جهاز تمرين سمك الزرد المستحث بالسباحة لمناهج التدريب المتنوعة

يسهل جهاز التمرين المصمم للأسماك الأقل حظا تنفيذ بروتوكولات التمارين المتنوعة بكثافة متفاوتة من خلال التلاعب بسرعة تدفق المياه ، والتي يمكن تحقيقها من خلال الانجذاب المتغير.

للتحقيق الشامل في آثار التمرين على الصحة والمرض ، تلعب النماذج الحيوانية دورا محوريا. يوفر الزرد ، وهو كائن نموذجي للفقاريات يستخدم على نطاق واسع ، منصة فريدة لمثل هذه الدراسات. قدمت هذه الدراسة تطوير جهاز فعال من حيث التكلفة مصمم خصيصا لدراسات تمارين الزرد باستخدام المواد المتاحة بسهولة. تم تأسيس الجهاز على مبادئ نفق السباحة ويشمل شبكة من الأنابيب والصمامات المرتبطة بمضخة غاطسة. تتم مراقبة تدفق المياه بدقة بواسطة مستشعر ويتم تنظيمه عبر الصمامات. لتقييم فعالية الجهاز ، تم تنفيذ بروتوكولين تدريبيين: التدريب المستمر المعتدل الكثافة (MICT) والتدريب المتقطع عالي الكثافة (HIIT). تم تدريب الأسماك بشكل جماعي ، وتم تقييم أدائها في السباحة من خلال اختبار التحمل. أدى كلا بروتوكولي التدريب إلى تحسينات في أداء السباحة بعد 30 يوما من التدريب وإحداث تغييرات في الاستجابة الجزيئية للتمرين مقارنة بمجموعة التحكم المستقرة. والجدير بالذكر أن HIIT أظهر كفاءة فائقة على MICT. أثبت نظام تدريب الزرد أنه أداة قيمة للتحقيقات في فسيولوجيا التمرين ويزيد من تقدم فائدة نموذج الزرد في هذا المجال.

يشمل التمرين البدني أي حركة جسدية تقوم بها عضلات الهيكل العظمي تؤدي إلى زيادة إنفاق الطاقة ، مع كون التمرين مجموعة فرعية منظمة ومتكررة من الأنشطة البدنية¹. التمرين ، وهو نشاط متعدد العوامل وفعال من حيث التكلفة يشمل الجسم بأكمله ، ينتج عنه العديد من الفوائد الصحية ، مثل الوقاية من متلازمة التمثيل الغذائي وساركوبينيا². وبالتالي ، فإن مجال فسيولوجيا التمرين يحظى باهتمام كبير لأنه يسعى إلى توضيح كيفية تكيف الجسم مع الإجهاد الحاد للتمرين ، والإجهاد المزمن للتدريب البدني ، والتأثير العام للتمرين على الصحة¹.

يمكن أن يكون إجراء دراسات فسيولوجيا التمرين في البشر مكلفا ويستغرق وقتا طويلا بسبب التحديات في التصميم التجريبي ومراقبة المشاركين³. لذلك ، يوصى بشدة باستخدام النماذج الحيوانية في البيئات المختبرية بسبب توحيدها الجيني والفسيولوجي. علاوة على ذلك ، في ظل ظروف المختبر الخاضعة للرقابة ، عادة ما يكون للحيوانات أنماط حياة مستقرة وتناول غذائي منظم⁴. من بين النماذج الحيوانية ، كانت القوارض هي الأكثر استخداما على نطاق واسع في الأبحاث التي تنطوي على ممارسة الرياضة البدنية¹. ومع ذلك ، الزرد (دانيو ريريو ؛ دانيو ريريو ؛ Hamilton, 1822) هو نموذج تكميلي للفئران والأنواع الأخرى لدراسات التمرين^5،6،7،8.

