Summary
Kort session (≤10 min) høj intensitet intervaltræning (HIIT) fremstår som et alternativ til længere motion modaliteter, men de kortere varianter er sjældent modelleret i dyreforsøg. Her beskriver vi en 10 min, 3 dage om ugen, op ad bakke løbebånd HIIT protokol der forbedrer fysiske præstationer i mandlige og kvindelige alderen mus.
Abstract
Høj intensitet intervaltræning (HIIT) fremstår som en terapeutisk tilgang til at forhindre, forsinke eller forbedre skrøbelighed. Især kort session HIIT, med regimer, der er mindre end eller lig med 10 min er af særlig interesse som flere undersøgelser har rutiner så kort som et par minutter et par gange om ugen. Der er dog en mangel af dyreforsøg, at model virkningerne af kort session HIIT. Her, beskriver vi en metode til et individuelt skræddersyet og progressive kort session HIIT regime på 10 min. 3 dage om ugen i alderen mus ved hjælp af en skrå løbebånd. Vores metode omfatter også protokoller for løbebånd vurdering. Mus er i første omgang akklimatiserede til løbebånd og derefter givet baseline flade og op ad bakke løbebånd vurderinger. Træningspas begynde med 3 min opvarmning, derefter tre intervaller på 1 min. i et hurtigt tempo, efterfulgt af 1 min på en aktiv opsving tempo. Efter disse intervaller, mus får en sidste segment, der starter på hurtigt tempo og accelererer til 1 min. HIIT-protokollen er individuelt tilpasset som hastighed og intensitet for hver mus bestemmes baseret på oprindelige anaerob vurdering scores. Derudover detalje vi betingelserne for at øge eller mindske intensiteten for individuelle mus afhængigt af ydeevne. Endelig øges intensitet for alle mus hver to uger. Vi tidligere rapporteret i denne protokol forbedret fysisk præstation i alderen mandlige mus og her viser det også øger løbebånd performance i alderen hunmus. Fordele ved vores protokol omfatter lav administrationstid (ca. 15 min pr. 6 mus, 3 dage om ugen), strategi for individualiserende for mus til bedre model ordineret motion, og et modulært design, der giver mulighed for tilføjelse eller fjernelse af antallet og længden af mellemrum til titreres træningen.
Introduction
Regelmæssig motion er effektiv til at forebygge eller forsinke mange alder-associerede sygdomme såsom sarcopenia og skrøbelighed1,2,3,4. Dog mindre end 15% af de 65 og ældre mødes anbefalinger af 150 min en uge af moderat intensitet motion plus styrke
træning5,6. Som mangel på tid og lange sessioner er fælles barrierer til at udøve, fremstår høj intensitet intervaltræning (HIIT) som et alternativ til traditionelle regimer. HIIT har flere korte byger af intens aktivitet, der er spækket med korte perioder af aktive opsving, og der har været de seneste interesse i identificere de korteste regimer, der stadig giver positive resultater. Disse undersøgelser omfatter 3 dages en uge regimer byder samlede session gange 4 min.7, 2-3 min.8, 1,5 min9, en enkelt min.10og endda 40 s11.
Ligeledes er der betydelig interesse i HIIT dyremodeller. Et flertal af undersøgelser brugt mus12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21 eller rotter22,23,24,25 og blev udført ved hjælp af et løbebånd, selv om et par andre brugt svømning protokoller26,27 , 28. et flertal af disse undersøgelser bruge VO2max til at angive den oprindelige intensiteten af motion13,14,19,21,24. Desuden, selv om en ofte beskrevet fordel ved HIIT har kortere regimer, identificeret næsten alle disse undersøgelser funktion regimer at sidste 30 min eller længere11,12,13,14 ,15,18,19,21, bortset fra et med en lidt længere end 10 min regime20, og en anden med 19 min på tværs af tre forskellige intensiteter16. Til vores viden er der ingen rapporterede dyreforsøg, der undersøger en 10 min eller mindre HIIT regime, eller skræddersy regime til enkelte dyr, med undtagelse af vores offentliggjort undersøgelse17 , der tjener som grundlag for denne protokol.
