一种慢性高强度间歇训练和饮食诱导的肥胖模型，以最大限度地提高运动量并诱导大鼠的生理变化

摘要

本文介绍了饮食诱导肥胖的 Sprague-Dawley 大鼠模型中高强度间歇训练 （HIIT） 方案的形态学反应和训练表现结果。该协议的目的是最大限度地提高运动强度并确定瘦和肥胖大鼠对HIIT的生理反应。

摘要

与连续中等强度或低强度训练相比，高强度间歇训练 （HIIT） 是一种更省时的替代方法，可产生类似的生理益处。本文提出了一种HIIT协议，可用于评估饮食诱导的肥胖的Sprague-Dawley大鼠模型中的各种健康标志物。将21日龄的雌性Sprague Dawley大鼠随机分为以下几组:对照组（CON，n = 10），运动训练组（TRN，n = 10），高脂肪饮食（HFD，n = 10）和高脂肪饮食/运动训练组（HFD/TRN，n = 10）。对照日粮包括含有10%脂肪（3.82 kcal/g）的商业实验室食物，高脂日粮（HFD）由45%的脂肪（4.7 kcal/g）组成。在整个研究过程中，动物可以随意获得指定的饮食。经过 8 周的饮食诱导期后，运动队列每周完成 4 次 HIIT 训练，持续 8 周。每个 HIIT 课程包括 10 次间隔，每次 1 分钟冲刺/休息 2 分钟，使用带有电机驱动皮带的啮齿动物跑步机。经过8周的训练后，将动物处死进行组织采集。结果显示，TRN组和HFD/TRN组的跑步距离没有差异，训练速度在研究期间稳步增加，TRN组和HFD/TRN组的最终跑步速度分别为115 cm/s和111 cm/s。与CON组相比，TRN组每周热量摄入量减少（p < 0.05），但HFD/TRN组每周热量摄入量相对于HFD组增加（p < 0.05）。最后，HFD组的动物肥胖率更高（p < 0.05），训练动物的肥胖率相对于对照组减少（p < 0.05）。该协议展示了一种有效的方法来评估HIIT对饮食诱导的肥胖模型中各种生理结果的影响。

引言

肥胖和合并症，如心血管疾病、代谢疾病和癌症，仍然是所有健康结果中最严重、最昂贵和可预防的。目前，美国超过三分之一的成年人和全球超过 16 亿成年人根据其体重指数 （BMI;定义为体重（公斤）除以身高（米）的平方）被归类为肥胖¹。肥胖作为一种疾病，是遗传易感性、环境暴露以及调节能量摄入和能量消耗的正常机制的崩溃的结果²_. 随着肥胖流行的人力和财力成本不断上升，人们越来越关注试图了解能量平衡的机制以及饮食和运动在对抗代谢疾病方面的作用。

先前的研究表明，在大鼠模型中，暴露于高度可口、能量密集的饮食会刺激暴饮暴食³。由于热量摄入增加，随意获得高度可口的饮食会导致体重过度增加⁴.研究还表明，运动可以调节食欲并提高肥胖者饱腹感信号的敏感性⁵.从理论上讲，运动时饱腹感信号敏感性的恢复部分是通过运动训练对中枢和外周组织对瘦素的反应性的影响来介导的，瘦素是一种关键的脂肪细胞衍生的调节激素，可抑制食欲并刺激能量消耗⁵。虽然这些研究调查了各种运动方案，但对于哪种干预措施更胜一筹，尚无明确的共识^6,7。有证据表明，高强度间歇训练 （HIIT） 涉及反复爆发的剧烈运动与间歇恢复间歇交织在一起，可能比其他形式的运动更能改善食欲调节，例如中等强度持续运动训练 （MICT）、高强度连续训练或自愿身体活动⁸.然而，围绕高强度间歇训练、饮食和食欲调节的交叉性，在知识上存在差距。

