Summary
Kort session (≤10 min) hög intensitet intervallträning (HIIT) framstår som ett alternativ till längre träning formerna, men de korta varianterna är sällan modellerade i djurstudier. Här, vi beskriver en 10 min, 3 dag i veckan, uppförsbacke löpband HIIT protokoll som förbättrar fysisk prestanda i manliga och kvinnliga åldern möss.
Abstract
Högintensiv intervallträning (HIIT) framstår som en terapeutisk metod att förhindra, fördröja eller lindra bräcklighet. I synnerhet kort session HIIT, med regimer som är mindre än eller lika med 10 min är av särskilt intresse eftersom flera studier på människa har rutiner så kort som några minuter ett par gånger i veckan. Det finns dock en brist på djurstudier att modell effekterna av kort session HIIT. Här, beskriver vi en metod för en individuellt skräddarsydd och progressiva kort session HIIT regim på 10 min 3 dagar i veckan för åldern möss med en lutande löpband. Vår metodik även protokoll för löpband bedömning. Möss är initialt acklimatiserad till löpbandet och sedan ges baslinjen platt och uppförsbacke löpband bedömningar. Träningspass börjar med 3 minuters uppvärmning, sedan tre intervaller på 1 min i snabb takt, följt av 1 min på en aktiv återhämtning tempo. Efter dessa mellanrum, möss ges en sista segmentet som startar vid snabbt takten och accelererar för 1 min. Protokollet HIIT är individuellt anpassad som hastighet och intensitet för varje mus bestäms utifrån initial anaerob utvärderingen. Dessutom detalj vi villkoren för att öka eller minska intensiteten för enskilda möss beroende på prestanda. Slutligen, intensitet ökas för alla möss varannan vecka. Vi tidigare redovisats i detta protokoll förbättrad fysisk prestation i åldern manliga möss och här Visa det ökar också löpband prestanda i åldrarna honmöss. Fördelarna med våra protokoll är låg administrationstid (ca 15 min per 6 möss, 3 dagar i veckan), strategi för individualizing för möss att bättre modell ordineras motion och en modulär design som möjliggör tillägg eller borttagning av antalet och längden på mellanrum för att titrera motion fördelar.
Introduction
Regelbunden motion är effektivt för att förhindra eller försena många ålder-associerade sjukdomar såsom sarcopeni och bräcklighet1,2,3,4. Dock mindre än 15% av dessa 65 och äldre träffa rekommendationer av 150 min en vecka av måttlig intensitet motion plus styrka
utbildning5,6. Bristen på tid och långa sessioner är vanliga hinder att utöva, växer högintensiv intervallträning (HIIT) fram som ett alternativ till traditionella regimer. HIIT har flera korta skurar av intensiv aktivitet som varvas med korta perioder av aktiv återhämtning, och det har varit senaste intresse i att identifiera de kortaste regimer som fortfarande ger gynnsamma resultat. Sådana studier inkluderar 3 dag en vecka regimer med totala sessionstider 4 min7, 2-3 min8, 1,5 min9, en enda min10och även 40 s11.
Likaså har man väsentligt intresse HIIT djurmodeller. En majoritet av studierna använde möss12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21 eller råttor22,23,24,25 och utfördes med ett löpband, även om några andra används simning protokoll26,27 , 28. en majoritet av dessa studier använda VO2max ställa inledande intensiteten av den motion13,14,19,21,24. Dessutom, trots en ofta beskrivs fördel med HIIT har kortare regimer, identifierade nästan alla dessa studier funktionen regimer på det sista 30 min eller längre11,12,13,14 ,15,18,19,21, med undantag för en med en något längre än 10 min regim20, och en annan med 19 min över tre olika stödnivåer16. Såvitt vi vet finns det inga rapporterade djurstudier att undersöka en 10 min eller mindre HIIT regim, eller skräddarsy regimen till enskilda djur, med undantag för våra publicerade studien17 som ligger till grund för detta protokoll.
