Name: Ein schwimminduziertes Zebrafisch-Übungsgerät für vielseitige Trainingsansätze (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-18T12:50:00.000+00:00
Duration: 10 min 34 s
Description: Erfahren Sie, wie Sie ein kostengünstiges Schwimmtrainingssystem für Zebrafische mit Arduino-Überwachung aufbauen. Diese Methode ermöglicht präzise Leistungstests bei moderater und hochintensiver Belastung.

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<ol><li>Seo, D. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Humanized+animal+exercise+model+for+clinical+implication%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch+Eur.+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Humanized animal exercise model for clinical implication.</a> Pflugers Arch Eur. J Physiol. 466 (9), 1673-1687 (2014).</li>
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</ol>

<table><tbody><tr><td>CPVC Weiblicher 90-Grad-Winkel für Sanitär</td><td>Tigre</td><td>22150260</td><td>3/4-Zoll&nbsp;</td></tr><tr><td>24AWG Draht</td><td>Sky Cablo Store</td><td></td><td>Verbindung zwischen Komponenten in der perforierten Leiterplatte (1m)</td></tr><tr><td>Acrylrohr</td><td>The Clear Plastic Shop</td><td>41138408</td><td>3/4-Zoll&nbsp;</td></tr><tr><td>Aquarium Tauchaquarium</td><td>Aqua Tank</td><td></td><td>300w</td></tr><tr><td>CPVC Rohr</td><td>Tigre</td><td>10121787</td><td>3/4-Zoll&nbsp;</td></tr><tr><td>Wasserschieber mit Innengewinde</td><td>Tigre</td><td>27950310</td><td>3/4 Zoll&nbsp;</td></tr><tr><td>Wasserventil mit Innengewinde</td><td>Tigre</td><td>27940510</td><td>3/4 Zoll&nbsp;</td></tr><tr><td>Durchgangswiderstand</td><td>BXV</td><td></td><td>10 k&Omega;, 0,25W t</td></tr><tr><td>Labor-Stützständer mit Klemme mit 30 Zoll Stab&nbsp;</td><td>Masiye Labs</td><td>RSC0001</td><td>Unterstützung des LCD-Bildschirms der horizontalen Rohre</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Eichip</td><td></td><td>16 x 2, Modell JHD162A</td></tr><tr><td>Stecker x Stecker Dupont Jumper</td><td>Chyan</td><td></td><td>Verbindung zwischen Arduino und Durchflusssensor (30 cm)</td></tr><tr><td>Perforierte Platine einseitig</td><td>KY WIN ROBOT</td><td></td><td>5 x 10 cm</td></tr><tr><td>Potentiometer</td><td>LUSYA</td><td>DL-ALPSA01</td><td>10k&Omega;</td></tr><tr><td>Rolle Wassersperrband</td><td>One World</td><td>5603131000</td><td>Zur Vermeidung von Leckagen</td></tr><tr><td>Silikonschlauch</td><td>Tigre</td><td>14211250</td><td>2 cm innere</td></tr><tr><td>Lötstation</td><td>QHTITEC</td><td>EU/US STECKER</td><td>Arduine System Schweißen&nbsp;</td></tr><tr><td>Lötdrahtspule</td><td>BEEYIHF</td><td>I001-A001-Set</td><td>Arduine Systemschweißen&nbsp;</td></tr><tr><td>CPVC-Rohrverschraubung mit Gewinde und Außengewinde ohne Gewinde</td><td>TIgre</td><td>35447849</td><td>3/4-Zoll&nbsp;</td></tr><tr><td>Tricain (MS-222)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E10521</td><td>Anästhetikum</td></tr><tr><td>UNO-R3 Platine UNO R3 CH340G+MEGA328P Chip 16Mhz&nbsp;</td><td>FSXSEMI</td><td></td><td>für Arduino UNO R3 Entwicklungsboard</td></tr><tr><td>CPVC T-Rohrverschraubung ohne Gewinde, weiblich</td><td>Tigre</td><td>22200267</td><td>3/4-Zoll&nbsp;</td></tr><tr><td>CPVC-Muffen-Rohrverschraubung ohne Gewinde</td><td>Tigre</td><td>22170260</td><td>3/4-Zoll&nbsp;</td></tr><tr><td>Wasserdurchflusssensor&nbsp; Modell YF-B5&nbsp;</td><td>Siqma Robotics</td><td>SQ8659</td><td>1-25 L/min</td></tr><tr><td>Wasserpumpe&nbsp;</td><td>Sunsun</td><td></td><td>Modell HJ-2041, 3000L/h, 65W</td></tr><tr><td>Wasserbehälter</td><td>Custom</td><td></td><td>30 L</td></tr></tbody></table>

