Name: Statische Krafttrainingsmethode für Typ-2-Diabetiker (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-03-29T12:30:00.000+00:00
Duration: 3 min 17 s
Description: Erfahren Sie eine statische Krafttrainingsmethode für Diabetes-Forschung mit Mäusen. Dieses Protokoll ermöglicht die Untersuchung molekularer Mechanismen von Bewegungstherapie bei Typ-2-Diabetes.

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Diese Arbeit wurde durch die zweite Gruppe spezieller wissenschaftlicher Forschungsprojekte der Nationalen Klinischen Forschungsbasis für Traditionelle Chinesische Medizin (JDZX2015127, die am Provinzkrankenhaus für Chinesische Medizin Anhui angesiedelt ist) unterstützt.

Alle Tierversuche wurden vom Animal Care and Use Committee der Nanjing University of Chinese Medicine genehmigt (Erlaubnis Nr. 202209A033). Es wurden gesunde männliche C57BL/6J-Mäuse mit Lichtschutzfaktor, einem Alter von 8 Wochen und einem Körpergewicht von 20 ± 4 g ausgewählt. Die Mäuse wurden in einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus bei einer Temperatur von 20-22 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 45%-50% gehalten. Die Tiere fressen und trinken frei.
1. Etablierung eines Mausmodells von T2DM
<ol><li>Füttern Sie die Mäuse zunächst 1 Woche lang mit einer normalen Diät und lassen Sie die Mäuse sich an die neue Umgebung des Tierzentrums anpassen. Nach 1 Woche für einen Zeitraum von 4 Wochen eine fettreiche Diät (Diätzusammensetzung: 20,0 % Schmalz, 10,0 % Saccharose, 2,5 % Cholesterin, 1,0 % Cholat, 66,5 % konventionelle Diät) bereitstellen.</li>
	<li>Ab dem 1. Tag der 5. Woche injizieren Sie Mäusen intraperitoneal Streptozotocinlösung in einer Dosis von 35 mg/kg täglich an 3 aufeinanderfolgenden Tagen. Bereiten Sie 1 ml der Streptozotocin-Lösung mit 10 mg Streptozotocin-Pulver mit 0,1 M/l Natriumcitratpuffer als Lösungsmittel vor. HINWEIS: Die Injektion sollte innerhalb von 30 Minuten nach der Herstellung der Lösung abgeschlossen sein, und die Lösung sollte während des Gebrauchs von Licht ferngehalten werden.</li>
	<li>Testen Sie den Blutzucker nach dem Zufallsprinzip an Tag 5 und Tag 7 nach der ersten Injektion von Streptozotocin-Lösung. Tiere mit zwei zufälligen Blutzuckerwerten von mehr als 16,7 mM/L gelten als erfolgreiche T2DM-Modelle.</li>
	<li>Beginnen Sie mit der Trainingsintervention am 8. Tag nach der ersten Injektion von Streptozotocin-Lösung.</li>
</ol>2. Gruppierung und Behandlung bei Mäusen
<ol><li>Teilen Sie die T2DM-Mäuse unter Verwendung der Zufallszahlentabellenmethode in eine Modellgruppe, eine Trainingsgruppe und eine Metformin-Gruppe mit 6 Mäusen in jeder Gruppe auf.</li>
	<li>Führen Sie keinen Eingriff für die Modellgruppe durch.</li>
	<li>Metformin-Tabletten zu Pulver mahlen und in reinem Wasser auflösen. Geben Sie der Metformin-Gruppe Metformin durch Sonde in einer Dosis von 200 mg/kg, einmal täglich, für 3 Wochen.</li>
	<li>Lassen Sie die Trainingsgruppe 30 Minuten lang einmal täglich, 5 Tage die Woche, 3 Wochen lang 30 Minuten statisches Krafttraining absolvieren. Das Training findet jeden Montag- bis Freitagnachmittag statt.</li>
	<li>Weisen Sie nach dem Zufallsprinzip 6 Nicht-T2DM-Mäuse als Kontrollgruppe zu. Diese Mäuse werden keiner Modellierung und Intervention unterzogen.</li>
</ol>3. Herstellung des statischen Krafttrainingsgeräts
<ol><li>Bereiten Sie eine 5 mm dicke transparente Acrylplatte mit den Maßen 20 cm x 20 cm vor. Verwenden Sie eine durchsichtige Tafel, um das Training der Mäuse zu beobachten.</li>
	<li>Besorgen Sie sich Holzstäbchen mit einem Durchmesser von 3 mm und eine Rolle Klebeband mit einer Breite von 1 cm. Schneide mit einem Papierschneider zwei 4 cm lange Stäbchen und vier 1 cm lange Stäbchen ab.</li>
	<li>Befestigen Sie zwei Stäbe mit einer Länge von jeweils 1 cm mit Klebeband an den Enden eines Stäbchens mit einer Länge von 4 cm (Abbildung 1A). Die kurzen Stöcke sollten auf der gleichen Seite wie der lange Stock befestigt werden.</li>
	<li>Legen Sie die Klarsichtplatte auf eine ebene Fläche und befestigen Sie zwei Sätze à 1 cm kurze Stifte mit einer Heißklebepistole an der Platte. Achten Sie darauf, dass die 4 cm langen Holzstäbchen nicht mit dem Brett in Berührung kommen. Lassen Sie einen Abstand von 2 cm zwischen dem langen Stock und dem Brett, um die Mäuse an Ort und Stelle zu halten (Abbildung 1B). Lassen Sie die beiden langen Stäbe ausgerichtet und parallel sein, mit einem Abstand von 6 cm zwischen ihnen (Abbildung 1C).</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65556/65556fig01.jpg"> Abbildung 1: Montieren Sie die Stäbchen und befestigen Sie sie auf der transparenten Platte. (A) Kleben Sie den 1 cm langen Stab an beide Enden des 4 cm langen Stabes. (B) Verwenden Sie Schmelzkleber, um den 1 cm langen Stab und die transparente Platte zu verbinden, und die Spaltlänge beträgt 2 cm. (C) Zwei 4 cm lange Stäbe im Abstand von 6 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65556/65556fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
