DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-86679-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39833241
تاريخ النشر: 2025-01-20
المؤلف: Kanokpan Sanigavatee وآخرون
الموضوع الرئيسي: البحث الطبي البيطري في الخيول
نظرة عامة
الدراسة التي أجراها هوانغساكري وآخرون تحقق في تأثيرات التمارين المنظمة على الاستجابات اللاإرادية للخيول المسنّة، وهي فئة غالبًا ما تظهر انخفاضًا في الوظيفة اللاإرادية. على مدار فترة 12 أسبوعًا، تم توزيع 27 حصانًا مسنًا على واحدة من ثلاث مجموعات: غير نشطة (SEL)، أنشطة غير منظمة (RAT)، ونظام تمارين منظم (SER). كشفت النتائج أن مجموعة SER شهدت انخفاضات ملحوظة في الحد الأدنى ومتوسط معدلات ضربات القلب من الأسبوع 10 إلى 12، بالإضافة إلى زيادة في تباين معدل ضربات القلب مقارنةً بكل من مجموعتي RAT وSEL (p < 0.05-0.0001). بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الفترات بين الضربات تقلبات ملحوظة في مجموعة RAT، بينما ظلت دون تغيير في مجموعة SEL. تؤكد الاستنتاجات المستخلصة من هذا البحث أن التمارين المنظمة لا تعزز اللياقة البدنية فحسب، بل تحسن أيضًا التنظيم اللاإرادي في الخيول المسنّة، مما يتناقض مع التأثيرات السلبية المحتملة للأنشطة غير المنظمة. تؤكد هذه النتائج على أهمية تنفيذ استراتيجيات فعالة لإدارة الصحة للخيول المتقاعدة لتعزيز رفاهيتها والحفاظ على قيمتها الاقتصادية. يدعو المؤلفون إلى مزيد من البحث للتحقيق في التكيفات العضلية والوظائف الإنزيمية المرتبطة بالتمارين المنظمة في هذه الفئة، مما يبرز الحاجة إلى ممارسات إدارة مخصصة لدعم رفاهية الخيول المسنّة.
مقدمة
في الدراسة، تم تحديد تفاعلات مهمة بين المجموعة والزمن في مقاييس معدل ضربات القلب (HR) وتباين معدل ضربات القلب (HRV)، بما في ذلك الحد الأدنى من HR (p = 0.0284)، ومتوسط HR (p = 0.0115)، ومتوسط فترات RR (p = 0.0054). من الجدير بالذكر أنه بينما ظل الحد الأدنى ومتوسط HR مستقرين في خيول SEL وRAT، أظهرت خيول SER انخفاضًا ملحوظًا في كلا المقياسين عند 12 أسبوعًا مقارنةً بالخط الأساسي (p < 0.05). بالإضافة إلى ذلك، انخفضت متوسط فترات RR في خيول RAT عند 8 و10 أسابيع ولكنها زادت في خيول SER خلال نفس الفترة. كانت مؤشرات HRV المختلفة، مثل SDNN وRMSSD وpNN50، أعلى باستمرار في خيول SER مقارنةً بخيول RAT عبر نقاط زمنية متعددة، مما يشير إلى ملف لاإرادي مميز في خيول SER. في تحليل مجال التردد، لم تُلاحظ تأثيرات كبيرة لمساهمات النطاقات عالية التردد (HF) ومنخفضة التردد (LF)، ونسبة LF/HF، أو معدل التنفس (RESP) عبر المجموعات. ومع ذلك، تأثرت تعديل الطاقة الكلية بشكل كبير بتأثير المجموعة المستقلة (p = 0.0210)، حيث أظهرت خيول SER طاقة كلية أعلى من خيول RAT عند الخط الأساسي وعند 10 أسابيع (p < 0.01) وأيضًا أعلى من خيول SEL عند 10 أسابيع (p < 0.05). تشير هذه النتائج إلى أنه بينما تكون بعض مقاييس HR وHRV حساسة للاختلافات بين المجموعات على مر الزمن، تظل مقاييس مجال التردد مستقرة نسبيًا عبر المجموعات المدروسة.
