Um aparelho de exercícios de peixe-zebra induzido por natação para abordagens de treinamento versáteis

Summary

O aparelho de exercícios projetado para peixes menos afortunados facilita a implementação de diversos protocolos de exercícios com intensidades variadas, manipulando a velocidade do fluxo de água, alcançável por meio da reotaxia.

Abstract

Para investigar de forma abrangente os efeitos do exercício na saúde e na doença, os modelos animais desempenham um papel fundamental. O peixe-zebra, um organismo modelo de vertebrado amplamente utilizado, oferece uma plataforma única para tais estudos. Este estudo introduziu o desenvolvimento de um aparelho econômico adaptado para estudos de exercícios de peixe-zebra utilizando materiais prontamente disponíveis. O dispositivo é baseado nos princípios de um túnel de natação e engloba uma rede de tubos e válvulas ligados a uma bomba submersível. O fluxo de água é meticulosamente monitorado por um sensor e regulado por válvulas . Para avaliar a eficácia do aparelho, foram implementados dois protocolos de treinamento: treinamento contínuo de intensidade moderada (MICT) e treinamento intervalado de alta intensidade (HIIT). Os peixes foram treinados coletivamente e seu desempenho na natação foi avaliado por meio de um teste de resistência. Ambos os protocolos de treinamento levaram a melhorias no desempenho da natação após 30 dias de treinamento e induziram alterações na resposta molecular ao exercício em comparação com um grupo controle sedentário. Notavelmente, o HIIT demonstrou eficiência superior em relação ao MICT. O sistema de treinamento do peixe-zebra provou ser uma ferramenta valiosa para investigações em fisiologia do exercício e avança ainda mais a utilidade do modelo do peixe-zebra neste campo.

Introduction

O exercício físico engloba qualquer movimento corporal realizado pelos músculos esqueléticos que resulte em aumento do gasto energético, sendo o exercício um subconjunto estruturado e repetitivo das atividades físicas¹. O exercício, uma atividade multifatorial e econômica que envolve todo o corpo, traz inúmeros benefícios à saúde, como a prevenção da síndrome metabólica e da sarcopenia². Consequentemente, o campo da fisiologia do exercício tem um interesse significativo, pois busca elucidar como o corpo se adapta ao estresse agudo do exercício, ao estresse crônico do treinamento físico e....

Protocol

Os procedimentos receberam aprovação prévia do Comitê de Ética no Uso de Animais da Universidade Federal de São Paulo (CEUA/UNIFESP nº 9206260521). Apenas fêmeas adultas de Danio rerio selvagem, com 6 meses de idade e peso de 2,5 a 3 g, foram empregadas neste estudo. O equipamento e os reagentes necessários para o estudo estão listados na Tabela de Materiais.

1. Aparelho de exercício de peixe-zebra feito sob medida

Discussion

Neste estudo, foi desenvolvido um sistema de exercícios inovador e econômico inspirado no respirômetro de túnel de natação da Loligo Systems²¹ e no sistema de calha²² para o exame abrangente do desempenho de natação do peixe-zebra. O Umax foi determinado pelo aumento sistemático do fluxo de água em estágios discretos, com incrementos de velocidade ocorrendo em intervalos curtos (20-30 min) até que os peixes atingissem a exaustã.......

Materials

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