이 작품에 대한 자금 조달은 (AG040261)을 노화에 국립 연구소에서 MF 살바토레에게 수여 연구 보조금에 의해 부분적으로 제공되었다. 저자는 또한 작업과 관련된 행동 실험 디딜 방아에 대한 역전의 건설 그의 도움을 매켄지 과수원을 제시하고 그녀의 도움 빅토리아 필드를 인정하고 싶습니다.

다음 절차는 모두 LSU 건강 과학 센터 - 슈 리브 포트에서 기관 동물 관리 및 사용위원회에 따라 실시하고, 건강 지침의 국립 연구소를 준수합니다. 1 운동 전 절차 참고 :이 강제로 운동 요법의 관련 모든 절차의 타임 라인은 그림 1에 도시된다. <img alt="그림 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51827/51827fig1highres.jpg" width="500" /> 그림 1은 운동 요법의 타임 라인을 강제. 이 타임 라인은 연구의 각 주 동안이 운동 요법의 각 단계의 중요한 사건을 자세히 설명합니다. 사전 순응 단계 (주 1-2) 실험 처리 및 기준 전위의 활동을 포함한다. 순응 단계에서 (주 3-4) 모든 쥐 삼일 순응 훈련의 와트 받아야여기에서 그들은 고정 디딜 방아에 앉아 디딜 방아에 순응 훈련 후 십일. 2 주간의 휴식 기간 뒤에 운동의 두 라운드 (1 라운드 = 12 일 연속)의 최소 운동 훈련 단계 (5 ~ 10 주) 동안 필요합니다. 행동 및 / 또는 신경 화학적 측정이 나머지 기간 동안 이루어질 수있다. 또한,이 요법은이 단계에서 운동의 다수의 라운드를 포함하도록 수정 될 수있다. 체중은 매주 연구의 모든 단계에 걸쳐 측정하고, 전 (제 1 세션)하고 (마지막 세션)이 운동 요법의 각 단계 후. 러닝 머신 운동 훈련 점수는 4가 가장 높은 점수 인 상태, 1-4 모든 순응 및 운동 훈련 세션 후 할당 및 범위에있다. 쥐의 도움없이 전체 훈련을 행사할 때 간단히, 4의 교육 점수가 할당됩니다. 25 대 미만에 대한 지원 : 쥐 최소한의 지원이 필요한 경우 마찬가지로 세의 교육 점수를 할당 (로 정의실험에서 트레이닝 세션의 시간)의 %. 운동 세션 동안 실험에서 : 쥐 (훈련 시간의 25 %를 초과에 대한 지원으로 정의) 많은 도움을 필요로 할 때 2의 교육 점수를 할당합니다. 마지막으로, 비 규격 쥐에 하나의 교육 점수를 할당하고 운동 세션을 완료하는 데 실패합니다. <ol><li> 동물의 식민지에 도착하면, 별도의 단독 표준 신발 상자 케이지에 모든 주제를 수용. 연구 전 과정에 걸쳐 주제로 음식과 물을 임의로 (ad libitum)를 제공합니다. </li><li> 동물의 식민지 역 12 시간 명암주기 (1800에서 0600 시간에 점등) 유지하고, 대상은 최소 1 주일이주기에 적응 할 수 있습니다. 피사체의 활성 (어두운)주기 동안 모든 행동 실험을 수행하고, 명암주기 변화에 1-2 시간 전에. </li><li> 전에 어떤 행동 실험에 이주를 시작, 몇 분 동안 모든 시험 과목을 처리백인 군대는 매일 실험자와 주제를 숙지하고, 같은 전위 챔버와 디딜 방아와 같은 낯선 환경에 참신에 의한 스트레스를 감소. </li><li> 각 과목의 체중 일주일에 한 번, 즉시 (제 1 세션) 이전과 이후 (마지막 회) 운동 패러다임의 각 주요 간격을 측정한다. </li></ol> 2 기준 운동력이 활동 평가 : 결정 강제 운동 그룹 할당 <ol><li> 기준 전위 기능을 설정하기 위해 5 일 연속 60 분 / 일 각 주체의 자발적 운동 활성을 평가합니다. 제품 설명서에 제안 된 적외선 광선의 격자 플렉시 글라스 상자 (45 X 45 X 20cm 3)으로 구성된 자동화 된 오픈 필드 운동 활성 챔버에서 운동 활성 세션을 실시 수평 및 수직으로 장착. </li><li> 운동 활성 평가, 부하의 매일의 시작과 컴퓨터와 softwa 설정할각 세션 동안 빔 나누기 (운동 활성)의 수를 기록하기 위해 오픈 필드 운동 활성 챔버에 연결된 재 프로그램. </li><li> 각 세션에 앞서 전위 챔버의 바닥에 소나무 칩 침구의 약 2 컵을 추가합니다. </li><li> 자신의 운동 활성 세션에 직전에 자신의 홈 케이지에서 운동 활성 챔버에 동물 식민지에서 대상을 전송. 붉은 빛에서 할당 된 전위 챔버로 대상을로드하고, 그들이 챔버에 배치 된 이후에 컴퓨터의 60 분의 세션을 시작합니다. </li><li> 운동 활성 세션이 완료되면, 전위 실에서 주제를 제거하고 붉은 빛 아래에서 자신의 홈 케이지로 돌아갑니다. 즉시 다시 동물 식민지 주제를 반환합니다. </li><li> 챔버에서 침구를 제거하고 각 세션 후 50 % 에탄올로 챔버 벽과 바닥을 청소합니다. </li><li> 를 반복하여 추가 된 운동 세션 각각 2.3-2.6 단계모든 주제를 테스트 할 때까지 일을 필요에. 