Ein einfaches und kostengünstiges Laufradmodell für progressives Widerstandstraining bei Mäusen

Dieses Protokoll ermöglicht es Forschern, große Kohorten von Mäusen zu viel niedrigeren Kosten zu trainieren als Modelle, die kommerziell erhältliche Laufradausrüstung verwenden. Der Hauptvorteil dieses Widerstandstrainingsmodells ist, dass es völlig freiwillig ist, was Stress für die Tiere und Zeitaufwand für den Forscher reduziert. Dieses Modell kann helfen, die zellulären und molekularen Mechanismen besser zu verstehen, die die Muskelmasse als Reaktion auf Trainingstraining regulieren.

Durch die Konstruktion ist dieses geladene Radlaufmodell relativ einfach auszuführen. Es wird jedoch immer noch empfohlen, dass Forscher Pilottests in der einzigartigen Laborumgebung durchführen, um die Laufleistung von Mäusen vor dem Experiment abzuschätzen. Dieses Verfahren wird PJ Koopmans, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter in meinem Labor, demonstrieren.

Um die Laufradvorrichtung einzurichten, kleben Sie einen einzelnen ein Gramm schweren Sensormagneten auf den äußeren Mittelumfang des Laufrades und verwenden Sie dieses Rad nur für die erste Woche der Radakklimatisierung. Der beladene Radlauf erfordert zwei Gramm Last, daher kleben Sie zwei Magnete von einem Gramm nebeneinander auf den äußeren Umfang des Rades. Ein Klebeband kann verwendet werden, um die Magnete an Ort und Stelle zu halten, bis der Kleber fest trocknet.

Wenn die Wochen vergehen, wenden Sie zusätzliche Last in den Wochen 3, 4, 5 und 7 an, indem Sie einen weiteren Magneten von einem Gramm auf einen der bereits vorhandenen Magneten legen. Da diese Magnete fest aneinander haften, ist kein Klebstoff erforderlich. Hochbelastete Radlaufeinstellungen erfordern drei Radsätze.

Der erste Radsatz, der für die zweite Woche benötigt wird, hat nur einen einzigen 2,5-Gramm-Magneten, der auf den äußeren Umfang des Rades geklebt ist. Der zweite Radsatz, der nur für die dritte Woche benötigt wird, besteht aus zwei 2,5-Gramm-Magneten, die nebeneinander auf den äußeren Umfang des Rades geklebt sind. Der dritte Radsatz, der für vier Wochen und darüber hinaus benötigt wird, besteht aus drei 2,5-Gramm-Magneten, die nebeneinander auf den äußeren Umfang des Rades geklebt sind.

Wenden Sie zusätzliche Last für Woche sechs und acht an, indem Sie einen weiteren 2,5-Gramm-Magneten auf einen der bereits vorhandenen Magnete legen. Stellen Sie sicher, dass vor der Montage ein frischer Akku in den Fahrradcomputer eingelegt wird. Montieren Sie dann die Laufräder mit einem Käfig, der mit einem digitalen Fahrradcomputer ausgestattet ist, um die Zeit und die zurückgelegte Strecke während des Trainings zu überwachen.

Die Durchschnittsgeschwindigkeit in Kilometern pro Stunde wird arithmetisch abgeleitet. Stellen Sie die Radgröße während der anfänglichen Programmierung des Fahrradcomputers ein und berechnen Sie die Distanz pro Umdrehung, indem Sie den Außenumfang des Laufrads messen. Um sicherzustellen, dass alle Computer- und Sensorkomponenten in einer festen Barriere außerhalb des Käfigs enthalten sind, um zu verhindern, dass Mäuse auf den Komponenten kauen, verwenden Sie den Deckel einer leeren Pipettenspitzenbox mit einem kleinen rechteckigen Ausschnitt für den magnetischen Fahrradsensor und den Hauptteil der Box zur Aufnahme des Fahrradcomputers. und Draht.