في أبحاث الزرد ، يمكن إجراء التمارين البدنية باستخدام أنفاق السباحة المتاحة تجاريا أو المصممة خصيصا. من بين الخيارات المتاحة تجاريا ، يعد النفق من نوع Blazka ، الذي طوره نظام Loligo ، هو الأكثر استخداما^7،9،10. يحفز هذا النظام السباحة القسرية من خلال مروحة مقترنة بمحرك كهربائي ، مما يولد تدفقا مستمرا للمياه داخل النفق. هذه القدرة على السباحة متجذرة في مبدأ الانجذاب الريومغناطيسي ، وهو سلوك فطري في الأسماك يدفعها إلى السباحة ضد التيارات المائية والحفاظ على موقعها¹¹. يتيح الانجذاب الريونجسي قياس سرعة السباحة الحرجة (Ucrit) ، والتي تمثل السرعة القصوى التي يمكن أن تتحملها الأسماك لفترة محددة. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن هذه المعدات ، على الرغم من قيمتها لتقييم سلوك السباحة واستهلاك الأكسجين ، تأتي بتكلفة كبيرة¹².

طور الباحثون جهازا بديلا لممارسة الزرد ، غالبا ما يعتمد على آلية من نوع Blazka^10،13،14 أو آليات أبسط^8،15،16. ومع ذلك ، قد تكون هذه الأساليب مقيدة بالمتطلبات التقنية للبروتوكول ، بما في ذلك الفترات الممتدة ، ونفقات المعدات الكبيرة ، والقيود في الإنتاجية والدقة. وبالتالي ، كان الهدف الأساسي للدراسة هو تصميم نظام تمرين لأسماك الزرد ميسور التكلفة وسهل الاستخدام باستخدام مواد متاحة بسهولة ، مما يوفر جهازا بديلا جديدا لممارسة الرياضة البدنية في الأسماك. كان الهدف الثانوي هو تنفيذ كل من أنظمة التمارين الهوائية واللاهوائية في الزرد ، مما يزيد من تعزيز استخدام نموذج الزرد كاستراتيجية تدخل في أبحاث التمرين.

حصلت الإجراءات على موافقة مسبقة من لجنة أخلاقيات استخدام التابعة للجامعة الفيدرالية في ساو باولو (CEUA / UNIFESP رقم 9206260521). تم توظيف الإناث البالغات من النوع البري Danio rerio فقط ، اللائي تتراوح أعمارهن بين 6 أشهر ويزن 2.5-3 جم ، في هذه الدراسة. يتم سرد المعدات والكواشف اللازمة للدراسة في جدول المواد.

1. جهاز تمرين الزرد حسب الطلب

ملاحظة: تم تصميم جهاز التمرين حسب الطلب. لمزيد من التفاصيل، انظر الشكل 1، والجدول التكميلي 1، والملف التكميلي 1، والملف التكميلي 2.

1. ضع مضخة غاطسة (N) داخل خزان مياه (O) (≥30 لتر). تأكد من أن الماء يفي بالشروط التالية: درجة الحموضة 7.2 ± 0.5 و 400 ± 50 μS ، 28 ± 1 درجة مئوية.
2. الجدول التكميلي المتدفق 1 والشكل 1 ، قم بتوصيل الأنبوب (I) بنقطة الإنطلاق (B) ، وقم بتوصيل أنبوب صغير (G) بجانب B. من G ، قم بإنشاء اتصالات بصمام الكرة الأرضية (F) ، ثم إلى G آخر ، وبالتسلسل إلى Pipe Elbow (A) و I ، وبالتالي إكمال الجزء المسؤول عن تنظيم ضغط الماء داخل النظام. يتم تحقيق هذا التنظيم من خلال تدفق العودة إلى خزان المياه (O).
3. في القسم البديل من B ، اربطه بأنبوب (J) ، متبوعا بتوصيلات ب A و G. استخدم تركيب أنبوب المقبس (D) لتوصيل صمام مياه البوابة (E) ب G.
4. دمج منفذ دخول الأسماك في النظام عن طريق توصيل B ب G في أحد طرفيه وإرفاق G آخر في الطرف المقابل. بعد ذلك ، قم بتوصيل تركيب أنبوب المقبس (C) بهذا G الثاني ، وإنشاء تسلسل يتصل بأنبوب الأكريليك (K) ، وهو أمر بالغ الأهمية لتصور سلوك السباحة.
   1. لربط K بمستشعر تدفق المياه (M) ، استخدم الأنابيب C و G و D. تابع توصيل M ب G باستخدام D ، ثم قم بدمج A و G و H لتسهيل عودة المياه إلى الخزان.
      ملاحظة: أدخل حاجزا للبعوض في جزء الأنبوب القصير بين البوابة وصمام الكرة الأرضية (F2) لمنع الأسماك من الوصول إلى أقسام أخرى من الجهاز. يخدم صمام الكرة الأرضية (F) غرضا مزدوجا. يتحكم الصمام الكروي الأول (F1) في تدفق المياه العائد إلى الخزان قبل دخول بقية الجهاز ، ويعمل كصمام للتحكم في ضغط النظام. صمام الكرة الأرضية (F2) هو نقطة دخول وخروج لسمك الزرد داخل النظام.
5. قم بتوصيل مستشعر تدفق المياه في اتجاه مجرى أنبوب الأكريليك.
   ملاحظة: يجب توصيل مستشعر التدفق بشاشة LCD وبرمجته باستخدام Arduino (الشكل 1). يتم توفير تفاصيل إعداد Arduino في الملف التكميلي 2.