동물의 활성주기 동안 어둠 속에서 모든 운동 활성 세션을 수행하고, 명암주기 변화에 1-2 시간 전에. </li><li> 활동 챔버에 대한 습관화 가능성을 고려하여, 운동 활성은 전날 다른 챔버에서 측정되도록 가능한 챔버들 사이에서 각 피사체를 회전한다. <ol><li> 여러 세션이 일일 수행 할 필요가있는 경우, 대상은 이전 세션과는 다른 순서로 테스트하도록 테스트의 순서를 변경합니다. </li></ol></li><li> , 운동 활성 측정 5 전위의 파라미터로 각 동물의 기저선 운동 활성을 결정하기 위해 사용되는 소프트웨어에 의해 생성 된 데이터로부터 : 전체 거리 (cm), 가로 활동 (빔 나누기 번호), 이동 번호 (개시 움직임의 수) 여행 , 시간 (초)을 이동하는 동안, 그리고 이동 속도 (cm / 초). <ol><li> exercis을 할당하기 위해e 및 nonexercise 기는, 상기 단계 2.9에 열거 된 운동 파라미터 5의 각각에 대한 5 개의 세션에서 평균값을 계산한다. </li></ol></li><li> 이 5 매개 변수에서 운동과 운동 활성의 동일한 범위는 두 군 모두에서 표시되도록 nonexercise (제어) 그룹을 결정합니다. 이러한 방식으로, 유사한 운동 기능에 따라 함께 래트 쌍, 및 운동 군 한 쥐와 nonexercise 한 쥐 그룹을 할당한다. 따라서, 예를 들면, (그룹 할당이 임의로 선택된다) 모두 함께 5 전위 파라미터의 높은 평균을 나타내고이 래트 쌍, 한 운동 그룹 쥐 nonexercise 그룹 다른 할당. 나머지 과목에 대해이 과정을 반복합니다. <ol><li> 전체 강제로 운동 처방을 통해 모든 데이터 분석을위한 페어링을 유지한다. </li></ol></li><li> 실험자가 운동 활성 운동의 효과에 관심이 있다면, 운동 후 운동 활성의 U를 측정단계 2.1-2.8.1 마지막 디딜 방아 운동 세션 후 일을 시작하기에 설명 된 것과 동일한 절차를 노래. 참고 : 연구자가 관심 및 / 또는 자동화 된 운동 활성 소프트웨어를 허용하는 경우, 불안 관련 조치를 검토 (즉, 활동 실의 중심 대 주변에 소요되는 시간)는 운동 활성 평가시 대상의 상대적인 불안을 평가합니다. </li></ol> 러닝 머신에 3 적응도 <ol><li> 동물의 활성주기 동안 명확한 플렉시 유리 벽으로 분리되어 차선 동력 설치류 디딜 방아의 모든 디딜 방아 운동 관련 절차를 실시하고, 명암주기 변화에 1 ~ 2 시간 전에. </li><li> 각 레인의 뒤쪽에 위치 감전 코일 대신에, 피사체가 연속 감전 코일에 접촉하지 않고 운동 할 수 있도록 디딜 맞추기 위해 특별히 설계 플렉시 역전을 사용한다. 에서 역전을 방지하기 위해훈련 기간 동안 슬라이딩, C-클램프의 1.5 장소에 역전을 개최합니다. </li><li> 실험에 디딜 방아 운동 훈련에 필요한 · 취급 인해,에 조명과 함께 모든 디딜 방아 운동 세션을 실시하고 있습니다. </li><li> 직전 자신의 디딜 방아 운동 훈련 세션에 디딜 방아에 자신의 홈 케이지에 전송 과목. 러닝 머신이 정지하면 충분히 역전을 밀어 할당 된 레인에서 러닝 머신 상에 부하 쥐 과목은 역전에서 기동 할 수있다. 피사체가 러닝 머신 벨트에 위치해 일단 휴식 위치로 다시 아래로 역전을 밀어 넣습니다. 모든 주제는 특정 세션에 할당 된 레인에 배치 될 때까지 세션을 시작하지 마십시오. <ol><li> 순응의 첫 번째 단계에서 3 일 연속 5 ~ 10 분 / 일에 (단계 3.4에 설명 된대로) 고정 디딜 방아의 4 개의 레인 중 하나에 각각 쥐를 놓습니다. 각각의 연속 된 D와 각 세션의 시간을 늘리바깥 (예를 들어, 일 하나에 5 분, 일이 7 분, 일 3에 10 분) 쥐 등은 디딜 방아 장치에 익숙해과 디딜 방아 장치에 참신 스트레스의 가능성을 줄일 수 있습니다. 중요 : 어느 곳이 단계에서 고정 벨트를 제외하고 디딜 방아 (예를 들어, 비활성화 된 전기 충격 코일)에 쥐를 올려 놓지 마십시오. </li></ol></li><li> 순응 훈련의 두 번째 단계 동안, 역전 앞에 고정 디딜 방아의 한 차선에 각각 쥐를 놓습니다. 모든 주제 제자리에있을 때, 느린 보행 속도 (예를 들어, 6m / 분)에게 디딜 방아를 켭니다. 에 관계없이 실험 그룹의 강제 운동 요법에서 관찰 된 잠재적 인 효과는 단순히 운동을 할 수있는 능력에서 운동 훈련의 결과가 아닌 것을 확인하기 위해이 단계에서 러닝 머신에 걸어 모든 쥐를 훈련. </li><li> 러닝 머신의 벨트 롤 시작으로, 모든 쥐가 전방으로 걸어되어 있는지 확인합니다. 북동으로 쥐 협조배향 또는 부드럽게가 전진 될 때까지 그들을 괴롭히는하여 cessary. 순응 훈련 기간 동안, 그들은 지속적으로 실험자의 도움없이 디딜 방아에 걸어되도록 디딜 방아에 걸어 쥐를 훈련. <ol><li> 서서히 연속 10 일 동안 50-10 분 / 일의 기간에 걸쳐 속도를 증가시킴으로써 디딜 모든 래트를 적응. 