ein schwimminduziertes zebrafisch-Übungsgerät für vielseitige trainingsansätze

A Swimming-Induced Zebrafish Exercise Apparatus for Versatile Training Approaches

Das Trainingsgerät zeigte eine bemerkenswerte Effizienz bei der Regulierung der Strömungsgeschwindigkeit. Um die Schwimmgeschwindigkeit schrittweise zu erhöhen, wurde der Wasserfluss für alle Gruppen wöchentlich erhöht, mit Ausnahme der SED-Gruppe, die bei einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit von 0,06 m/s gehalten wurde. Bemerkenswert ist, dass die Vorrichtung ein bemerkenswertes Maß an Präzision ermöglichte und eine Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit von bis zu 0,001 m/s ermöglichte. Die Fehlerquote lag jedoch bei niedrigen Geschwindigkeiten, wie z.B. 0,06 m/s, bei 30%. Bei hohen Geschwindigkeiten wie 0,3 m/s und 0,5 m/s lag die Fehlerquote bei 3 % bis 4 % (Abbildung 2). Die maximale Geschwindigkeit, die während des Trainings erreicht wurde, betrug 0,4 m/s im SED, 0,44 m/s im MICT und 0,49 m/s in den HIIT-Gruppen in der letzten Ausdauer.
Die körperliche Leistungsfähigkeit des Zebrafisches wurde wöchentlich mit Umax im Dauertest bewertet. Die Ergebnisse zeigten signifikante Verbesserungen der körperlichen Leistungsfähigkeit von Zebrafischen, die MICT und HIIT unterzogen wurden, im Vergleich zur SED-Gruppe (Abbildung 4). Sowohl MICT als auch HIIT wurden der gleichen Strecke unterzogen, die während des Trainings zurückgelegt wurde; Die HIIT-Gruppe induzierte jedoch schnelle Verbesserungen, wobei bereits nach zwei Wochen ein signifikanter Anstieg der Umax beobachtet wurde (p = 0,0003). Während des Trainingszeitraums zeigte die HIIT-Gruppe eine konstante wöchentliche Verbesserung von 10 %, was zu einer Gesamtverbesserung von etwa 30 % führte. Im Gegensatz dazu führte das MICT-Training zu allmählicheren Zuwächsen, wobei nur in der dritten Trainingswoche ein bemerkenswerter Anstieg von ~10 % bei Umax zu verzeichnen war, gefolgt von keiner weiteren Verbesserung in der folgenden Woche (p = 0,0024). Diese Ergebnisse unterstreichen die unterschiedlichen Auswirkungen von HIIT- und MICT-Trainingsprotokollen auf die körperliche Leistungsfähigkeit von Zebrafischen.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig01.jpg"> Abbildung 1: Konstruktion der Apparatur. (A) Schematische Darstellung des Schwimmapparates. Die blauen Pfeile zeigen die Richtung des Wasserflusses an. Die relevanten Rohrlängen sind dargestellt. Die Buchstaben stehen für jede in der Ergänzenden Tabelle 1 beschriebene Gerätekomponente. (B) Foto des Geräts. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig02.jpg"> Abbildung 2: Kalibrierung des Wasserdurchflusssensors durch Messung der Zeit, die für einen Durchfluss von 0,5 l erforderlich ist. Der SEM betrug 0,277 in den 0,06 m/s-Gruppen, 0,123 in den 0,3 m/s-Gruppen und 0,109 in den 0,5 m/s-Gruppen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig03.jpg"> Abbildung 3: Schaltpläne der Arduino-Verbindungen zum LCD. Die entsprechenden Drähte des Sensors sollten zwischen dem D2-Pin des Arduino und dem 10 kΩ Widerstand (Signaldraht), der Masse des Arduino (schwarzes Kabel) und 5 V des Arduino (rotes Kabel) angeschlossen oder gelötet werden. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig04.jpg"> Abbildung 4: Schwimmleistung, ausgedrückt in maximaler Schwimmgeschwindigkeit (Umax). a, b und c zeigen die statistischen Unterschiede zwischen den wöchentlichen Schwimmfähigkeitsschätzungen innerhalb jeder Gruppe. *Gibt die Differenz zwischen den Gruppen an, Vergleich mit Hilfe einer bidirektionalen Varianzanalyse (Tukey posthoc). *p = 0,01; **p = 0,001; p = 0,0001. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig05.jpg"> Abbildung 5: Morphologische Messungen. (A) Körperzustandsindizes (Gewicht [g] / Standardlänge [mm]2; BMI). (B) Repräsentatives Bild der Körpermessung. (c) Bewertung des Körperzustands (BCS). Der Fehlerbalken entspricht einem Bereich von 0,026 bis 0,045 für BMI und 0,4 bis 0,96 für BCS. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig05large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Ergänzende Tabelle 1: Materialien und Montageanleitung für das Zebrafisch-Übungsgerät. Die Tabelle enthält Buchstaben, die an der in der Abbildung dargestellten Montagereihenfolge ausgerichtet sind. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/Supplementary%20Table%201.xlsx" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 1: Kommentierter Arduino-Sketch zur Messung der Wassergeschwindigkeit. Kommentare für jede Codezeile werden nach den doppelten Schrägstrichen eingefügt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/Arduino%20Sketch.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 2: Arduino-Datei, einschließlich der Setup-Details. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/flowsensor.zip" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>

