El ejercicio puede aliviar los trastornos del comportamiento asociados con las enfermedades neurodegenerativas. Los estudios de los mecanismos subyacentes a los efectos mediados por el ejercicio han aumentado en los modelos de enfermedades, pero es probable que no se tengan en cuenta los antecedentes neurobiológicos que acompañan a estas enfermedades, específicamente el envejecimiento. Aquí, ilustramos medidas para aumentar la probabilidad de un paradigma de ejercicio exitoso en ratas envejecidas.
Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
Artículo de método
Cómo llegar a Cumplimiento en el ejercicio forzado en roedores: Un estándar crítico para evaluar el impacto del ejercicio en los trastornos relacionados con el envejecimiento y la enfermedad de
En este artículo
Resumen
Resumen
Hay un aumento importante de la conciencia del impacto positivo del ejercicio en la mejora de varios estados de la enfermedad con base neurobiológica; estos incluyen la mejora de la función cognitiva y el rendimiento físico. Como resultado, hay un aumento en el número de estudios en animales que emplean ejercicio. Se argumenta que un valor intrínseco de ejercicio forzado es que el investigador tiene control sobre los factores que pueden influir en el impacto del ejercicio sobre los resultados conductuales, especialmente ejercer la frecuencia, duración e intensidad de la rutina de ejercicios. Sin embargo, el cumplimiento de los regímenes de ejercicio forzado puede ser un problema, especialmente si los posibles factores de confusión de emplear pies de choque deben ser evitados. También es importante tener en cuenta que, dado que la mayoría de las alteraciones cognitivas y del aparato locomotor huelga en el individuo de edad, determinar el impacto del ejercicio sobre estas deficiencias deberían considerar el uso de roedores de edad con un nivel más alto posible de cumplimiento para asegurar una necesidad mínima de prueba DoBJECTS. Aquí, las gestiones pertinentes y las consideraciones necesarias para alcanzar casi el 100% de cumplimiento de ejercicio en cinta rodante en un modelo de roedor de edad serán presentados y discutidos. No obstante el régimen de ejercicio particular, debe emplearse por el investigador, el protocolo debería ser de utilidad para los investigadores que están particularmente interesados en el impacto potencial de ejercicio forzado sobre deficiencias relacionadas con el envejecimiento, incluyendo relacionados con el envejecimiento de Parkinson y la enfermedad de Parkinson.
Introducción
Las estrategias de estilo de vida no invasivas que pueden prevenir o mitigar las deficiencias de la cognición y la locomoción, tanto a menudo asociados con el envejecimiento, están ganando tracción como prácticas viables para mantener la salud y el bienestar de 1,2. Por ejemplo, ejercicio moderado a riguroso sobre una base semanal y consistente en los hombres de mediana edad puede aumentar significativamente la capacidad del aparato locomotor en comparación con sus compañeros de edad similar con el avance de los 3 años. Además, el aumento de la evidencia sugiere que estas estrategias de estilo de vida, como el ejercicio, pueden mitigar o incluso deficiencias asociadas con enfermedades neurodegenerativas tales como la enfermedad de Parkinson (PD) 4 revertir.
Los esfuerzos por comprender los mecanismos moleculares de las deficiencias relacionadas con el envejecimiento también se han dirigido hacia la identificación de cómo las estrategias no invasivas, como el ejercicio, revertir o atenuar los mecanismos que contribuyen a tales impedimentos. Ejercicios de rutina es una de esas stratEGY está empleando cada vez más en modelos de PD 5-7 y deterioro cognitivo 1, en el que los mecanismos detrás de las mejoras en la locomotora o la función cognitiva todavía están siendo determinados. Sin embargo, es importante señalar que el envejecimiento es el trasfondo neurobiológico de la EP. Por lo tanto, para cualquier traducción potencial de cualquier beneficio del ejercicio en un modelo animal que se dio cuenta de la condición humana que debe tener en cuenta el trasfondo neurobiológico del envejecimiento. Por ejemplo, los mecanismos de compensación que evitar el deterioro del aparato locomotor durante la progresión de la EP podría verse afectada por el proceso de envejecimiento 8. Por lo tanto, es lógico pensar que los paradigmas de ejercicio deben ser desarrollados que no sólo tienen en cuenta el impacto del envejecimiento en la presencia o ausencia de patología de la enfermedad, sino que también podrían ser iniciado y mantenido en roedores envejecidos.