상기 제 5 순응 세션에서 5 ~ 10 분 동안 저속 (6-8 m / 분)에서 쥐를 훈련하고, 5에 대한 더 온건 한 속도 (9~10미터 / 분)로 증가, 운동 트레드밀 규정 준수를 용이하게하기 위해 지난 5 순응 세션 동안 -10 분. </li><li> 모든 쥐가 순응 훈련 기간의 마지막 세션에서 10 분 동안 9-10미터 / min의 속도를 유지할 수 있는지 확인합니다. </li></ol></li><li> 단계 3.4에 기재된 바와 같이 디딜 순응 세션이 완료되면, 피사체를로드하는 데 사용되는 동일한 방식으로 트레드밀에서 피사체를 제거한다. 즉시 자신의 홈 케이지에 주제를 반환동물의 식민지로 다시 운반 할 것. </li><li> 각 디딜 방아 운동 훈련 후 50 % 에탄올로 벽과 디딜 방아 벨트를 포함하여 각 차선을 닦습니다. </li><li> 각 일일 세션의 결론에 운동 부하 점수를 할당하여 운동 세션에서 각 쥐의 운동 기능을 확인. 쥐의 도움없이 전체 훈련을 행사할 때 사의 교육 점수를 할당합니다. 실험에서 : 쥐 (훈련 시간의 25 % 이하에 대한 지원으로 정의) 최소한의 지원이 필요한 경우 마찬가지로 세의 교육 점수를 할당합니다. 운동 세션 동안 실험에서 : 쥐 (훈련 시간의 25 %를 초과에 대한 지원으로 정의) 많은 도움을 필요로 할 때 2의 교육 점수를 할당합니다. 마지막으로, 비 규격 쥐에 하나의 교육 점수를 할당하고 운동 세션을 완료하는 데 실패합니다. 참고 : 운동 채점 시스템이 적용된다, 다른 연구 19에서 일부에서. <ol><li> 때문에 위반 및 / 또는 (예를 들어, 이것은 순응 훈련의 하나 이상의 일 연속 1의 디딜 방아 운동 훈련 점수를 적립 쥐를 포함합니다) 행사 과목을 방지 부상으로 순응 단계를 완료 할 수 없습니다 쥐를 제외합니다. </li></ol></li><li> 각 과목의 운동 능력을 결정하기 위해 각 훈련 기간 (예를 들어, 순화 교육 및 운동 훈련)에서 디딜 방아의 점수를 평균. 모든 쥐가 순응 기간 말까지 교육 세션 동안 4의 운동 부하 점수를 얻을 수 있는지 확인합니다. <ol><li> 일부 쥐 교육 세션을 통해 다른 사람에 의해 유지되는 상위 운동 속도에 호환되지 않는 경우가 같은 시간에하지만, 교육 세션에 걸쳐 느린 속도로 운동을 계속 할 수 있도록,이 쥐의 속도를 조정합니다. 이 경우, separ 느린 쥐를 훈련세션을 먹고 과목 느린 속도로 조정하면 속도를 높일 수 있습니다. </li></ol></li><li> 그들은 이후의 각 운동 세션을 다른 차선으로 훈련되도록 디딜 방아의 사용 가능한 차선 사이에 각각 쥐를 회전, 디딜 방아 운동 훈련 동안 러닝 머신에서 차선 바이어스의 가능성을 방지하기 위해. </li></ol> 4 러닝 머신 운동 교육 <ol><li> 마지막 순응 훈련 다음날 운동 훈련 세션을 시작하고, 12 일 연속 쥐 운동을 계속한다. 동물의 활성주기 동안 이러한 세션을 수행하고, 명암주기 변화에 1-2 시간 전에. </li><li> 단계 3.2 및 3.4에 설명 된대로 순응 훈련 동안 사용 된 각 디딜 방아 운동 훈련 세션에 대해 동일한 셋업 절차를 따르십시오. </li><li> 각 세션의 시작에, 통해 서 유지됩니다 훈련 속도 (9-11 m / 분)보다 낮은 예열 속도 (8m / 분)에 디딜 방아를 켭니다HOUT 운동 훈련 세션의 나머지. 세션의 시작 부분에서 5 ~ 10 분 동안이 예열 속도로 계속합니다. 교육 세션의 나머지 9-11미터 / 분으로 속도를 조정합니다. 기차는 운동 훈련의 전체 십이일 30 분 각 세션의 평균을 과목. </li><li> 각 운동 훈련 후, 단계 3.9에 기재된 동일한 운동 점수 시스템을 사용하여 운동 그룹의 모든 래트에게 운동 부하 점수를 할당한다. nonexercise 쥐 디딜 방아 운동 훈련 기간 동안 훈련 점수를 할당하지 마십시오. </li><li> 운동과 별도로 nonexercise 세션을 실시한다. 자신의 운동 집단이 각 세션 동안 훈련 같은 기간 동안 고정 디딜 방아에 nonexercise 쥐를 놓습니다. </li><li> 3.11 단계에서 설명한 바와 같이, 그들 각각의 후속 운동 세션을 다른 차선에서 훈련되도록 디딜 가능한 차선의 사이 각을 회전 쥐. </li><li> 한 라운드의 완료시운동, 14 일 동안 과목을 놓습니다. NOTE :이 휴지 기간이도 2a 및도 2b에서 설명 된 파일럿 연구 결과에 기초하여 선택되었다. </li><li> 원하는 경우, 12 일간의 훈련 기간이 끝나면 다양한 행동 및 / 또는 신경 화학적 평가를 실시. 반대로, 십사일 휴식 시간 다음 운동 훈련의 다음 라운드를 계속합니다. </li></ol>