Her, beskriver vi en protokol for HIIT i alderen mus designet til model individualiseret, kort session (≤10 min) varianter brugt for nylig i humane undersøgelser7,8,9,10,11. Metoden omfatter en 10 min regime på en skrå (25°) løbebånd med en 3 min varme op, og fire 1 min. intervaller ved høj intensitet, afbrudt med tre 1 min aktive opsving segmenter. Fordele ved protokollen omfatter større klinisk relevans, da det tilbyder strategier for skræddersy intensitet til enkelte dyr, indstilling intensiteter, der ikke er baseret på VO2max, så man undgår behovet for metaboliske løbebånd, og modulære design, hvorved antallet af intervaller og tider kan nemt justeres. Derudover inden for denne protokol give vi instruktioner for to strategier for løbebånd vurdering, som omfatter flad kontinuerlig og op ad bakke interval, for at undersøge udholdenhed. Ved hjælp af disse metoder, vi udvide vores tidligere resultater at kort session HIIT øget funktionel kapacitet i alderen mandlige mus17, og nu demonstrere HIIT stigninger løbebånd performance i alderen kvindelige mus.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle undersøgelser og eksperimenterende protokoller blev godkendt af og i overensstemmelse med retningslinjerne fra universitetet på Buffalo og VA Western New York Animal Care og brug udvalg.
1. eksperimentere Setup og generelle råd
Bemærk: Ialt 24 hunmus på en C57BL/6J baggrund blev brugt i denne protokol, startende fra 23 måneder i alder. Musene udført en betinget SIRTloxp-exon4-loxp mutation29, dog er dette ikke fremkaldt i dette eksperiment.
- Sikre, at mus får permanent id'er som øremærker, RFID-chips, eller hale tatoveringer.
Bemærk: Det anbefales også bruge midlertidige mærker (f.eks. permanent markør til at markere haler) til hurtig identifikation vurdering perioder. - Ren løbebånd med 0,25-0,5% blegemiddel (v/v) eller 70% (v/v) ethanol i slutningen af dagen eller fjerne afføring eller urin mellem eksperimentelle forsøg. Tør løsninger helt før du indleder en ny retssag.
Bemærk: Ethanol kan øge slid til løbebånd bælte. Det anbefales, at løbebåndet rengøres mellem hver kørsel, hvis arbejder med opstaldes mandlige mus for at minimere i bur kampe. Det anbefales at udføre løbebånd vurderinger på samme tid af dagen på hvert tidspunkt i longitudinelle studier30,31,32, og hvis andre vurderinger udføres, rækkefølgen bør forblive den samme. Investigator kører forsøget bør også være blinde for de gruppe oprindelsesbetegnelser mus.
2. acclimatizing mus til løbebånd apparater
Bemærk: Indlede akklimatisering af mus 1 måned før baseline eksperimenter.
-
Oprettet den indledende uddannelsesprogram bruger løbebånd software (v3.4.7) i manuel mode (figur 1 og tabel 1).
- Åbn løbebånd software. Derefter, klik på filen og åbne eksperimentet.
- Input værdier angivet i tabel 1 på fanen Manual (figur 1) under akklimatisering.
- Input sessionsnummer som 1, antallet af aktive kanaler som 1 til 6 afhængigt af antallet af mus, antallet af besøg på nettet som 10, og antallet af stød som 20.
Bemærk: Chok intensitet for denne indledende run ligger på niveau 1 (0,46 mA).
- Indstil hældningen af løbebåndet til 0° (flad).
- Holde mus i halen, når du placerer i løbebånd og placere mus direkte på bælte at undgå starter mus på nettet for chok.
- Brug en børste eller tunge depressor for at holde mus væk fra gitteret chok, når uddannelsen eller bedømmelsen begynder. Skub mus for at begynde at køre for at undgå utilsigtede stød.
- Efter hver mus er givet den første træningsprogram, Gentag programmet som ovenfor med chok intensitet øges til niveau 2 (0,59 mA) med mindst 15 min. mellem træninger.
-
En til to dage efter den oprindelige træningsprogram administrere op ad bakke løbebånd akklimatisering.
- Åbn løbebånd software. Klik derefter på filen og derefter åbne eksperimentet.
- Input værdier på fanen grundlæggende , som angivet i tabel 2 under akklimatisering.
- Under Chok påvisning, input sessionsnummer som 1, antallet af aktive kanaler som 1 til 6 afhængigt af antallet af mus, antallet af besøg på nettet som 10, og antallet af stød som 20.
- Klik på fanen Profil tilstand (figur 2) og til trin 1, indgang en start hastighed 0 m/min. og en ende hastighed på 5 m/min. med en periode af 5 s.
- Tilføje en varm op trin 2 med en start hastighed på 5 m/min. og slutningen hastighed på 5 m/min i 30 sekunder. Tilføje en overgang skridt, der starter på 5 m/min. og en ende hastighed på 6 m/min til 5 s.
- Tilføje en test hastighed skridt, der starter ved 6 m/min. og slutter på 6 m/min til 20 s. Tilføj en overgang skridt, der starter ved 6 m/min. og slutter på 5 m/min.
- Tilføje en recovery interval, der starter på 5 m/min. og slutter på 5 m/min. 20 s (figur 2).