طرق البحث
استخدمت الدراسة طرق غير خطية لتقييم تأثيرات أنظمة التمارين المختلفة على مقاييس تباين معدل ضربات القلب، تحديدًا SD1 وSD2، في ثلاث مجموعات من الخيول المسنّة على مدار فترة 12 أسبوعًا. كشفت التحليلات الإحصائية عن تعديلات كبيرة في SD1 (p = 0.0050; F(2, 22) = 6.816) وSD2 (p = 0.0064; F(2, 22) = 6.411). من الجدير بالذكر أن SD1 كانت أعلى باستمرار في خيول نظام التمارين المنظمة (SER) مقارنةً بمجموعة نمط الحياة غير النشطة (SEL) ومجموعة النشاط المنخفض (RAT) في نقاط زمنية مختلفة، خاصة عند الخط الأساسي وعند الأسبوع 10 (p < 0.05-0.001). بالمثل، أظهرت SD2 مستويات مرتفعة في خيول SER مقارنةً بخيول RAT عند الأسابيع 6 و8 و10، وإلى خيول SEL عند الأسبوع 2 (p < 0.05-0.001). ظلت نسبة SD2/SD1 دون تغيير طوال الدراسة. تم تنفيذ البروتوكول التجريبي في نادي محبي الخيول في باتوم ثاني، تايلاند، تحت ظروف بيئية خاضعة للرقابة. تم إنشاء ثلاث مجموعات من الخيول المسنّة: حافظت خيول SEL على نمط حياة غير نشط، وانخرطت خيول RAT في أنشطة بدنية غير منظمة، وتبعت خيول SER نظام تمارين منظم. كانت كل مجموعة تتكون من مزيج من الفحول والمهور، مع أعمار متوسطة تتراوح بين 20 إلى 23.4 سنة وأوزان تتراوح بين 373.0 كجم و391.5 كجم. قامت مجموعة SER بأداء تمارين lunging منظمة كل يومين، بينما كانت المجموعات الأخرى لديها مستويات متفاوتة من النشاط، مما يضمن تقييمًا شاملاً لتأثير التمارين على تباين معدل ضربات القلب في الخيول المسنّة.
النتائج
أشارت النتائج إلى عدم وجود اختلافات كبيرة في متوسط العمر أو الوزن بين مجموعات الخيول المدروسة. على وجه التحديد، كانت الأعمار المتوسطة 23.4 ± 4.3 سنة لمجموعة SEL، 20.0 ± 4.8 سنة لمجموعة RAT، و20.8 ± 3.9 سنة لمجموعة SER، مع قيمة p تبلغ 0.2518. بالمثل، كانت الأوزان المتوسطة 391.5 ± 77.1 كجم لـ SEL، 373.0 ± 99.6 كجم لـ RAT، و376.6 ± 41.3 كجم لـ SER، مما أسفر عن قيمة p تبلغ 0.9271.
تم تقييم التنظيم اللاإرادي للخيول باستخدام ثلاث طرق تحليل متميزة، على الرغم من عدم تفصيل النتائج المحددة من هذه التحليلات في هذا القسم. قد يوفر الاستكشاف الإضافي لهذه الطرق رؤى حول الاختلافات أو التشابهات الفسيولوجية بين المجموعات.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في الدراسة الضوء على تأثيرات التمارين المنظمة على الجهاز العصبي اللاإرادي واستجابات معدل ضربات القلب (HR) في الخيول المسنّة. تشمل النتائج المهمة انخفاضًا في الحد الأدنى ومتوسط HR، جنبًا إلى جنب مع زيادة في فترات RR، تحديدًا في الخيول التي تخضع لنظام تمارين منظمة (SER). كانت مقاييس تباين معدل ضربات القلب (HRV) المختلفة، مثل SDNN وRMSSD والطاقة الكلية، أعلى بشكل ملحوظ في خيول SER مقارنةً بتلك التي انخرطت في أنشطة غير منظمة (RAT) وأنماط حياة غير نشطة (SEL). كان مؤشر الجهاز العصبي الودي (SNS) أقل في خيول SER، مما يشير إلى تحسين التنظيم اللاإرادي وانخفاض مستويات التوتر مقارنةً بخيول RAT وSEL.
تشير الدراسة إلى أن التمارين المنظمة تؤدي إلى تحسين اللياقة البدنية والوظيفة اللاإرادية في الخيول المسنّة، كما يتضح من انخفاض HR أثناء الراحة وارتفاع مقاييس HRV. على العكس، أظهرت الخيول المشاركة في أنشطة غير منظمة انخفاضًا في HRV ومستويات توتر أعلى محتملة، على الأرجح بسبب عدم الراحة والقلق المرتبطين بالفرسان المبتدئين. تؤكد هذه النتائج على أهمية التدريب المنظم للحفاظ على صحة ورفاهية الخيول المسنّة، بينما تبرز أيضًا الحاجة إلى مزيد من البحث في التأثيرات طويلة الأمد لمثل هذه الأنظمة التمرينية على التكيفات العضلية والصحة العامة في هذه الفئة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-86679-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39833241
Publication Date: 2025-01-20
Author(s): Kanokpan Sanigavatee et al.
Primary Topic: Veterinary Equine Medical Research
Overview
The study conducted by Huangsaksri et al. investigates the effects of structured exercise on the autonomic responses of geriatric horses, a demographic often exhibiting diminished autonomic function. Over a 12-week period, 27 geriatric horses were assigned to one of three groups: sedentary (SEL), unstructured activities (RAT), and a structured exercise regimen (SER). The findings revealed that the SER group experienced significant reductions in minimum and average heart rates from weeks 10 to 12, alongside increased heart rate variability compared to both the RAT and SEL groups (p < 0.05-0.0001). Additionally, beat-to-beat intervals showed notable fluctuations in the RAT group, while remaining unchanged in the SEL group. The conclusion drawn from this research emphasizes that structured exercise not only enhances physical fitness but also improves autonomic regulation in geriatric horses, contrasting with the potentially adverse effects of unstructured activities. These results underscore the importance of implementing effective health management strategies for retired horses to promote their well-being and maintain their economic value. The authors advocate for further research to investigate the muscular adaptations and enzymatic functions associated with structured exercise in this population, highlighting the need for tailored management practices to support the welfare of geriatric horses.