Por lo tanto, en consideración del envejecimiento sobre el fondo neurobiológico, la selección de la cepa de ratadebe ser cuidadosamente consideradas por el investigador. Varias cepas de ratas están disponibles para estudios de envejecimiento, en particular la Fischer 344 y el Brown-Noruega / Fischer 344 F 1 (BNF) híbrido. La rata Sprague Dawley comúnmente utilizado (una cepa outbred) también es susceptible para tal uso, ya que se utiliza comúnmente en modelos de enfermedades neurodegenerativas, tales como el modelo PD 6-hidroxidopamina. Nuestro laboratorio utiliza cepas tanto el Sprague Dawley y el BNF en el envejecimiento y el trabajo enfermedad neurodegenerativa. En este informe, vamos a presentar los resultados que destacan nuestros protocolos de ejercicio con las dos cepas. Para los investigadores se centraron únicamente en los estudios relacionados con la edad, la cepa BNF ofrece algunas ventajas importantes. En primer lugar, es relativamente menos vulnerables a los trastornos relacionados con el envejecimiento (como tumores) y tiene una longevidad excepcional (vida típica superior a 30 meses) en comparación con otras cepas. También tienen menos variabilidad en una variedad de resultados fisiológicos y de comportamiento 9, unad también son adecuados para investigar enfoques que intervienen en el proceso de envejecimiento. Además, los experimentos como el ejercicio forzado exigen un manejo considerable por el investigador, y la gentil disposición de la cepa BNF es ventajosa. Cambios relacionados con el envejecimiento en el contenido de dopamina del tejido estriatal y el mesencéfalo, así como los cambios de la actividad locomotora son similares en ratas y primates 10-11 BNF. Nuestro laboratorio también cuenta con una amplia experiencia en la caracterización y la manipulación del cuerpo estriado y la señalización de la dopamina del cerebro medio, así como la actividad locomotora en la cepa BNF 12-16. Por lo tanto, debido a que el riesgo de otras enfermedades de base neurobiológica-aumenta con la edad, los modelos animales de la enfermedad neurodegenerativa deberían considerar el uso de cepas de roedores con un extenso historial de uso en estudios de envejecimiento.
Nuestro protocolo de este documento también se abordan algunas cuestiones críticas que el investigador debe tener en cuenta en la interpretación de sus resultados obtained a partir de un protocolo de ejercicio. El aparato de cinta de roedores (el uso de los cuales vamos a destacar en este informe), es típicamente equipado con bobinas de choque eléctrico en la parte posterior de cada carril de la cinta que se puede desactivar. Sin embargo, cuando se activan estas bobinas de choque eléctrico, una pequeña descarga en las patas se entrega al sujeto como que entra en contacto con las bobinas. Esta estrategia se emplea a menudo en estudios de ejercicio para facilitar el cumplimiento de ejercicio en cinta rodante. Este es un punto crítico para su consideración, en particular para los investigadores involucrados en los estudios de comportamiento que están influenciados por la dopamina o norepinefrina-señalización. Estímulo eléctrico eléctrico es un factor de estrés fisiológico, y su impacto en los sistemas de neurotransmisores está bien documentada, con un aumento de la activación de la tirosina hidroxilasa 17-18. Por lo tanto, el aumento de la biosíntesis de cualquiera de neurotransmisor podría confundir la interpretación de cualquier efecto del ejercicio, por lo que el investigador responsable de interpretar si algunocambio observado en el comportamiento después del ejercicio se debe estrictamente al régimen de ejercicio o el estrés descarga en las patas. Es importante destacar que, el régimen de ejercicio forzado propuesto no emplea el uso de descarga en las patas en cualquier punto de la cinta de correr o de aclimatación ejercer períodos de formación.