4. Statisches Krafttraining bei Mäusen
<ol><li>Schneide zwei Stücke Wollgarn mit einer Länge von 15 cm ab. Binden Sie mit einem Slipknot ein Stück Wollgarn an jeden der oberen Knöchel der Maus (Abbildung 2A). HINWEIS: Ein elastisches Seil kann die Haltung von Mäusen nicht fixieren, und Hanfseil verschleißt die Knöchel von Mäusen, daher wird hier unelastisches, aber weiches Wollgarn gewählt.</li>
	<li>Lege das Brett mit den Stöcken nach oben waagerecht auf den Tisch. Drücken Sie die Maus vorsichtig zwischen zwei lange Sticks und positionieren Sie Kopf und Schwanz so, dass sie mit den Lücken unter den Sticks ausgerichtet sind.</li>
	<li>Führen Sie den Faden durch die Lücke am Ende des Schwanzes. Passen Sie dann das Garn so an, dass die Knöchel der Maus eng an der Kante des Sticks anliegen.</li>
	<li>Befestigen Sie das Wollgarn mit Klebeband (Abbildung 2B). Das Ende des Wollgarns sollte gesichert sein, sonst klettert die Maus an der heruntergefallenen Wolle hoch. Ziehen Sie die Wolle so fest wie möglich, sonst löst sich die Maus leicht.</li>
	<li>Drehen Sie die transparente Platine um. Besorge dir 2 Schachteln in der gleichen Höhe (15-20 cm hoch) an beiden Enden des Klarsichtbretts. Lege das Brett waagerecht in einer bestimmten Höhe. Das Feld befindet sich an beiden Enden des Kopfes und des Schwanzes der Maus. Wenn es zu hoch ist, wird der Experimentator nicht in der Lage sein, es leicht zu handhaben; Ist sie zu niedrig, kann es sein, dass die Maus die Tischplatte berührt.</li>
	<li>Ist das Brett umgekippt, hängt die Maus kopfüber. Aufgrund des Aufrichtreflexes krümmen Mäuse ihren Bauch und strecken ihre Vordergliedmaßen aus, um ihre Hinterbeine oder Stöcke zu greifen. Positionieren Sie in dieser Phase einen 20 cm langen Stock vor der Maus und führen Sie sie vorsichtig, um den Stock mit den Vordergliedmaßen zu greifen. Wiederholen Sie den Vorgang, bis die Maus den mobilen Stick geübt greift.</li>
	<li>Bewegen Sie mit dem Stick den Vorderschenkel der Maus zu einem weiteren 4 cm langen Stab auf dem transparenten Brett. Stellen Sie den Winkel des Sticks ständig ein, damit die Mäuse den stationären 4 cm langen Stick auf dem Brett aktiv greifen können (Abbildung 2C).</li>
	<li>Wiederholen Sie den vorherigen Schritt, indem die Maus die Vorderpfote loslässt, bis die Maus erschöpft ist. Nach 30 Minuten waren die meisten Ratten nicht mehr in der Lage, ihren Oberkörper zu heben und den Stock mit den Vordergliedmaßen zu greifen. HINWEIS: Vor der Durchführung der Intervention ist ein einwöchiges Gewöhnungstraining an Mäusen erforderlich. Die anfängliche Trainingsdauer beträgt 10 Minuten pro Tag, die dann um 5 Minuten pro Tag erhöht werden sollte, bis insgesamt 30 Minuten pro Tag erreicht sind.</li>
	<li>Lassen Sie die Maus nach 30 Minuten Training sofort los und entwirren Sie die Wolle, um rote und geschwollene Füße zu vermeiden, die durch längeres Binden verursacht werden.<ol><li>Wenn nach dem Training Hautläsionen am Knöchel der Mäuse auftreten, beenden Sie das Training der Mäuse und suchen Sie einen Tierarzt auf, bis der Knöchel gesund ist.</li>
		<li>Einigen Mäusen gelingt es gelegentlich, sich durch intensive Kämpfe während des Trainings zu befreien. Die Mäuse kämpfen, wenn ihre Hinterbeine nicht fest fixiert sind. Um Verletzungen durch Kämpfe zu vermeiden, beobachten Sie die Mäuse während des gesamten Trainings. Wenn festgestellt wird, dass die Hinterbeine nicht fest fixiert sind oder die Mäuse anfangen zu kämpfen, lockern Sie die Mäuse und fixieren Sie sie wieder. HINWEIS: Frühere Experimente haben gezeigt, dass das Aufhängen von Mäusen kopfüber für 30 Minuten am Tag, 5 Tage die Woche, keinen Knöchelverschleiß verursacht, vorausgesetzt, sie werden rechtzeitig befreit10. Mäuse können in 1-3 Sitzungen lernen und sich an das Training gewöhnen.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65556/65556fig02.jpg"> Abbildung 2: Fixierungsmethode bei der Maus. (A) Binden Sie die Oberseite des Knöchels mit einem Schlupfknoten zusammen. (B) Das Ende des Seils wird durch den Spalt geführt, festgezogen und dann mit Klebeband gesichert. (C) Statisches Krafttraining bei Mäusen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65556/65556fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Erforschung von T2DM-Übungsinterventionen: Ein statisches Trainingsgerät für Mäuse