- Gentag trin 2.6.4 for at tilføje test hastighed trin som anført i tabel 2 i acclimation.
- To uger før baseline vurderinger, fortsætte akklimatisering ved at give to løbebånd flad aerob kapacitet vurderinger som beskrevet i afsnit 3, givet på hinanden følgende dage.
- En til to dage efter den anden udholdenhedstræning, give to løbebånd op ad bakke anaerob kapacitet vurderinger som beskrevet i afsnit 4, givet den samme dag med mindst 30 min. mellem træninger.
3. fladt kontinuerlig løbebånd vurdering
- Oprette et løbebånd program, som beskrevet i trin 2.1, ved hjælp af værdier angivet i tabel 1 under vurdering. Under Chok påvisning, indstille sessionsnummer som 1, antallet af aktive kanaler som 1 til 6 afhængigt af antallet af mus, antallet af besøg på nettet som 10, og antallet af stød som 20.
- Overvåge mus hele retssagen og fjerne mus fra det instrument, der nå slutpunkt kriterier.
Bemærk: Dette trin er at undgå musene uforvarende rørende chok gitter af nabolandet mus og påvirker data. Parametre omfatter den samlede tid på bælte, den tilbagelagte afstand og stød til besøg ratio. Det anbefales at udføre to vurderinger på hvert tidspunkt, adskilt af mindst én dag mellem vurderinger.
4. op ad bakke Interval løbebånd vurdering
- Oprette et løbebånd program, som beskrevet i trin 2.6, ved hjælp af værdier i tabel 2 under vurdering. Angiv sessionsnummer som 1, antallet af aktive kanaler som 1 til 6 afhængigt af antallet af mus, antallet af besøg på nettet som 5 og antallet af stød som 10 under Chok påvisning.
- Angiv feltet interval i programmet løbebånd til 0,5.
Bemærk: Dette giver mulighed for datapunkter indsamles hvert sekund i stedet for hvert minut, som hjælper med at identificere hastigheden på slutpunktet for hver mus. Programmet vil automatisk stoppe efter 50 m/min fase på grund af softwarebegrænsninger. Parametre omfatter tid på bælte, den tilbagelagte afstand og testhastigheden på den sidste fuldførte fase før slutpunkt. Sidstnævnte anvendes til fastlæggelse af baseline intensitet for HIIT regime beskrevet i trin 5. Det anbefales at udføre to vurderingerne pr. tidspunkt, adskilt af mindst 30 min.
5. kort session høj intensitet intervaltræning
- Indstille løbebånd op ad bakke (25°) og Fjern dækslet til plast.
- Bestemme intensitet for hver mus. Bruge hastighed af den seneste fuldførte fase (trin 4.5) og finde den intensitet og tilsvarende Base, Sprintog Dash hastigheder ved hjælp af tabel 3.
-
Åbn løbebånd-softwaren og klikke på fil for at oprette et nyt program.
- Klik på fanen Profil tilstand og for trin 1, indgang en start hastighed 0 m/min. og en ende hastighed som anført under Base hastighed som anført i tabel 3 med en periode af 5 s.
- Tilføje en varm op trin 2 med en start hastighed på Base hastighed og slutningen hastighed på Base hastighed for 180 s.
- Indgang 3 intervaller, hver med 1) en overgang skridt, der går fra Base til Sprint for 5 s, 2) et skridt på Sprint hastighed for 60 ' erne, 3) en overgang skridt, der går fra "sprint" til Base over 5 s, og 4) et skridt for en nyttiggørelse intervallet på < C15 > Base hastighed for 60 s.
- Tilføje en overgang skridt, der går fra Base til Sprint hastighed over 5 s og et sidste skridt, der går fra Sprint til Dash hastighed over 60 s.
Bemærk: Programmer kan gemmes, ændres og genindlæses.
- Udføre øvelsen tre dage om ugen med mindst én dag i resten mellem sessioner (dvs. mandag, onsdag, fredag).
- Omskrive træningsprogrammer til at øge basen, Sprintog Dash hastigheder 1 m/min. hver anden uge.
Bemærk: Ingen elektriske stød er givet under træningen. - Motivere mus til at køre ved hjælp af en makeup pensel (anbefales) eller tunge depressor let motivere mus der falder nær eller på gitteret chok. Hvis musen ikke reagerer forsøg igen i 5 s, derefter 10 s, og derefter prøve igen hver 30 s eller under en nyttiggørelse intervallet i slutningen af sessionen.
