Name: Un aparato de ejercicio de pez cebra inducido por la natación para enfoques de entrenamiento versátiles (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-18T12:50:00.000+00:00
Duration: 10 min 34 s
Description: Aprende a construir un sistema de ejercicio para peces cebra usando tecnología Arduino y túneles de natación personalizados. Este método permite evaluar el rendimiento físico con protocolos de entrenamiento de intensidad moderada y alta.

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</ol>

<table><tbody><tr><td>Codo hembra de CPVC de 90 grados para plomería</td><td>Tigre</td><td>22150260</td><td>3/4 de pulgada&nbsp;</td></tr><tr><td>Cable 24AWG</td><td>Sky Cablo Store</td><td></td><td>Conexión entre componentes en la placa de circuito perforado (1 m)</td></tr><tr><td>Tubo acrílico</td><td>The Clear Plastic Shop</td><td>41138408</td><td>3/4 de pulgada&nbsp;</td></tr><tr><td>Acuario Tanque de peces sumergible</td><td>Aqua Tank</td><td></td><td>300w</td></tr><tr><td>Tubería de CPVC</td><td>Tigre 10121787</td><td></td><td>3/4 de pulgada&nbsp;</td></tr><tr><td>Válvula de agua de compuerta roscada hembra</td><td>Tigre 27950310</td><td></td><td>3/4 de pulgada&nbsp;</td></tr><tr><td>Válvula de agua de globo roscado hembra</td><td>Tigre</td><td>27940510</td><td>3/4 de pulgada&nbsp;</td></tr><tr><td>resistencia de orificio completo</td><td>BXV</td><td></td><td>10 k&Omega;, soporte de laboratorio de 0,25 W t</td></tr><tr><td>con abrazadera con varilla de 30 pulgadas&nbsp;</td><td>Masiye Labs</td><td>RSC0001</td><td>Admite la pantalla LCD de tubos horizontales</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Eichip</td><td></td><td>16 x 2, modelo JHD162A</td></tr><tr><td>Jumpers Dupont Macho x Macho</td><td>Chyan</td><td></td><td>Conexión entre arduino y sensor de caudal (30 cm)</td></tr><tr><td>Placa de circuito perforada de un solo lado</td><td>KY WIN ROBOT</td><td></td><td>5 x 10 cm</td></tr><tr><td>Potenciómetro</td><td>LUSYA</td><td>DL-ALPSA01</td><td>10k&Omega;</td></tr><tr><td>Rollo de cinta bloqueadora de agua</td><td>One World</td><td>5603131000</td><td>Para evitar fugas</td></tr><tr><td>Manguera de silicona</td><td>Tigre</td><td>14211250</td><td>2 cm interior</td></tr><tr><td>Estación de soldadura</td><td>QHTITEC</td><td>EU/US PLUG</td><td>Sistema Arduine soldadura&nbsp;</td></tr><tr><td>Carrete de alambre de soldadura</td><td>BEEYIHF</td><td>I001-A001-Set</td><td>Soldadura del sistema Arduine&nbsp;</td></tr><tr><td>Zócalo macho roscado y zócalo hembra sin rosca Accesorio de tubería de CPVC</td><td>TIgre</td><td>35447849</td><td>3/4 de pulgada&nbsp;</td></tr><tr><td>Tricaína (MS-222)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E10521</td><td>Placa anestésica</td></tr><tr><td>UNO-R3 UNO R3 CH340G+MEGA328P Chip 16Mhz&nbsp;</td><td>FSXSEMI</td><td></td><td>para placa de desarrollo Arduino UNO R3</td></tr><tr><td>Accesorio de tubería en T de CPVC sin rosca,</td><td>Tigre</td> hembra <td>22200267</td><td>3/4 de pulgada&nbsp;</td></tr><tr><td>Accesorio de tubería de zócalo de CPVC hembra sin rosca</td><td>Tigre</td><td>22170260</td><td>3/4 de pulgada&nbsp;</td></tr><tr><td>Sensor de caudal de agua&nbsp; modelo YF-B5&nbsp;</td><td>Siqma Robotics</td><td>SQ8659</td><td>1-25 L/min</td></tr><tr><td>Bomba de agua&nbsp;</td><td>Sunsun</td><td></td><td>Modelo HJ-2041, 3000L/h, 65W</td></tr><tr><td>Depósito de agua</td><td>Custom</td><td></td><td>30 L</td></tr></tbody></table>

un aparato de ejercicio de pez cebra inducido por la natación para enfoques de entrenamiento versátiles