<ol><li>Zheng, Y., Ley, S. H., Hu, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+aetiology+and+epidemiology+of+type+2+diabetes+mellitus+and+its+complications%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Endocrino%22%5BJournal%5D)">Global aetiology and epidemiology of type 2 diabetes mellitus and its complications.</a> Nat Rev Endocrino. 14 (2), 88-98 (2018).</li>
<li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+fitness+qigong+and+tai+chi+on+middle-aged+and+elderly+patients+with+type+2+diabetes+mellitus%5BTitle%5D)+AND+%22Public+Lib+Sci%22%5BJournal%5D)">Effects of fitness qigong and tai chi on middle-aged and elderly patients with type 2 diabetes mellitus.</a> Public Lib Sci. 15 (12), e0243989(2020).</li>
<li>Qin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+tai+chi+on+quality+of+life%2C+body+mass+index%2C+and+waist-hip+ratio+in+patients+with+type+2+diabetes+mellitus%3A+A+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Endocrino%22%5BJournal%5D)">Effect of tai chi on quality of life, body mass index, and waist-hip ratio in patients with type 2 diabetes mellitus: A systematic review and meta-analysis.</a> Front Endocrino. 11, 543627(2020).</li>
<li>Yang, H., Wu, X., Wang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+conventional+medical+treatment+plus+Qigong+exercise+on+type+2+diabetes+mellitus+in+Chinese+patients%3A+A+Meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Trad+Chinese+Med%22%5BJournal%5D)">Effect of conventional medical treatment plus Qigong exercise on type 2 diabetes mellitus in Chinese patients: A Meta-analysis.</a> J Trad Chinese Med. 38 (2), 167-174 (2018).</li>
<li>Yu, X., Chau, J. P. C., Huo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effectiveness+of+traditional+Chinese+medicine-based+lifestyle+interventions+on+biomedical%2C+psychosocial%2C+and+behavioral+outcomes+in+individuals+with+type+2+diabetes%3A+A+systematic+review+with+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Nurs+Stud%22%5BJournal%5D)">The effectiveness of traditional Chinese medicine-based lifestyle interventions on biomedical, psychosocial, and behavioral outcomes in individuals with type 2 diabetes: A systematic review with meta-analysis.</a> Int J Nurs Stud. 80, 165-180 (2018).</li>
<li>Ağgön, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+dynamic+and+static+strength+training+on+hormonal+activity+in+elite+boxers%5BTitle%5D)+AND+%22Baltic+J+Health+Phys+Activity%22%5BJournal%5D)">Effect of dynamic and static strength training on hormonal activity in elite boxers.</a> Baltic J Health Phys Activity. 12 (3), 1-10 (2020).</li>
<li>Merico, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+combined+endurance+and+resistance+training+in+Amyotrophic+Lateral+Sclerosis%3A+A+pilot%2C+randomized%2C+controlled+study%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Translat+Myo%22%5BJournal%5D)">Effects of combined endurance and resistance training in Amyotrophic Lateral Sclerosis: A pilot, randomized, controlled study.</a> Eur J Translat Myo. 28 (1), 7278(2018).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eight+weeks+of+high-intensity+interval+static+strength+training+improves+skeletal+muscle+atrophy+and+motor+function+in+aged+rats+via+the+PGC-1%CE%B1%2FFNDC5%2FUCP1+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Interven+Aging%22%5BJournal%5D)">Eight weeks of high-intensity interval static strength training improves skeletal muscle atrophy and motor function in aged rats via the PGC-1α/FNDC5/UCP1 pathway.</a> Clin Interven Aging. 16, 811-821 (2021).</li>
<li>Jun, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+model+for+static+massage+training%5BTitle%5D)+AND+%22Massage+Guid%22%5BJournal%5D)">Animal model for static massage training.</a> Massage Guid. (02), 5-6 (2000).</li>
<li>Wei, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+by+which+static+exercise+improves+insulin+resistance+in+skeletal+muscle+of+type+2+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Chinese+J+Tiss+Eng+Res%22%5BJournal%5D)">Mechanism by which static exercise improves insulin resistance in skeletal muscle of type 2 diabetes.</a> Chinese J Tiss Eng Res. 28 (08), 1271-1276 (2024).</li>
<li>Zhenrui, L., Fang, L., Wu, W., Huang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+static+training+on+upper+limb+motor+ability+in+aged+rats+was+studied+based+on+PGC-1%CE%B1+signal+pathway+RNA+interference%5BTitle%5D)+AND+%22Lishizhen+Medicine+and+Materia+Medica+Research%22%5BJournal%5D)">The effect of static training on upper limb motor ability in aged rats was studied based on PGC-1α signal pathway RNA interference.</a> Lishizhen Medicine and Materia Medica Research. 30 (01), 247-249 (2019).</li>
<li>Lee, S. H., Park, S. Y., Choi, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insulin+resistance%3A+From+mechanisms+to+therapeutic+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Diab+Metab+J%22%5BJournal%5D)">Insulin resistance: From mechanisms to therapeutic strategies.</a> Diab Metab J. 46 (1), 15-37 (2022).</li>
<li>Campos, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exercise+preserves+physical+fitness+during+aging+through+AMPK+and+mitochondrial+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Exercise preserves physical fitness during aging through AMPK and mitochondrial dynamics.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 120 (2), e2204750120(2023).</li>
</ol>