2. تشغيل الجهاز

1. لإدخال الأسماك بأمان في النظام ، من الضروري مقاطعة تدفق المياه. لتحقيق ذلك ، أغلق صمام البوابة (E) مع إبقاء صمام الكرة الأرضية (F1) مفتوحا. بعد ذلك ، افتح صمام الكرة الأرضية (F2) ، الذي يعمل كمدخل للنظام ، وأدخل الأسماك برفق ، وأغلق صمام F2 على الفور. أخيرا ، افتح الصمام E لملء منطقة التمرين بالماء.
2. استخدم صمام الكرة الأرضية للتحكم في سرعة التدفق ، وتحويل المياه مرة أخرى إلى الخزان عند الحاجة.
3. استخدم صمام البوابة (F2) لضبط التدفق بدقة ولإدارة وصول الأسماك.
4. لإزالة السمكة في نهاية الاختبار ، أغلق الصمام (E) عند مراعاة معايير الإرهاق. ثم افتح الصمام F وقم بتدويره 180 درجة بالنسبة لمحور أنبوب الأكريليك ؛ هذا سوف يسهل تصريف المياه التي تحمل الأسماك المنهكة معها.
5. قم بإجراء مراقبة التدفق.
   ملاحظة: من الضروري مراقبة سرعة تدفق المياه من خلال نظام يشتمل على Arduino Nano ، وشاشة LCD 16 × 2 ، ومقاوم 10 kΩ ، و 0.25 W من خلال الفتحة ، ومقياس جهد 10 kΩ. يراقب مستشعر التدفق باستمرار سرعة تدفق المياه بناء على تقنية Hall Effect¹⁷. تتوافق كل نبضة تيار مع ثورة واحدة من تخبط المستشعر ، مما ينتج عنه تردد (هرتز) يبلغ 6.6 × Q (معدل التدفق باللتر / الدقيقة).
   1. قم بتوصيل الأسلاك المناسبة لمستشعر التدفق بدبابيس 5 V و GND و D2 من Arduino Nano (الجدول التكميلي 1). قم بتحميل الرسم التخطيطي المقدم (الملف التكميلي 1) في Arduino باستخدام Arduino IDE. قم بتشغيل النظام من خلال منفذ Arduino USB.
      ملاحظة: يتم عرض قياسات التدفق على شاشة LCD مقاس 16 × 2. يوضح الشكل 2 معايرة مستشعر تدفق المياه. يوضح الشكل 3 مخططات وصلات Arduino بشاشة LCD.

3. اختبار التحمل

ملاحظة: توضح هذه الخطوة الإجراء الخاص باختبار التحمل لتحديد أقصى سرعة سباحة (Umax) لسمك الزرد.

1. أولا ، اترك الأسماك تتكيف لمدة 60 دقيقة يوميا مع سرعة تدفق المياه المنخفضة (0.06 م / ث) داخل نفق السباحة لمدة أسبوعين.
   ملاحظة: بعد فترة التكييف المسبق لمدة 24 ساعة ، سيخضع الزرد الفردي لاختبار أداء السباحة المستمر. الغرض من هذا الاختبار هو تحديد Umax لكل سمكة.
2. ضع الزرد بشكل فردي في الجهاز.
3. شروط الاختبار: ضع السمكة مقابل تدفق المياه بسرعة ابتدائية 0.06 م / ث لمدة 10 دقائق.
4. زيادات السرعة: زيادة تدفق المياه في مراحل منفصلة ، مع زيادات سرعة قدرها 0.02 م / ث تحدث كل دقيقة لمدة 40-50 دقيقة.
5. تحديد Umax: Recpod أقصى سرعة سباحة (Umax) عندما تفي الأسماك بمعايير الاستنفاد.
   ملاحظة: يتم تعريف الاستنفاد عند ملاحظة الحالة الأولى من الحالات التالية: (1) عدم القدرة على الحفاظ على موقعه ضد تدفق المياه لأكثر من ثلاث حالات ، أو (2) عدم القدرة على الحفاظ على موقعه لمدة تزيد عن 5 ثوان.
6. أغلق الصمام (E) عند مراعاة معايير الإرهاق. ثم افتح الصمام F وقم بتدويره 180 درجة بالنسبة لمحور أنبوب الأكريليك. هذا سوف يسهل تصريف المياه ، وتحمل الأسماك المنهكة.

