Courte séance haute intensité Interval Training et évaluation de tapis de course chez les souris âgées

Résumé

Courte séance (≤ 10 min) de haute formation intervalle d’intensité (HIIT) émerge comme une alternative aux modalités d’exercice plus longtemps, mais les variantes plus courtes sont rarement modélisés dans les études animales. Ici, nous décrivons une 10 min, 3 jours par semaine, protocole HIIT tapis de course en montée qui améliore les performances physiques chez les mâles et femelles âgés de souris.

Résumé

Entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) s’impose comme une approche thérapeutique pour prévenir, retarder ou améliorer la fragilité. En particulier courte séance HIIT, avec des régimes qu'inférieures ou égales à 10 min est d’un intérêt particulier, car plusieurs études sur les humains sont dotés de routines aussi courtes que quelques minutes une ou deux fois par semaine. Cependant, il y a peu d’études sur l’animal qui modélisent les impacts de la courte séance HIIT. Nous décrivons ici une méthodologie pour un régime de HIIT individuellement adaptée et progressive courte séance de 10 min donné 3 jours par semaine pour les âgés de souris à l’aide d’un tapis roulant incliné. Notre méthodologie comprend également des protocoles d’évaluation de tapis roulant. Souris sont initialement acclimatés au tapis roulant et ensuite donnés base plate et évaluations de tapis de course en montée. Séances d’exercice commencent par un échauffement de 3 min, puis trois intervalles de 1 min à un rapide rythme, suivi de 1 min à une récupération active de l’APCE. Suite à ces intervalles, les souris sont donnés un segment final qui commence à la rapide allure et accélère pendant 1 min. Le protocole HIIT est adapté individuellement, car la vitesse et l’intensité pour chaque souris sont déterminées en fonction des scores de l’évaluation initiale anaérobie. Par ailleurs, nous détaillons les conditions pour augmenter ou diminuer l’intensité pour chaque souris selon la performance. Enfin, l’intensité est augmentée pour toutes les souris toutes les deux semaines. Nous avons signalé précédemment dans ce protocole amélioré la performance physique chez les souris mâles âgés et ici voir la dans qu'elle augmente aussi la performance des tapis roulant de souris femelles. Les avantages de notre protocole incluent temps d’administration faible (environ 15 min par 6 souris, 3 jours par semaine), stratégie d’individualisation pour les souris au meilleur modèle prescrit l’exercice et une conception modulaire permettant l’ajout ou la suppression du nombre et longueur des intervalles de titrer les avantages de l’exercice.

Introduction

L’exercice régulier est efficace pour prévenir ou de retarder des nombreuses maladies liées à l’âge comme la sarcopénie et fragilité^1,2,3,4. Toutefois, moins de 15 % de ces recommandations répondent 65 ans et plues de 150 min une semaine d’intensité modérée exercer plus de force
formation de^5,6. Alors que le manque de temps et de longues séances sont des obstacles communs à exercer, entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) se dégage comme une alternative aux traitements traditionnels. HIIT comporte plusieurs courtes rafales d’intense activité qui sont entrecoupées de courtes périodes de récupération active, et on a intérêt à identifier les schémas thérapeutiques plus courts qui donnent toujours des résultats bénéfiques. Ces études comprennent 3 jour un schémas de semaine mettant en vedette fois total session de 4 min⁷, 2-3 min⁸, 1,5 min⁹, un seul min¹⁰et même 40 s¹¹.

De même, on constate un intérêt substantiel dans les modèles animaux de HIIT. La majorité des études utilisées souris^{12,13,14,15,16,17,18,19,20,} rats ou ^{21 22,23,24,25} et ont été réalisées à l’aide d’un tapis roulant, bien que quelques autres utilisent natation protocoles^{26,27 , 28}. une majorité de ces études utilisent VO₂max de régler l’intensité initiale de l’exercice^{13,14,19,21,24}. En outre, bien qu’un avantage souvent décrit de HIIT est ayant des schémas thérapeutiques plus courts, presque tous ces identifié schémas de fonction études ce dernier 30 min ou plus^{11,12,13,14 ,15,18,19,21}, à l’exception de l’un avec un peu plus long que 10 min régime²⁰et l’autre avec 19 min à travers trois différents intensités¹⁶. À notre connaissance, il n’y a aucune étude animale déclarés qui examine une 10 min ou moins régime HIIT, ou adapter le schéma thérapeutique pour chaque animal, à l’exception de notre étude publiée¹⁷ qui sert de base pour ce protocole.