Die Autoren erklären, dass sie nichts offenzulegen haben.

Statisches Krafttraining kann die Fettansammlung reduzieren, die Gewichtsabnahme unterstützen und den Stoffwechselankurbeln 8. Darüber hinaus verbessert es die Expression von PGC-1α und die mitochondriale Biogenese in Skelettmuskelzellen, was zu einem verbesserten Glukosestoffwechsel bei Mäusen mit Typ-2-Diabetes mellitus und einer daraus resultierenden Senkung des Blutzuckerspiegels führt11. Um die Auswirkungen und den Mechanismus des statischen Trainings auf T2DM zu bestätigen, müssen geeignete Geräte für die Durchführung des statischen Trainings an Versuchstieren entwickelt werden.
Mit diesem Protokoll wird ein Gerät für das statische Training bei Mäusen eingeführt. Die erforderliche Ausrüstung wie Acrylplatten, Stäbchen, Wollgarn und Heißklebepistolen sind leicht verfügbar, und die Produktionsmethode ist einfach und unkompliziert. Dadurch können die Kosten des Experiments effektiv gesenkt und die Durchführbarkeit und Wiederholbarkeit erhöht werden. Eine feste Position für die Mäuse während des Trainings beizubehalten, kann bei der Entwicklung eines statischen Trainingsgeräts eine Herausforderung sein. Bei diesem Protokoll können die Füße der Maus an der Vorderseite des kleinen Stäbchens befestigt werden, indem die weiche Wolle festgezogen wird. Der Aufrichtreflex bewirkt, dass die Maus ihren Oberkörper nach oben beugt und so mit den Vorderpfoten die vordere Stange greifen kann. Die Stange ist kurz, was den Bewegungsumfang der Vorderpfoten einschränkt. Nach zwei bis drei Sitzungen adaptiven Trainings waren die Mäuse in der Lage, eine stabile Haltung einzunehmen. Durch die eingeschränkte Kraft der Vorderpfoten verlieren die Mäuse häufig den Halt an der Querstange. Es ist notwendig, dass die Experimentatoren die Mäuse die ganze Zeit überwachen, um ihnen zu helfen, die Querstange mit ihren Vordergliedmaßen zu greifen und die Mäuse vor versehentlichen Verletzungen zu schützen. Durch das Training können die Mäuse eine feste Position für jeweils 1-2 Minuten beibehalten, die mehrmals wiederholt wird, für etwa 30 Minuten nach Erschöpfung. Wenn die Mäuse erschöpft waren, rollten sie nicht mehr ihren Bauch und hoben ihre Vorderbeine nicht mehr. Wenn die Maus mit dem Stock zum Greifen mit den Vorderpfoten geführt wurde, konnte die Maus zwar greifen, aber ihr Oberkörper konnte sich nicht nach oben drehen. Löse den Knoten so schnell wie möglich, nachdem du Mäuse eingeschläfert hast, was Knödeme und Verschleiß effektiv vermeiden kann.
Vorläufige Experimente deuten darauf hin, dass der Blutzuckerspiegel von T2DM-Mäusen nach einer Phase statischen Trainings im Vergleich zur Kontrollgruppe von Modellmäusen signifikant abnahm. Die Skelettmuskulatur ist eine wichtige Komponente im peripheren Glukosestoffwechsel und für die Aufrechterhaltung der Blutzuckerhomöostase unerlässlich12. Elektronenmikroskopische Analysen zeigten, dass in Gastrocnemius-Zellen von T2DM-Mäusen eine schwere Degeneration auftrat, während statisches Training die Degeneration des Muskelgewebes abschwächte. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass statisches Training an der Regulation der Skelettmuskelfunktion beteiligt sein könnte. Die Forschung hat gezeigt, dass die Aufrechterhaltung der Skelettmuskelfunktion erheblich von der mitochondrialen Dynamik beeinflusst wird13. Wir beobachteten eine deutliche Verringerung der Anzahl der Mitochondrien und einen Mangel an mitochondrialer Aktivität in den Gastrocnemius-Muskelzellen der T2DM-Mausmodellgruppe im Vergleich zu wilden Mäusen und statischen Trainingsmäusen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass statisches Training die Skelettmuskelfunktion fördern kann, indem es die mitochondriale Funktion in den Skelettmuskelzellen verbessert. Basierend auf den vorangegangenen experimentellen Ergebnissen kann festgestellt werden, dass statisches Training den Blutzucker- und Insulinstoffwechsel bei T2DM-Mäusen erheblich verbessern kann. Der Interventionsmechanismus kann mit der Regulation der mitochondrialen Funktion der Skelettmuskulatur durch statisches Training in Verbindung gebracht werden.
Dieses Protokoll hat einige Einschränkungen. Anfangs war es schwierig, die Hinterbeine von Mäusen einzeln von einer Person zu binden, da eine Person die Hinterbeine greifen musste, während eine andere Person die Bindung durchführte. Mit ein paar Anpassungen und zunehmender Geschicklichkeit seitens des Experimentators wurden die Mäuse zugänglicher. Dies ermöglichte ein selbstständiges Anbinden der Hinterbeine. Darüber hinaus kann die weiche Wolle die Blutergüsse in den Knöcheln der Mäuse verringern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Protokoll eine einfache Methode zur Herstellung von statischen Trainingsgeräten für Mäuse bietet. In ähnlicher Weise können einfache statische Trainingsgeräte für Ratten hergestellt werden, indem die Größe von Brettern und Stöcken erhöht wird. Das Gerät kann die muskelisometrische Kontraktion der Gliedmaßen von Mäusen aufrechterhalten, um den Interventionseffekt traditioneller chinesischer Übungen auf T2DM zu verifizieren und eine neue Perspektive für die klinische Behandlung von T2DM zu bieten.

Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) ist eine chronische Krankheit, die durch Insulinresistenz und β-Zell-Dysfunktion gekennzeichnet ist und eine erhebliche Bedrohung für die globale Gesundheit darstellt1. Bewegung ist eine entscheidende Intervention bei der Behandlung von Typ-2-Diabetes. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass traditionelle chinesische Übungsmethoden wie Tai Chi und Ba Duan Jin den Blutzuckerspiegel und die Lebensqualität von Menschen mit T2DMsignifikant verbessern 2,3,4,5. Um diese Bewegungen auszuführen, muss der Trainer für eine gewisse Zeit eine stabile Körper- und Gelenkposition einnehmen. Die statische Position wird durch statische Muskelkontraktionen aufrechterhalten, die allgemein als statische Kraft bezeichnet werden6.
Der Mechanismus der Intervention beim statischen Krafttraining bei T2DM ist jedoch nicht geklärt. Um diese Frage zu beantworten, sind Tierversuche unerlässlich. Bei isometrischen Übungen werden die Muskeln aktiviert, behalten eine konstante Länge bei und erreichen sicher die maximale Spannung7. In Versuchen mit statischem Krafttraining ist das Versuchstier gefordert, isometrische Muskelkontraktionen durchzuführen und diesen Zustand der Muskelkontraktion aufrechtzuerhalten. Die Umsetzung von statischem Krafttraining bei Mäusen, Ratten und anderen Labortieren ist zu einem großen Problem in der Forschung geworden. Erstens haben Tiere Schwierigkeiten, Befehlen zu gehorchen und ihre Muskeln bei Bedarf anzuspannen. Zweitens ist es für das Tier schwierig, unter Widerstand eine stabile Position aufrechtzuerhalten, und der Zweck der isometrischen Muskelkontraktion kann nicht erreicht werden. Während die Tiere nach Bedarf trainiert werden, ist es wichtig, Bedenken im Zusammenhang mit dem Tierschutz zu berücksichtigen, wie z. B. die Linderung von Stress und Angstzuständen, die Minimierung von Schmerzen und die Verbesserung der allgemeinen Bedingungen. Dieses Protokoll bezieht sich auf ein statisches Trainingsmodell für Ratten 8,9, und hier stellen wir ein einfaches Gerät für das statische Training von Mäusen vor. Wenn die Hinterbeine von Mäusen angehoben werden, ziehen sich ihre Bauchmuskeln aufgrund des Aufrichtreflexes zusammen, die Vorderpfoten greifen die Querstange vorne und dann ziehen sich die vorderen und hinteren Gliedmaßen gegen die Schwerkraft zusammen. Die Mäuse können sich nach dem Greifen der kurzen Stange nicht mehr bewegen, was dazu führt, dass sich ihre Muskeln in einem Zustand isometrischer Kontraktion befinden.