Bemærk: overveje at fjerne mus fra den undersøgelse, der ikke kører på løbebånd ved enhver intensitet eller ikke er i stand til at udføre de første tre intervaller på den intensitet, der er defineret for den laveste støtteintensitet gruppe (tabel 3) - Flyt mus, der ikke kan være motiveret til at udføre de første tre intervaller i to på hinanden følgende træningspas til lavere intensitet grupper (tabel 3).
- Flyt mus, der ikke kræver motivation i to på hinanden følgende træningspas til højere intensitet grupper (tabel 3).
- Tage stillesiddende kontrol mus i bure plads ved siden af løbebånd, som det kører. Alternativt, stillesiddende kontrol kan placeres i baner af en ikke-bevægelige løbebånd i 10 min.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Ialt 25 hunmus blev avlet og alderen i hus. C57BL/6J baggrund mus foretaget en SIRT1loxp-exon4-loxp mutation29; men denne betingede knockout var ikke induceret og derfor alle mus udstillet fuld længde Sirtuin1 (data ikke vist). På 24 måneder, mus blev vurderet til løbebånd udholdenhed og op ad bakke sprint kapacitet før og efter indgift af to måneder efter HIIT træning (n = 14), eller resterende bur stillesiddende (n = 11). Vores data viser alle 14 mus i HIIT gruppe øget løbebånd tid på bælte i forhold til 7 af 11 af SED mus (figur 4A, parret student's T-Test p < 0,0001 for HIIT og p < 0,14 for SED). I samlede HIIT mus udstillet større forbedring i gang på bælte baseret på bedre af to forsøg (HIIT: 18.2 ± 10,5 min til 31,8 ± 13,7 min, delta 13.6 ± 7,5 min. versus SED: 19,9 ± 10,0 min til 25.3 ± 7.3 min, delta 5.3 ± 11,4 min, uparrede student's T-test p < 0.0391).
Derudover vi opdaget større stigning i uphill løbebånd kapacitet, som 12 af 14 HIIT mus øget maksimal hastighed, mens vi observeret nedgang i 8 af 11 SED mus (figur 4B, parret student's T-Test p < 0.0022 for HIIT og p < 0,85 til SED). HIIT mus viste også større forbedring i maksimal hastighed i forhold til SED mus baseret på bedre af to forsøg (HIIT: 14,6 ± 4,3 m/min. til 17,6 ± 5,5 m/min, delta 3,0 ± 3,0 m/min. versus SED: 16,9 ± 3,8 m/min. til 16,5 ± 5,0 m/min delta 0,5 ± 5,0 m/min, uparrede student's T-test p = 0.0441). Stødtolerance var ens mellem de to grupper af mus (chok til gitter besøg forholdet baseline - SED: 1,2 ± 0,1 versus HIIT: 1,4 ± 0,4, p = 0,24; slutpunkt - SED: 1,2 ± 0,4 versus HIIT: 1,3 ± 0,4, p = 0,46).
Figur 1: løbebånd software manuel mode parametre for løbebånd udholdenhed vurdering. Løbebånd software manuel tilstand giver mulighed for justering for protokoller, der involverer kontinuerlig bælte acceleration. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: løbebånd software profil-mode program parametre for op ad bakke sprint vurdering. Løbebånd software profil tilstand, anvendes sammen med indstillingerne under fanen manuel tilstand (figur 1), giver mulighed for at oprette protokoller med brugerdefinerede hastighed intervaller. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: høj intensitet intervaltræning regime skematisk. Base, Sprint og Dash hastigheder er angivet i tabel 3. Hastigheder stige med 1 m/min. hver anden uge. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4. Virkninger af HIIT på løbebånd performance i alderen mus. Tyve - fire måneder gamle hunmus blev givet HIIT (n= 14) eller forblev stillesiddende (SED, n= 11) i 2 måneder. Løbebånd udholdenhed (A) blev vurderet før og efter motion intervention en bedst af to forsøg givet på hinanden følgende dage på en flad løbebånd. Op ad bakke sprint kapacitet (B) blev vurderet som bedst af to forsøg administreres med ikke mindre end 30 min hviletid på en skrå (25 °) løbebånd. Linjer angiver individuelle mus. B er baseline og E er slutpunkt, *** angiver en p-værdi < 0,001 og *** angiver p < 0,0001 som bestemt ved en parret student's T-test sammenligning inden for gruppen Skift mellem baseline og slutpunkt. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Tabel 1: Program parametre for løbebånd udholdenhed akklimatisering og vurdering.