先前的研究还表明，运动是与不活动相关的合并症的有力中介，特别是从肌肉和脂肪组织改变的角度来看 9,10,11。据推测，这些成分变化导致抗炎状态的促进，这可能是改善运动¹² 所见疾病风险的原因。肌因子是肌肉收缩期间骨骼肌释放的细胞因子、其他小蛋白和蛋白多糖肽，被认为可以调节与身体活动相关的抗炎结果。相比之下，脂肪因子（由脂肪组织产生的细胞信号分子）已被证明主要发挥更有害的作用，并有助于促进炎症状态^13,14,15,16。虽然有大量证据表明，MICT的成分改变促进了积极的健康结果，但评估HIIT^{1 7,18}的潜在益处的工作较少。

最后，心血管疾病已被公认为人类发病的主要原因，并且与肥胖、饮食和身体活动高度相关¹。该协议提供了一种训练啮齿动物的有效方法，以评估心血管训练对众多系统的影响。特别是，心脏肥大是心血管运动中发生的显着适应。这种肥大允许更强劲的心脏收缩，并将血液和氧气输送到运动组织。先前的研究表明，高强度运动比中等强度运动更容易诱发心脏肥大¹⁹。

该协议通过提供一种方法来检查HIIT对饮食诱导肥胖小鼠模型中食欲调节，组成变化（因此，肌因子和脂肪因子变化）和心血管适应的影响，从而帮助填补文献中的空白。此外，基于表现的强度增加可最大限度地提高训练结果，并确保动物不适应运动训练并在训练方案的后期接近中等强度。

该方法的总体目标是最大限度地提高运动努力并确定 Sprague-Dawley 大鼠响应 HIIT、饮食诱导的肥胖以及这些刺激的相互作用的表型变化。与其他技术相比，该协议是独一无二的，因为它能够在整个训练期间最大限度地提高努力，即使大鼠的技能和健康水平有所提高。它还允许同时分析运动和肥胖，而不是仅仅关注其中之一。具体来说，本研究旨在检验以下假设。（1）在整个训练过程中运动速度可能会增加，TRN组大鼠覆盖的距离可能大于HFD/TRN组²⁰。（2）训练有素的大鼠的平均每周热量摄入量可能大于对照组，这可能在每个饮食队列²¹中很明显。（3）对照组大鼠的平均日增重可能大于运动组大鼠，对照组大鼠在处死时可能具有更高的脂肪量²¹。（4） HFD/TRN 大鼠的心脏和肝脏质量可能比 TRN 大鼠大¹⁹.

研究方案

本研究中描述的所有程序均遵循《实验动物护理和使用指南》第 8 版。该实验设计已获得西弗吉尼亚骨科医学院机构动物护理和使用委员会 （IACUC） 2019-5 下属的研究和赞助计划办公室 （ORSP） 的批准。有关本协议中使用的所有材料的更多详细信息，请参阅 材料 表和 表1 。协议时间表的一般概述如图 1 所示。