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</ol>

The authors declare no conflicts of interest.

알츠하이머 병 및 PD (20)과 같은 신경 퇴행성 질환을 포함한 만성 연령과 관련된 질병 및 그들의 주 증상에 대한 위험을 줄일 수 있으며, 예컨대 그 운동 등 생활 전략을 제시하는 증거가있다. 주행 륜에 자발적 운동에 반대 트레드밀 강제 운동의 장점은, 조사원이 운동 세션의 주파수, 속도 및 / 또는 운동의 강도 및 지속 기간을 결정할 수 있다는 것이다. 따라서, 이러한 증가 된 운동이나?...

모두 종종 노화와 관련된 예방 또는인지와 운동에 장애를 완화 할 수 있습니다 비 침습 라이프 스타일 전략은, 건강을 유지하고 1,2 웰빙에 대한 실행 가능한 방법으로 견인을 얻고있다. 예를 들어, 중년 남성의 주간 및 일관된 기준에 엄격한 운동에 온건 크게 3 세의 발전과 유사하게 나이 또래에 비해 운동 기관의 기능을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 증가하는 증거는 운동 이러한 라이프 스타일 전략, 파킨슨 병 (PD) 4와 같은 신경 퇴행성 질환과 관련된 장애를 반전도 완화 또는 수 있음을 시사한다. 노화 관련 장애의 분자 메커니즘을 이해하기위한 노력 또한 비 침습적 전략, 운동 같은 역 또는 장애에 기여하는 메커니즘을 약화하는 방법을 식별 향해되었다. 러닝 머신 운동은 하나의 스트랫입니다전위 또는인지 기능의 개선 뒤에 메커니즘은 아직 결정되는 것을 특징으로 EGY는 점점 PD 5-7 및인지 장애 하나의 모델에 사용된다. 그러나 노화는 PD의 신경 생물학적 배경 인 것을 지적하는 것이 중요하다. 동물 모델에서의 어떤 운동 효과의 잠재적 인 변환이 인간 조건에서 실현하기 때문에, 그것을 고려 노화 신경 생물학적 배경을 취한다. 예를 들어, PD 진행 중에 전위의 손상을 막기 보상 메커니즘은 8 노화 과정에 의해 손상 될 수 있습니다. 따라서, 그 운동 패러다임에만 존재 또는 질환 병리의 부재 중 노화의 영향을 고려하지 않는 것이 개발하지만 것이 개시 숙성 설치류에서 유지 될 수 있어야 당연한. 따라서 쥐의 변형의 신경 생물학적 배경에 노화, 선택의 고려신중 연구자에 의해 고려되어야한다. 여러 쥐의 변종, 노화 연구에 사용할 수있는 특히 피셔 344과 브라운 - 노르웨이 / 피셔 344 F 일 (BNF) 하이브리드. 그것은 일반적으로 이러한 6 hydroxydopamine의 PD 모델로, 신경 변성 질환 모델에서 사용되는 바와 같이 일반적으로 사용되는 스프 라그 돌리 래트 (이계 균주), 또한 사용하기위한 의무이다. 우리 연구소는 노화 및 퇴행성 신경 질환 연구에서 스프 라그와 BNF 두 균주를 사용합니다. 이 보고서에서 우리는 두 균주를 사용하여 우리의 운동 프로토콜을 강조하는 결과를 발표 할 예정이다. 이들 연구자들은 엄격하게 나이와 관련된 연구에 초점을 맞추고 들어, BNF 변형은 몇 가지 중요한 이점을 제공한다. 첫째, (예 : 종양 등) 노화 관련 질환에 상대적으로 덜 취약하고, 다른 균주에 비해 뛰어난 장수 (일반 수명이 30 개월 초과)이 있습니다. 또한 생리 학적 및 행동 결과 9의 다양한 적은 변동성을D는 노화의 과정과 개입 방법을 조사하기에 적합하다. 또한, 강제적 인 운동과 같은 실험은 연구자에 의해 상당한 처리를 요구하고, BNF 균주의 부드러운 처분 유리하다. 노화 관련 선조체와 중뇌 도파민 조직 내용의 변화뿐만 아니라, 운동 활성의 변화는 BNF의 쥐와 영장류 10-11에서 유사하다. 우리의 실험실은 특성화와 BNF 변형 12-16에서 선조체와 중뇌 도파민 신호뿐만 아니라 운동 활성을 조작 광범위한 경험을 가지고 있습니다. 다른 neurobiologically 계 질환의 위험이 증가하기 때문에 노화에 따라서, 신경 퇴행성 질환의 동물 모델은 노화 연구에 광범위하게 사용 실적과 짐승 균주의 사용을 고려한다. 우리의 프로토콜은 여기에 또한 연구자들이 결과 obtaine의 해석에 고려해야 할 몇 가지 중요한 문제를 해결합니다운동 프로토콜에서 D. 설치류 디딜 방아 장치는 (우리는이 보고서에서 강조되는의 사용), 일반적으로 비활성화 할 수 있습니다 디딜 방아의 각 레인의 뒷면에 전기 충격 코일이 장착되어 있습니다. 이러한 감전 코일이 활성화 그러나 때 코일과 접촉 같이 작은 footshock 주제에 전달된다. 이 전략은 종종 운동을 트레드밀 규정 준수를 용이하게하기 위해 운동 연구에 사용된다. 특히 도파민 또는 노르 에피네프린 신호에 의해 영향을 받는다 행동 연구에 참여하는 연구자에 대한 고려를위한 중요한 포인트입니다. 전기 footshock은 생리적 스트레스이며, 두 신경 전달 물질 시스템에 미치는 영향은 티로신 수산화 17-18의 증가 활성화와 함께 잘 설명되어 있습니다. 따라서, 임의의 여부를 해석하는 연구자가 책임을 만들고, 어떤 운동 효과의 해석을 혼동 할 수 중 하나 신경 전달 물질의 생합성을 증가운동 후 행동의 관측 된 변화는 운동 요법이나 footshock 응력으로 인해 엄격하다. 중요한 것은, 제안 된 강제 운동 요법 디딜 방아 순응의 어느 지점에서 footshock의 사용을 고용 또는 훈련 기간을 행사하지 않습니다. 성공적인 운동 요법은 시험 대상에서 운동하는 최대의 준수를 요구합니다. 종속 계수는 (앞서 논의 된 바와 같이) footshock 의해 영향을 받는다는 시그널링 신경 전달 물질과 관련 될 때 적합성을 달성하기 위해 footshock의 고용은 실험 결과의 해석을 혼란시킬 수있다. 따라서, 문제는 설치류를 얻는 것입니다, 특히 세 설치류, 운동 요법을 준수 할 수 있습니다. 이 운동 요법을 완료하는 데 필요한 동물의 수를 줄이는 것 같은 임의의 운동 요법의 바람직한 목적은, 거의 100 %의 적합성을 달성하는 것이다. 특히, 최대 준수 운동을하고 운동 요법 결과의 해석은 수 b그들의 활성 (알람)주기 동안 운동 동물 수 1) 역방향 명암주기, 등 여러 운동 전 절차의 결과로 우리의 운동 처방에서 얻어진 즉, 2) 보장 된 운동 성능 기준은 편석 동일한 종래 아르 서서히 운동 처방의 요구로 도입 순응 기간에 시험 대상을 도입 운동 제어 그룹 및 3). 여기에 거의 100 % 준수를 달성하는 데 필요한 전술 실험적인 고려 사항과 단계를 세 설치류에서 운동을 트레드밀 (&gt; 세 18 개월)을 평가 표시됩니다. 마지막으로, 운동과 관련된 환경 스트레스 수 있고, 이와 같이, 본 전위 행사할 특정 생리 학적 영향을 결정하기 위해 혼동. 우리는 또한 프로토콜 순응 단계의 모든 측면에서 nonexercise기를 포함하여 트레드밀의 잠재적 스트레스 - 유발 환경에 노출 제어 (MO 포​​함이명 디딜 방아 실행)와 트레드밀 운동 훈련 동안 고정 디딜 방아에 그들을 배치. 따라서,이 프로토콜은 단독으로 운동의 생리적 영향을 결정하기 위해 필요한 조치를 설명하는 것이다.