El éxito de los regímenes de ejercicio también requieren el máximo cumplimiento de ejercer de los sujetos de prueba. El empleo de descarga en las patas con el fin de lograr el cumplimiento podría confundir la interpretación de los resultados experimentales cuando la medida dependiente está relacionada con la señalización de neurotransmisores que está influenciado por descarga en las patas (como se discutió previamente). Por lo tanto, el reto es conseguir que los roedores, y en particular los roedores de edad, para cumplir con un régimen de ejercicio. Una meta deseable de cualquier régimen de ejercicio es alcanzar casi el 100% de cumplimiento, ya que esto reducirá el número de animales necesarios para completar el régimen de ejercicios. En concreto, el máximo cumplimiento de ejercer y la interpretación de los resultados régimen de ejercicio puede be obtenido en nuestro régimen de ejercicio como resultado de varios procedimientos de pre-ejercicio que incluyen, 1) un ciclo de luz-oscuridad inversa que permite a los animales hacer ejercicio durante su paso ciclo activo (), 2) asegurar las líneas de base de rendimiento del aparato locomotor son iguales antes de la segregación de grupos de control y de ejercicio, y 3) la introducción de los sujetos de prueba a un período de aclimatación que les introduce gradualmente a los requisitos del régimen de ejercicio. Aquí, las consideraciones experimentales antes mencionadas y los pasos necesarios para alcanzar casi el 100% de cumplimiento de ejercicio en cinta rodante en un roedor edad (> 18 meses de edad) serán evaluados y presentados. Por último, el medio ambiente asociados con el ejercicio puede ser estresante, y como tal, presente potencial confunde para determinar los efectos fisiológicos específicos para hacer ejercicio. Nuestro protocolo también controla la exposición al posible entorno de inducción de estrés de la cinta incluyendo el grupo de no ejercicio en todos los aspectos de la fase de aclimatación (incluyendo modest caminadora en ejecución) y colocarlos en la caminadora estacionaria durante el entrenamiento de ejercicios de rutina. Por lo tanto, este protocolo tiene como objetivo describir las medidas necesarias para determinar el impacto fisiológico del ejercicio.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Protocolo
Todos los siguientes procedimientos se llevan a cabo de acuerdo con el Comité de Cuidado y Uso de Animales institucional en LSU Health Sciences Center-Shreveport, y cumplir con el Instituto Nacional de Salud directrices.
1. Procedimientos Pre-ejercicio
Nota: Una línea de tiempo de todos los procedimientos pertinentes en este régimen de ejercicio forzado se esquematiza en la figura 1.
Figura 1. forzado cronograma régimen de ejercicio. Esta linea de tiempo detalla los eventos importantes de cada fase de este régimen de ejercicios durante cada semana del estudio. La fase de pre-aclimatación (semanas 1-2) implica un manejo experimentador y la actividad locomotora basal. Durante la fase de aclimatación (semanas 3-4) todas las ratas se someten a la formación de 3 días de aclimatación waquí se sientan en la caminadora estacionaria y entonces 10 días de entrenamiento de aclimatación a la cinta de correr. Se requiere un mínimo de dos rondas de ejercicio (1 vta = 12 días consecutivos), seguido de un periodo de descanso de 2 semanas durante la fase de entrenamiento con ejercicios (semanas 5-10). Medidas conductuales y / o neuroquímicas se pueden hacer durante estos períodos de descanso. Además, este régimen puede ser modificado para incluir múltiples rondas de ejercicio en esta fase. El peso corporal se mide a lo largo de todas las fases del estudio sobre una base semanal, y antes (primera sesión) y después (última sesión) cada fase de este régimen de ejercicios. Puntajes de formación ejercicios de rutina se asignan después de todas las sesiones de aclimatación y entrenamiento de ejercicios, y el rango de 1-4, siendo 4 la mayor puntuación posible. En pocas palabras, una puntuación de entrenamiento de 4 se asigna cuando las ratas ejercen toda la sesión de entrenamiento sin ayuda. Del mismo modo, asignar una puntuación de entrenamiento de 3 cuando las ratas requieren un mínimo de ayuda (que se define como: asistencia a menos de 25% Del tiempo de la sesión de entrenamiento) del experimentador. Asignar una puntuación formación de 2 cuando las ratas requieren mucha asistencia (definido como: asistencia por más de 25% del tiempo de la sesión de entrenamiento) desde el experimentador durante la sesión de ejercicio. Por último, asignar una puntuación de entrenamiento de 1 a ratas que son no cumplen las normas y no puede terminar una sesión de ejercicio.