<table><tbody><tr><td>Acrylplatten</td><td></td><td></td><td>Transparente Acrylplatten mit 5mm Stärke. Die Größe sollte größer als 20 cm & mal sein; 20cm</td></tr><tr><td>Boxen</td><td></td><td></td><td>Zwei Boxen mit der gleichen Höhe (15 ~ 20cm)</td></tr><tr><td>ELISA KIT</td><td></td><td>H203-1-2</td><td>Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute</td></tr><tr><td>Schmelzklebepistole</td><td></td><td></td><td>Vermeiden Sie es, den Pistolenkopf zu berühren, um Verbrennungen zu verursachen</td></tr><tr><td>Messer</td><td></td><td></td><td>Keine besonderen</td></tr><tr><td>Anforderungen Metformin-Tabletten</td><td></td><td>1396309</td><td>Sigma-Schere</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>Keine besonderen Anforderungen</td></tr><tr><td>Stäbe</td><td></td><td></td><td>Mehrere Holzstäbchen mit einem Durchmesser von 3mm</td></tr><tr><td>Streptozotocin</td><td></td><td>S0130</td><td>Sigma</td></tr><tr><td>Tape</td><td></td><td></td><td>Keine besonderen Anforderungen</td></tr><tr><td>Transmissionselektronenmikroskop (TEM)</td><td></td><td>HT7700</td><td>HITACHI&nbsp;</td></tr></tbody></table>

statische krafttrainingsmethode für typ-2-diabetiker

Static Strength Training Method for Type 2 Diabetic Mice

Die Behandlung von Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) ist eine große Schwierigkeit bei der Verbesserung der Gesundheit der Patienten. Bewegung ist eine der wichtigsten Interventionen bei T2DM. Statisches Krafttraining ist eine der Schlüsselformen der traditionellen Sportarten in China. Die Forschung zeigt, dass statisches Krafttraining eine wirksame klinische Methode für die T2DM-Intervention ist, aber es gibt kein experimentelles Gerät, das für das statische Training bei Mäusen geeignet ist. Eine der Schwierigkeiten beim Übergang von der klinischen zur Grundlagenforschung besteht darin, geeignete experimentelle Geräte zu entwickeln. Um den Mechanismus der statischen Trainingsintervention bei T2DM weiter zu untersuchen, wird in dieser Arbeit eine einfache Methode zur Herstellung eines statischen Trainingsgeräts für Mäuse vorgestellt. Dieses Gerät hat die Vorteile einer einfachen Bedienung, eines billigen Materials und einer hohen Machbarkeit. Frühere Studien, die unter diesem Protokoll durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass statisches Training den Blutzuckerspiegel effektiv senken und die mitochondriale Funktion der Skelettmuskelzellen bei T2DM-Mäusen verbessern kann. Der Zweck der Einführung dieses Geräts besteht darin, die Forschung über den Mechanismus des traditionellen Trainings bei der Intervention von T2DM zu fördern und eine Grundlage für die quantitative Intervention des Trainings zu schaffen.