1. 实验设计

1. 使用来自商业来源的 40 只雌性 21 天大的 Sprague-Dawley 大鼠（参见 材料表）。
2. 根据 IACUC 指南处理动物时，请使用适当的防护设备。这些安全措施包括但不限于佩戴一次性无菌手套、实验室外套、鞋套等。
3. 称量每只动物，并计算平均值的平均值和标准误差，以确保各组的重量没有差异。如果组不同，则通过将较重的个体重新分配到较轻的组中，将较轻的个体重新分配到较重的组中来匹配组的体重。
4. 将动物随机分为四组:对照组（CON，n = 10），对照饮食/运动训练（TRN，n = 10），高脂肪饮食/对照（HFD，n = 10）和高脂肪饮食/运动训练（HFD / TRN，n = 10）。
5. 在受控环境（12小时光/暗循环，21°C±2°C，60%±10%湿度）中将大鼠饲养在单独的笼子（每个笼子一只动物）中，并将所有大鼠断奶到商业购买的实验室食物的对照饮食（参见 材料表）1周的适应期。为每个笼子提供浓缩装置（庇护所、可啃食物和筑巢材料）。
   注意:CON饮食包括商业购买的实验室食物（见 材料 表和 表1 了解更多详细信息），其中脂肪含量为10%kcal（3.82 kcal / g）。
6. 在整个实验过程中，允许 随意 获取食物和水。
7. 在 1 周的适应期之后，通过为 HFD 和 HFD/TRN 组提供 HFD 食物来开始 8 周的饮食期。HFD 食物（见 材料 表和 表 1 了解更多详细信息）由 45% kcal 的脂肪 （4.7 kcal/g） 组成，代表了典型西方饮食中发现的宏量营养素分解。确保所有动物继续 自由 获取食物和水。
   1. 在每周开始时，称重并记录给每只动物的食物质量。用 140 克食物喂养每只动物整整一周。
   2. 要称量食物，请将称重船放在精密电子数字秤上（见 材料表），然后按"皮重"按钮去皮秤。将 140 克食物放入称重舟中，并记录秤上的重量 （g）。这是"之前"的权重。
   3. 将食物放入每只动物笼子的料槽中。
   4. 如果动物的食物开始不足，请称量额外的分配物（每剩下一天 20 克），然后将食物添加到食物托盘中。记录给每只动物额外喂食多少食物。如果动物难以食用颗粒，则可能需要在料斗中的食物上增加重量，以便更容易食用（如料斗中的圆形颗粒所证明的那样）。
8. 在每周结束时，称量每只动物剩余的食物。每只动物都应该有剩余的食物，以确保它们能够 随意进食。使用相同的秤，记录剩余的食物。这是"后"重量。
9. 从每只动物的"前体重"中减去"后"体重，以记录每周的食物摄入量（g）。
10. 在8周的饮食诱导期之后，开始对TRN和HFD / TRN中的大鼠进行HIIT训练方案。这包括为期 8 周的 HIIT 方案，每周在周一、周二、周四和周五上午 08:00 至上午 10:00 之间进行训练（参见下面的"HIIT 训练方案"）。 确保所有动物在整个协议中 都可以随意 使用其指定的实验饮食。
    注意:组间协议没有标准化，因为该协议旨在最大限度地提高每个队列的表现，并且每个队列可能不同（由于饮食诱导的表型）。
11. 在最后一次运动后48小时 ，使用 吸入异氟醚（5%）麻醉诱导后通过重要组织收获对大鼠实施安乐死。
    1. 首先确保系统中有足够的氧气和异氟醚来诱导麻醉。逆时针转动主阀（通常位于氧气罐顶部）打开氧气罐。根据氧气罐的大小，氧气罐上可能还需要打开调节阀，也可能不需要调节阀。此外，检查排气管是否正确固定，收集罐是否超重。
    2. 使用前称量罐子，并记下罐子侧面的日期和重量。检查以确保旋塞阀对感应室打开，并且旋塞阀对鼻锥关闭。
    3. 为了诱导麻醉，将动物放入诱导室中，并通过固定锁定装置来密封室。通过按下安全锁并逆时针转动刻度盘将异氟醚设置为 5%。
    4. 接下来，逆时针转动氧气流量计底部的刻度盘，直到仪表读数在 1.5-2 L/min 之间。
    5. 1-2分钟后，当动物不再有意识时，在按下安全锁的同时顺时针旋转刻度盘，关闭异氟醚。按下氧气释放阀 3-5 秒，用氧气冲洗感应室。解锁感应室，取出失去知觉的动物。
    6. 将失去知觉的动物仰卧，并固定鼻锥以提供进一步的麻醉。打开用于面罩输送的旋塞阀，然后关闭感应室的旋塞阀。 通过 面罩提供 5% 异氟醚和 100% 氧气进行麻醉，直到踏板反射消失。
       1. 通过对麻醉动物的脚趾施加挤压并寻找反射反应来检查踏板反射。
12. 根据IACUC批准的方法（可能因研究而异）处死动物，并仔细解剖目标组织进行测量和进一步分析（皮下脂肪组织，肾周脂肪组织，骨骼肌，肝脏，性腺和心脏）。根据 IACUC 协议，安乐死可以通过断头台斩首或重要组织（心脏）摘取来完成。
    1. 要收集心脏，请在肋骨下方和横膈膜上做一个切口。
       1. 找到心脏，用手术剪刀剪开脉管系统（主动脉、腔静脉、肺动脉、肺静脉）。用镊子抓住心脏，切开任何结缔组织以释放心脏。快速工作，用生理盐水冲洗心脏，用纱布轻拍掉多余的液体，并记录体重。如果需要，用手术剪刀将左心室、右心室和鼻中隔分开，并分别称重。
       2. 将心脏组织样本置于冷冻管中，并在液氮中快速冷冻。
    2. 接下来，用手术刀在腹部做一个纵向切口，从脐带区域到动物的外侧做两个横向切口，以便进入腹部器官。
       1. 使用镊子和手术剪刀，切除任何感兴趣的器官。
          注:在这项研究中，收集了肝脏、内脏（腹部）脂肪组织、胰腺和腓肠肌。通过轻轻修剪器官和体腔壁周围的结缔组织，将腹部脂肪组织切成一大块或两大块。皮下脂肪未收集，与先前的方法²²相似_。
       2. 对于器官，取出后，将它们放在去皮秤上的干净称重舟中。记录重量（g），并将样品放入冷冻管中进行快速冷冻。
    3. 对于腓肠肌，在小腿的外侧做两个切口，在跟腱上水平切一个。
       1. 切割或撕裂连接皮肤和肌肉组织的结缔组织，露出腓肠肌。用手术剪刀尽可能靠近肌肉剪断跟腱，并用镊子抓住腓肠肌。
       2. 沿着腓肠肌到上连接点，做一个类似的切口以释放肌肉。
       3. 在干净、去皮的称量船上称量样品，放入冷冻管中，然后在液氮中快速冷冻。
13. 立即将任何其他收集的组织样本放入冷冻管中，在液氮中快速冷冻，并储存在-80°C。 这些组织可以保存用于将来的实验室分析，例如PCR，蛋白质印迹或根据研究目标的其他方法。