Bohren Sie zwei Löcher durch die Ecken des Deckels der Pipettenspitze, um den magnetischen Fahrradsensor und den Laufradständer an der Außenseite des Käfigs zu befestigen, und führen Sie den Laufradstand kopfüber durch die Lücken im Käfigdeckel, aber auf der festen Oberfläche ein. Befestigen Sie den Radstand und den Computersensor mit Hardware an der Oberseite des Käfigs. Stellen Sie sicher, dass sich der Fahrradcomputersensor und der Deckel der Pipettenspitze direkt über dem Sensormagneten des Rades befinden und dass der Sensormagnet und der Computersensor nicht mehr als einen Zentimeter voneinander entfernt sind, um die ordnungsgemäße Aufzeichnung der Radbewegung zu ermöglichen.

Befestigen Sie das entsprechende Laufrad am Radstand, bevor Sie den Deckel auf den Käfig setzen, und setzen Sie den Deckel dann sicher auf den Käfig. Wenn das Rad vom Käfigdeckel hängt, achten Sie auf mindestens 2,5 Zentimeter Abstand vom Käfigboden. Legen Sie dann eine minimale Menge an Einstreumaterial in den Käfig, um sicherzustellen, dass sich das Rad frei dreht, aber nicht durch den Aufbau von Einstreu behindert wird.

Da Mäuse eine nachtaktive Art sind, wird der größte Teil ihrer natürlichen Käfigaktivität, einschließlich des Radlaufens, während der dunklen Stunden des Lichtzyklus durchgeführt. Zeichnen Sie diese Daten während des Experiments in einem konsistenten Intervall vom Fahrradcomputer auf, um eine genaue Aktivitätsüberwachung zu gewährleisten. Halten Sie sitzende Mäuse neun Wochen lang einzeln in einem Käfig unter, der ein verriegeltes Laufrad enthält, um ein Laufen zu verhindern.

Reduzieren Sie bei Bedarf die Belastung für die Laufgruppen mit geladenem Rad und die Laufgruppen mit hoher Belastung, um sicherzustellen, dass die Mäuse während des gesamten Protokolls von neun pro Woche gemäß dem Ladeplan weiter trainieren. Während der Studie wurden die Mäuse zufällig einer von drei Behandlungsgruppen zugeordnet, nämlich sitzend, belastet oder hoch belastet Radlauf, und dann ihr jeweiliges neunwöchiges Protokoll abgeschlossen. Nach der einwöchigen Akklimatisierung gab es keine Gruppen- oder Gruppenunterschiede in der Laufdistanz oder dem Trainingsvolumen.

Die normalisierte Soleusmasse war in der hochbelasteten Radlaufgruppe 21,4% größer als in der sitzenden Gruppe, obwohl es keinen Unterschied in der Faserquerschnittsfläche gab. Obwohl Plantaris Muskelmasse und durchschnittliche Faserquerschnittsfläche statistisch signifikante Unterschiede nicht verdrängten, scheint es eine Verschiebung des Anteils von Fasern mit einer größeren Querschnittsfläche in den Plantaris des hochbelasteten Radlaufs im Vergleich zum sitzenden und belasteten Radlauf zu geben. Es gab keine signifikanten Unterschiede in der Zucken oder Spitzenkraft des GPS-Komplexes zwischen den Gruppen, gemessen durch einen NC2-Muskelfunktionstest.

Es ist wichtig, sicherzustellen, dass sich das Rad innerhalb des Käfigs frei dreht und dass sich der Radsensormagnet in der Nähe des Fahrradcomputersensors befindet, damit die Radrotation ungehindert ist und der Fahrradcomputer die Laufdaten genau aufzeichnet. Nach diesem Verfahren können die Forscher nachfolgende Analysen wie kontraktile Funktion oder immunhistochemische Techniken durchführen, um die verschiedenen physiologischen Reaktionen im Anschluss an das Trainingstraining zu untersuchen.