| Programmet parameter | Akklimatisering | Vurdering |
| Interval | 1 | 0,5 |
| Varighed | 5 | 90 |
| Aktiver profil tilstand | Ukontrolleret | Ukontrolleret |
| Accel trin | 1,0 m/min | 1 m/min |
| Accel Int | 60 sekunder | 120 sekunder |
| Max hastighed | 10 m/min | 35 m/min |
| S_speed | 5 m/min | 5 m/min |
| Chok Rep sats | 1 hz | 1 hz |
| Chok intensitet | 1 og derefter 2 | 3 |
Tabel 2: Program parametre for op ad bakke sprint akklimatisering og vurdering.
| Programmet parameter | Akklimatisering | Vurdering |
| Interval | 0,5 | 0,5 |
| Varighed | 10 | 90 |
| Aktiver profil tilstand | Kontrolleret | Kontrolleret |
| Accel trin | NIELSEN | NIELSEN |
| Accel Int | NIELSEN | NIELSEN |
| Max hastighed | 15 m/min | 35 m/min |
| S_speed | 5 m/min | 5 m/min |
| Chok Rep sats | 1 hz | 1 hz |
| Chok intensitet | 2 | 3 |
| PROFIL-tilstand (se figur 1 og 2 til at konfigurere programmet parametre) | ||
| Test intervaller | 8, 10, 10, 10 m/min | 6, 8, 10, 11, 12... 51, 52 m/min |
Tabel 3: Intensitet betegnelser for HIIT motion mus.
| Intensitet gruppe | Baseline op ad bakke Sprint Score | Indledende øvelse hastigheder | ||
| Base | Sprint | Dash | ||
| 0 | < 8 m / min | 5 m/min | 7 m/min | 10 m/min |
| 1 | 8-16 m/min | 5 m/min | 10 m/min | 15 m/min |
| 2 | 17-25 m/min | 8 m/min | 13 m/min | 18 m/min |
| 3 | > 25 m/min | 11 m/min | 16 m/min | 21 m/min |
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Ydelser fra korte sessioner er et centralt aspekt af høj intensitet intervaltræning, der fanger videnskabelige og offentlige interesse. Men dyreforsøg sjældent undersøge HIIT regimer, der er 10 min eller mindre. Her, beskriver vi en protokol for en 10 min korte session HIIT op ad bakke løbebånd øvelse regime, forbedret løbebånd performance i alderen kvindelige mus, og som vi tidligere har vist sig for at øge fysiske præstationer i alderen mandlige mus17. En styrke af vores protokol er, ud over protokollen er kun 10 min i længden, at design er modulær, således, at antallet af intervaller kan tilføjes eller fjernes for at gøre protokoller, der er endda en min længde. Længden af intervallerne kan derudover ændres giver flere strategier til at titrere motion og evaluere virkningerne.
En anden styrke af denne protokol er, at vi medtager et system for at skræddersy den øvelse regime til individuelle mus, som vores viden kun én anden undersøgelse33 bortset fra vores betænkning i alderen mandlige mus17 har brugt fysiske kapacitet. Selv om individuelt skræddersy en øvelse intervention introducerer variation i det eksperimentelle design, er en vigtig fordel ved denne metode, at det bedre modeller administration af foreskrevne øvelse i humane kliniske indstillinger. Endvidere dyr ikke tog på støtteintensiteter, der er alt for let eller vanskeligt, som kunne være en væsentlig faktor i eksperimenter hvor den animalske population udstiller mangfoldighed i motion kapacitet (dvs. under aldring). En anden fordel ved denne metode er, at det ikke kræver brug af metaboliske løbebånd at afgøre VO2max som træningens intensitet er skræddersyet til udførelsen af dyret, et begreb, der er yderligere undersøgt af Picoli et al.34.
Denne protokol omfatter to vurderinger for løbebånd performance, i form af et langsomt accelererende flad løbebånd test og en skrå løbebånd stigende interval test, henholdsvis. Der er flere protokoller, der er blevet udgivet til bestemmelse af kontinuerlig løbebånd performance i mus benytter løbebånd16,34,35, herunder en JoVE artikel36. Flere parametre varierer på tværs af disse undersøgelser og litteraturen, herunder: hældning (normalt 0° eller 5° for holdbarhedsprøve), chok intensitet (lige fra 0,25-1.12 mA), og regler for fastlæggelse af udmattelse. Det blev også bemærket, at 5 fortløbende stød blev almindeligt anvendt til at definere udmattelse på tværs af flere undersøgelser. Selv om denne strategi kan fremkalde større udmattelse end de regler, vi har brugt i vores undersøgelse og denne protokol, antages dette system også alle mus har lignende smertegrænser, som ikke kan true afhængigt af forsøgsbetingelser. Vores definition af udmattelse af 10 besøg eller 20 total chok giver en ramme for at vurdere, om der er forskellige smertegrænser. I sidste ende, der er fordele og ulemper til både strategier og beslutning for at definere slutpunktet skal justeres bedst med målene for undersøgelsen. Derudover er nogle løbebånd vurdering protokoller for mus udformet uden anvendelse af chok som en stimulus37. Selvom der er fordele ved at denne tilgang37, omfatter nogle ulemper at overveje anvendelsen af en bestemmelse af udmattelse, der er subjektiv og de potentielle problemer med vurdering af flere mus samtidigt.