4. مجموعات التمرين والإجراءات

ملاحظة: لإنشاء بروتوكولات تمرين متميزة ، من الضروري تضمين مجموعة مستقرة معرضة لظروف تجريبية متطابقة لمقارنة آثار بروتوكولات التمرين ، وإن كان ذلك دون الخضوع لتمارين عالية الكثافة. من الضروري أيضا إنشاء Umax لأن كسور قيمة Umax ضرورية لتحديد شدة بروتوكولات التمرين.

1. المجموعة المستقرة (SED): إخضاع الأسماك للسباحة القسرية ضد تدفق المياه بسرعة 0.06 م / ث لمدة 60 دقيقة.
   ملاحظة: يولد الجهاز تدفقا مستمرا للمياه ، مما يجبر الأسماك على السباحة ضد هذا التيار بناء على مبدأ الانجذاب^{الريونجسي 11}.
2. مجموعة التدريب المستمر متوسطة الشدة (MICT): إخضاع الأسماك للسباحة القسرية ضد تدفق المياه عند 60٪ من Umax ، كما هو محدد في اختبار السعة القصوى ، لمدة 35 دقيقة.
   ملاحظة: تم تكييف هذا البروتوكول من Húngaro et ^al.18. خلال أول 10 دقائق ، تأقلمت الأسماك بنفس سرعة المجموعة المستقرة (0.05 م / ث).
3. مجموعة التدريب المتقطع عالي الكثافة (HIIT): إخضاع الأسماك للسباحة القسرية بالتناوب على سرعة السباحة: 2 دقيقة عند 90٪ من Umax تليها دقيقتان عند 30٪ من Umax ، تكرر لمدة 18 دقيقة (9 دورات). تم تكييف هذا البروتوكول من Marcinko et ^al.19.
   ملاحظة: خلال أول 10 دقائق من فترة التمرين ، من الضروري تأقلم الأسماك بنفس سرعة المجموعة المستقرة (0.06 م / ث).
4. تنفيذ جميع بروتوكولات التمرين لمدة 5 أيام في الأسبوع على مدار أربعة أسابيع.
   ملاحظة: يجب وضع الأسماك في أحواض السمك التي توفر الظروف المناسبة ، ويجب إدخالها فقط في جهاز التمرين خلال فترات التمرين المحددة. يجب تزويد الأسماك بالأغذية الاستوائية المقشرة ثلاث مرات يوميا ، ويجب أن تخضع المياه في أحواض السمك للصيانة لتغيير جزئي كل 2 أيام.
5. كرر اختبار التحمل في نهاية كل أسبوع ، مع بيانات الكمون والسرعة عند نقطة التعب كمؤشرات لمعلمات التكييف البدني.
6. للحث على تأثيرات الإفراط في التدريب ، قم بزيادة سرعة تدفق المياه أسبوعيا بناء على نتائج اختبار التحمل الذي تم إجراؤه بعد كل دورة تدريب مدتها 4 أيام. يجب تعديل فترات التدريب لمراعاة المسافة المقطوعة (السرعة × الوقت) ، ويجب أن تظل هذه الفترات متسقة بين المجموعات الممارسة.
7. اضبط وقت السباحة استجابة لزيادة تدفق المياه ، وبالتالي توحيد حمل التدريب عبر المجموعات الممارسة.