- A su llegada a la colonia animal, independiente y albergar por separado todos los temas en jaulas rectangulares estándar. Proporcionar alimentos y agua ad libitum a los sujetos a lo largo de todo el estudio.
- Mantener un ciclo de luz-oscuridad de 12 horas atrás (luces encendidas 1800 a 0600 horas) en la colonia de animales, y permiten que los sujetos se aclimaten a este ciclo para un mínimo de una semana. Lleve a cabo todos los experimentos de comportamiento durante el ciclo activo del sujeto (oscuro), y 1-2 horas antes del cambio de ciclo luz-oscuridad.
- A partir de dos semanas antes de cualquier experimento de comportamiento, manejar todos los sujetos de prueba durante varios minutosutes diariamente para familiarizar a los sujetos con el experimentador, y para disminuir el estrés novedad inducida a entornos desconocidos, tales como la cámara del aparato locomotor y de la cinta de correr.
- Medida de cada sujeto peso corporal una vez a la semana, e inmediatamente antes (primera sesión) y después (última sesión) cada intervalo importante del paradigma de ejercicio.
2. Base Locomotor Actividad Evaluaciones: Determinación forzosos actividades en grupo de ejercicios
- Evaluar la actividad locomotora espontánea de cada sujeto durante 60 min / día durante 5 días consecutivos para establecer las capacidades del aparato locomotor de línea de base. Realizar sesiones de actividad locomotora en cámaras de actividad locomotora en campo abierto automatizados que consisten en una caja de plexiglás (45 x 45 x 20 cm 3) con una rejilla de rayos infrarrojos montados horizontalmente y verticalmente como se sugiere en el manual del producto.
- Al comienzo de cada día de la evaluación de la actividad locomotora, cargar y configurar la computadora y software programa conectado a las cámaras en campo abierto actividad locomotora con el fin de registrar el número de roturas de haz (actividad locomotriz) durante cada sesión.
- Añadir aproximadamente 2 tazas de ropa de cama de pino-chip para el piso de la cámara de locomotora antes de cada sesión.
- Transportar los sujetos de la colonia de animales a las cámaras de la actividad locomotora en sus jaulas inmediatamente antes de su sesión de actividad locomotora. Cargue los sujetos en su cámara de locomotora asignada bajo una luz roja, y empezar la sesión de 60 minutos en el equipo una vez que han sido colocados en la cámara.
- Al término de la sesión de actividad locomotora, retire los sujetos de la cámara del aparato locomotor y devolverlos a su jaula bajo la luz roja. Inmediatamente devolver los sujetos de nuevo a la colonia de animales.
- Retire la ropa de cama de la cámara y limpiar las paredes de la cámara y el suelo con etanol al 50% después de cada sesión.
- Repita los pasos 2.3 a 2.6 para las sesiones adicionales de locomoción cadadía según sea necesario hasta que todos los sujetos han sido probados. Llevar a cabo todas las sesiones de actividad locomotora en la oscuridad, durante el ciclo activo del animal, y 1-2 horas antes del cambio de ciclo de luz-oscuridad.
- Para tener en cuenta la posibilidad de la habituación a las cámaras de actividad, rotar cada sujeto entre las cámaras disponibles, tales que la actividad locomotora se mide en una cámara diferente desde el día anterior.
- Si varias sesiones deben llevarse a cabo en un solo día, cambiar el orden de las pruebas de tal manera que los sujetos son examinados en un orden diferente al de la sesión anterior.
- A partir de los datos generados por el software utilizado para medir la actividad locomotora, determinar la actividad locomotora basal de cada animal con los siguientes parámetros del aparato locomotor 5: distancia total recorrida (cm), la actividad horizontal (número de roturas de haz), número de movimiento (número de movimientos iniciados) , el tiempo pasado en movimiento (sec), y la velocidad de movimiento (cm / seg).
- Con el fin de asignar exerciselectrónico y grupos de no ejercicio, calculan el valor medio de las 5 sesiones para cada uno de los parámetros del aparato locomotor 5 enumeradas en el paso 2.9.