2. HIIT训练方案

1. 要开始训练，请拨动控制单元背面的电源开关，打开跑步机（参见 材料表）。
2. 逆时针转动控制单元上的拨盘，直到显示器读数为 0.00 mA，将跑步机冲击调节至 0.00 mA。
3. 松开跑步机底部的锁紧螺母并将坡度设置到第一个槽口，将跑步机的倾斜度设置为 5.0%。重新拧紧锁紧螺母，将跑步机倾斜度固定在此位置。
4. 一只手支撑动物的身体，另一只手轻轻抓住尾巴的根部，将动物放在跑步机上的一条单独的车道上。
5. 重复该过程，直到跑步机上的所有五个单独的泳道都被来自同一队列的老鼠占据。
6. 顺时针旋转速度拨盘，直到显示器读数达到 45 cm/s，将跑步机速度调整为 45 cm/s。按下 停止/运行 按钮启动跑步机，并让它运行 5 分钟。再次按下停止 /运行 按钮可在 5 分钟后停止跑步机。在此期间不使用电击。
   注意:在协议的早期阶段，动物可能需要用硬毛刷鼓励以远离冲击网格，以促进它们学习如何使用跑步机。
7. 在 5 分钟结束时，在开始训练之前休息 2 分钟。顺时针转动控制单元上的转盘，直到监视器读取训练回合的相应起始速度。第一次会话的初始运行速度为 55 cm/s。对于每个新训练日的第一次冲刺，使用比前一天达到的最高速度慢 4 厘米/秒的起始速度。
   1. 按下 "开始 "按钮启动跑步机，让动物跑步直到显示器读数为 1:00（1 分钟），然后再次按下 "停止/运行 "按钮停止跑步机。
   2. 如果动物到达冲击格栅（位于跑步机后部），用刷子搅动动物以鼓励向前运动。如果每个训练组的任何动物在每次训练回合中未能对刷子做出反应两次以上，请在剩余的训练中将冲击网格调至 2.0 mA。
8. 冲刺后，让动物休息2分钟。休息 2 分钟后，按下控制单元上的 停止/运行 按钮启动跑步机，开始下一次冲刺。有关跑步机速度的详细信息定义如下。
   1. 如果队列中的所有五只动物都完成冲刺间隔而不需要动力（用硬鬃毛刷鼓励或触摸冲击网格超过五次）完成冲刺间隔，则在下一个冲刺间隔中将速度从之前使用的速度增加 4 厘米/秒整整 1 分钟的冲刺间隔。顺时针转动控制单元上的速度旋钮可提高速度。
   2. 如果使用刷子来鼓励跑步，或者任何动物在单次 1 分钟冲刺中接触冲击网格超过 5 次，请使用与前一次冲刺间隔相同的间隔速度。
   3. 如果动物在冲刺间隔期间过度挣扎（在冲击网格上的累积时间超过 4 秒），则将下一个间隔的速度降低 20 厘米/秒。
      注意:根据我们的经验，100%的动物能够完成所需的跑步。然而，如果动物表现出不愿意奔跑或经历过度的电击，则可能需要根据研究者的判断将动物从研究中移除。
   4. 记录每场比赛的速度和距离。
9. 重复这个过程，每个训练日总共进行 10 次 HIIT 训练。每场训练包括 1 分钟的高强度跑步，然后是 2 分钟的休息。
10. 在训练结束时，将每只动物从跑步机上移开，并将其放在单独的笼子里。
11. 对于每一天的训练，第一场比赛的初始跑步速度从4厘米/秒开始，比前一天训练中获得的最快速度慢4厘米/秒，最低速度为55厘米/秒。

