по Bedford et al. (1979). С апаратура за изследване на газовата обмяна на малки опитни животни Oxymax System (Columbus Instruments, Columbus, OH, USA) беше определена кислородната консумация (V02) в покой и при пиково натоварване. Преди началото на натоварването, всяко животно беше поставяно в изолирана камера за 10 min, като най-ниската от измерените през последните 4 min стойности на V02, беше отчетена като консумация при покой. Протоколът на V02max теста включваше стъпаловидно повишение на скоростта и наклона на лентата. Всяко стъпало на натоварване беше с 3 min продължителност. Най-високата измерена стойност на V02 на последното стъпало се отчиташе като максимална кислородна консумация (V02max). При опре деляне на V02max бяха използвани критериите на Bedford et al. (1979). Плъховете се отстраняваха от теста или при изтощение и невъзможност да запазят позицията си на лентата или при плато-феномен, критерий за което беше не повече от 5 процентна разликата в кислородната консумация при две съседни стъпала.
За да се проучат основните ефекти на пола и приложената диета и на пола и субмаксималната тренировка и съответните им междуфакторни взаимодействия, резултатите се анализираха чрез двуфакторен дисперсионен анализ.
РЕЗУЛТАТИ
Пол х диета
В края на експеримента открихме тенденция за по-ниски стойности на VO2гeSt при плъховете подложени на комбинирана ВЛВВ диета в сравнение с тези приемащи стандартна виварна храна (34.17 ± 1.48 т1^-1шт-1 с/у 37.94 ± 1.39 т1^-1шт-1, Р=0.076). Приложеният диетичен режим и полът имаха сигнификантен основен ефект върху VO2max, като диетично-манипулираните животни имаха по-ниски стойности на максималната кислородна консумация спрямо контролните (70.33 ± 2.25 т1^-1шт-1 с/у 77.30 ± 2.25 т1^-1т1и-1, Р<0.05) (Фиг. 1), а женските плъхове имаха по-високи стойности в сравнение с мъжките (77.92 ± 2.25 тГк^тт-1 с/у 69.71 ± 2.25 m^kg-1.min-1, Р<0.05) (Фиг. 2). Не открихме междуфакторно взаимодействие на пола и диетата върху VO2гest и VO2max (Р>0.05).
Пол х тренировка
Не беше установен сигнификантен основен ефект на субмаксималната тренировка (Р>0.05), пола (Р>0.05) и междуфакторното им взаимодействие върху стойностите на VO2гeSt и VO2max (Р>0.05).
Кислородна консумация
100
У02тах
■ Контролни групи ■ Диетично-манипулирани групи
Фигура 1. Стойности на VO2гest и VO2max (т1^-1тт-1) на диетично-манипулирани и контролни плъхове. #Р=0.076, *Р<0.05, диетично-манипулирани с/у контроли.
Кислородна консумация при мъжки и женски плъхове
У02тах
■ Женски ■ Мъжки
Фигура 2. Стойности на VO2гest и VO2max ^^^тт-1), на женски и мъжки плъхове в хода на експеримента. *Р<0.05, женски с/у мъжки.