Gemäß dem obigen Protokoll werden die Hintergliedmaßen der Maus fixiert, und die Vordergliedmaßen greifen autonom nach der vorderen Stange. Durch den engen Bewegungsspielraum bleibt die Maus in einer relativ festen Position. Die Kontraktion der Muskeln von Mäusen kann durch Berühren der Muskeln ihres Bauches und ihrer Beine bestätigt werden. Dies entspricht der Notwendigkeit des Zustands der isometrischen Muskelkontraktion beim statischen Krafttraining. Das Training von Mäusen gemäß dem Protokoll und die Verlängerung der Trainingszeiten helfen den Mäusen, sich an das Training anzupassen und gleichzeitig ihre Lust am Kampf zu reduzieren. Ein Kampf um die Flucht kann vermieden werden.
Auswirkungen auf den Blutzucker- und Insulinspiegel bei T2DM-Mäusen Insgesamt wurden 24 C57BL/6J-Mäuse nach dem Zufallsprinzip in die Kontrollgruppe (n=6) und die T2DM-Modellgruppe (n=18) eingeteilt. Die T2DM-Mäuse wurden dann nach dem Zufallsprinzip in die Modellgruppe, die Trainingsgruppe und die Metformin-Gruppe eingeteilt. In der Kontrollgruppe wurde keine Modellierung oder Intervention durchgeführt, und bei den Mäusen in der Modellgruppe wurde keine Intervention durchgeführt. Die Mäuse in der Trainingsgruppe erhielten 3 Wochen lang einmal täglich 30 Minuten statisches Krafttraining an 5 Tagen in der Woche. Mäuse in der Metformin-Gruppe erhielten 3 Wochen lang einmal täglich Metformin 200 mg/kg. Die Ergebnisse des Nüchternblutzuckerspiegels (FBG) nach 3-wöchiger Intervention sind in Abbildung 3A dargestellt. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, waren die FBG-Spiegel der T2DM-Modellmäuse signifikant höher als die der Kontrollmäuse. Mäuse, die mit statischem Training trainiert wurden, zeigten im Vergleich zur Modellgruppe signifikant niedrigere FBG-Werte, was darauf hindeutet, dass statisches Training bei T2DM-Mäusen wirksam bei der Reduzierung von FBG ist. Die Nüchternseruminsulinspiegel (FINS) waren in der Modellgruppe signifikant niedriger als in der Kontrollgruppe, wie in Abbildung 3B gezeigt. In der Trainings- und der Metformin-Gruppe stiegen die FINS-Spiegel im Vergleich zur Modellgruppe an. In Abbildung 3C hatten Mäuse in der Modellgruppe einen signifikant höheren Insulinresistenzindex (HOMA-IR) als die in der Kontrollgruppe, während der HOMA-IR der statischen Trainings- und der Metformin-Gruppe signifikant niedriger war als der der Modellgruppe, was ihre Wirksamkeit bei der Linderung des Insulinresistenzzustands von T2DM-Mäusen zeigt. Diese Ergebnisse zeigen, dass die statische Krafttrainingsstrategie, die durch dieses Regime bereitgestellt wird, ähnliche Auswirkungen wie Metformin bei der Regulierung des Blutzuckerspiegels von T2DM-Mäusen hat.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65556/65556fig03.jpg"> Abbildung 3: Blutzucker- und Insulinspiegel. (A) Vergleich der Nüchternblutzuckerspiegel bei T2DM-Mäusen nach 3-wöchiger Intervention. * p &lt;0,05 vs. Kontrollgruppe, # p &lt;0,05 vs. Modellgruppe. (B) Vergleich der Nüchtern-Seruminsulinspiegel bei T2DM-Mäusen nach 3-wöchiger Intervention. * p &lt;0,05 vs. Kontrollgruppe, # p &lt;0,05 vs. Modellgruppe. (C) Vergleich des Insulinresistenzindex bei T2DM-Mäusen nach 3-wöchiger Intervention. * p &lt;0,05 vs. Kontrollgruppe, # p &lt;0,05 vs. Modellgruppe. Für die statistische Analyse wurde eine unidirektionale Varianzanalyse (ANOVA) durchgeführt. Die quantitativen Daten werden als Mittelwert ± SEM (n=6) ausgedrückt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65556/65556fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Auswirkungen auf die Skelettmuskulatur bei T2DM-Mäusen Der Gastrocnemius von Mäusen wurde mittels Transmissionselektronenmikroskopie beobachtet. Im Vergleich zu Kontrollmäusen waren die Skelettmuskelmyozyten von T2DM-Mäusen degeneriert, die Struktur der Myofibrillen war locker und die Sarkomeranordnung war unregelmäßig (Abbildung 4A, B). Nach dem im Protokoll beschriebenen statischen Training zeigt Abbildung 4C die straffe Struktur der myogenen Fasern in der Muskelstruktur und die symmetrische Anordnung der lokalen Muskelsegmente. Dies deutet darauf hin, dass statisches Krafttraining die Morphologie der Skelettmuskulatur bei T2DM-Mäusen regulieren kann. Auf der anderen Seite waren im Gastrocnemius von Kontrollmäusen die Mitochondrien lokal verteilt, mit intakten Membranen, und lokal geteilte oder fusionierte Mitochondrien (gekennzeichnet durch rote Pfeile). In ähnlicher Weise ist im Skelettmuskel von Mäusen nach statischem Krafttraining die Anzahl der Mitochondrien normal; Einige von ihnen sind offensichtlich verschmolzen oder geteilt (roter Pfeil). Im T2DM-Modell bei Mäusen ist die Anzahl der Mitochondrien dagegen geringer und die Aktivität ist gering. (Siehe Abbildung 4) Dies deutet darauf hin, dass statisches Krafttraining die mitochondriale Funktion und Aktivität in Skelettmuskelzellen beeinträchtigen kann.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65556/65556fig04.jpg"> Abbildung 4: Wirkung des statischen Trainings auf die Skelettmuskulatur von T2DM-Mäusen. (A) Kontrollgruppe; (B) Modellgruppe T2DM; (C) Statische Trainingsgruppe. Die M stehen für Mitochondrien. Weiße Maßstabsleisten stehen für 50 μm und rote Maßstabsleisten für 10 μm. Das untere Bild ist eine teilweise Vergrößerung des oberen Bildes. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65556/65556fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Dieses Protokoll bietet eine einfache Methode zur Herstellung von statischen Trainingsgeräten für Mäuse. Das Gerät hält die isometrische Muskelkontraktion der Gliedmaßen von Mäusen aufrecht, um den Interventionseffekt traditioneller Bewegung bei Typ-2-Diabetes (T2DM) zu verifizieren, und bietet eine neue Bewegungstherapie für die klinische Behandlung von T2DM.

Statische Krafttrainingsmethode für Typ-2-Diabetiker

The treatment of type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a major difficulty in improving patient health. Exercise is one of the main interventions for T2DM. ...

Die Bewegungstherapie ist weltweit als wichtiges Mittel zur Behandlung von Diabetes anerkannt. In früheren klinischen Studien haben wir bestätigt, dass nicht-traditionelle chinesische Übungen das Symptom von Typ-2-Diabetes bei Patienten wirksam lindern können. Aus diesem Grund haben wir diese Studie entwickelt, um herauszufinden, wie traditionelle Übungen funktionieren.Um die Wirkung von Bewegung auf Diabetes zu untersuchen und mehr Erkenntnisse zu gewinnen, verwenden wir für unsere Forschung technische Methoden wie metabolische Mischung und transkribierte Mischung. Die molekularen Mechanismen, die Typ-2-Diabetes beeinflussen, sind sehr komplex und umfassen mehrere genetische, metabolische und entzündliche Signalwege, aber die Herausforderung besteht darin, einen bestimmten Weg zu identifizieren und auszuwählen, um die Krankheit bestmöglich zu behandeln, ohne Nebenwirkungen zu haben.