3. 统计分析

1. 将形态计量学和其他结果测量报告为均值和标准误差。
2. 在分析软件（参见 材料表）中，使用允许进行多次比较的混合效应模型确定各组之间的差异。
   注意:实施了 Šidák 校正以考虑多次比较。在适当的时候实施了重复措施模型。差异显著性由 p < 0.05确定。

结果

图 2 表明，训练性能在协议持续时间内有所提高。TRN组和HFD/TRN组的最终运行速度分别为115 cm/s和111 cm/s。TRN组和HFD/TRN组之间的总运行距离没有差异（图3）。

对照日粮的动物的平均每周采食量（p < 0.0001）高于高脂肪日粮的动物（分别为103克/周±1.0克/周±91克/周和1.0克/周）。训练组的平均每周采食量也高于未训练组（<分别为98克/周±1.3克/周±92.2克/周1.0克/周）。在观察相互作用时，CON组与TRN组没有差异，但每周摄入量（p < 0.05）高于HFD / TRN组，后者比HFD组摄入更多（p < 0.05）（图4）。当将采食量转换为千卡摄入量时，高脂肪日粮的动物的热量摄入<量高于对照日粮（分别为430千卡/周±4.6千卡/周±396千卡/周3.7千卡/周）。这导致所有四组之间的每周热量摄入量存在差异（p < 0.05），其中HFD/TRN组的每周热量摄入量最大，其次是HFD、CON和TRN组（图5）。

直到喂养期的第8周，HFD和HFD/TRN组的体重才比CON和TRN组达到更大的（p < 0.05）质量（分别为293 g ± 10.1 g 和 298 g ± 13.1 g 对 270 g ± 8.6 g 和 264 g ± 6.8 g）。在研究的其余部分，HFD和HFD/TRN组仍然比CON和TRN组重（p < 0.05）（HFD、HFD/TRN、CON和TRN组分别达到332 g ±14.4 g、347 g ± 16.3 g、304 g ± 10.3 g和304 g ± 10.1 g）。在研究的运动部分，训练动物与未训练动物的平均日增重（ADG ）更大（p < 0.05）（分别为0.8克/天±0.11克/天对0.5克/天±0.09克/天），在此期间，CON组与HFD组之间的ADG没有差异。总之，这导致HFD/TRN组的ADG高于HFD组（p < 0.05），并且在训练期间CON组和TRN组之间没有差异（图6）。然而，8 周的训练期没有引起 HFD/TRN 组和 HFD 组之间的体重差异（分别为 347 g ± 16.3 g 和 331.5 g ± 14.4 g）。