5. قياسات الجسم

1. تخدير الأسماك بنسبة 0.0075٪ تريكايين (وزن / حجم) عن طريق الغمر لإجراء قياسات الجسم (الوزن والحجم)²⁰.
2. قم بتصوير الأسماك ووزنها لتحديد أبعاد الجسم باستخدام برنامج ImageJ.
3. التعبير عن البيانات من حيث مؤشرات حالة الجسم (الوزن [g] / الطول القياسي [mm]2; مؤشر كتلة الجسم) وتسجيل حالة الجسم (BCS) ²⁰.
4. للقضاء على اختلافات الحجم والوزن الناتجة عن تكوين البيض ، أخضع الأسماك للتربية القياسية²⁰ ، تليها القياسات والوزن.

أظهر جهاز التمرين كفاءة ملحوظة في تنظيم سرعة التدفق. لتعزيز سرعة السباحة تدريجيا ، تم زيادة تدفق المياه بشكل تدريجي أسبوعيا لجميع المجموعات ، باستثناء مجموعة SED ، التي تم الحفاظ عليها بسرعة تدفق ثابتة تبلغ 0.06 م / ث. والجدير بالذكر أن الجهاز سمح بمستوى رائع من الدقة ، حيث حقق تعديلات سرعة التدفق بدقة تصل إلى 0.001 م / ث. ومع ذلك ، كان معدل الخطأ 30٪ عند السرعات المنخفضة ، مثل 0.06 م / ث. عند السرعات العالية ، مثل 0.3 م / ث و 0.5 م / ث ، كان معدل الخطأ 3٪ -4٪ (الشكل 2). كانت السرعة القصوى التي تم الوصول إليها أثناء التدريب 0.4 م / ث في SED ، و 0.44 م / ث في MICT ، و 0.49 م / ث في مجموعات HIIT في التحمل الأخير.

تم تقييم الأداء البدني لسمك الزرد أسبوعيا باستخدام Umax في اختبار التحمل. كشفت النتائج عن تحسينات كبيرة في الأداء البدني لسمك الزرد الخاضع ل MICT و HIIT مقارنة بمجموعة SED (الشكل 4). تم تقديم كل من MICT و HIIT إلى نفس المسافة المقطوعة أثناء التدريب ؛ ومع ذلك ، أحدثت مجموعة HIIT تحسينات سريعة ، مع زيادة كبيرة في Umax لوحظت بعد أسبوعين فقط (p = 0.0003). خلال فترة التدريب ، أظهرت مجموعة HIIT تحسنا أسبوعيا بنسبة 10٪ ، مما أدى إلى تحسن عام بنسبة 30٪ تقريبا. في المقابل ، أدى تدريب MICT إلى مكاسب تدريجية أكثر ، مع زيادة ملحوظة ~ 10٪ في Umax مسجلة فقط في الأسبوع الثالث من التدريب ، تليها عدم وجود مزيد من التحسن في الأسبوع التالي (p = 0.0024). تسلط هذه النتائج الضوء على الآثار التفاضلية لبروتوكولات التدريب HIIT و MICT على الأداء البدني لسمك الزرد.

الشكل 1: تصميم الجهاز. أ: مخططات جهاز السباحة. تشير الأسهم الزرقاء إلى اتجاه تدفق المياه. يتم تصوير أطوال الأنابيب ذات الصلة. تمثل الحروف كل مكون من مكونات الجهاز الموصوف في الجدول التكميلي 1. (ب) صورة فوتوغرافية للجهاز. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: معايرة مستشعر تدفق المياه عن طريق قياس الوقت اللازم لتدفق 0.5 لتر. كان SEM 0.277 في 0.06 م / ث ، 0.123 في 0.3 م / ث ، و 0.109 في مجموعات 0.5 م / ث. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: مخططات وصلات Arduino بشاشة LCD. يجب توصيل الأسلاك المناسبة للمستشعر أو لحامها بين دبوس D2 الخاص ب Arduino والمقاوم 10 kΩ (سلك الإشارة) ، وأرضية Arduino (السلك الأسود) ، و 5 V من Arduino (السلك الأحمر). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: أداء السباحة معبرا عنه بأقصى سرعة سباحة (Umax). تشير أ و ب و ج إلى الاختلافات الإحصائية بين تقديرات القدرة على السباحة الأسبوعية داخل كل مجموعة. * يشير إلى الفرق بين المجموعات ، مقارنة باستخدام تحليل ثنائي الاتجاه للتباين (Tukey posthoc). * ع = 0.01 ؛ ** ع = 0.001 ؛ ع = 0.0001. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: القياسات المورفولوجية. (أ) مؤشرات حالة الجسم (الوزن [جم] / الطول القياسي [مم]2 ؛ مؤشر كتلة الجسم). (ب) صورة تمثيلية لقياس الجسم. (ج) تسجيل حالة الجسم (BCS). يتوافق شريط الخطأ مع نطاق من 0.026 إلى 0.045 لمؤشر كتلة الجسم و 0.4 إلى 0.96 ل BCS. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الجدول التكميلي 1: المواد ودليل التجميع لجهاز تمرين الزرد. يحتوي الجدول على أحرف تتوافق مع ترتيب التجميع الموضح في الشكل. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