<table><tbody><tr><td>Exer-4 Treadmill for Rats</td><td>Columbus Instruments&amp;nbsp;</td><td>96157-2</td><td>Columbus has a variety of treadmills for animals with varying numbers of lanes and other options such as metabolic measurements</td></tr><tr><td>Animal Activity Meter: Opto-Varimex 4-Auto Track&amp;nbsp;</td><td>Columbus Instruments&amp;nbsp;</td><td>0170-R4</td><td>Columbus has several options for activity chambers with varying arena sizes, beam spacing, and sensors</td></tr></tbody></table>

getting to compliance in forced exercise in rodents: a critical standard to evaluate exercise impact in aging-related disorders and disease

신경 생물학적으로 여러 질병 상태를 개선 운동의 긍정적 인 영향에 대한 인식에 큰 증가가 있습니다; 이러한인지 기능 및 물리적 성능 향상이 포함됩니다. 따라서, 운동을 이용한 동물 실험의 수가 증가한다. 그것은 강제로 운동 한 고유 값이 조사는 행동 결과에 대한 운동의 효과에 영향을 미칠 수있는 요소를 제어 할 수 있습니다 있다는 것을 주장하고, 특히 운동 처방의 빈도, 기간, 운동 강도. 그러나, 강제 운동 요법의 준수는 발 충격을 채용의 잠재적 혼동을 피할 수있는 경우에 특히 문제가 될 수 있습니다. 그것은 대부분의인지 및 운동 기관 장애 테스트 수호를위한 최소한의 필요를 확인하기 위해 준수의 가장 높은 수준의 세 설치류를 사용하는 것이 좋습니다 이러한 손상에 대한 운동의 효과를 결정하는 세 개인에 공격 때문에 그것을 고려하는 것이 중요하다bjects. 여기서, 해당 단계와 세 설치류 모델에서 운동을 트레드밀 거의 100 % 준수를 달성하는 데 필요한 고려 사항을 제시하고 논의 될 것이다. 특히 운동 요법은 연구자에 의해 사용되는에도 불구하고, 우리의 프로토콜은 노화 관련 파킨슨와 파킨슨 병을 포함한 노화 관련 장애에 강제 운동의 잠재적 인 영향에 관심이있는 연구자들에게 유용 할 것이다.

강제 운동 요법 3 단계에서 이벤트를 타임 라인의 도면은 실험적 시험 전 처리 매일, 명암주기 반전 외에.도 1에 도시 한 피사체 앉아서 순응 훈련의 단계 1 3 일 연속 5 ~ 10 분 / 일에 대한 고정 디딜 방아, 강제 운동 요법에 대한 준수를 높이기 위해 구현되었다. 이러한 절차는 신규 한 환경과 관련된 스트레스를 최소화하기 위해 프로토콜에 첨가하고, 이미 고정 장치라면 잘 알고 있도?...