Nous décrivons ici un protocole pour HIIT chez les souris âgées conçus pour modèle individualisé, variantes de session courte (10 min) récemment utilisés dans les études chez l’homme,^7,8,9,10,11. La méthode comprend un régime de 10 min sur un tapis incliné (25°) avec un échauffement de 3 min et quatre intervalles de 1 min à haute intensité, entrecoupées de trois segments de récupération active de 1 min. Les avantages du protocole comprennent une plus grande pertinence clinique puisqu’il dispose de stratégies pour adapter l’intensité à chaque animal, le réglage des intensités qui ne dépendent pas de VO₂max, évitant ainsi la nécessité pour les tapis roulants métaboliques et modulaire conception selon laquelle le nombre d’intervalles et timings est facilement réglable. En outre, au sein de ce protocole nous fournissent des instructions pour deux stratégies pour évaluation de tapis roulant, incluent l’intervalle plat continu et en montée, pour examiner l’endurance. En utilisant ces méthodes, nous prolongeons nos conclusions précédentes cette courte séance que HIIT a augmenté la capacité fonctionnelle dans des souris mâles âgés de¹⁷et maintenant démontrer HIIT augmente rendement de tapis de course chez les souris femelles âgées.

Protocole

Toutes les études et les protocoles expérimentaux ont été approuvées par et conformément aux directives de l’Université de Buffalo et VA Western New York Animal Care et comités de l’utilisation.

1. expérimenter le programme d’installation et conseils généraux

Remarque : Un total de vingt-quatre des souris femelles sur un fond de C57BL/6J ont été utilisés dans le présent protocole, à partir de 23 mois d’âge. Les souris fait une mutation conditionnelle du^{loxp-exon4-loxp} SIRT²⁹, cependant, cela n’a pas induit dans cette expérience.

1. S’assurer que les souris reçoivent les identificateurs permanents tels que les marques auriculaires, les puces RFID, ou tatouages de queue.
   Remarque : Il est recommandé d’utiliser également les marques temporaires (par exemple, un marqueur indélébile pour marquer les queues) pour une identification rapide pendant les périodes d’évaluation.
2. Nettoyer le tapis de course avec 0,25 à 0,5 % eau de Javel (v/v) ou éthanol à 70 % (v/v) à la fin de la journée ou pour enlever les matières fécales ou l’urine entre les essais expérimentaux. Solutions sèches complètement avant d’initier un nouveau procès.
   Remarque : L’éthanol peut augmenter l’usure de la courroie du tapis roulant. Il est recommandé que le tapis roulant nettoyer entre chaque exécution si vous travaillez avec des souris mâles logés en groupe afin de minimiser les combats de cage. Il est recommandé pour la réalisation d’évaluations de tapis roulant à la même heure à chaque instant dans les études longitudinales^30,31,32, et si d’autres évaluations sont en cours, l’ordre reste le même. L’enquêteur exécutant l’expérience devrait être aussi aveugle aux appellations groupe des souris.

2. s’acclimater chez les souris tapis roulant appareil

Remarque : Initier l’acclimatation des souris 1 mois avant les expériences de base.