الملف التكميلي 1: رسم اردوينو مشروح لقياس سرعة المياه. يتم تضمين التعليقات لكل سطر من التعليمات البرمجية بعد الشرطة المائلة للأمام المزدوجة. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

الملف التكميلي 2: ملف Arduino ، بما في ذلك تفاصيل الإعداد. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

في هذه الدراسة ، تم تطوير نظام تمرين مبتكر وفعال من حيث التكلفة مستوحى من مقياس التنفس لنفق السباحة من Loligo Systems²¹ ونظام التدفق²² للفحص الشامل لأداء سباحة الزرد. تم تحديد Umax من خلال زيادة تدفق المياه بشكل منهجي في مراحل منفصلة ، مع زيادات السرعة التي تحدث على فترات قصيرة (20-30 دقيقة) حتى تصل الأسماك إلى الإرهاق ، والذي تميز بثلاثة إرهاق متتالي أو عدم القدرة على التغلب على التيار في نفق السباحة. كانت هذه التحديدات مفيدة في تصميم بروتوكولين للتمرين (MICT و HIIT). على عكس البروتوكولات التي تنطوي على فترات مرحلة طويلة نسبيا (تتراوح من ساعة إلى عدة ساعات) ، تعرف سرعة تدفق المياه عند الإنهاك باسم سرعة السباحة الحرجة (Ucri) ¹². تقع قيم Umax المحسوبة باستخدام نظام التمرين ضمن النطاق الذي لوحظ في دراسات أخرى⁷ ، مما يؤكد فعالية جهاز السباحة النفقي هذا لتقييم الأداء البدني لسمك الزرد. علاوة على ذلك ، يمتلك هذا الجهاز المدمج تنوعا لتغطية مجموعة كاملة من سرعات تدفق المياه ، مما يسهل تخصيص بروتوكولات التدريب التطبيقية.

في تطوير هذا الجهاز ، من الممكن إنشاء بروتوكولات مختلفة للتمرين من خلال التحكم في سرعة تدفق المياه فقط. شكل قياس سرعة تدفق المياه بدقة تحديات عند السرعات المنخفضة ، مما أدى إلى معدل خطأ تقريبي بنسبة 30٪. ومع ذلك ، تحسنت الدقة عند السرعات المتوسطة والعالية ، بالقرب من Umax ، مع قياس سرعة أكثر موثوقية ومعدل خطأ منخفض بنسبة 3٪ -4٪. وبالتالي ، تم تحديد قيود في دقة الجهاز عند السرعات المنخفضة. على الرغم من هذا القيد ، وجدت الدراسة أنه حتى مع اختلاف السرعة بمقدار 0.02 م / ث ، لم يلاحظ أي تأثير كبير على القدرة البدنية لمجموعة SED أثناء التدريب. هذا يشير إلى أن الاختلافات في التدريب منخفض الكثافة قد لا يكون لها تأثيرات كبيرة على القدرة البدنية ، على الأقل في النموذج المقدم في هذه الدراسة. هناك قيد آخر للجهاز المقترح وهو عدم وجود مستشعر للأكسجين ، مما يجعل من المستحيل قياس استهلاك الأكسجين.