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Getting to Compliance in Forced Exercise in Rodents: A Critical Standard to Evaluate Exercise Impact in Aging-related Disorders and Disease

Exercise may alleviate behavioral impairments associated with neurodegenerative diseases. Studies of the mechanisms underlying exercise-mediated effects have increased in disease models, but the neurobiological background accompanying these diseases, specifically aging, is likely not considered. Here, we illustrate measures to increase the likelihood of a successful exercise paradigm in aged rats.

설치류에 강제 운동에 준수에 도착 : 긴요 한 표준 노화 관련 질환과 질병에 운동 미치는 영향을 평가하기 위해

There is a major increase in the awareness of the positive impact of exercise on improving several disease states with neurobiological basis; these ...

getting-to-compliance-forced-exercise-rodents-critical-standard-to

Research

JoVE Journal

Behavior

14.2K 조회수.  Louisiana State University Health Sciences Center. Exercise may alleviate behavioral impairments associated with neurodegenerative diseases. Studies of the mechanisms underlying exercise-mediated effects have increased in disease models, but the neurobiological background accompanying these diseases, specifically aging, is likely not considered. Here, we illustrate measures to increase the likelihood of a successful exercise paradigm in aged rats.

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Assessment of Murine Exercise Endurance Without the Use of a Shock Grid: An Alternative to Forced Exercise

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most common method for assessing exercise endurance in mice utilizes forced running on a motorized treadmill equipped with a shock grid. Animals who quit running are pushed by the moving treadmill belt onto a grid that delivers an electric foot shock; to escape the negative stimulus, the mice return to running on the belt. However, avoidance behavior and psychological stress due to use of a shock apparatus can interfere with quantitation of running endurance, as well as confound measurements of postexercise serum hormone and cytokine levels. Here, we demonstrate and validate a refined method to measure running endurance in na&#239;ve C57BL/6 laboratory mice on a motorized treadmill without utilizing a shock grid. When mice are preacclimated to the treadmill, they run voluntarily with gait speeds specific to each mouse. Use of the shock grid is replaced by gentle encouragement by a human operator using a tongue depressor, coupled with sensitivity to the voluntary willingness to run on the part of the mouse. Clear endpoints for quantifying running time-to-exhaustion for each mouse are defined and reflected in behavioral signs of exhaustion such as splayed posture and labored breathing. This method is a humane refinement which also decreases the confounding effects of stress on experimental parameters.

A method to assess exercise endurance in laboratory mice without the use of a shock grid is demonstrated. This method is a humane refinement that can decrease the confounding effects of stress on experimental parameters.

충격 그리드를 사용하지 않고 쥐과 운동 지구력의 평가 : 강제 운동에 대한 대안

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most ...

연구

행동분석학

The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of current interventions to adequately treat fatigue in all patients leaves a need for new treatment options. Despite the therapeutic need and importance of preclinical research in helping identify promising novel treatments, few preclinical assays of fatigue are available. Moreover, the most common preclinical assay used to assess fatigue-like behavior, voluntary wheel running, is not suitable for use with some strains of mice, may not be sensitive to drugs that reduce fatigue, and has relatively low throughput. The current protocol describes a novel, non-voluntary preclinical assay of fatigue-like behavior, the treadmill fatigue test, and provides evidence of its efficacy in detecting fatigue-like behavior in mice treated with a chemotherapy drug known to cause fatigue in humans and fatigue-like behavior in animals. This assay may be a beneficial alternative to wheel running, as fatigue-like behavior and potential interventions can be assessed in a greater number of mice over a shorter time frame, thus permitting faster discovery of new therapeutic options.

Fatigue is a common, undertreated and frequently poorly-understood symptom in many diseases and disorders. New preclinical assays of fatigue may help to improve current understanding and future treatment of fatigue. To that end, the current protocol provides a novel means of measuring fatigue-like behavior in the mouse.

디딜 방아 피로 시험 : 마우스에 대한 피로와 같은 행동 간단한, 높은 처리량 분석

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of ...

Short Session High Intensity Interval Training and Treadmill Assessment in Aged Mice

High intensity interval training (HIIT) is emerging as a therapeutic approach to prevent, delay, or ameliorate frailty. In particular short session HIIT, with regimens less than or equal to 10 min is of particular interest as several human studies feature routines as short as a few minutes a couple times a week. However, there is a paucity of animal studies that model the impacts of short session HIIT. Here, we describe a methodology for an individually tailored and progressive short session HIIT regimen of 10 min given 3 days a week for aged mice using an inclined treadmill. Our methodology also includes protocols for treadmill assessment. Mice are initially acclimatized to the treadmill and then given baseline flat and uphill treadmill assessments. Exercise sessions begin with a 3 min warm-up, then three intervals of 1 min at a fast pace, followed by 1 min at an active recovery pace. Following these intervals, the mice are given a final segment that starts at the fast pace and accelerates for 1 min. The HIIT protocol is individually tailored as the speed and intensity for each mouse are determined based upon initial anaerobic assessment scores. Additionally, we detail the conditions for increasing or decreasing the intensity for individual mice depending on performance. Finally, intensity is increased for all mice every two weeks. We previously reported in this protocol enhanced physical performance in aged male mice and here show it also increases treadmill performance in aged female mice. Advantages of our protocol include low administration time (about 15 min per 6 mice, 3 days a week), strategy for individualizing for mice to better model prescribed exercise, and a modular design that allows for the addition or removal of the number and length of intervals to titrate exercise benefits.