Ein schwimminduziertes Zebrafisch-Übungsgerät für vielseitige Trainingsansätze

To comprehensively investigate the effects of exercise on health and disease, animal models play a pivotal role. Zebrafish, a widely utilized vertebrate ...

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Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Der Artikel beschreibt eine Verhaltensmethode zur Bewertung von Stress bei Zebrafischen. Als Reaktion auf Stress neigen Zebrafische dazu, auf dem Boden eines Aquariums zu schwimmen, bis der Stress abgebaut ist. Das Probenprotokoll beschreibt die schrittweise Methode zur Durchführung des Assays.

Neuartiger Tank Diving Assay: Eine Methode zur Untersuchung der angeborenen Stressreaktionen bei Zebrafischen

Die Verwendung eines automatischen 3D-Videosystems, das einzelne und Gruppen von Zebrafischen verfolgen kann, wird beschrieben. Als Anwendungsbeispiel untersuchen wir die Auswirkungen des NMDA-Rezeptor-Antagonisten MK-801 auf Zebrafischschwärme.

Mit einem automatisierten 3D-Tracking-System werden Individuen und Schwärme von erwachsenen Zebrafischen erfasst

Der Zebrafisch ist mittlerweile ein etabliertes und leistungsfähiges Werkzeug zur Modellierung von Muskeldystrophien, angeborenen Myopathien und verwandten neuromuskulären Erkrankungen. Doppelbrechung und berührungsevoziertes Fluchtverhalten sind zwei gängige nicht-invasive Assays, die verwendet werden, um den Grad der Muskeldesorganisation und der Beeinträchtigung des Bewegungsapparates von Zebrafischembryonen während der frühen Entwicklung zu bestimmen.