- De estos 5 parámetros, determinar el ejercicio y grupos (control) no ejercicio tal que un rango igual de la actividad locomotora se representa en ambos grupos. De esta manera, los pares juntos ratas basado en capacidades de movimiento similares, y asignar una rata para el grupo de ejercicio y una rata para el grupo no ejercicio. Así, por ejemplo, emparejar los dos ratas que presentan el promedio más alto de todos los parámetros del aparato locomotor 5 juntos, y asignar una rata para el grupo de ejercicio y el otro para el grupo de no ejercicio (asignaciones de grupos son elegidos al azar). Repita este proceso para el resto de materias.
- Mantener la vinculación a través de todo el régimen de ejercicio forzado y para todos los análisis de datos.
- Si el experimentador está interesado en los efectos del ejercicio en la actividad locomotora, medir después del ejercicio de la actividad locomotora ucantan los mismos procedimientos descritos en los pasos 2.1-2.8.1 comenzando el día después de la sesión de ejercicio última cinta de correr. NOTA: Si el investigador está interesado y / o los permisos de actividad locomotora de software automatizados, examinar las medidas relacionadas con la ansiedad (es decir, el tiempo pasado en la periferia respecto al centro de la cámara de actividad) para evaluar la ansiedad relativa de los sujetos durante las evaluaciones de la actividad locomotora.
3. Aclimatación a la rueda de ardilla
- Llevar a cabo todos los procedimientos relacionados con el ejercicio de caminadora sobre una caminadora motorizada roedor con carriles separados por paredes de plexiglás claras durante el ciclo activo del animal, y 1-2 horas antes del cambio de ciclo luz-oscuridad.
- En lugar de las bobinas de choque eléctricos situados en la parte trasera de cada carril, utilizar un tope de retención de plexiglás diseñado específicamente para adaptarse a la cinta de manera que los sujetos pueden ejercer continuamente sin entrar en contacto con las bobinas de choque eléctrico. Para evitar que el tope dedeslizamiento durante las sesiones de entrenamiento, mantenga el respaldo en su lugar con un 1,5 en c-clamp.
- Debido a que el experimentador manipulación necesaria para la práctica de ejercicio caminadora, llevar a cabo todas las sesiones de ejercicio caminadora con las luces encendidas.
- Temas de transporte en su jaula a la cinta de correr inmediatamente antes de su sesión de entrenamiento de ejercicios de rutina. Cuando la cinta de correr es estacionaria, ratas cargar en la máquina de correr en su carril asignado por deslizamiento hasta el tope lo suficiente para que los sujetos puedan maniobrar bajo el tope. Deslice el tope hacia abajo a la posición de reposo una vez que el sujeto se encuentra en la cinta caminadora. No comience el período de sesiones hasta que todos los temas se han colocado en su carril asignado para esa sesión en particular.
- Durante la primera fase de aclimatación, coloque cada rata en uno de los cuatro carriles de la caminadora estacionaria (como se describe en el paso 3.4) durante 5-10 min / día durante 3 días consecutivos. Aumentar el tiempo de cada sesión con cada sucesiva day (por ejemplo, 5 min en el día 1, 7 min en el día 2, y 10 minutos en el día 3) como las ratas se familiarice con el aparato de cinta de correr y para reducir el potencial de estrés novedad al aparato de cinta de correr. Importante: No coloque ratas en cualquier lugar en la cinta (por ejemplo, bobinas de choque eléctrico desactivadas), excepto la cinta fija en esta etapa.
- Durante la segunda fase de la formación de aclimatación, coloque cada rata en un carril de la caminadora estacionaria frente al tope. Cuando todos los sujetos están en su lugar, apague la máquina para correr en una velocidad de caminata lenta (por ejemplo, 6 m / min). Independientemente del grupo experimental, capacitar a todos los ratas para caminar en la cinta durante esta fase para asegurar que cualquier efecto potencial observados desde el régimen de ejercicio forzado el resultado de la práctica de ejercicio y no simplemente de la capacidad para hacer ejercicio.
- A medida que la cinta de la cinta comienza a rodar, asegúrese de que todas las ratas están caminando en la dirección de avance. Ayudar a las ratas como nenece- orientando o suavemente empujando hasta que están avanzando. Durante el período de formación de aclimatación, entrenar ratas para caminar en la cinta de manera que caminan de forma continua en la cinta sin la ayuda del experimentador.
