הפעלה קצר בעוצמה גבוהה מרווח אימון והערכה הליכון בעכברים בגילאי

Summary

קצר הפעלה (≤10 דקות) גבוה מרווח אימון אינטנסיביות (חבוט) מתגלה כאלטרנטיבה עוד שיטות התרגול, עדיין גרסאות קצרות רק לעתים נדירות הם עוצב במחקרים שנעשו בבעלי חיים. כאן, אנו מתארים ישמשו, 3 ימים בשבוע, הליכון במעלה הגבעה חבוט פרוטוקול זה מגביר את הביצוע הגופני אצל זכר, נקבה בגילאי עכברים.

Abstract

בעוצמה גבוהה מרווח אימון (חבוט) מתגלה כקבוצה גישה טיפולית כדי למנוע, לעכב או ברגעי חולשה. בפרט קצר מושב חבוט, עם משטרי שקטן או שווה ל 10 דקות הוא עניין מיוחד כמו מספר מחקרים אנושיים כוללים שגרות קצר ככל כמה דקות מספר פעמים בשבוע. עם זאת, יש במחסור של מחקרים שנעשו בבעלי חיים, זה מודל ההשפעות של הפעלה קצרה חבוט. כאן, אנו מתארים מתודולוגיה משטר חבוט המותאמים באופן אינדיבידואלי, המתקדמת הפעלה קצרה של 10 דקות בהתחשב 3 ימים בשבוע במשך בגילאי עכברים בהליכון נוטה. המתודולוגיה שלנו כולל גם פרוטוקולים להערכת הליכון. עכברים הם בתחילה התאקלם ההליכון, ולאחר מכן ניתן בסיסית שטוח והערכות הליכון במעלה הגבעה. תרגיל הפעלות להתחיל עם 3 דקות חימום, ואז שלוש במרווחים של 1 דקות מהיר בקצב, ואחריו 1 דקות בשחזור פעיל של קצב. בעקבות אלה מרווחי, העכברים ניתנות קטע סופי שמתחילה ב המהיר קצב ומאיץ עבור 1 דקות. פרוטוקול חבוט זה מותאמים אישית כמו המהירות ואת עוצמת כל עכבר נקבעים בהתבסס על תוצאות ההערכה הראשונית אנאירובית. בנוסף, אנחנו פירוט התנאים להגביר או להקטין את העוצמה עבור עכברים בודדים בהתאם הביצועים. לבסוף, בעוצמה מתגברת על עכברים כל אחת לשבועיים. בעבר דיווחנו במופע פיזי זה פרוטוקול משופרת בעכברים זכרים בגילאי, כאן היא גם מגדילה את ההליכון ביצועי הצג בגילאי עכברים הנשי. היתרונות של פרוטוקול שלנו כוללים ניהול נמוך זמן (בערך 15 דקות לכל עכברים 6, 3 ימים בשבוע), אסטרטגיה הכרוך עבור עכברים למודל יותר רשם תרגיל, ותכנון מודולרי המאפשר ההוספה או ההסרה של מספר ואורך במרווחי זמן כדי titrate יתרונות תרגיל.

Introduction

פעילות גופנית סדירה יעיל למנוע או לעכב מחלות רבות הקשורות בגיל, כגון sarcopenia ו חולשה^1,2,3,-⁴. עם זאת, פחות מ 15% מאותן המלצות לפגוש 65 ומעלה של 150 דקות להתאמן שבוע בעוצמה בינונית פלוס כוח
אימון^5,6. כמו חוסר זמן והפעלות ממושך הם חסמים נפוצים לממש, בעוצמה גבוהה מרווח אימון (חבוט) מתגלה כאלטרנטיבה משטרי מסורתיים. . חבוט כולל מספר צרורות קצרים של פעילות אינטנסיבית זה הם וביניהם תקופות קצרות של התאוששות פעילה, חלה בשנים המזהה את משטרי הקצר ביותר עדיין המניבים תוצאות מועילות. מחקרים כאלה כוללים 3 יום של משטרי שבוע הכוללים מועדי הפעלה סה כ 4 דקות⁷, 2-3 דקות⁸, 1.5 דקות⁹,¹⁰דקות ליחיד ואפילו 40 s¹¹.