1. Mettre en place le programme de formation initiale à l’aide du logiciel de tapis roulant (v3.4.7) en mode manuel (Figure 1 et tableau 1).
   1. Ouvrez le logiciel de tapis roulant. Ensuite, cliquez sur le fichier et ouvrez l’expérience.
   2. Entrez les valeurs indiquées dans le tableau 1 dans l’onglet manuel (Figure 1) en vertu de l’acclimatation.
   3. Entrez le numéro de session en tant que 1, le nombre de canaux actifs sous 1 à 6 selon le nombre de souris, le nombre de visites à la grille dans le 10 et le nombre de chocs que 20.
      Remarque : Intensité de choc pour cette course initiale est définie au niveau 1 (0,46 mA).
2. Régler l’inclinaison du tapis de course 0 ° (à plat).
3. Maintenez la souris par la queue lorsque vous placez dans le tapis roulant et placez la souris directement sur la courroie pour eviter de mettre la souris sur la grille de choc.
4. Utiliser une brosse ou un abaisse-langue pour garder la souris loin de la grille de choc lors de formation ou évaluation commence. Déplacer la souris pour commencer à courir pour éviter les chocs imprévus.
5. Après chaque souris sont donné le programme de formation initiale, répétez le programme comme ci-dessus avec l’intensité du choc a augmenté au niveau 2 (0,59 mA) avec au moins 15 min entre les formations.
6. Un ou deux jours après le programme de formation initiale administrer l’acclimatation de tapis de course en montée.
   1. Ouvrez le logiciel de tapis roulant. Cliquez ensuite sur le fichier, puis ouvrez l’expérience.
   2. Entrer les valeurs sur l’onglet standard comme indiqué dans le tableau 2 en vertu de l’acclimatation.
   3. Dans Détection de choc, Entrez le numéro de session en tant que 1, le nombre de canaux actifs sous 1 à 6 selon le nombre de souris, le nombre de visites à la grille dans le 10 et le nombre de chocs que 20.
   4. Cliquez sur l’onglet Profil Mode (Figure 2) et pour l’étape 1, entrez une vitesse de départ de 0 m/min et une vitesse de 5 m/min avec une durée de 5 s.
      1. Ajouter un échauffement de l’étape 2 avec une vitesse de démarrage de 5 m/min vitesse fin de 5 m/min pendant 30 secondes. Ajouter une étape de transition qui commence à 5 m/min et une vitesse de 6 m/min pendant 5 s.
      2. Ajouter une étape de vitesse de test qui commence à 6 m/min et se termine à 6 m/min pendant 20 s. ajouter une étape de transition qui commence à 6 m/min et se termine à 5 m/min.
      3. Ajouter un intervalle de récupération qui commence à 5 m/min et se termine à 5 m/min pendant 20 s (Figure 2).
   5. Répétez l’étape 2.6.4 pour ajouter des étapes de test vitesse comme il est indiqué dans le tableau 2 en vertu de l’acclimatation.
7. Deux semaines avant les évaluations de base, continuer l’acclimatation en fournissant deux évaluations de la capacité aérobie plat tapis roulant tel que décrit à l’article 3, compte tenu sur deux jours consécutifs.
8. Un ou deux jours après le deuxième entraînement en endurance, fournir deux évaluations de capacité anaérobie en montée de tapis roulant tel que décrit à l’article 4, étant donné le même jour avec un minimum de 30 min entre les formations.

3. tapis roulant plat continu évaluation

1. Créer un programme de tapis roulant comme indiqué au point 2.1, en utilisant les valeurs indiquées dans le tableau 1 en cours d’évaluation. Sous Détection de choc, définissez le nombre de session en tant que 1, le nombre de canaux actifs sous 1 à 6 selon le nombre de souris, le nombre de visites à la grille dans le 10 et le nombre de chocs que 20.
2. Surveiller les souris pendant tout le procès et retirer les souris de l’instrument qui atteignent les critères du point de terminaison.
   Remarque : Cette étape est d’éviter les souris toucher par inadvertance la grille de chocs des voisins souris et affectant les données. Les paramètres incluent la durée totale sur la ceinture, la distance parcourue et les chocs ratio visites. Il est recommandé d’effectuer deux évaluations à chaque moment, séparés par au moins un jour entre les évaluations.

4. montée intervalle tapis roulant évaluation

1. Créer un programme de tapis roulant comme indiqué au point 2.6, en utilisant les valeurs indiquées dans le tableau 2 en cours d’évaluation. Sous Détection de choc, définissez le nombre de session en tant que 1, le nombre de canaux actifs sous 1 à 6 selon le nombre de souris, le nombre de visites à la grille dans le 5 et le nombre de chocs que 10.
2. Définissez le champ intervalle dans le programme de tapis roulant à 0,5.
   Remarque : Cela permet des points de données à collecter toutes les secondes au lieu de chaque minute, ce qui aide à identifier la vitesse au point de terminaison pour chaque souris. Le programme s’arrêtera automatiquement après l’étape de 50 m/min en raison des limitations du logiciel. Les paramètres incluent le temps sur la ceinture, la distance parcourue et la vitesse d’essai de la dernière étape menée avant le point de terminaison. Ce dernier est utilisé pour déterminer l’intensité de la ligne de base pour le régime de HIIT décrit à l’étape 5. Il est recommandé d’effectuer deux évaluations par point dans le temps, séparés par au moins 30 min.