- Aclimatarse todas las ratas a la cinta de correr aumentando gradualmente la velocidad durante un periodo de 5-10 min / día durante 10 días consecutivos. Para facilitar aún más el cumplimiento de ejercicio en cinta rodante, entrenar a las ratas a bajas velocidades (8.6 m / min) para 5-10 min durante las 5 primeras sesiones de aclimatación, y aumentar a velocidades más moderadas (9-10 m / min) durante 5 -10 min durante los últimos 5 sesiones de aclimatación.
- Asegúrese de que todas las ratas pueden mantener una velocidad de 9.10 m / min durante 10 minutos en la última reunión del período de entrenamiento de aclimatación.
- Al término de la sesión de aclimatación cinta de correr, retire los sujetos de la cinta de correr de la misma manera se utiliza para cargar los sujetos como se describe en el paso 3.4. Devolver inmediatamente sujetos a su jaula ytransportarlos de vuelta a la colonia de animales.
- Limpie cada carril individual, incluida la paredes y tapiz rodante cinturón con etanol al 50% después de cada sesión de entrenamiento ejercicios de rutina individual.
- Determinar la capacidad de ejercicio de cada rata a través de las sesiones de ejercicio mediante la asignación de una puntuación de ejercicios de rutina al final de cada sesión diaria. Asigne una puntuación de entrenamiento de 4 ratas cuando ejerzan toda la sesión de entrenamiento sin ayuda. Del mismo modo, asignar una puntuación de formación de 3 cuando las ratas requieren asistencia mínima (definida como: asistencia por menos de 25% del tiempo de la sesión de entrenamiento) del experimentador. Asignar una puntuación formación de 2 cuando las ratas requieren mucha asistencia (definido como: asistencia por más de 25% del tiempo de la sesión de entrenamiento) desde el experimentador durante la sesión de ejercicio. Por último, asignar una puntuación de entrenamiento de 1 a ratas que son no cumplen las normas y no puede terminar una sesión de ejercicio.
NOTA: El sistema de puntuación del ejercicio se adapta, En parte, de otros estudios 19.- Excluir las ratas que no pueden completar la fase de aclimatación debido a la falta de cumplimiento y / o una lesión que impide el ejercicio de los sujetos (por ejemplo, esto incluye ratas que obtienen una puntuación de entrenamiento ejercicios de rutina de 1 por más de un día consecutivo de entrenamiento de aclimatación).
- La media de los resultados de su máquina para correr a través de cada periodo de formación (por ejemplo, la formación de aclimatación y entrenamiento físico) para determinar la capacidad de ejercicio de cada sujeto. Asegúrese de que todas las ratas son capaces de obtener una calificación de esfuerzo convencional de 4 durante una sesión de entrenamiento para el final del período de aclimatación.
- Si algunas ratas no son compatibles con las velocidades de ejercicio superiores mantenidos por otros a través de una sesión de entrenamiento, ajustar la velocidad de estas ratas de modo que sean capaces de continuar el ejercicio de la misma cantidad de tiempo, pero a una velocidad más lenta a lo largo de las sesiones de entrenamiento. En este caso, entrenar ratas más lentas en separcomió sesiones y aumentar la velocidad ya que los sujetos se ajustan a las velocidades más lentas.
- Para evitar la posibilidad de sesgo de carril en la cinta de correr durante el entrenamiento cinta de correr, girar cada rata entre los carriles disponibles de la cinta de correr para que se entrenan en un carril diferente con cada sesión de ejercicios posteriores.
Formación 4. ejercicio en cinta rodante
- Comienza las sesiones de entrenamiento de ejercicio al día siguiente de la última sesión de entrenamiento de aclimatación, y seguir ejerciendo ratas durante 12 días consecutivos. Llevar a cabo estas sesiones durante el ciclo activo del animal, y 1-2 horas antes del cambio de ciclo luz-oscuridad.
- Siga los mismos procedimientos de configuración para cada sesión de entrenamiento ejercicios de rutina utilizados durante el entrenamiento de aclimatación, como se describe en los pasos 3.2 y 3.4.
