Ein schwimminduziertes Zebrafisch-Übungsgerät für vielseitige Trainingsansätze

Zusammenfassung

Das Übungsgerät, das für weniger glückliche Fische entwickelt wurde, erleichtert die Umsetzung verschiedener Übungsprotokolle mit unterschiedlichen Intensitäten, indem es die Wasserströmungsgeschwindigkeit manipuliert, die durch Rheotaxis erreicht werden kann.

Zusammenfassung

Um die Auswirkungen von Bewegung auf Gesundheit und Krankheit umfassend zu untersuchen, spielen Tiermodelle eine zentrale Rolle. Der Zebrafisch, ein weit verbreiteter Modellorganismus für Wirbeltiere, bietet eine einzigartige Plattform für solche Studien. Diese Studie führte zur Entwicklung eines kostengünstigen Geräts, das auf Zebrafisch-Übungsstudien zugeschnitten ist und leicht verfügbare Materialien verwendet. Das Gerät basiert auf den Prinzipien eines Schwimmtunnels und umfasst ein Netzwerk von Rohren und Ventilen, die mit einer Tauchpumpe verbunden sind. Der Wasserfluss wird durch einen Sensor akribisch überwacht und über Ventile geregelt. Um die Wirksamkeit des Geräts zu beurteilen, wurden zwei Trainingsprotokolle implementiert: kontinuierliches Training mit mittlerer Intensität (MICT) und hochintensives Intervalltraining (HIIT). Die Fische wurden kollektiv trainiert und ihre Schwimmleistung durch einen Härtetest bewertet. Beide Trainingsprotokolle führten zu einer Verbesserung der Schwimmleistung nach 30 Tagen Training und induzierten Veränderungen in der molekularen Reaktion auf Bewegung im Vergleich zu einer sitzenden Kontrollgruppe. Bemerkenswert ist, dass HIIT eine überlegene Effizienz gegenüber MICT zeigte. Das Zebrafisch-Trainingssystem erwies sich als wertvolles Werkzeug für Untersuchungen in der Bewegungsphysiologie und fördert den Nutzen des Zebrafischmodells in diesem Bereich weiter.

Einleitung

Körperliche Bewegung umfasst alle körperlichen Bewegungen, die von der Skelettmuskulatur ausgeführt werden und zu einem erhöhten Energieverbrauch führen, wobei Bewegung eine strukturierte und sich wiederholende Untergruppe körperlicher Aktivitäten ist¹. Bewegung, eine multifaktorielle und kostengünstige Aktivität, die den gesamten Körper einbezieht, bringt zahlreiche gesundheitliche Vorteile mit sich, wie z. B. die Vorbeugung des metabolischen Syndroms und der Sarkopenie². Folglich ist das Gebiet der Bewegungsphysiologie von großem Interesse, da es zu klären versucht, wie sich der Körper....

Protokoll

Die Verfahren wurden zuvor von der Ethikkommission für die Verwendung von Tieren der Bundesuniversität von São Paulo (CEUA/UNIFESP Nr. 9206260521) genehmigt. In dieser Studie wurde nur ein adultes Weibchen des Wildtyps Danio rerio im Alter von 6 Monaten und einem Gewicht von 2,5-3 g eingesetzt. Die für die Studie benötigten Geräte und Reagenzien sind in der Materialtabelle aufgeführt.

1. Maßgeschneidertes Zebrafisch-Übungsgerät

HINWEIS: Das Trainingsgerät wurde speziell angefertigt. Weitere Informationen finden Sie in ....

Ergebnisse

Das Trainingsgerät zeigte eine bemerkenswerte Effizienz bei der Regulierung der Strömungsgeschwindigkeit. Um die Schwimmgeschwindigkeit schrittweise zu erhöhen, wurde der Wasserfluss für alle Gruppen wöchentlich erhöht, mit Ausnahme der SED-Gruppe, die bei einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit von 0,06 m/s gehalten wurde. Bemerkenswert ist, dass die Vorrichtung ein bemerkenswertes Maß an Präzision ermöglichte und eine Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit von bis zu 0,0.......

Diskussion

In dieser Studie wurde ein innovatives, kostengünstiges Übungssystem entwickelt, das in Anlehnung an das Schwimmtunnel-Respirometer von Loligo Systems²¹ und das Rinnensystem²² zur umfassenden Untersuchung der Schwimmleistung von Zebrafischen dient. Der Umax wurde durch systematische Erhöhung des Wasserflusses in diskreten Stufen bestimmt, wobei die Geschwindigkeitsschritte in kurzen Intervallen (20-30 min) erfolgten, bis der Fisch die Er.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
CPVC Female 90-Degree Elbow for Plumbing	Tigre	22150260	3/4-inch
24AWG Wire	Sky Cablo Store		Connection between components in the Perforated Circuit Board (1m)
Acrylic pipe	The Clear Plastic Shop	41138408	3/4-inch
Aquarium Submersible Fish Tank	Aqua Tank		300w
CPVC Pipe	Tigre	10121787	3/4-inch
Female Threaded Gate Water Valve	Tigre	27950310	3/4-inch
Female Threaded Globe Water Valve	Tigre	27940510	3/4-inch
hrough-hole resistor	BXV		10 kΩ, 0.25W t
Lab Support Stand With Clamp with 30 inch rod	Masiye Labs	RSC0001	Support the horizontal pipes
LCD screen	Eichip		16 x 2, model JHD162A
Male x Male Dupont Jumpers	Chyan		Connection between arduino and flow sensor (30 cm)
Perforated Circuit Board single sided	KY WIN ROBOT		5 x 10 cm
Potentiometer	LUSYA	DL-ALPSA01	10kΩ
Roll of Water Blocking Tape	One World	5603131000	To avoid leaks
Silicone hose	Tigre	14211250	2 cm inner
Solder Station	QHTITEC	EU/US PLUG	Arduine system welding
Solder Wire Spool	BEEYIHF	I001-A001-Set	Arduine system welding
Threaded Male Socket and Unthreaded Female Socket CPVC Pipe Fitting	TIgre	35447849	3/4-inch
Tricaine (MS-222)	Sigma-Aldrich	E10521	Anesthetic
UNO-R3 board UNO R3 CH340G+MEGA328P Chip 16Mhz	FSXSEMI		For Arduino UNO R3 Development board
Unthreaded CPVC Tee Pipe Fitting, Female	Tigre	22200267	3/4-inch
Unthreaded Female CPVC Socket Pipe Fitting	Tigre	22170260	3/4-inch
Water Flow Sensor  model YF-B5	Siqma Robotics	SQ8659	1-25 L/min
Water Pump	Sunsun		Model HJ-2041, 3000L/h, 65W
Water reservoir	Custom		30 L