训练方案完成后，组织检索显示，HFD组的动物比CON组具有更大的（p < 0.05）内脏肥胖（分别为25 g ± 2.1 g vs. 19 g ± 1.5 g），并且运动训练的动物相对于对照动物减少了（p < 0.05）内脏肥胖（21 g ± 2.4 g vs. 25 g ± 2.1 g， 分别）。HFD组的内脏肥胖率高于TRN和HFD/TRN组（图7），<0.05）。HFD/TRN组的心脏肿块大于CON、TRN和HFD组（p < 0.05;1.3 g ± 0.2 g vs. 1.1 g ± 0.1 g、1.1 g ± 0.1 g 和 1.0 g ± 0.1 g）。各组之间肝脏肿块没有观察到差异。在任何其他器官或组织的质量中没有发现差异。

图 1:按动物年龄划分的研究方案时间表（以天为单位）。 请点击这里查看此图的较大版本.

图 2:TRN 和 HFD/TRN 动物在整个训练方案中的 HIIT 速度。 HIIT 每周在 4 个不同的日期进行，持续 8 周，共进行了 32 次训练。显示每次锻炼的平均数据。 请点击这里查看此图的较大版本.

图 3:在整个训练方案中，TRN 和 HFD/TRN 组每次冲刺的平均距离。 HIIT 每周在 4 个不同的日期进行，持续 8 周，共进行了 32 次训练。数据以SEM±平均值表示。 请点击这里查看此图的较大版本.

图 4:CON、TRN、HFD 和 HFD/TRN 队列的平均每周采食量。 数据以平均值±平均值的标准误差 （SEM） 表示。 ^{甲，乙，丙}不同字母的均值不同（p < 0.05）。 请点击这里查看此图的较大版本.

图 5:CON、TRN、HFD 和 HFD/TRN 队列的每周热量摄入量。数据以SEM±平均值表示。 ^{a，b，c，d}不同字母的均值不同（p < 0.05）。请点击这里查看此图的较大版本.

图 6:CON、TRN、HFD 和 HFD/TRN 队列的平均每日体重增加。数据以SEM±平均值表示。 ^a，b具有不同字母的组不同（p < 0.05）。请点击这里查看此图的较大版本.

图7:尸检时的平均内脏脂肪量。 数据以SEM±平均值表示。 ^a，b具有不同字母的组不同（p < 0.05）。 请点击这里查看此图的较大版本.

表1:方案中使用的饮食组成。请按此下载此表格。

讨论

该协议提供了一种有效的方法，用于检查HIIT对饮食诱导的肥胖模型中几种健康标志物的影响。该程序借鉴了以前的研究，以允许一种更省时的方法来检查多个结果变量，例如运动训练变量、食欲调节标志物和身体成分的侵入性分析³、⁷、⁸、¹⁸、^23、24_。饮食内容、持续时间和运动干预方案与先前的出版物一致^23,24_。在这项研究中，购买了市售的实验室食物（见材料表）。高脂肪和对照饮食的实验室食物含有相同数量的蛋白质和微量营养素。对饮食的碳水化合物和脂肪含量进行了修改，以提供一种安全的诱导实验组肥胖的方法（见表1）。

本研究中使用的 8 周肥胖诱导期是基于先前的研究建模的，该研究显示，在提供由来自脂肪的 45% kcal （4.7 kcal/g） 组成的商业实验室食物后，体重发生了显着变化，这代表了典型西方饮食中发现的宏量营养素分解²³.此外，先前的研究已经证明了为期 8 周的 HIIT 方案在影响食物摄入量 ^7,8、脂肪分布 ^18,23 和肌肉增加 ¹⁸ 方面的有效性。本研究中描述的方案结果与先前的研究一致，这些研究报告HIIT会影响食欲调节，以及肥胖和肌肉质量的组成变化。

该协议的一个好处是，它可以最大限度地提高动物运动训练的强度，并在整个协议中保持最大的努力。随着动物不断学习如何熟练使用跑步机并获得健康收益，跑步机的速度相对于它们的表现会相应增加。此外，使用5.0%的倾斜度允许动物在每个会话和整个方案中比不使用倾斜度更快地达到最大强度。因此，在每次锻炼和协议期间，运动表现都会最大化。