באופן דומה, יש כבר עניין משמעותי במודלים חייתיים חבוט. רוב המחקרים בשימוש עכברים^{12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21} או חולדות^22,23,24,25 , בוצעו באמצעות הליכון, למרות כמה אחרים להשתמש שחייה פרוטוקולים^{26,27 , 28}. רוב המחקרים הללו להשתמש VO₂מקסימום כדי להגדיר את עוצמת הראשונית של תרגיל^{13,14,19,21,24}. בנוסף, למרות יתרון מתואר לעתים קרובות של הקלף יש משטרי קצר יותר, כמעט כל אלה זוהו מחקרים תכונה משטרי הזה שעבר 30 דקות או יותר^{11,12,13,14 ,15,18,19,21}, למעט אחד עם מעט יותר מ- 10 דקות משטר²⁰, ועוד אחד עם 19 דקות לאורך שלושה שונים עוצמות¹⁶. הידע שלנו, הם לא מחקרים שנעשו בבעלי חיים שדווחה לבחון 10 דקות או פחות משטר חבוט, או להתאים את הטיפול בבעלי חיים בודדים, למעט שלנו מחקר שפורסם¹⁷ המשמש כבסיס עבור פרוטוקול זה.

כאן, אנו מתארים פרוטוקול עבור הקלף בעכברים בגילאי שנועדה דגם אינדיווידואליזציה, משתני הפעלה קצרה (≤10 דקות) בשימוש לאחרונה מחקרים בבני אדם^7,8,9,10,11. השיטה כוללת משטר 10 דקות על הליכון נוטה (25°) עם 3 דקות להתחמם ארבע מרווחי 1 דקות בעוצמה גבוהה, וביניהם שלושה מקטעים שחזור פעיל 1 דקות. היתרונות של הפרוטוקול כוללים הרלוונטיות הקלינית גדול שכולל אסטרטגיות תפירת בעוצמה בודדים בבעלי חיים, הגדרת בעוצמות שלא מבוססים על VO₂מקסימום, ובכך נמנע הצורך הליכונים מטבולית, ומודולרית עיצוב לפיה מספר מרווחי ואת לוח הזמנים הם מתכוונן בקלות. בנוסף, בתוך פרוטוקול זה אנו מספקים הנחיות שתי אסטרטגיות הערכה על ההליכון, הכוללים מרווח במול רציפה, במעלה הגבעה, לבחון את הסיבולת. באמצעות שיטות אלה, להרחיב את הממצאים הקודמים שלנו הפעלה קצרה זו שחבוט גדל קיבולת תפקודית עכברים זכרים בגילאי¹⁷, ואנו כעת להדגים חבוט משפר את הביצועים הליכון בעכברים נקבה בגיל העמידה.

Protocol

כל המחקרים והפרוטוקולים ניסיוני, אושרו על ידי, בהתאם להנחיות של אוניברסיטת ב באפלו, VA ווסטרן ניו יורק חיה אכפת וועדות שימוש.

1. ניסוי וההתקנה עצות כלליות

הערה: בסך הכל עשרים וארבע עכברים הנשי על רקע C57BL/6J שימשו פרוטוקול זה החל בגיל 23 חודשים. העכברים נשא מותנה SIRT^{loxp-exon4-loxp} מוטציה²⁹, עם זאת, זה לא היה המושרה בניסוי זה.