Här beskriver vi ett protokoll för HIIT i åldern möss utformad modell individualiserad, kort session (≤10 min) varianter används nyligen humanstudier7,8,9,10,11. Metoden innehåller en 10 min regim på en lutande (25°) löpband med en 3 minuters uppvärmning och fyra 1 min intervaller med hög intensitet, varvat med tre 1 min aktiv återhämtning segment. Fördelarna med protokollet omfatta större klinisk relevans som det har strategier för att skräddarsy intensitet till enskilda djur, fastställa stödnivåer som inte är baserade på VO2max, därmed undvika behovet av metabola löpband, och modulära design där antalet intervaller och tidsinställningar är enkelt justerbar. Dessutom inom detta protokoll ger vi anvisningar för två strategier för löpband bedömning, som omfattar platt kontinuerlig och uppförsbacke intervall, för att undersöka uthållighet. Med dessa metoder, vi utvidga våra tidigare resultat att kort session HIIT ökade funktionella kapaciteten i åldern manliga möss17, och nu visar HIIT ökar löpband prestanda i åldern honmöss.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alla studier och experimentella protokoll godkändes av och i överensstämmelse med riktlinjerna från universitetet i Buffalo och VA Western New York djur vård och användning kommittéer.
1. experimentera Setup och allmänna råd
Obs: Sammanlagt tjugofyra honmöss på C57BL/6J bakgrund användes i detta protokoll som börjar vid 23 månaders ålder. Mössen bärs en villkorlig SIRTloxp-exon4-loxp mutation29, dock var detta inte induceras i detta experiment.
- Säkerställa att möss får permanent identifierare som öronmärken, RFID-chips, eller svans tatueringar.
Obs: Det rekommenderas att använda tillfälliga markeringar (t.ex. permanent markör att markera svansar) för snabb identifiering under bedömning perioder. - Rengöra löpbandet med 0,25-0,5% blekmedel (v/v) eller 70% (v/v) etanol i slutet av dagen eller ta bort avföring eller urin mellan experimentella studier. Torra lösningar helt innan du initierar en ny rättegång.
Obs: Etanol kan öka slitaget på löpband bältet. Det rekommenderas att löpbandet rengöras mellan varje körning om arbetar med grupp-inrymt hanmöss för att minimera i bur fighting. Det rekommenderas att utföra löpband bedömningar på samma tid på dagen vid varje tidpunkt i longitudinella studier30,31,32, och om andra bedömningar utförs, ordningen bör förbli samma. Försöksledaren kör experimentet bör också blind för gruppen beteckningarna av möss.
2. acklimatisera möss till löpband apparater
Obs: Initiera acklimatisering av möss 1 månad före studiestart experiment.
-
Ställ in inledande utbildningsprogrammet använder löpbandet mjukvaran (v3.4.7) i manuellt läge (figur 1 och tabell 1).
- Öppna programvaran löpband. Sedan, klicka på filen och öppna experimentet.
- Ange de värden som anges i tabell 1 på fliken manuell (figur 1) under acklimatisering.
- Mata in sessionsnumret som 1, antalet aktiva kanaler som 1 till 6 beroende på antalet möss, antalet besök till rutnätet som 10 och antalet chocker som 20.
Obs: Chock intensitet för denna första körningen är inställd på nivå 1 (0,46 mA).
- Ställa in lutningen på löpbandet på 0° (platt).
- Håll möss i svansen när du placerar i löpbandet och placera möss direkt på bältet att undvika börjar möss på rutnätet chock.
- Använd en borste eller tungspatel för att hålla möss borta från rutnätet chock när fortbildning eller bedömning börjar. Knuffa möss för att börja köra för att undvika oavsiktliga stötar.
- Efter varje mus ges programmet grundutbildning, upprepa programmet som ovan med chock intensitet ökade till nivå 2 (0,59 mA) med minst 15 minuter mellan träningar.
-
En till två dagar efter det första träningsprogrammet administrera den uppförsbacke löpband acklimatisering.
- Öppna programvaran löpband. Klicka på filen och sedan öppna experimentet.
- Mata in värdena på fliken grundläggande som anges i tabell 2 under acklimatisering.