Derudover har andre brugt arbejde og magt som parametre til at beskrive løbebånd performance35,38,39. Hastighed bælte og sats af acceleration er også forskelligt repræsenteret i litteraturen. Som de fleste protokoller funktion stigende hastighed, vil resultatet give en blanding af aerob og anaerob kapacitet i mus, med langsommere protokoller giver mere fokus på den aerobe komponent. Vi har derfor udviklet vores op ad bakke løbebånd interval test til at frembringe større fokus på de anaerobe komponent17. For at opnå dette, tilbyder vores protokol kort test intervaller med aktive opsving mellem tests, gør det muligt for musene at opnå højere hastigheder og derfor større anaerob udnyttelse i forhold til vores flade kontinuerlig løbebånd udholdenhed vurdering. For vores protokol brugte vi en aktiv tilbagebetalingsperioden 20 s mellem intervaller, halv tid for reoxygenation af muskelvæv i humant væv40. Men vi konstatere en begrænsning af denne metode er, at de specifikke virkninger for anaerob metabolisme har endnu at blive belyst, og herunder en undersøgelse af anaerob parametre såsom glycolytic metabolisme, fosforkreatin udnyttelse og laktat kinetik vil styrke denne metode. Derudover vil nye undersøgelser, at undersøger virkningerne af skiftende fase og aktive resten varigheder, hældning og anderledes hastighed intervaller også styrke denne metode.
Den metode, der beskrives i denne protokol, herunder to løbebånd vurderingerne, er designet til ældre dyr især, og som sådan omfatter større tid til akklimatisering af mus til protokollerne. Ordentlig akklimatisering er et afgørende skridt til eksperimentelle design for at sikre slutpunkter er på grund af udmattelse og ikke utilstrækkelig, indlæring af musen. Forkert acclimation forventes tilsyneladende i longitudinelle studier - endnu vigtigere, kan ikke blive bemærket i største studier. Selv om kortere acclimation protokoller kan være muligt for yngre årgange, i vores erfaring ældre mus kræver større akklimatisering og en offentliggjort protokol for motion uddannelse i alderen rotter indviede acclimation 1 måned før med 10 samlede dage givet til løbebånd akklimatisering41. Men vi er enige med Castro et al. at give overdreven acclimation kan påvirke adfærd og virkninger på mus35 og hans henstilling fra 3 til 10 dage samlede35, som vores akklimatisering protokollen er i overensstemmelse med disse anbefalinger. Endvidere udviser ældre dyr også større mangfoldighed i motion ydeevne og derfor vi omfatter to forsøg pr. vurdering tidspunkt. Yngre dyr vise større ensartethed i ydeevne og derfor et enkelt forsøg kan være tilstrækkeligt. Derudover mangfoldighed af alderen dyr kan foretage direkte tværsnits sammenligninger af en intervention vanskeligt at fortolke, og mere succes kan opnås ved at sammenligne ændring fra baseline som blev gjort i analysen af de alderen kvindelige mus. Vi viser også som en advarsel, at vi ikke har testet vores korte møde HIIT protokol i yngre mus, hvor det er muligt, et loft effekt i ydeevne kan maskere fordelene ved vores korte møde HIIT protokol. Protokollen blev også brugt kun i C57BL/6J mus stamme, og derfor virkningen af denne øvelse i andre mus stammer mangler at blive belyst. Derudover udført C57BL6/J musene brugt i dette eksperiment en SIRT1loxp-exon4-loxp mutation29, der ikke blev fremkaldt. Disse mus blev alderen i hus fra fødslen; imidlertid var utilstrækkelige numre tilgængelig på 24 måneder til magten 4 grupper. Derfor fokuserede vi forsøget på bare HIIT og stillesiddende grupper. Vi bemærke, at både den nuværende kohorte af alderen kvindelige mus og vores tidligere udgivne kohorte af alderen mandlige mus17 begge forbedret i fysiske ydeevne ved hjælp af dette kort session HIIT protokol.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Vi vil gerne takke dyrs pleje personale på universitetet på Buffalo dyr Laboratory Animal facilitet. Denne forskning blev støttet af en Veteran anliggender rehabilitering forskning og udvikling Grant RX001066 og indiske Trail Foundation.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Exer-3/6 Open Treadmill w/ Shock, Detection, auto-calibration and PC Interface/Software | Columbus Instruments | 1055-SDRM | The Columbus Instruments 3/6 treadmill allow up to 6 mice or 3 rats simultaneously. The device comes with controllers to allow manual control of treadmill belt speed and shock intensity, or connections to a computer and software to run and control these elements. |
| Bleach | Varies | Varies | 0.25-0.5% Bleach solution (V/V) is used to clean the treadmill belt between sessions |
| Ethanol | Varies | Varies | 70% ethanol solution (V/V) can alternatively be used to clean treadmill belt between runs and sesions. |
| Make-up Brush (large) | Varies | Varies | A make-up brush provides a soft surface and ample length to motivate mice to continue exercise. |
References
- Cameron, I. D., et al. A multifactorial interdisciplinary intervention reduces frailty in older people: randomized trial. BMC Medicine. 11 (65), (2013).