ОБСЪЖДАНЕ
Нашите резултати показват, че приложената комбинирана ВЛВВ диета влошава аеробната мощ, преценена чрез максималната кислородна консумация, на мъжки и женски плъхове. Тенденцията за намаляване на кислородната консумация при покой заедно с понижената VO2max, показват, че приложената диета за 16 седмици влошава капацитета на организма да доставя и/или утилизира кислорода за енергийните си нужди. Изнесените в литературата данни за влиянието на диетите върху показатели на физическия работен
капацитет на опитни животни се отнасят предимно за ефекта или на въглехидратни, или на липидни диети и са доста противоречиви. Липсват данни в достъпната литература за сравнителни проучвания върху половите различия при експериментални животни, което затруднява сравнимостта на резултатите. Нашето проучване за пръв път проследява ефекта на комбинирания ВЛВВ диетичен режим върху функционалните показатели на интактни женски плъхове и показва наличие на полови различия в негативните му ефекти върху някои маркери на физическия работен капацитет. След диетичното индуциране на МетС, женските плъхове съхраняват в по-голяма степен от мъжките своя аеробен работен капацитет, като в края на опита тяхната VO2max , която е един от основните маркери на този капацитет, е по-висока в сравнение с мъжките плъхове. Доказано е, че допълнително приложената аеробна тренировка на тредмил в продължение на 12 седмици при мъжки плъхове от породата Wistar-Kyoto с наличие на вече индуциран МетС чрез 32-седмична високолипидна диета повишава VO2max (Machado et al., 2014). При нашия опит, при който субмаксималната тренировка се прилага заедно с комбиниран ВЛВВ диетичен режим, ние в края на експеримента не открихме разлики в стойности на VO2 при покой и при пиково натоварване между мъжките и женските плъхове, подложени само на диета и тези, подложени на комбинация от субмаксимална тренировка и диета. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Консумацията на храна богата на масти и въглехидрати води до влошаване на аеробния работен капацитет преценен чрез понижаване на VO2max и при двата пола, като по-изразен негативен ефект се наблюдава при мъжки плъхове. Приложена, едновременно с комбинираната високолипидна-високовъглехидратна диета, 16-седмичната субмаксимална тренировка не може да неутрализира негативния ефект на хранителния режим и при двата пола.
Изследването е финансирано от Медицински университет-Пловдив по проект № СДП 09 МлУ / 2015.
ЛИТЕРАТУРА
1. Георгиева К., С. Делчев, И. Коева, П. Атанасова. Ефект на субмаксималната тренировка върху разпределението и напречното сечение на типове мускулни влакна при плъхове. Спорт & Наука 2003, 6, 52-63.
2. Георгиева К., С. Делчев, П. Атанасова, И. Коева, П. Павлов. Някои параметри на въглехидратната обмяна при въздействие с анаболен андрогенен стероид на субмаксимално тренирани плъхове. Научни трудове на Съюза на учените - Пловдив, Серия Г. Медицина, Фармация и Стоматология, Издателство Автоспектър, Пловдив 2003, том 2: 142-146.
3. Basset Jr D. R. and E. T. Howley. Limiting factors for maximum oxygen uptake and determinants of endurance performance. Med Sci Sports Exerc, 2000, 32, 70-84.
4. Bedford T. G., C. M. Tipton, N. C. Wilson et al. Maximum oxygen consimption of rats and its changes with various experimental procedures. J Appl Physiol 1979, 47, 1278-1283.
5. Boyadjiev N. Increase of aerobic capacity by submaximal training and high-fat diets. Folia Med (Plovdiv). 1996;38(1):49-59.
6. Georgieva K. N. and N. P. Boyadjiev. Effects of nandrolone decanoate on VO2max, running economy and endurance in rats. Medicine and Science in Sports and Exercise. 36(8): 1336-41, 2004
7. Hamilton M. T., Hamilton D. G., Theodore W. Zderic Role of Low Energy Expenditure and Sitting in Obesity, Metabolic Syndrome, Type 2 Diabetes, and Cardiovascular Disease, Diabetes 2007, 56 (11) 2655-2667
8. Lambert M. I. and T. D. Noakes. Dissociation of changes in VO2max, muscle QO2, and performance with training in rats. J Appl Physiol 1989, 66, 1620-1625.
9. Machado MV, Vieira AB, Nascimento AR, Martins RL, Daleprane JB, Lessa MA, Tibirifa E. Physical exercise restores microvascular function in obese rats with metabolic syndrome. Metab Syndr Relat Disord. 2014 Nov;12(9):484-92.
10. Owen N, Sparling PB, Healy GN, Dunstan DW, Matthews CE. Sedentary behavior: emerging evidence for a new health risk. Mayo Clin Proc. 2010 Dec;85(12): 1138-41.