Introduction
In the study, significant group-by-time interactions were identified in various heart rate (HR) and heart rate variability (HRV) metrics, including minimum HR (p = 0.0284), mean HR (p = 0.0115), and mean RR intervals (p = 0.0054). Notably, while minimum and mean HR remained stable in SEL and RAT horses, SER horses exhibited a significant decrease in both metrics at 12 weeks compared to baseline (p < 0.05). Additionally, mean RR intervals decreased in RAT horses at 8 and 10 weeks but increased in SER horses during the same period. Various HRV indices, such as SDNN, RMSSD, and pNN50, were consistently higher in SER horses compared to RAT horses across multiple time points, indicating a distinct autonomic profile in SER horses. In the frequency domain analysis, no significant effects were observed for the contributions of high-frequency (HF) and low-frequency (LF) bands, LF/HF ratio, or respiratory rate (RESP) across groups. However, total power modulation was significantly influenced by the independent group effect (p = 0.0210), with SER horses showing higher total power than RAT horses at baseline and 10 weeks (p < 0.01) and also higher than SEL horses at 10 weeks (p < 0.05). These findings suggest that while certain HR and HRV metrics are sensitive to group differences over time, frequency domain measures remain relatively stable across the studied groups.
Methods
The study employed nonlinear methods to assess the effects of different exercise regimens on heart rate variability metrics, specifically SD1 and SD2, in three groups of geriatric horses over a 12-week period. Statistical analysis revealed significant modifications in SD1 (p = 0.0050; F(2, 22) = 6.816) and SD2 (p = 0.0064; F(2, 22) = 6.411). Notably, SD1 was consistently higher in sedentary exercise regimen (SER) horses compared to the sedentary lifestyle (SEL) and reduced activity (RAT) groups at various time points, particularly at baseline and week 10 (p < 0.05-0.001). Similarly, SD2 showed elevated levels in SER horses relative to RAT horses at weeks 6, 8, and 10, and to SEL horses at week 2 (p < 0.05-0.001). The SD2/SD1 ratio remained unchanged throughout the study. The experimental protocol was conducted at the Horse Lover's Club in Pathum Thani, Thailand, under controlled environmental conditions. Three groups of geriatric horses were established: SEL horses maintained a sedentary lifestyle, RAT horses engaged in unstructured physical activities, and SER horses followed a structured exercise regimen. Each group consisted of a mix of geldings and mares, with average ages ranging from 20 to 23.4 years and weights between 373.0 kg and 391.5 kg. The SER group performed structured lunging exercises every other day, while the other groups had varying levels of activity, ensuring a comprehensive evaluation of the impact of exercise on heart rate variability in geriatric horses.
Results
The results indicated no significant differences in average age or weight among the groups of horses studied. Specifically, the average ages were 23.4 ± 4.3 years for the SEL group, 20.0 ± 4.8 years for the RAT group, and 20.8 ± 3.9 years for the SER group, with a p-value of 0.2518. Similarly, the average weights were 391.5 ± 77.1 kg for SEL, 373.0 ± 99.6 kg for RAT, and 376.6 ± 41.3 kg for SER, yielding a p-value of 0.9271.
The autonomic regulation of the horses was assessed using three distinct analysis methods, although specific findings from these analyses were not detailed in this section. Further exploration of these methods may provide insights into the physiological differences or similarities among the groups.
Discussion
The discussion section of the study highlights the effects of structured exercise on the autonomic nervous system and heart rate (HR) responses in geriatric horses. Significant findings include a decrease in minimum and mean HR, alongside increased RR intervals, specifically in horses undergoing a structured exercise regimen (SER). Various heart rate variability (HRV) metrics, such as SDNN, RMSSD, and total power, were notably higher in SER horses compared to those engaged in unstructured activities (RAT) and sedentary lifestyles (SEL). The sympathetic nervous system (SNS) index was lower in SER horses, indicating enhanced autonomic regulation and reduced stress levels compared to RAT and SEL horses.
The study suggests that structured exercise leads to improved physical fitness and autonomic function in aged horses, as evidenced by lower resting HR and higher HRV metrics. Conversely, horses involved in unstructured activities exhibited lower HRV and potentially higher stress levels, likely due to discomfort and anxiety associated with novice riders. These findings underscore the importance of structured training for maintaining the health and wellbeing of geriatric horses, while also highlighting the need for further research into the long-term effects of such exercise regimens on muscular adaptations and overall health in this population.