A Swimming-Induced Zebrafish Exercise Apparatus for Versatile Training Approaches

El aparato de ejercicio demostró una notable eficiencia en la regulación de la velocidad del flujo. Para mejorar gradualmente la velocidad de nado, el flujo de agua se incrementó gradualmente semanalmente para todos los grupos, excepto para el grupo SED, que se mantuvo a una velocidad de flujo constante de 0,06 m/s. En particular, el aparato permitía un notable nivel de precisión, logrando ajustes de velocidad de flujo tan finos como 0,001 m/s. Sin embargo, la tasa de error fue del 30% a bajas velocidades, como 0,06 m/s. A altas velocidades, como 0,3 m/s y 0,5 m/s, la tasa de error fue del 3%-4% (Figura 2). La velocidad máxima alcanzada durante el entrenamiento fue de 0,4 m/s en el SED, 0,44 m/s en el MICT y 0,49 m/s en los grupos HIIT en la última resistencia.
El rendimiento físico del pez cebra se evaluó semanalmente utilizando Umax en la prueba de resistencia. Los resultados revelaron mejoras significativas en el rendimiento físico del pez cebra sometido a MICT y HIIT en comparación con el grupo SED (Figura 4). Tanto el MICT como el HIIT se sometieron a la misma distancia recorrida durante el entrenamiento; sin embargo, el grupo HIIT indujo mejoras rápidas, con un aumento significativo en Umax observado después de solo dos semanas (p = 0,0003). Durante el período de entrenamiento, el grupo de HIIT demostró una mejora semanal constante del 10%, lo que resultó en una mejora general de aproximadamente el 30%. Por el contrario, el entrenamiento MICT condujo a ganancias más graduales, con un notable aumento de ~10% en Umax registrado solo en la tercera semana de entrenamiento, seguido de ninguna mejora adicional en la semana siguiente (p = 0,0024). Estos hallazgos ponen de manifiesto los efectos diferenciales de los protocolos de entrenamiento HIIT y MICT en el rendimiento físico del pez cebra.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig01.jpg"> Figura 1: Diseño del aparato. (A) Esquemas del aparato de natación. Las flechas azules indican la dirección del flujo de agua. Se muestran las longitudes de tubería relevantes. Las letras representan cada componente del aparato descrito en la Tabla Suplementaria 1. (B) Fotografía del aparato. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig02.jpg"> Figura 2: Calibración del sensor de caudal de agua midiendo el tiempo necesario para un caudal de 0,5 L. El SEM fue de 0,277 en los grupos de 0,06 m/s, 0,123 en los de 0,3 m/s y de 0,109 en los de 0,5 m/s. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig03.jpg"> Figura 3: Esquemas de las conexiones de Arduino a la pantalla LCD. Los cables apropiados del sensor deben estar conectados o soldados entre el pin D2 del Arduino y la resistencia de 10 kΩ (cable de señal), la tierra del Arduino (cable negro) y 5 V del Arduino (cable rojo). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig04.jpg"> Figura 4: Rendimiento nado expresado en velocidad máxima de natación (Umax). a, b y c indican las diferencias estadísticas entre las estimaciones semanales de la capacidad de natación dentro de cada grupo. *Indica la diferencia entre grupos, comparación mediante análisis de varianza bidireccional (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">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig05.jpg"> Figura 5: Medidas morfológicas. (A) Índices de condición corporal (peso [g] / longitud estándar [mm]2; IMC). (B) Imagen representativa de la medida corporal. (c) Puntuación de la condición corporal (BCS). La barra de error corresponde a un rango de 0,026 a 0,045 para el IMC y de 0,4 a 0,96 para el BCS. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig05large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Tabla complementaria 1: Materiales y guía de montaje del aparato de ejercicio para pez cebra. La tabla presenta letras que se alinean con el orden de ensamblaje que se ilustra en la figura. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/Supplementary%20Table%201.xlsx" target="_blank">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a>
Archivo complementario 1: Boceto anotado de Arduino para medir la velocidad del agua. Los comentarios de cada línea de código se incorporan después de las barras diagonales dobles. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/Arduino%20Sketch.zip" target="_blank">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a>
Archivo complementario 2: Archivo de Arduino, incluidos los detalles de configuración. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/flowsensor.zip" target="_blank">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a>

Un aparato de ejercicio de pez cebra inducido por la natación para enfoques de entrenamiento versátiles

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

Investigación

JoVE Journal

Biology

Biología

El artículo describe un método conductual para evaluar el estrés en el pez cebra. En respuesta al estrés, el pez cebra tiende a nadar en el fondo de un tanque hasta que se elimina el estrés. El protocolo de muestra describe el método paso a paso para realizar el ensayo.