- Al comienzo de cada sesión, encienda la máquina para correr a una velocidad más baja, de calentamiento (8 m / min) que la velocidad de formación (9-11 m / min) que se mantendrá througHout el resto de la sesión de entrenamiento de ejercicio. Continuar con esta velocidad de calentamiento durante 5-10 minutos al comienzo de la sesión. Ajuste la velocidad de 9-11 m / min para el resto de la sesión de entrenamiento. Tren somete un promedio de 30 minutos en cada sesión de la totalidad de los 12 días de entrenamiento.
- Después de cada sesión de entrenamiento de ejercicio, asignar una puntuación ejercicios de rutina a todas las ratas del grupo de ejercicio utilizando el mismo sistema de puntuación ejercicio descrito en el paso 3.9. No asigne un puntaje de formación durante el período de entrenamiento ejercicios de rutina a las ratas no ejercicio.
- Realizar el ejercicio y las sesiones no ejercicio por separado. Coloque las ratas no ejercicio en la caminadora estacionaria durante el mismo tiempo que su cohorte ejercicio entrenado durante cada sesión.
- Como se describe en el paso 3.11, gire cada rata entre los carriles disponibles de la cinta de correr para que se entrenan en un carril diferente con cada sesión de ejercicios posteriores.
- Al término de una ronda deejercicio, descansar los sujetos durante 14 días. NOTA: Este período de descanso fue elegido sobre la base de los resultados del estudio piloto descrito en las figuras 2A y 2B.
- Si lo desea, realizar diversas evaluaciones de comportamiento y / o neuroquímicos al final del período de entrenamiento de 12 días. Por el contrario, continúe con las siguientes rondas de entrenamiento con ejercicios siguientes el período de descanso de 14 días.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Resultados
Un diagrama de la línea de tiempo de eventos en todas las tres fases del régimen de ejercicio forzado se muestra en la Figura 1. Además de revertir el ciclo de luz-oscuridad, el manejo diario antes de cualquier prueba experimental, y la etapa 1 de la formación de aclimatación, donde los sujetos se sientan en la caminadora estacionaria durante 5-10 min / día durante 3 días consecutivos, se llevaron a cabo para aumentar el cumplimiento con el régimen de ejercicio forzado. Se añadieron estos procedimientos...
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Discusión
Hay pruebas que sugieren que las estrategias de estilo de vida, como el ejercicio, puede reducir el riesgo de enfermedades relacionadas con la edad crónicas y sus síntomas cardinales, incluyendo los de las enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer y PD 20. El beneficio del ejercicio forzado en una cinta, en lugar de ejercicio voluntario en una rueda para correr, es que el investigador puede determinar la frecuencia, la velocidad y / o intensidad de ejercicio, y la duración de la sesión d...
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Divulgaciones
Los autores declaran no tener conflictos de intereses.
Agradecimientos
La financiación de este trabajo fue proporcionado en parte por una beca de investigación concedida a MF Salvatore, del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento (AG040261). Los autores también desean agradecer a Victoria Fields por su ayuda con los experimentos de comportamiento asociados con el trabajo presentado y Mackenzie Orchard por su ayuda con la construcción del antirretorno para la cinta de correr.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Cinta de correr Exer-4 para ratas | Columbus Instruments | 96157-2 | Columbus tiene una variedad de cintas de correr para animales con diferentes números de carriles y otras opciones como mediciones metabólicas |
| Medidor de actividad animal: Opto-Varimex 4-Auto Track | Instrumentos de Colón | 0170-R4 | Columbus tiene varias opciones para cámaras de actividad con diferentes tamaños de arena, espaciado de haces y sensores |
Referencias
- Erickson, K. I., et al. Exercise training increases size of hippocampus and improves memory. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108 (7), 3017-3022 (2011).
- Zigmond, M. J., Cameron, J. L., Hoffer, B. J., Smeyne, R. J. Neurorestoration by physical exercise: Moving forward. Parkinsonis., and Related Dis. 18 (S1), S147-S150 (2012).
- Savela, S. L., et al. Physical activity at midlife and health-related quality of life in older men. Arch. Intern. Med. 170 (13), 1171-1172 (2010).
- Ridgel, A. L., Vitek, J. L., Alberts, J. L. Forced, not voluntary, exercise improves motor function in Parkinson's disease patients. Neurorehabil. Neural Repair. 23 (6), 600-608 (2009).
