利用静态与动态梯子进行动物模型抗阻训练及评估的方案通用性

摘要

本方案描述了在动物模型中使用静态和动态梯子进行抗阻训练和测试的方法。

摘要

抗阻训练是一种贯穿生命全过程、对健康具有深远益处的体育锻炼模式。利用动物模型进行抗阻运动研究，有助于深入理解介导这些适应性变化的潜在分子机制。本文旨在介绍专为动物模型设计的抗阻训练模型及训练方案，并提供具体实例。本文中的力量训练与抗阻能力评估基于梯子攀爬活动，采用静态和动态梯子装置。这些装置可实现多种训练模型，并能精确控制决定抗阻运动的关键变量：训练量、负荷、速度和频率。此外，与人类的抗阻运动不同，动物模型中的此类运动属于强制性运动，因此在干预过程中必须避免使用厌恶刺激，以保障动物福利。在实施前，必须进行详细的设计，并安排适应期和学习期。动物需预先适应训练装置（如梯子、负重物和医用胶带）以及必要的操作手法，以防止拒绝运动并最大限度减少应激反应。同时，需训练动物从梯子向上攀爬至顶部的休息区域，而非向下爬行。抗阻能力评估可用于表征动物的体力水平，并为调整和量化训练负荷及训练反应提供依据。此外，还可评估不同类型的肌肉力量。在训练方案方面，通过合理的设计和装置使用，可实现足够的灵活性以调节不同类型的肌肉力量。同时，方案应具备足够的可调节性，以便根据动物的适应性反应、行为表现或是否出现损伤进行相应调整。总之，利用梯子和负重物进行抗阻训练与评估是动物研究中具有高度适应性的方法。

引言

体育锻炼是促进健康、降低人类最常见慢性疾病以及某些类型癌症发病率的重要生活方式因素¹。

由于抗阻运动对终生健康具有极其重要的意义，近年来受到广泛关注²，尤其因其在对抗影响运动系统的年龄相关性疾病（如肌肉减少症、骨质疏松症等）方面具有显著益处³。此外，抗阻运动还会影响那些不直接参与运动执行的组织和器官，例如大脑⁴。近年来，这种重要性推动了动物抗阻运动模型的发展，以便在无法对人体进行研究时，或当动物模型能提供更深入见解并实现更严格控制的情况下，探究其潜在的组织与分子机制。

与人类的抗阻运动不同，在动物模型中 研究人员通常依赖强制性操作。然而，在此情况下必须避免使用厌恶刺激，主要是为了保护动物福利、减少应激反应，并降低实验操作的严重程度⁵需要注意的是，动物即使在野外也喜欢运动⁶因此，有必要通过延长的逐步适应过程来提高实验对象对实验的适应性。

用于实验动物抗阻训练和评估的设备、材料及方案必须能够精确控制和调节多种变量：负荷、训练量、速度和频率^7<....

方案

本方案中所述方法已由动物研究技术委员会评估并批准（参考编号 PROAE 04/2018，西班牙阿斯图里亚斯公国）。

1. 规划

1. 根据研究关注的特征（如基因修饰、病理模型、年龄等）仔细选择实验动物，并针对实验方案进行特定调整（如无负重攀爬、减少攀爬横档数量以及调整倾斜角度）。
2. 确定需评估或训练的力量类型：最大力量、耐力、速度等，具体取决于研究目标。
3. 在制定功能评估或训练方案时，需谨慎调整参数，明确这些测试是作为主要结果指标，还是作为其他临床、功能、组织学或分子检测的补充手段。
4. 全面规划与训练相关的各项事宜，特别是时间安排、训练周期的持续时间及训练频率，并制定训练计划表。
   1. 明确热身步骤和梯子的倾斜角度，训练全程应保持一致。规定组数、重复次数、负荷量（依据训练前阻力测试结果确定）以及组间或重复间的休息时间，并根据前一次训练的表现合理调整负荷增量。
   2. 参照人类训练的原则，根据动物的健康状况对计划进行调整。调整措施包括减少重复次数、延长组间或重复间的休息时间，以及降低负荷，以避免过度训练和损伤。
5. 完成后，将实验设计提交至动物伦理研究委员会进行评审和批准。

2. 抗阻训练的器械与材料....

结果

使用固定梯子的结果
Codina-Martinez 等人所采用并描述的渐进式抗阻训练方案⁴（表4）在一项初步研究中进行了测试，该研究对6月龄的野生型 C57BL6J 小鼠（n = 4）进行了为期7周的固定梯子训练。在此初步研究中，在训练前后均进行了递增负荷测试以评估最大力量。我们观察到最大力量提高了46.4%，即训练结束时小鼠能够负重自身体重1.9倍进行攀爬（未发表数据）。

在 Codina-Martínez 等人的研究中⁴，对缺乏Atg4b¹⁶的雄性小鼠（C57BL6N/129Sv）及其相应的野生型对照小鼠（8周龄，每种基因型 n = 36）进行了为期14周的训练（表4）。在训练前后进行的递增性测试以评估最大抗阻能力，结果显示训练后的野生型动物最大抗阻能力提高了44%，而atg4b^-/.......

讨论

训练作为一种干预手段，在研究之外具有多种应用价值，而不仅仅局限于运动本身的研究。因此，近年来，训练对衰老²⁰ 或某些病理状况以及物理治疗的影响²¹ 受到了广泛关注。此外，许多研究人员已对药物²² 或饮食²¹ 干预对体能素质的影响进行了分析。在此背景下，人们开始关注将不同运动模式分别进行分析，其中对阻力训练的兴趣日益增长。阻力训练在多种组织中引发的分子反应与耐力训练不同^23,24，并且已被证明对多种病理状况具有特定作用²¹。

利用动物模型研究抗阻训练是一种具有多种应用的工具。它能够对病理模型或基因修饰动物中的特定表型进行表征，尽管这种描述通常未被包含在内。此外，实施运动方案并评估其对这些模型的.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
动态梯	自行生产
弹性粘性绷带 6 cm x 2.5 m	BSN medical	4005556
Gator Clip Steel NON-INSUL 10A	Digikey electronics	BC60ANP
静态梯	自行生产
配重	自行生产
用于悬挂配重的金属丝	自行生产