5. courte séance haute intensité Interval Training

1. Mettre le tapis de course en montée (25°) et enlever le couvercle en plastique.
2. Déterminer l’intensité pour chaque souris. Utiliser la vitesse de la dernière étape terminée avec succès (étape 4.5) et trouver le groupe de l’intensité et correspondant Base, Sprintet Dash vitesses à l’aide du tableau 3.
3. Ouvrez le logiciel de tapis roulant et cliquez sur fichier pour créer un nouveau programme.
   1. Cliquez sur l’onglet Profil Mode et pour l’étape 1, saisir une vitesse de départ de 0 m/min et une vitesse de fin comme indiqué au titre de la vitesse de Base , comme indiqué dans le tableau 3 avec une période de 5 s.
   2. Ajouter un échauffement de l’étape 2 avec une vitesse de démarrage à la vitesse de Base et de la vitesse à la vitesse de Base pour 180 s.
   3. Entrée 3 intervalles chaque 1) une étape de transition qui va de la Base au Sprint pour 5 s, 2) une étape au Sprint vitesse pendant 60 s, 3) une étape de transition qui va de « sprint » à Base de plus de 5 s et 4) une étape pour un intervalle de récupération à < C15 > Base vitesse pendant 60 s.
   4. Ajouter une étape de transition qui va de la Base au Sprint de vitesse supérieure à 5 s et une dernière étape qui va de Sprint au tableau de bord vitesse plus de 60 s.
      Remarque : Des programmes peuvent être enregistrés, modifiées et rechargés.
4. Exécuter un exercice de trois jours par semaine avec au moins un jour de repos entre les sessions (lundi, mercredi, vendredi).
5. Programmes d’exercices de réécriture pour augmenter la Base, Sprintet Dash vitesse 1 m/min toutes les deux semaines.
   Remarque : Aucune application de décharges électriques ne sont données au cours de l’exercice.
6. Motiver les souris à exécuter à l’aide d’un pinceau de maquillage (recommandé) ou un abaisse-langue légèrement motiver les souris qui tombent près d’ou sur la grille de choc. Si une souris ne répond pas réessayer en 5 s, puis 10 s et puis réessayer toutes les 30 s ou durant un intervalle de récupération jusqu'à la fin de la session.
   Remarque : souris, supprimez de l’étude qui ne fonctionnent pas sur le tapis roulant à n’importe quel intensité ou sont incapables de remplir les trois premiers intervalles à l’intensité définie pour le groupe d’intensité plus faible (tableau 3)
7. Déplacez la souris qui ne peut pas être motivés pour compléter les trois premiers intervalles en deux séances d’exercice consécutif pour abaisser des groupes d’intensité (tableau 3).
8. Déplacez la souris qui ne nécessitent pas de motivation à deux séances d’exercice consécutif à des groupes d’intensité plus élevés (tableau 3).
9. Prendre les souris témoins sédentaires en place de cages à côté du tapis de course en cours d’exécution. Par ailleurs, les contrôles sédentaires peuvent être placés dans les ruelles d’un tapis de course immobile pendant 10 min.

Résultats

Un total de vingt-cinq souris femelles ont été élevés et âgés dans la maison. Les souris de fond C57BL/6J porté un SIRT1^{loxp-exon4-loxp} mutation²⁹; Toutefois, ce masquage conditionnel n’est pas induite et par conséquent toutes les souris exposées pleine longueur Sirtuin1 (données non présentées). À l’âge de 24 mois, les souris ont été évalués pour tapis de course endurance et la capacité de sprint en montée avant et après l’adm...

Discussion

Avantages de courtes sessions sont un aspect essentiel de la formation d’intervalle de haute intensité qui capture scientifique et l’intérêt public. Toutefois, les études chez l’animal examine rarement schémas HIIT qui sont 10 min ou moins. Nous décrivons ici un protocole pour un 10 min courte séance HIIT tapis de course en montée régime d’exercice qui amélioré performance de tapis de course chez les souris femelles âgées et dont nous avons déjà montré pour augmenter les performances physiques dan...

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
Exer-3/6 Open Treadmill w/ Shock, Detection, auto-calibration and PC Interface/Software	Columbus Instruments	1055-SDRM	The Columbus Instruments 3/6 treadmill allow up to 6 mice or 3 rats simultaneously. The device comes with controllers to allow manual control of treadmill belt speed and shock intensity, or connections to a computer and software to run and control these elements.
Bleach	Varies	Varies	0.25-0.5% Bleach solution (V/V) is used to clean the treadmill belt between sessions
Ethanol	Varies	Varies	70% ethanol solution (V/V) can alternatively be used to clean treadmill belt between runs and sesions.
Make-up Brush (large)	Varies	Varies	A make-up brush provides a soft surface and ample length to motivate mice to continue exercise.