أظهرت الدراسات السابقة تفاوتا ملحوظا في سرعة السباحة بين ذكور وإناث الزرد البالغة ، مع الصفات المقترحة بما في ذلك الفروق المورفولوجية ، مثل زيادة محيط الإناث الجاذبة ، والاختلافات الفسيولوجية ، مثل انخفاض إنتاج قوة العضلات في الأسماك الجاذبة^5،23،24. أخضع هذا التحقيق حصريا إناث الزرد لنظام التدريب ، معترفا بأن هذه الإناث خضعت لثلاث دورات تكاثر قبل التدريب وأثناءه وبعده ، قبل قياسات الجسم باستمرار. هذا النهج الاستراتيجي خفف بشكل فعال من الاختلافات الجسدية بين الجنسين. علاوة على ذلك ، كشفت هذه الدراسة عن عدم وجود اختلافات ملحوظة في معايير الجسم بين مجموعات التدريب (الشكل 5) أو عند مقارنة ظروف ما قبل وبعد التدريب لدى الإناث. على الرغم من عدم وجود تحكم في التباين العمري بين الأفراد ، إلا أنه من الموثق جيدا أن أداء السباحة ومتطلبات طاقة الحركة يمكن أن تتقلب بشكل ملحوظ طوال دورة الحياة بسبب الجنين والتكاثر والشيخوخة^25،26،27. على الرغم من الاختلافات العمرية المحتملة داخل كل مجموعة ، تم تجميع جميع بدقة بناء على الحجم ووزن الجسم ومرحلة البالغين الناضجة جنسيا. والجدير بالذكر أنه لم تلاحظ فروق ذات دلالة إحصائية بين المجموعات قبل البدء في نظام التمرين. وبالتالي ، تم افتراض أن التعزيز الملحوظ في سعة السباحة يمكن أن يعزى بثقة فقط إلى بروتوكولات التمرين المستخدمة.

هدفت هذه الدراسة إلى تقييم فعالية نظام التمرين من خلال تنفيذ بروتوكولين متميزين للتمرين. بينما يتضمن MICT نظام تمرين مستمر ومستمر ، يشتمل HIIT على دفعات قصيرة من التمارين القصوى الشدة تليها فترات تعافي قصيرة أقل كثافة. تم تعديل كلا البروتوكولين بدقة لتوفير أحمال تدريب مكافئة طوال فترة التدريب دون التسبب في الإرهاق. خضعت مجموعة SED لنفس اختبار التحمل مرة واحدة في الأسبوع لمدة أربعة أسابيع ، مثل مجموعات التمرين الأخرى ، لكنها أظهرت تحسنا طفيفا في الأداء. يتم التعرف على تدريب التحمل لتعزيز النتاج القلبي ، والحد الأقصى لاستهلاك الأكسجين ، والتكوين الحيوي للميتوكوندريا²⁸ ؛ ومع ذلك ، ثبت أن تكرار التمرين الأسبوعي غير كاف لإحداث تغييرات كبيرة في أداء السباحة. عندما خضع الزرد لتدريب MICT ، لوحظ تحسن ملحوظ في أداء السباحة بعد الأسبوع الثالث من التدريب. ومع ذلك ، لم يكن هناك مزيد من التحسن في الأسبوع التالي. يتضمن MICT الأفراد الذين يتحملون عبء عمل دون الحد الأقصى لفترات طويلة ، مما يستلزم إنتاج طاقة أعلى من المتوسط²². والجدير بالذكر أن مجموعة HIIT أظهرت التحسن الأكثر جوهرية ، مع زيادة كبيرة في الأداء واضحة بعد أسبوعين فقط من التدريب ، استمر حتى الأسبوع الرابع. في حين أنه من الموثق جيدا أن التمارين القصيرة عالية الكثافة تؤدي إلى التكيف مع القدرة على التحمل ، فإن نوع التمرين المحدد المسؤول عن استنباط تحولات العضلات المظهرية لا يزال موضوعا للتحقيق المستمر²⁸.

من الضروري توضيح أنه لا توجد مصالح مالية متنافسة مرتبطة بالبحث المقدم في هذه المخطوطة. لم يتم إنشاء أي شراكات مالية أو انتماءات مع منظمات أو كيانات يمكن أن تؤثر أو تحيزت على نتائج هذا العمل. هذا البيان بمثابة تأكيد على أن عملية البحث كانت مباشرة وصادقة ، مع عدم وجود تعارضات مالية تؤثر على النتائج. إن الدافع وراء عرض هذا العمل هو شغف حقيقي بالموضوع ، مدفوعا فقط بحب الأوساط الأكاديمية والسعي وراء المعرفة العلمية.

ونعرب عن امتناننا للدكتور عمر ميرتنز لتوفيره بسخاء الوصول إلى المختبر لصيانة الأسماك وإجراء الاختبارات. علاوة على ذلك ، يتم تقديم شكر وتقدير إلى FAPESP و CNPq و CAPES لمنح زمالات لدعم هذا البحث.