Farelerde Progresif Direnç Eğitimi için Basit ve Ucuz Bir Koşu Tekerleği Modeli

Özet

Bu prosedür, farelerde çevrilebilir bir aşamalı yüklü koşu tekerleği direnç eğitim modelini açıklar. Bu direnç eğitim modelinin birincil avantajı, tamamen gönüllü olması, böylece hayvanlar için stresi ve araştırmacı üzerindeki yükü azaltmasıdır.

Özet

Daha önce geliştirilen sinerjik ablasyon, elektriksel stimülasyon, ağırlıklı merdiven tırmanma ve en son olarak ağırlıklı kızak çekme dahil olmak üzere kemirgen direncine dayalı egzersiz modelleri, iskelet kası adaptasyonlarını indüklemek için hipertrofik bir uyaran sağlamada oldukça etkilidir. Bu modellerin iskelet kası araştırmaları için paha biçilmez olduğu kanıtlanmış olsa da, ya invaziv ya da istemsiz ve emek yoğundur. Neyse ki, birçok kemirgen suşu bir koşu tekerleğine erişim verildiğinde gönüllü olarak uzun mesafeler koşar. Kemirgenlerdeki yüklü tekerlek çalıştırma (LWR) modelleri, insanlarda artan kas kütlesi ve lif hipertrofisi ve kas protein sentezinin uyarılması gibi direnç eğitimi ile yaygın olarak gözlenen adaptasyonları indükleyebilir. Bununla birlikte, ılımlı tekerlek yükünün eklenmesi ya fareleri uzun mesafelerde koşmaktan caydıramaz, bu da bir dayanıklılık / direnç eğitim modelini daha iyi yansıtır ya da fareler yük uygulama yöntemi nedeniyle neredeyse tamamen çalışmayı bırakır. Bu nedenle, harici direncin uygulandığı ve kademeli olarak arttırıldığı fareler için yeni bir yüksek yüklü tekerlek çalışma modeli (HLWR) geliştirilmiştir ve farelerin daha önce kullanılandan çok daha yüksek yüklerle çalışmaya devam etmelerini sağlamıştır. Bu yeni HLWR modelinden elde edilen ön sonuçlar, 9 haftalık eğitim protokolü boyunca hipertrofik adaptasyonları indüklemek için yeterli uyaran sağladığını göstermektedir. Burada, farelerde bu basit ama ucuz ilerleyici direnç tabanlı egzersiz eğitim modelini yürütmek için özel prosedürler açıklanmaktadır.

Giriş

İskelet kas kütlesi, yetişkin insanlarda vücut kütlesinin yaklaşık% 40'ını oluşturur; Bu nedenle, iskelet kas kütlesinin yaşam boyunca korunması kritik öneme sahiptir. İskelet kas kütlesi, enerji metabolizmasında, çekirdek vücut ısısının korunmasında ve glikoz homeostazında ayrılmaz bir rol oynar¹. İskelet kasının korunması, protein sentezi ve protein yıkımı arasında bir dengedir, ancak bu süreçleri yönlendiren karmaşık moleküler mekanizmaların anlaşılmasında hala birçok boşluk vardır. Kas kütlesinin korunmasını ve büyümesini düzenleyen moleküler mekanizmaları incelemek için, insan deneklerin araştırma modelleri genellikle direnç egzersizine da....

Protokol

Bu çalışma Appalachian State Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (#22-05) tarafından onaylanmıştır.

1. Hayvanlar

1. C57BL/6 farelerini şirket içi fare kolonisinden temin edin.
   NOT: Çalışmanın başlangıcında 5-8 aylık erkek fareler kullanılmıştır. Günlük koşu aktivitesi 26 haftalıkken yaklaşık 9-10 haftalıkken zirveye ulaşır ve^{platolara ulaşır}. Önceki çalışmalar, yaşlı farelerin (22-24 ay) da²⁷ çalışan yüklü tekerlek gerçekleştireceğini göstermiştir.
2. Fareleri ayrı ayrı tel kapaklı standart bir kemirgen kafesinde barındırın ve kafesi kont....

Sonuçlar

Bu çalışmada, 24 C57BL / 6 fare (bu çalışmanın başlangıcında 6.3 ± 0.7 ay) rastgele üç tedavi grubundan birine atandı: sedanter (SED), yüklü tekerlek çalıştırma (LWR; Dungan ve ^ark.17 tarafından tanımlanan PoWeR ile aynı) veya yüksek LWR (HLWR) ve daha sonra ilgili 9 haftalık protokollerini tamamladılar. Alışma haftasından sonra (1. hafta), koşu mesafesi veya antrenman hacminde grup veya grup x zaman farkı yoktu (Şekil 5).

Tartışmalar

Kemirgenlerdeki mevcut direnç egzersiz modellerinin iskelet kası araştırmaları için paha biçilmez olduğu kanıtlanmıştır; Bununla birlikte, bu modellerin çoğu istilacı, istemsiz ve / veya zaman ve emek yoğundur. LWR, sadece diğer iyi kabul görmüş direnç egzersizi eğitim modellerinde gözlemlenenlerle benzer kas adaptasyonlarını indüklemekle kalmayıp, aynı zamanda araştırmacı tarafından minimum zaman / emek taahhüdü ile hayvan için kronik, düşük stresli bir egzersiz uyarıcısı sağlay.......

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 g disc neodymium magnets	Applied Magnets	ND018-6	Used for all sensor magnets and 1 g increments of wheel loading
2.5 g disc neodymium magnets	Applied Magnets	ND022	Used for 2.5 g increments of wheel loading
8-32 x 1" stainless steel screws	Amazon		https://www.amazon.com/gp/product/B07939RS23/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1
8-32 Wing Nuts	Amazon		https://www.amazon.com/gp/product/B07YYWW2SB/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&th=1
10 µL pipette tip box (empty)	Thermo Scientific	2140	We used empty ART Pipette tip boxes, but any similar sized boxes/trays would suffice
Extreme Liquid Glue	Loctite
Laminin primary antibody	Novus Biologicals	NB300-144AF647	primary antibody conjugated with AF657; 1:200 in PBS containing 10% normal goat serum
Lithium 3 V battery	n/a	CR2032
M10 (3/16" x 1 1/4") stainless steel fender washers	Amazon		https://www.amazon.com/gp/product/B00OHUHEU8/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&th=1
MyoVision: Automated Image Quantification Platform	Wen et al. (2017)	v1.0	https://www.uky.edu/chs/center-for-muscle-biology/myovision
Polycarbonate rodent cage (430 mm L x 290 mm W x 201 mm H), with narrow width stainless steel wired bar lid	Orchid Scientific	Polycarbonate Rat Cage Type II	https://orchidscientific.com/product/rat-cage/ - 1519974600758-c29bc1c5-6dfa
Sigma Sport 509 Bike Computer	Sigma Sport		Does not need to be this model in particular, but must have distance and time monitoring capabilities
Silent Spinner Running Wheel (mini 11.4 cm)	Kaytee	SKU# 100079369	https://www.kaytee.com/all-products/small-animal/silent-spinner-wheel