Nuevo ensayo de buceo en tanque: un método para estudiar las respuestas innatas al estrés en el pez cebra

Se describe el uso de un sistema de video automático 3D que puede rastrear individuos y grupos de peces cebra. Como ejemplo de aplicación, exploramos los efectos del antagonista del receptor NMDA MK-801 en cardúmenes de pez cebra.

El uso de un sistema de seguimiento 3D Automatizado de Registro Individual y bajíos de adultos de pez cebra

El pez cebra es ahora una herramienta establecida y poderosa para modelar distrofias musculares, miopatías congénitas y enfermedades neuromusculares relacionadas. La birrefringencia y el comportamiento de escape evocado por el tacto son dos ensayos no invasivos comunes que se utilizan para determinar el grado de desorganización muscular y deterioro locomotor de los embriones de pez cebra durante el desarrollo temprano.

Análisis de defectos del músculo esquelético en larvas de pez cebra mediante ensayos de birrefringencia y respuesta de escape de evocación táctil

Una instalación de pez cebra adecuada para la cría y la investigación in vivo se construye de manera fácil y asequible. El mantenimiento es mínimo. Esta instalación es ideal para la participación de los estudiantes y la investigación independiente.

Construcción de un Build-Fácil-Fondo de pez cebra asequible y

peces cebra son un excelente modelo para estudiar la función muscular y las enfermedades. Durante la embriogénesis temprana, el pez cebra comienza a realizar contracciones musculares regulares produciendo un comportamiento rítmico de natación, que se altera cuando el músculo se interrumpe. Aquí describimos una respuesta evocada por el tacto y un ensayo de locomoción para examinar el rendimiento de la natación como una medida de la función muscular.

Usando respuesta evocada-Touch y la locomoción ensayos para evaluar el rendimiento muscular y la función en el pez cebra

Este manuscrito describe un método simple para medir el estrés de forma oral en el pez cebra adulto. El enfoque aprovecha la tendencia innata que el pez cebra prefiere la mitad inferior de un tanque cuando está en un estado estresante. También describimos métodos para acoplar el ensayo con farmacología.

Enfoques conductuales para estudiar el estrés innato en el pez cebra

Capaz de recuperarse funcionalmente después de una lesión de la médula espinal, el pez cebra adulto es un sistema modelo de primer nivel para dilucidar los mecanismos innatos de regeneración neuronal. Aquí, describimos la resistencia a la natación y los ensayos de comportamiento de natación como lecturas funcionales de la regeneración de la médula espinal.

Evaluación de la resistencia a la natación y el comportamiento de natación en peces cebra adultos

La claridad óptica es una gran ventaja para el trabajo biológico y fisiológico celular en el pez cebra. Se describen métodos robustos para medir el crecimiento celular en animales individuales que permiten nuevos conocimientos sobre cómo el crecimiento del músculo esquelético y los tejidos vecinos se integran con el crecimiento de todo el cuerpo.

Medición repetida y en tiempo real del crecimiento del músculo esquelético en peces cebra vivos individuales sometidos a actividad eléctrica alterada

Las tareas de preferencia social multicámara se han adaptado de roedores a pez cebra, facilitando el estudio del comportamiento social en organismos modelo. Este protocolo valida una tarea de bajo coste de 3 cámaras en tanque abierto utilizando cámaras web y software de código abierto para medir la preferencia social de los peces cebra, haciéndola accesible para la investigación y la docencia de estudiantes de grado.

Alternativa de bajo coste para examinar la preferencia social en peces cebra (Danio rerio) utilizando la tarea de 3 cámaras de nadar libre en acuario abierto

Métodos experimentales para la Ingeniería de Tejidos

Aprende a construir un sistema de ejercicio para peces cebra usando tecnología Arduino y túneles de natación personalizados. Este método permite evaluar el rendimiento físico con protocolos de entrenamiento de intensidad moderada y alta.

Un aparato de ejercicio de pez cebra inducido por la natación para enfoques de entrenamiento versátiles

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