- Demirel, H. A., Serova, L., Sabban, E. L., Broxson, C. S., Powers, S. K. Gene expression of catecholamine biosynthetic enzymes following exercise: modulation by age. Neuroscience. 103 (3), 703-711 (2001).
- Petzinger, G. M., et al. Effects of treadmill exercise on dopaminergic transmission in the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine-lesioned mouse model of basal ganglia injury. J. Neurosci. 27 (20), 5291-5300 (2007).
- Yoon, M. C., et al. Treadmill exercise suppresses nigrostriatal dopaminergic neuronal loss in 6-hydroxydopamine-induced Parkinson's rats. Neurosci. Lett. 423 (1), 12-17 (2007).
- Collier, T. J., et al. Aging-related changes in the nigrostriatal dopamine system and the response to MPTP in nonhuman primates: Diminished compensatory mechanisms as a prelude to parkinsonism. Neurobiol. Dis. 26 (1), 56-65 (2007).
- Phelan, J. P., Austad, S. N. Selecting animal models of human aging: inbred strains often exhibit less biological uniformity than F1 hybrids. J. Gerontol. 49 (1), B1-B11 (1994).
- Yurek, D. M., Hipkens, S. B., Hebert, M. A., Gash, D. M., Gerhardt, G. A. Age-related decline in striatal dopamine release and motoric function in brown Norway/Fischer 344 hybrid rats. Brain Res. 791 (1-2), 246-256 (1998).
- Spangler, E. L., Waggie, K. S., Hengemihle, J., Roberts, D., Hess, B., Ingram, D. K. Behavioral assessment of aging in male Fischer 344 and brown Norway rats strains and their F1 hybrid. Neurobiol. Aging. 15 (3), 319-328 (1994).
- Salvatore, M. F., Pruett, B. S., Spann, S. L., Dempsey, C. Aging reveals a role for nigral tyrosine hydroxylase ser31 phosphorylation in locomotor activity generation. PLoS One. 4 (1), (2009).
- Pruett, B. S., Salvatore, M. F. GFR α-1 receptor expression in the aging nigrostriatal and mesoaccumbens pathways. J. Neurochem. 115 (3), 707-715 (2010).
- Salvatore, M. F., Pruett, B. S., Dempsey, C., Fields, V. Comprehensive profiling of dopamine regulation in substantia nigra and ventral tegmental area. J. Vis. Exp. (66), e4171(2012).
- Salvatore, M. F., Pruett, B. S. Dichotomy of tyrosine hydroxylase and dopamine regulation between somatodendritic and terminal field areas of nigrostriatal and mesoaccumbens pathways. PLoS One. 7 (1), e29867(2012).
- Pruett, B. S., Salvatore, M. F. Nigral GFR α-1 infusion in aged rats increases locomotor activity, nigral tyrosine hydroxylase, and dopamine content in synchronicity. Mol. Neurobiol. 47 (3), 988-999 (2013).
- Abercrombie, E. D., Zigmond, M. J. Chapter 31: Modification of central categcholaminergic systems by stress and injury: Functional significance and clinical implications. Psychopharmacology: The Fourth Generation of Progress. Bloom, ,F. .E., Kupfer, D. .J. 31, Raven Press Ltd. New York. 355-361 (1995).
- Ong,, et al. Neurobiological consequences of acute footshock stress; effects on tyrosine hydroxylase phosphorylation and activation in the rat brain and adrenal medulla. J. Neurochem. , (2013).
- Al-Jarrah, M., et al. Endurance exercise promotes cardiorespiratory rehabilitation without neurorestoration in the chronic mouse model of parkinsonism with severe neurodegeneration. J. Neurosci. 149 (1), 28-37 (2007).
- Dishman, R. K., et al. Neurobiology of exercise. Obesity. 14 (3), 345-356 (2006).
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Reimpresiones y permisos
Etiquetas
Ejercicio forzado en roedoresprotocolo de ejercicio en cinta rodantemodelo de roedores envejecidosevaluación de la actividad locomotoraentrenamiento de aclimatación a la cinta rodantemedición del cumplimiento del ejerciciocámaras de campo abiertocinta rodante motorizada para roedorescapacidades locomotoras basalesevaluación de la pérdida de peso