1. ודא כי עכברים לקבל מזהים קבוע כגון תגיות האוזן, שבבי RFID, או זנב קעקועים.
   הערה: מומלץ גם להשתמש הסימונים הזמניים (למשל, סמן קבוע כדי לסמן זנבות) עבור זיהוי מהיר בתקופות הערכה.
2. לנקות את ההליכון עם 0.25-0.5% מלבין (v/v) או אתנול 70% (v/v) בסוף היום או להסיר צואה או שתן בין הניסויים ניסיוני. פתרונות יבש לחלוטין לפני ביצוע משפט חדש.
   הערה: אתנול עשויה להגדיל ללבוש לחגורה הליכון. מומלץ לנקות את ההליכון בין כל הפעלה, אם עובד עם קבוצה שוכנו עכברים זכר כדי למזער בקרבות כלוב. מומלץ לבצע הערכות הליכון באותו זמן של יום נקודת זמן מחקרי האורך^30,31,32, אם להיות בביצוע הערכות אחרות, הסדר צריכים להישאר זהה. החוקר עורכים את הניסוי צריך גם להיות עיוור וכינוים קבוצה של העכברים.

2. התאקלמות במקום עכברים מכשיר הליכון

הערה: ליזום אקלום עכברים חודש לפני ניסויים בסיסית.

1. הגדר את תוכנית האימונים הראשונית באמצעות התוכנה על ההליכון (v3.4.7) במצב ידני (איור 1 , טבלה 1).
   1. פתח את התוכנה על ההליכון. לאחר מכן, לחצו על הקובץ ופתח את הניסוי.
   2. קלט את הערכים המצוין בטבלה 1 בכרטיסיה ידני (איור 1) תחת והפיזיולוגי.
   3. קלט את ההפעלה מספר 1, מספר הערוצים פעיל כמו 1 עד 6 בהתאם למספר עכברים, מספר ביקורים לרשת 10 ולאחר מספר זעזועים כמו 20.
      הערה: הלם בעוצמה לריצה הראשוני הזה מוגדר ברמה 1 (0.46 מא).
2. הגדר את הנטייה של ההליכון 0° (שטוח).
3. להחזיק עכברים בזנבו בעת הצבת ההליכון ולמקם עכברים ישירות על החגורה כדי להימנע החל עכברים על הרשת הלם.
4. השתמש מברשת או לוחץ הלשון כדי לשמור על עכברים מן הרשת הלם כאשר אימונים או הערכת מתחילה. הסטת עכברים להתחיל לפעול כדי למנוע זעזועים לא מכוונות.
5. לאחר כל עכבר ניתנת לתוכנית ההכשרה הראשונית, חזור על התוכנית לעיל עם עוצמת ההלם עלה לרמה 2 (0.59 mA) לפחות 15 דקות בין הדרכות.
6. 1-2 ימים לאחר לתוכנית ההכשרה הראשונית לנהל את הסתגלות הליכון במעלה הגבעה.
   1. פתח את התוכנה על ההליכון. ולאחר מכן לחץ על הקובץ ולאחר מכן פתח את הניסוי.
   2. קלט את הערכים בכרטיסיה בסיסי כמצוין בטבלה 2 תחת והפיזיולוגי.
   3. תחת הלם זיהוי, קלט את ההפעלה מספר 1, מספר הערוצים פעיל כמו 1 עד 6 בהתאם למספר עכברים, מספר ביקורים לרשת 10 ולאחר מספר זעזועים כמו 20.
   4. לחץ על הכרטיסייה מצב פרופיל (איור 2), בשלב 1, קלט במהירות התחלה של 0 m/min, על קצה מהירות של 5 מ' לדקה עם תקופה של 5 s.
      1. הוסף חמה עד שלב 2 עם מהירות התחלה של 5 מ'/min וקצה מהירות של 5 מ' לדקה למשך 30 שניות. הוסף שלב המעבר שמתחילה ב 5 מ'/min ועל מהירות קצה של 6 מטר/דקה 5 s.
      2. הוסף צעד מהירות מבחן זה מתחיל ב 6 מטר/דקה ומסתיים ב- 6 מטר/דקה על הוסף ס' 20 שלב מעבר זה מתחיל ב- 6 מטר/דקה ומסתיים ב- 5 מטר/דקה.
      3. הוספת מרווח זמן ההחלמה מתחיל ב- 5 מ' לדקה ומסתיים ב- 5 מ'/דקה 20 s (איור 2).
   5. חזור על שלב 2.6.4 להוסיף בדיקות מהירות צעדים כמצוין בטבלה מס ' 2 תחת והפיזיולוגי.
7. שבועיים לפני הערכות בסיסית, המשך הסתגלות על-ידי מתן שתי הערכות יכולת אירובית במול הליכון כמתואר בסעיף 3, על ימים רצופים.
8. 1-2 ימים לאחר השני מבין שני אימוני סיבולת, לספק שתי הערכות קיבולת אנאירובית במעלה הגבעה על ההליכון כמתואר בסעיף 4, בהתחשב באותו יום עם מינימום של 30 דקות בין הדרכות.