- Manas, A., et al. Reallocating Accelerometer-Assessed Sedentary Time to Light or Moderate- to Vigorous-Intensity Physical Activity Reduces Frailty Levels in Older Adults: An Isotemporal Substitution Approach in the TSHA Study. Journal of the American Medical Directors Association. 19 (185), (2018).
- Rogers, N. T., et al. Physical activity and trajectories of frailty among older adults: Evidence from the English Longitudinal Study of Ageing. PLoS One. 12, e0170878 (2013).
- Yamada, M., Arai, H., Sonoda, T., Aoyama, T. Community-based exercise program is cost-effective by preventing care and disability in Japanese frail older adults. Journal of the American Medical Directors Association. 13, 507-511 (2012).
- de Rezende, L. F., Rey-Lopez, J. P., Matsudo, V. K., do Carmo Luiz, O. Sedentary behavior and health outcomes among older adults: a systematic review. BMC Public Health. 14 (333), (2014).
- Wullems, J. A., Verschueren, S. M., Degens, H., Morse, C. I., Onambele, G. L. A review of the assessment and prevalence of sedentarism in older adults, its physiology/health impact and non-exercise mobility counter-measures. Biogerontology. 17, 547-565 (2016).
- Tjonna, A. E., et al. Low- and high-volume of intensive endurance training significantly improves maximal oxygen uptake after 10-weeks of training in healthy men. PLoS One. 8, e65382 (2013).
- Burgomaster, K. A., et al. Similar metabolic adaptations during exercise after low volume sprint interval and traditional endurance training in humans. Journal of Physiology. 586, 151-160 (2008).
- Cavar, M., et al. Effects of 6 Weeks of Different High-Intensity Interval and Moderate Continuous Training on Aerobic and Anaerobic Performance. Journal of Strength and Conditioning Research. , (2018).
- Gillen, J. B., et al. Twelve Weeks of Sprint Interval Training Improves Indices of Cardiometabolic Health Similar to Traditional Endurance Training despite a Five-Fold Lower Exercise Volume and Time Commitment. PLoS One. 11, e0154075 (2016).
- Metcalfe, R. S., Babraj, J. A., Fawkner, S. G., Vollaard, N. B. Towards the minimal amount of exercise for improving metabolic health: beneficial effects of reduced-exertion high-intensity interval training. European Journal of Applied Physiology. 112, 2767-2775 (2012).
- Belmonte, L. A. O., et al. Effects of Different Parameters of Continuous Training and High-Intensity Interval Training in the Chronic Phase of a Mouse Model of Complex Regional Pain Syndrome Type I. The Journal of Pain. , (2018).
- Chavanelle, V., et al. Effects of high-intensity interval training and moderate-intensity continuous training on glycaemic control and skeletal muscle mitochondrial function in db/db mice. Scientific Reports. 7 (204), (2017).
- de Oliveira Sa, G., et al. High-intensity interval training has beneficial effects on cardiac remodeling through local renin-angiotensin system modulation in mice fed high-fat or high-fructose diets. Life Sciences. 189, 8-17 (2017).
- Marcinko, K., et al. High intensity interval training improves liver and adipose tissue insulin sensitivity. Molecular Metabolism. 4, 903-915 (2015).
- Niel, R., et al. A new model of short acceleration-based training improves exercise performance in old mice. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports. 27, 1576-1587 (2017).
- Seldeen, K. L., et al. High Intensity Interval Training (HIIT) improves physical performance and frailty in aged mice. The Journals of Gerontology Series A Biological Sciences. 73 (4), 429-437 (2017).
- Tuazon, M. A., McConnell, T. R., Wilson, G. J., Anthony, T. G., Henderson, G. C. Intensity-dependent and sex-specific alterations in hepatic triglyceride metabolism in mice following acute exercise. Journal of Applied Physiology. 118, 61-70 (2015).