在研究期间，一只动物因病无法完成实验方案，导致 n = 39 只动物完成研究，HFD 队列中只有 n = 9 只大鼠。该方案最初旨在评估细胞因子谱对运动和饮食的反应变化，功效分析结果显示，识别主要靶细胞因子（鸢尾素）差异（p < 0.05）的功效大于90%。未来使用该模型的研究应依靠独特的功效分析来确定适当的样本量。

本研究主要旨在检查饮食诱导肥胖的啮齿动物模型中 HIIT 的生理结果，并最大限度地提高运动强度。该协议能够证明饮食和HIIT对ADG和肥胖的反应变化（图6 和 图7）。未来的研究可以特异性地确定内分泌、肌因子和脂肪因子对HIIT的反应。阐明这些机制可能有助于治疗和预防肥胖及其合并症。

这项研究还证明了饮食和HIIT对采食量的影响。结果表明，当动物食用高脂肪饮食时，受过训练的动物比未受过训练的动物消耗更多的卡路里。相比之下，当动物吃对照饮食时，训练有素的动物比未训练的动物消耗更少的卡路里，根据饮食的组成表现出不同的食欲调节反应。因此，利用HIIT的减肥策略对于那些同时食用高脂肪饮食的人来说可能不太有效，因为他们可能更有可能消耗过多的卡路里。相比之下，HIIT期间均衡的宏量营养素摄入可能会促进低热量摄入，从而促进减肥。该模型可以促进研究工作，以更深入地了解能量平衡背后的机制，并努力制定有效的减肥策略。

最后，该协议显示了队列之间心脏组织的变化，反映了身体成分对饮食和运动训练的适应性变化。这些数据表明，肥胖诱导后进行HIIT可能使个体易患心肌肥大，而肝脏大小没有任何伴随的改变。未来确定这些发现背后的机制的分析可能有助于研究心肌肥大以及肥胖、HIIT和心血管疾病之间的代谢联系。

本研究中描述的方案有几个局限性。首先，本研究中使用的跑步机有五条车道，允许五只老鼠一次跑步。虽然这种执行协议的方式是有效的，但对于单个研究人员来说，很难同时处理每只动物。有时，跑步机服务员很难将注意力分散到需要用鬃毛刷刺激的多只动物身上。未来，确保有更多的研究人员来协助培训方案将是一个优先事项。此外，五车道跑步机模型不具备测量气体交换的能力，因此无法评估方案期间动物的有氧/无氧代谢。提供啮齿动物跑步机的公司（见材料表）确实提供了具有测量气体交换能力的跑步机，但它是单车道跑步机，因此需要更多的时间和精力。然而，对于需要测量或控制间接量热法特定结果的研究人员来说，这种努力可能是值得的。此外，关于冲击网格如何影响运动表现的证据很少，在解释该模型的结果时应考虑这一点。最后，本研究中描述的运动方案是用年轻的雌性Sprague-Dawley大鼠设计的。先前的研究表明，性二态性影响，特别是在HIIT和食欲调节方面^3,7。尽管预计会有类似的结果，但该协议并未测试不同物种、年龄、性别或健康结果的动物。

与先前的模型相比，该协议展示了一种更省时的方法来评估一系列结果变量。例如，该协议能够在涉及每周四次训练，持续 8 周的协议中识别 HIIT 与食欲调节之间的相互作用，而之前的研究涉及每周五次训练，持续 8 周²⁴ 甚至 12 周的训练⁸。此外，该研究设计允许分析各种健康标志物，例如运动数据、食欲调节标志物和身体成分。这些标志物，以及心脏对运动训练的适应，也代表了评估心血管系统训练适应性的有前途的方法。可以很容易地添加内皮功能、肌纤维类型组成和心肌细胞肥大的测量值，以进一步了解这些运动诱导的适应。此外，该协议包括基于性能的强度升级。这种设计允许训练结果的最大化，并确保大鼠不适应运动环境，并在干预结束时接近中等强度的连续训练模型。 如图 2 所示;具体来说，这些动物的冲刺速度是以前出版物中达到的速度的两倍多，这些出版物继续证明许多心血管、骨骼肌和体温调节适应与 HIIT 干预一致²⁵。

材料

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