3. הערכת הליכון רציפה שטוח

1. צור תוכנית הליכון כפי שמתואר בשלב 2.1, באמצעות ערכים המצוין בטבלה 1 תחת הערכה. תחת הלם זיהוי, להגדיר את הפעלת מספר 1, מספר הערוצים פעיל כמו 1 עד 6 בהתאם למספר עכברים, מספר ביקורים לרשת 10 ולאחר מספר זעזועים כמו 20.
2. לפקח על העכברים לאורך כל המשפט ולהסיר עכברים מן המכשיר להגיע הקריטריונים קצה.
   הערה: השלב זה כדי להימנע עכברים בשוגג לגעת ברשת הלם של השכנה עכברים, להשפיע על נתונים. פרמטרים כוללים את הזמן הכולל על החגורה, המרחק את השוקים ליחס ביקורים. מומלץ לבצע הערכות שני בכל נקודה בזמן, מופרדים על-ידי לפחות יום אחד בין הערכות.

4. הערכת הליכון מרווח במעלה הגבעה

1. צור תוכנית הליכון כפי שמתואר בשלב 2.6, באמצעות ערכים המצוין בטבלה 2 תחת הערכה. תחת הלם זיהוי, להגדיר את הפעלת מספר 1, מספר הערוצים פעיל כמו 1 עד 6 בהתאם למספר עכברים, מספר ביקורים לרשת כמו 5 ולאחר מספר זעזועים כמו 10.
2. הגדר את השדה מרווח בתוכנית ההליכון כדי 0.5.
   הערה: דבר זה מאפשר נקודות נתונים להיות שנאספו כל שנייה במקום כל דקה, אשר מסייע בזיהוי המהירות בנקודת קצה עבור כל עכבר. התוכנית יעצור אוטומטית לאחר שלב 50 מטר/דקה עקב מגבלות תוכנה. פרמטרים כוללים הפעם על החגורה, את המרחק, מהירות הבדיקה הושלמה בהצלחה השלב האחרון לפני נקודת קצה. האחרון משמש לקביעת עוצמת בסיסית משטר חבוט שמתואר בשלב 5. מומלץ לבצע הערכות שני לכל נקודת זמן, מופרדים על ידי לפחות 30 דקות.

