نموذج عجلة تشغيل بسيط وغير مكلف للتدريب على المقاومة التدريجية في الفئران

يسمح هذا البروتوكول للباحثين بمقاومة مجموعات كبيرة من الفئران بتكلفة أقل بكثير مقارنة بالنماذج التي تستخدم معدات عجلات الجري المتاحة تجاريا. الميزة الأساسية لنموذج تدريب المقاومة هذا هي أنه طوعي تماما ، مما يقلل من الإجهاد للحيوانات والالتزام بالوقت للباحث. يمكن أن يساعد هذا النموذج في فهم أفضل للآليات الخلوية والجزيئية التي تنظم كتلة العضلات استجابة للتدريب على التمرين.

حسب التصميم ، فإن نموذج تشغيل العجلات المحمل هذا سهل التنفيذ نسبيا. ومع ذلك ، لا يزال يوصى بأن يقوم الباحثون بإجراء اختبار تجريبي في بيئة مختبرية فريدة لتقدير الأداء التشغيلي للفئران قبل التجريب. سيوضح هذا الإجراء PJ Koopmans ، مساعد أبحاث الدراسات العليا في مختبري.

لإعداد جهاز عجلة الجري ، قم بلصق مغناطيس مستشعر واحد بوزن جرام واحد على المحيط الأوسط الخارجي لعجلة الجري واستخدم هذه العجلة للأسبوع الأول فقط من التأقلم مع العجلات. يتطلب تشغيل العجلة المحملة غرامين من الحمل ، وبالتالي قم بلصق مغناطيسين من غرام واحد جنبا إلى جنب على المحيط الخارجي للعجلة. يمكن استخدام شريط لتثبيت المغناطيس في مكانه حتى يجف الغراء بقوة.

مع مرور الأسابيع ، ضع حملا إضافيا في الأسابيع 3 و 4 و 5 و 7 عن طريق وضع مغناطيس آخر بغرام واحد فوق أي من المغناطيس الموجود بالفعل. نظرا لأن هذه المغناطيسات تلتصق ببعضها البعض بقوة ، فلن تكون هناك حاجة إلى الغراء. يتطلب إعداد تشغيل العجلات عالية التحميل ثلاث مجموعات من العجلات.

تحتوي المجموعة الأولى من العجلات ، المطلوبة للأسبوع الثاني فقط على مغناطيس واحد يبلغ وزنه 2.5 جرام ملتصق بالمحيط الخارجي للعجلة. تحتوي المجموعة الثانية من العجلات ، المطلوبة للأسبوع الثالث فقط ، على مغناطيسين بوزن 2.5 جرام ملتصقين جنبا إلى جنب على المحيط الخارجي للعجلة. تحتوي المجموعة الثالثة من العجلات المطلوبة لمدة أربعة أسابيع وما بعدها على ثلاثة مغناطيسات بوزن 2.5 جرام ملتصقة جنبا إلى جنب على المحيط الخارجي للعجلة.

ضع حملا إضافيا للأسبوعين السادس والثامن عن طريق وضع مغناطيس آخر بوزن 2.5 جرام فوق أي من المغناطيسات الموجودة بالفعل. تأكد من إدخال بطارية جديدة في كمبيوتر الدراجة قبل التجميع. ثم قم بتجميع عجلات الجري باستخدام قفص مجهز بكمبيوتر دراجة رقمي لمراقبة الوقت والمسافة المقطوعة أثناء التمرين.

يتم اشتقاق متوسط السرعة بالكيلومترات في الساعة حسابيا. اضبط حجم العجلة أثناء البرمجة الأولية لكمبيوتر الدراجة واحسب مسافة كل دورة عن طريق قياس المحيط الخارجي لعجلة الجري. لضمان احتواء جميع مكونات الكمبيوتر والمستشعر داخل حاجز صلب خارج القفص لمنع الفئران من مضغ المكونات ، استخدم غطاء صندوق طرف ماصة فارغ مع قطع مستطيل صغير لمستشعر الدراجة المغناطيسية والجزء الرئيسي من الصندوق لحمل كمبيوتر الدراجة ، والأسلاك.