Short session (&#8804;10 min) high intensity interval training (HIIT) is emerging as an alternative to longer exercise modalities, yet the shorter variants are rarely modeled in animal studies. Here, we describe a 10 min, 3 day a week, uphill treadmill HIIT protocol that enhances physical performance in male and female aged mice.

짧은 세션 높은 강도 간격 훈련과 세 쥐에서 디딜 방 아 평가

High intensity interval training (HIIT) is emerging as a therapeutic approach to prevent, delay, or ameliorate frailty. In particular short session HIIT, ...

Gait Analysis of Age-dependent Motor Impairments in Mice with Neurodegeneration

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. Specifically, gait analysis allows recapturing disease relevant phenotypes that are observed in human patients, especially in neurodegenerative diseases that affect motor abilities such as Parkinson&#39;s disease (PD), Alzheimer&#39;s disease (AD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and others. In early studies along this line, the measurement of gait parameters was laborious and depended on factors that were hard to control (e.g., running speed, continuous running). The development of ventral plane imaging (VPI) systems made it feasible to perform gait analysis at a large scale, making this method a useful tool for the assessment of motor behavior in rodents. Here, we present an in-depth protocol of how to use kinematic gait analysis to examine the age-dependent progression of motor deficits in mouse models of neurodegeneration; mouse lines with decreased levels of endophilin, in which neurodegenerative damage progressively increases with age, are used as an example.

In this study, we demonstrate the use of kinematic gait analysis based on ventral plane imaging to monitor the subtle changes in motor coordination as well as the progression of neurodegeneration with advancing age in mouse models (e.g., endophilin mutant mouse lines).

연령에 따라 모터 손상 Neurodegeneration와 쥐의 걸음 걸이 분석

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. ...

발생학

A Method to Study the Impact of Chemically-induced Ovarian Failure on Exercise Capacity and Cardiac Adaptation in Mice

The risk of cardiovascular disease (CVD) increases in post-menopausal women, yet, the role of exercise, as a preventative measure for CVD risk in post-menopausal women has not been adequately studied. Accordingly, we investigated the impact of voluntary cage-wheel exercise and forced treadmill exercise on cardiac adaptation in menopausal mice. The most commonly used inducible model for mimicking menopause in women is the ovariectomized (OVX) rodent. However, the OVX model has a few dissimilarities from menopause in humans. In this study, we administered 4-vinylcyclohexene diepoxide (VCD) to female mice, which accelerates ovarian failure as an alternative menopause model to study the impact of exercise in menopausal mice. VCD selectively accelerates the loss of primary and primordial follicles resulting in an endocrine state that closely mimics the natural progression from pre- to peri- to post-menopause in humans. To determine the impact of exercise on exercise capacity and cardiac adaptation in VCD-treated female mice, two methods were used. First, we exposed a group of VCD-treated and untreated mice to a voluntary cage wheel. Second, we used forced treadmill exercise to determine exercise capacity in a separate group VCD-treated and untreated mice measured as a tolerance to exercise intensity and endurance.

Two exercise paradigms were tested on a newly developed chemically induced menopausal mouse model to examine the impact of menopause on exercise capacity and cardiac adaption to exercise.

쥐의 운동 능력과 심장 적응에 화학적으로 유도 된 난소 실패의 영향을 연구하는 방법

The risk of cardiovascular disease (CVD) increases in post-menopausal women, yet, the role of exercise, as a preventative measure for CVD risk in ...

의학

Tracking Individual Running Metrics in Mice Using a Voluntary Wheel Running Protocol that Minimizes Social Isolation

Voluntary wheel running (VWR) in rodents is used to evaluate performance and endurance and to simulate exercise. In contrast to other exercise paradigms that require aversive stimulus to induce active movement, wheel running is voluntary. VWR generally consists of placing a running wheel inside the mouse home cage. However, analyzing exercise parameters can typically only be conducted when mice are individually housed, while overall cage effects can be reported when mice are group-housed. Therefore, the current models force experimenters to choose between measuring individual exercise parameters in single-housed mice or measuring group effects in group-housed mice; depending on the research question and model, this could be limiting. 
Therefore, the goal of this method is to demonstrate a protocol that assesses VWR in a mouse model by quantifying running parameters in individual mice, with minimal isolation. We report on device design, preoperative preparations, and experiment setup. Results of a 6-week training protocol using this VWR model suggest it provides sufficient stimulus to increase spatial object recognition memory, comparable to the clinical effect of exercise. This simple and inexpensive model facilitates investigation into the effect of VWR on multiple measurements of wheel activity, minimizing factors that could limit or affect experimental outcomes.

This protocol describes an effective voluntary wheel-running model that can be implemented in various research contexts. Unlike other voluntary running models, this method avoids isolation housing while tracking running metrics in individual mice.

Voluntary wheel running (VWR) in rodents is used to evaluate performance and endurance and to simulate exercise. In contrast to other exercise paradigms ...

Dosage-Adjusted Resistance Training in Mice with a Reduced Risk of Muscle Damage

Progressive resistance training (PRT), which involves performing muscle contractions against progressively greater external loads, can increase muscle mass and strength in healthy individuals and in patient populations. There is a need for precision rehabilitation tools to test the safety and effectiveness of PRT to maintain and/or restore muscle mass and strength in preclinical studies on small and large animal models. The PRT methodology and device described in this article can be used to perform dosage-adjusted resistance training (DART). The DART device can be used as a standalone dynamometer to objectively assess the concentric contractile torque generated by the ankle dorsiflexors in mice or can be added to a pre-existing isokinetic dynamometry system. The DART device can be fabricated with a standard 3D printer based on the instructions and open-source 3D print files provided in this work. The article also describes the workflow for a study to compare contraction-induced muscle damage caused by a single bout of DART to muscle damage caused by a comparable bout of isometric contractions (ISOM) in a mouse model of limb-girdle muscular dystrophy type 2B/R2 (BLAJ mice). The data from eight BLAJ mice (four animals for each condition) suggest that less than 10% of the tibialis anterior (TA) muscle was damaged from a single bout of DART or ISOM, with DART being less damaging than ISOM.