5. הפעלה בעוצמה גבוהה, מרווח אימון קצר

1. הגדר את ההליכון במעלה ההר (25°) והסר את הכיסוי פלסטיק.
2. לקבוע את העוצמה עבור כל עכבר. להשתמש את המהירות של השלב האחרון הושלמה בהצלחה (שלב 4.5) ולמצוא את עוצמת הקבוצה, המתאימים בסיס ספרינט, מהירויות דאש באמצעות טבלה 3.
3. לפתוח את התוכנה הליכון ולחץ על הקובץ כדי ליצור תוכנית חדשה.
   1. לחץ על הכרטיסיה פרופיל מצב ועל שלב 1, קלט במהירות התחלה של 0 m/min ועל מהירות סוף כמצוין תחת בסיס מהירות כמצוין בטבלה 3 עם תקופה של 5 s.
   2. להוסיף חמה עד שלב 2 עם מהירות התחלה על בסיס מהירות ומהירות הקצה במהירות בסיס עבור 180 s.
   3. מרווחי קלט 3 כל בצעד 1) המעבר שלומד מבסיס ספרינט עבור 5 s, 2) שלב- ספרינט מהירות של שנות השישים, 3) צעד מעבר העובר מן "ספרינט" לבסיס מעל 5 s, ו- 4) צעד עבור מרווח זמן התאוששות ב < c15 > בסיס מהירות 60 s.
   4. הוסף שלב המעבר שלומד מבסיס מהירות ריצה מעל 5 s וצעד סופי שלומד של Sprint מקף מהירות מעל 60 s.
      הערה: תוכניות יכול להיות נשמר, שונה, -נטען מחדש.
4. לבצע פעילות גופנית שלוש פעמים בשבוע לפחות יום אחד של מנוחה בין ההפעלות (קרי, שני, רביעי, שישי).
5. לשכתב תוכניות פעילות גופנית כדי להגדיל את בסיס, ספרינט, דש במהירויות 1 מ' לדקה אחת לשבועיים.
   הערה: ללא זעזועים חשמליים ניתנים במהלך התרגיל.
6. מוטיבציה עכברים לפעול באמצעות מברשת איפור (מומלץ) או לוחץ הלשון להניע בקלילות עכברים נופלים ליד או על הרשת הלם. אם העכבר אינו מגיב retry 5 s, ואז 10 s ולאחר מכן נסה שנית כל 30 s או במהלך מרווח זמן התאוששות עד סוף המושב.
   הערה: לשקול הסרת עכברים מן המחקר אינן פועלות על ההליכון בעוצמה יש או אין אפשרות להשלים את המרווחים שלושת בעוצמה שהוגדרו עבור קבוצת בעוצמה הנמוכה ביותר (טבלה 3)
7. להעביר עכברים שלא ניתן מוטיבציה כדי להשלים את המרווחים הראשונים בשני מפגשים רצופים פעילות גופנית כדי להוריד את עוצמת קבוצות (טבלה 3).
8. להעביר עכברים שאינם מצריכים מוטיבציה אצל שני מפגשים רצופים פעילות גופנית בעצימות גבוהה יותר בקבוצות (טבלה 3).
9. לקחת שליטה בישיבה עכברים במקום הכלובים לצד ההליכון בעת ביצועה. לחלופין, אפשר למקם פקדים בישיבה בסמטאות של הליכון-המעבר במשך 10 דקות.

תוצאות

בסך הכל עשרים וחמש נקבות עכברים שגודלו, בגילאי בית. העכברים רקע C57BL/6J נשא של SIRT1^{loxp-exon4-loxp} מוטציה²⁹; עם זאת, זה נוקאאוט מותנה לא היה המושרה, לכן כל העכברים הציג באורך מלא Sirtuin1 (נתונים לא מוצג). בגיל 24 חודשים של גיל, עכברים היו שקובעת מסילת כושר סיבולת, קיבולת ספ...

Discussion

יתרונות מהפעלות קצר הן להיבט בעוצמה גבוהה מרווח אימון הלוכד המדעי ואת האינטרס הציבורי. עם זאת, מחקרים שנעשו בבעלי חיים רחוקות לחקור משטרי חבוט כי הם 10 דקות או פחות. כאן, אנו מתארים עבור 10 דקות הפעלה קצרה חבוט הליכון במעלה הגבעה תרגיל משטר זה משופר הליכון ביצועים בעכברים הנשית בגילאי ואשר בע...

Materials

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.