قم بحفر ثقبين من خلال زوايا غطاء صندوق طرف الماصة لتأمين مستشعر الدراجة المغناطيسي وحامل عجلة الجري في مكانه على السطح الخارجي للقفص وأدخل قاعدة عجلة الجري رأسا على عقب من خلال الفجوات الموجودة في غطاء القفص ولكن فوق السطح الصلب. قم بتأمين قاعدة العجلات ومستشعر الكمبيوتر في الجزء العلوي من القفص باستخدام الأجهزة. تأكد من أن مستشعر كمبيوتر الدراجة وغطاء صندوق طرف الماصة أعلى مباشرة من مكان وجود مغناطيس المستشعر للعجلة وأن مغناطيس المستشعر ومستشعر الكمبيوتر متباعدان بما لا يزيد عن سنتيمتر واحد للسماح بالتسجيل السليم لحركة العجلات.

قم بتوصيل عجلة التشغيل المناسبة بقاعدة العجلات قبل وضع الغطاء على القفص ، ثم ضع الغطاء بشكل آمن على القفص. مع تعليق العجلة من غطاء القفص ، تأكد من إزالة 2.5 سم على الأقل من أرضية القفص. ثم ضع الحد الأدنى من مواد الفراش في القفص للتأكد من أن العجلة تدور بحرية ولكن لا يعوقها تراكم الفراش.

نظرا لأن الفئران هي نوع ليلي ، فإن معظم نشاطها الطبيعي في القفص ، بما في ذلك تشغيل العجلات ، سيتم تنفيذه خلال الساعات المظلمة من دورة الضوء. أثناء التجربة ، سجل هذه البيانات من كمبيوتر الدراجة في فترة زمنية متسقة مجدولة لضمان مراقبة النشاط بدقة. قم بإيواء الفئران المستقرة بشكل فردي لمدة تسعة أسابيع في قفص يحتوي على عجلة تشغيل مقفلة لمنع أي جري.

قلل الحمل لمجموعات تشغيل العجلات المحملة ومجموعات تشغيل العجلات عالية التحميل إذا لزم الأمر لضمان استمرار الفئران في ممارسة الرياضة طوال التسعة بروتوكولات في الأسبوع وفقا لجدول التحميل. خلال الدراسة ، تم تعيين الفئران عشوائيا إلى واحدة من ثلاث مجموعات علاجية ، وهي المستقرة ، أو تشغيل العجلات المحملة ، أو تشغيل العجلات عالية التحميل ، ثم أكملت بروتوكول كل منها لمدة تسعة أسابيع. بعد أسبوع واحد من التأقلم ، لم تكن هناك مجموعة أو مجموعة حسب الاختلافات الزمنية في مسافة الجري أو حجم التدريب.

كانت كتلة النعل الطبيعية أكبر بنسبة 21.4٪ في مجموعة تشغيل العجلات عالية التحميل مقارنة بالمجموعة المستقرة على الرغم من عدم وجود فرق في منطقة المقطع العرضي للألياف. على الرغم من أن كتلة العضلات الأخمصية ومتوسط مساحة المقطع العرضي للألياف لم تحل محل الاختلافات ذات الأهمية الإحصائية ، يبدو أن هناك تحولا في نسبة الألياف ذات مساحة المقطع العرضي الأكبر في أخمص العجلات عالية التحميل مقارنة بتشغيل العجلات المستقرة والمحملة. لم تكن هناك اختلافات كبيرة في الارتعاش أو قوة الذروة لمجمع GPS بين المجموعات كما تم قياسها بواسطة اختبار وظيفة العضلات NC2.

من المهم التأكد من أن العجلة تدور بحرية داخل القفص وأن مغناطيس مستشعر العجلة قريب من مستشعر كمبيوتر الدراجة بحيث يكون دوران العجلة دون عوائق ويسجل كمبيوتر الدراجة بدقة بيانات التشغيل. بعد هذا الإجراء ، يمكن للباحثين إجراء تحليلات لاحقة مثل وظيفة الانقباض أو التقنيات الكيميائية النسيجية المناعية لفحص الاستجابات الفسيولوجية المختلفة لمزيد من التدريب على التمرين.