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Defizite in der Muskelkraft kommen in vielen klinischen Bedingungen wie Motoneuronerkrankung. Das invertierte Bildschirm und Gewichtheben hier beschriebenen Tests messen Stärke in Mäusen fast ausschließlich mit minimalem Einfluss von Faktoren wie Koordination.

Messung der Stärke von Mäusen

Ein Mausmodell einer neuromuskulären Elektrostimulation (NME) eine sichere und kostengünstige klinische Modalität, um den vorderen Abteil Muskeln beschrieben. Dieses Modell hat den Vorteil, Modifizieren eines leicht verfügbaren klinischen Einrichtung zum Zweck hervorzurufen gezielten und spezifischen Muskelkontraktionen in Mäusen.

Einem Mausmodell der Muscle Training durch neuromuskuläre Elektrostimulation

Eine Methode zur Beurteilung der Belastungsausdauer bei Labormäusen ohne die Verwendung eines Schockgitters wird demonstriert. Diese Methode ist eine humane Verfeinerung, die die verwirrenden Effekte von Stress auf experimentelle Parameter verringern kann.

Beurteilung der Murine sportliche Ausdauer, ohne die Verwendung eines Shock Grid: Eine Alternative zur Zwangsübung

Die Wirkung des kurzfristigen Widerstandstrainings auf ältere Menschen wurde durch die gleichzeitige Anwendung mehrerer Methoden untersucht. Im Vergleich zu einer Kontrollgruppe wurden viele Verbesserungen beobachtet, darunter auch die Muskel-Aerobic-Kapazität, die Glukosetoleranz, die Kraft, die Leistung und die Muskelqualität ( dh das Protein, das an der Zellsignalisierung und der Zusammensetzung des Muskelfasers beteiligt ist).

Verbesserung der Stärke, Kraft, Muskel aerobe Kapazität und Glukosetoleranz durch kurzfristige progressive Krafttraining unter älteren Menschen

Das vorliegende Protokoll beschreibt Widerstandstraining und Tests mit statischen und dynamischen Leitern in Tiermodellen.

Vielseitigkeit von Protokollen für Widerstandstraining und -bewertung mit statischen und dynamischen Leitern in Tiermodellen

Dieses Verfahren beschreibt ein übersetzbares progressiv belastetes Laufradwiderstandsmodell bei Mäusen. Der Hauptvorteil dieses Widerstandstrainingsmodells besteht darin, dass es völlig freiwillig ist und somit den Stress für die Tiere und die Belastung des Forschers reduziert.

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Das vorliegende Protokoll beschreibt eine einzigartige Technik namens dosage-adjusted resistance training (DART), die in Präzisionsrehabilitationsstudien an Kleintieren wie Mäusen integriert werden kann.

Dosiertes Widerstandstraining bei Mäusen mit reduziertem Risiko für Muskelschäden

Dieses Protokoll beschreibt eine Methode zur Induktion einer diabetischen Kardiomyopathie durch eine Kombination aus fettreicher Diät und Streptozotocin-Injektion. Dieser Ansatz zielt darauf ab, einen verlässlichen Rahmen für die wissenschaftliche Erforschung der diabetischen Kardiomyopathie zu schaffen und mögliche Wege für klinische Behandlungsanwendungen zu erkunden.

Modellierung und Bewertung des Modells der murinen diabetischen Kardiomyopathie

Hier stellen wir ein Protokoll zur Etablierung eines Mausmodells der diabetischen Kardiomyopathie und ein Maus-Elektroakupunktur-Fixierungsgerät für die Anwendung der Elektroakupunktur bei Mäusen vor, das die Mäuse während der Behandlung schonender fixieren kann.

Herstellung von Maus-Elektroakupunktur-Fixierungsgeräten für die Elektroakupunktur-Vorbehandlung bei diabetischer Kardiomyopathie Mausmodell

In dieser Studie wird ein Bauchmassagegerät für Mäuse vorgestellt, das die manuelle Massage repliziert und gleichzeitig Stress und Gewebeschäden minimiert. Das Gerät senkt den Blutzuckerspiegel erheblich, verbessert den Fettstoffwechsel und erhöht die Insulinsensitivität bei Typ-2-Diabetes-Mäusen und bietet einen vielversprechenden, nicht-invasiven Therapieansatz mit klinischem Potenzial.

Fixations- und Operationsmethode für die Bauchmassage bei T2DM-Mäusen

Erfahren Sie eine statische Krafttrainingsmethode für Diabetes-Forschung mit Mäusen. Dieses Protokoll ermöglicht die Untersuchung molekularer Mechanismen von Bewegungstherapie bei Typ-2-Diabetes.

Statische Krafttrainingsmethode für Typ-2-Diabetiker

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