- Wang, N., Liu, Y., Ma, Y., Wen, D. High-intensity interval versus moderate-intensity continuous training: Superior metabolic benefits in diet-induced obesity mice. Life Sciences. 191, 122-131 (2017).
- Wilson, R. A., Deasy, W., Stathis, C. G., Hayes, A., Cooke, M. B. Intermittent Fasting with or without Exercise Prevents Weight Gain and Improves Lipids in Diet-Induced Obese Mice. Nutrients. 10, (2018).
- Hafstad, A. D., et al. High intensity interval training alters substrate utilization and reduces oxygen consumption in the heart. Journal of Applied Physiology. 111, 1235-1241 (2011).
- Brown, M. B., et al. High-intensity interval training, but not continuous training, reverses right ventricular hypertrophy and dysfunction in a rat model of pulmonary hypertension. American Journal of Physiology Regulatory. Integrative and Comparative Physiology. 312, R197-R210 (2017).
- Hoshino, D., Yoshida, Y., Kitaoka, Y., Hatta, H., Bonen, A. High-intensity interval training increases intrinsic rates of mitochondrial fatty acid oxidation in rat red and white skeletal muscle. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 38, 326-333 (2013).
- Rahimi, M., et al. The effect of high intensity interval training on cardioprotection against ischemia-reperfusion injury in wistar rats. EXCLI Journal. 14, 237-246 (2015).
- Songstad, N. T., et al. Effects of High Intensity Interval Training on Pregnant Rats, and the Placenta, Heart and Liver of Their Fetuses. PLoS One. 10, e0143095 (2015).
- Motta, V. F., Aguila, M. B., Mandarim-De-Lacerda, C. A. High-intensity interval training (swimming) significantly improves the adverse metabolism and comorbidities in diet-induced obese mice. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 56 (5), 655-663 (2015).
- Pimenta, M., et al. High-intensity interval training beneficial effects on body mass, blood pressure, and oxidative stress in diet-induced obesity in ovariectomized mice. Life Sciences. , 75-82 (2015).
- Vieira, J. M., et al. Caffeine prevents changes in muscle caused by high-intensity interval training. Biomedicine and Pharmacotherapy. 89, 116-123 (2017).
- Price, N. L., et al. SIRT1 is required for AMPK activation and the beneficial effects of resveratrol on mitochondrial function. Cell Metabolism. 15, 675-690 (2012).
- Bains, R. S., et al. Assessing mouse behaviour throughout the light/dark cycle using automated in-cage analysis tools. Journal of Neuroscience Methods. 300, 37-47 (2018).
- Hanell, A., Marklund, N. Structured evaluation of rodent behavioral tests used in drug discovery research. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8 (252), (2014).
- Hopkins, M. E., Bucci, D. J. Interpreting the effects of exercise on fear conditioning: the influence of time of day. Behavioral Neuroscience. 124, 868-872 (2010).
- Hollinski, R., et al. Young and healthy C57BL/6 J mice performing sprint interval training reveal gender- and site-specific changes to the cortical bone. Scientific Reports. 8, 1529 (2018).
- Picoli, C. C., et al. Peak Velocity as an Alternative Method for Training Prescription in Mice. Frontiers in Physiology. 9 (42), (2018).
- Castro, B., Kuang, S. Evaluation of Muscle Performance in Mice by Treadmill Exhaustion Test and Whole-limb Grip Strength Assay. Bio-protocol. 7, (2017).
- Dougherty, J. P., Springer, D. A., Gershengorn, M. C. The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse. Journal of Visualized Experiments. , 111 (2016).
- Conner, J. D., Wolden-Hanson, T., Quinn, L. S. Assessment of murine exercise endurance without the use of a shock grid: an alternative to forced exercise. Journal of Visualized Experiments. 90, e51846 (2014).
- Aguiar, A. S., Speck, A. E., Amaral, I. M., Canas, P. M., Cunha, R. A. The exercise sex gap and the impact of the estrous cycle on exercise performance in mice. Scientific Reports. 8, 10742 (2018).
- Barbato, J. C., et al. Spectrum of aerobic endurance running performance in eleven inbred strains of rats. Journal of Applied Physiology. 85, 530-536 (1998).
- Nagasawa, T. Slower recovery rate of muscle oxygenation after sprint exercise in long-distance runners compared with that in sprinters and healthy controls. Journal of Strength and Conditioning Research. 27, 3360-3366 (2013).
- Arnold, J. C., Salvatore, M. F. Getting to compliance in forced exercise in rodents: a critical standard to evaluate exercise impact in aging-related disorders and disease. Journal of Visualized Experiments. (90), (2014).