Analyse von Skelettmuskeldefekten bei Zebrafischlarven mittels Doppelbrechung und berührungsempfindlichen Escape-Response-Assays

Eine Zebrafischanlage, die für die Zucht und In-vivo-Forschung geeignet ist, wird auf einfache und erschwingliche Weise gebaut. Der Wartungsaufwand ist minimal. Diese Einrichtung ist ideal für studentisches Engagement und unabhängige Forschung.

Bau eines erschwinglichen und einfach zu bauen Zebrafisch Einrichtung

Zebrafische sind ein hervorragendes Modell, um Muskelfunktionen und -krankheiten zu untersuchen. Während der frühen Embryogenese beginnen Zebrafische regelmäßige Muskelkontraktionen, die ein rhythmisches Schwimmverhalten erzeugen, das sich verändert, wenn der Muskel gestört wird. Hier beschreiben wir einen berührungsevozierten Reaktions- und Fortbewegungsassay, um die Schwimmleistung als Maß für die Muskelfunktion zu untersuchen.

Mit Touch-evozierte Reaktion und Locomotion Assays zur Beurteilung der Muskelleistung und Funktion in Zebrabärbling

Dieses Manuskript beschreibt eine einfache Methode, um Stress verhaltensverhaltensverhaltensverhaltensverhaltensverhaltensfrei bei erwachsenen Zebrafischen zu messen. Der Ansatz nutzt die angeborene Tendenz, dass Zebrafische die untere Hälfte eines Tanks bevorzugen, wenn sie sich in einem stressigen Zustand befinden. Wir beschreiben auch Methoden zur Kopplung des Assays mit der Pharmakologie.

Verhaltensweisen für den Studierenz-Stress in Zebrafischen

Der erwachsene Zebrafisch ist in der Lage, sich nach einer Rückenmarksverletzung funktionell zu erholen und ist ein erstklassiges Modellsystem zur Aufklärung der angeborenen Mechanismen der neuronalen Regeneration. Hier beschreiben wir Schwimmausdauer- und Schwimmverhaltensassays als funktionelle Auslesungen der Rückenmarksregeneration.

Beurteilung der Schwimmausdauer und des Schwimmverhaltens bei erwachsenen Zebrafischen

Optische Klarheit ist ein großer Vorteil für die zellbiologische und physiologische Arbeit im Zebrafisch. Es werden robuste Methoden zur Messung des Zellwachstums in einzelnen Tieren beschrieben, die neue Einblicke in die Integration des Wachstums von Skelettmuskeln und benachbarten Geweben in das Wachstum des gesamten Körpers ermöglichen.

Echtzeit- und wiederholte Messung des Skelettmuskelwachstums bei einzelnen lebenden Zebrafischen, die einer veränderten elektrischen Aktivität ausgesetzt sind

Mehrkammer-Sozialpräferenzaufgaben wurden von Nagetieren auf Zebrafische angepasst, was die Untersuchung des sozialen Verhaltens bei Modellorganismen erleichtert. Dieses Protokoll validiert eine kostengünstige 3-Kammer-Open-Tank-Aufgabe mithilfe von Webcams und Open-Source-Software zur Messung der sozialen Präferenz von Zebrafischen, wodurch sie für die Forschung und Lehre von Studierenden zugänglich ist.

Kostengünstige Alternative zur Untersuchung der sozialen Präferenz bei Zebrafischen (Danio rerio) mit der 3-Kammer-Freischwimm-Aufgabe im offenen Becken

Experimentelle Ansätze zur Tissue Engineering

Erfahren Sie, wie Sie ein kostengünstiges Schwimmtrainingssystem für Zebrafische mit Arduino-Überwachung aufbauen. Diese Methode ermöglicht präzise Leistungstests bei moderater und hochintensiver Belastung.

Ein schwimminduziertes Zebrafisch-Übungsgerät für vielseitige Trainingsansätze

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