The present protocol describes a unique technique called dosage-adjusted resistance training (DART), which can be incorporated into precision rehabilitation studies performed in small animals, such as mice.

근육 손상 위험이 감소한 마우스에서 복용량 조정 저항 훈련

Progressive resistance training (PRT), which involves performing muscle contractions against progressively greater external loads, can increase muscle ...

신경과학

Activating Autophagy by Aerobic Exercise in Mice

Autophagy is a lysosomal degradation pathway essential for cell homeostasis, function and differentiation. Under stress conditions, autophagy is induced and targets various cargos, such as bulk cytosol, damaged organelles and misfolded proteins, for degradation in lysosomes. Resulting nutrient molecules are recycled back to the cytosol for new protein synthesis and ATP production. Upregulation of autophagy has beneficial effects against the pathogenesis of many diseases, and pharmacological and physiological strategies to activate autophagy have been reported. Aerobic exercise is recently identified as an efficient autophagy inducer in multiple organs in mice, including muscle, liver, heart and brain. Here we show procedures to induce autophagy in vivo by either forced treadmill exercise or voluntary wheel running. We also demonstrate microscopic and biochemical methods to quantitatively analyze autophagy levels in mouse tissues, using the marker proteins LC3 and p62 that are transported to and degraded in lysosomes along with autophagosomes.

Autophagy activation is beneficial in the prevention of a number of diseases. One of the physiological approaches to induce autophagy in vivo is physical exercise. Here we show how to activate autophagy by aerobic exercise and measure autophagy levels in mice.

마우스에 유산소 운동에 의해 자식 작용을 활성화

Autophagy is a lysosomal degradation pathway essential for cell homeostasis, function and differentiation. Under stress conditions, autophagy is induced ...

생물학

Versatility of Protocols for Resistance Training and Assessment Using Static and Dynamic Ladders in Animal Models

Resistance training is a physical exercise model with profound benefits for health throughout life. The use of resistance exercise animal models is a way to gain insight into the underlying molecular mechanisms that orchestrate these adaptations. The aim of this article is to describe exercise models and training protocols designed for strength training and evaluation of resistance in animal models and provide examples. In this article, strength training and resistance evaluation are based on ladder climbing activity, using static and dynamic ladders. These devices allow a variety of training models as well as provide precise control of the main variables which determine resistance exercise: volume, load, velocity, and frequency. Furthermore, unlike resistance exercise in humans, this is a forced exercise. Thus, aversive stimuli must be avoided in this intervention to preserve animal welfare. Prior to implementation, a detailed design is necessary, along with an acclimatization and learning period. Acclimatization to training devices, such as ladders, weights, and clinical tape, as well as to the manipulations required, is necessary to avoid exercise rejection and to minimize stress. At the same time, the animals are taught to climb up the ladder, not down, to the resting area on the top of the ladder. Resistance evaluation can characterize physical strength and permit adjusting and quantifying the training load and the response to training. Furthermore, different types of strength can be evaluated. Regarding training programs, with appropriate design and device use, they can be sufficiently versatile to modulate different types of strength. Furthermore, they should be flexible enough to be modified depending on the adaptive and behavioral response of the animals or the presence of injuries. In conclusion, resistance training and assessment using ladders and weights are versatile methods in animal research.

The present protocol describes resistance training and testing using static and dynamic ladders in animal models.

동물 모델에서 정적 및 동적 사다리를 사용한 저항 훈련 및 평가를 위한 프로토콜의 다양성

Resistance training is a physical exercise model with profound benefits for health throughout life. The use of resistance exercise animal models is a way ...

A Simple and Inexpensive Running Wheel Model for Progressive Resistance Training in Mice

Previously developed rodent resistance-based exercise models, including synergistic ablation, electrical stimulation, weighted-ladder climbing, and most recently, weighted-sled pulling, are highly effective at providing a hypertrophic stimulus to induce skeletal muscle adaptations. While these models have proven invaluable for skeletal muscle research, they are either invasive or involuntary and labor-intensive. Fortunately, many rodent strains voluntarily run long distances when given access to a running wheel. Loaded wheel running (LWR) models in rodents are capable of inducing adaptations commonly observed with resistance training in humans, such as increased muscle mass and fiber hypertrophy, as well as stimulation of muscle protein synthesis. However, the addition of moderate wheel load either fails to deter mice from running great distances, which is more reflective of an endurance/resistance training model, or the mice discontinue running nearly entirely due to the method of load application. Therefore, a novel high-load wheel running model (HLWR) has been developed for mice where external resistance is applied and progressively increased, enabling mice to continue running with much higher loads than previously utilized. Preliminary results from this novel HLWR model suggest it provides sufficient stimulus to induce hypertrophic adaptations over the 9 week training protocol. Herein, the specific procedures to execute this simple yet inexpensive progressive resistance-based exercise training model in mice are described.

This procedure describes a translatable progressive loaded running wheel resistance training model in mice. The primary advantage of this resistance training model is that it is entirely voluntary, thus reducing stress for the animals and the burden on the researcher.

마우스의 점진적 저항 훈련을 위한 간단하고 저렴한 러닝 휠 모델

Previously developed rodent resistance-based exercise models, including synergistic ablation, electrical stimulation, weighted-ladder climbing, and most ...