- Under Chock Detection, ingång sessionsnumret som 1, antalet aktiva kanaler som 1 till 6 beroende på antalet möss, antalet besök till rutnätet som 10 och antalet chocker som 20.
- Klicka på fliken Profil-läge (figur 2) och för steg 1, ange en start hastighet på 0 m/min och en sluthastighet på 5 m/min med en period av 5 s.
- Lägga till en varm steg 2 med en start hastighet av 5 m/min och slutet hastighet av 5 m/min för 30 sekunder. Lägga till en övergång steg som börjar vid 5 m/min och en sluthastighet på 6 m/min för 5 s.
- Lägga till ett test hastigheten steg som börjar vid 6 m/min och slutar vid 6 m/min för 20 s. Lägg till en övergång steg som börjar vid 6 m/min och slutar vid 5 m/min.
- Lägga till en återhämtningsfasen som börjar vid 5 m/min och slutar vid 5 m/min för 20 s (figur 2).
- Upprepa 2.6.4 för att lägga till test hastigheten steg som anges i tabell 2 under acklimatisering.
- Två veckor före studiestart bedömningar, fortsätta acklimatisering genom att tillhandahålla två löpband platt aerob kapacitet bedömningar som beskrivs i avsnitt 3, med tanke på varandra följande dagar.
- En till två dagar efter den andra uthållighetsträning, ge två löpband uppförsbacke anaerob kapacitet bedömningar som beskrivs i avsnitt 4, givet samma dag med ett minimum av 30 min mellan träningar.
3. platta kontinuerlig löpband bedömning
- Skapa ett löpband program som beskrivs i steg 2.1, med värden som anges i tabell 1 under bedömning. Under Chock upptäckt, ställa in sessionsnumret som 1, antalet aktiva kanaler som 1 till 6 beroende på antalet möss, antalet besök till rutnätet som 10 och antalet chocker som 20.
- Övervaka möss under hela rättegången och ta bort möss från instrumentet som nå slutpunkten kriterierna.
Obs: Detta steg är att undvika möss oavsiktligt vidrör rutnätet chock av angränsande möss och påverka data. Parametrar inkluderar den totala tiden på bältet, den tillryggalagda sträckan och störningarna till baserat på besök. Det rekommenderas att utföra två bedömningar vid varje tidpunkt, åtskilda med minst en dag mellan bedömningar.
4. uppförsbacke intervall löpband bedömning
- Skapa ett löpband program som beskrivs i steg 2,6, med värden som anges i tabell 2 under bedömning. Under Chock upptäckt, ställa in sessionsnumret som 1, antalet aktiva kanaler som 1 till 6 beroende på antalet möss, antalet besök till rutnätet som 5 och antalet chocker som 10.
- Ange fältet intervall i programmet löpband till 0,5.
Obs: Detta möjliggör datapunkter samlas varje sekund i stället för varje minut som stöd i att identifiera hastigheten på slutpunkt för varje mus. Programmet stannar automatiskt efter 50 m/min scenen på grund av programvara begränsningar. Parametrar inkluderar tiden på bältet, den tillryggalagda sträckan och testa hastigheten på sista framgångsrikt genomförda scenen innan endpoint. Den senare används för att bestämma baslinjen intensitet HIIT regimen beskrivs i steg 5 för. Det rekommenderas att utföra två utvärderingar per tidpunkt, åtskilda med minst 30 min.
5. kort session hög intensitet intervallträning
- Ställa in löpbandet uppförsbacke (25°) och ta bort plastskyddet.
- Bestämma intensiteten för varje mus. Använda hastigheten på det sista framgångsrikt slutfört steget (steg 4,5) och hitta intensitet group och motsvarande bas, Sprintoch Dash hastigheter med hjälp av tabell 3.
-
Öppna programvaran löpband och klicka på filen för att skapa ett nytt program.
- Klicka på fliken Profilläge och för steg 1, mata in en start hastighet på 0 m/min och en sluthastigheten som anges under bas hastighet som anges i tabell 3 med en period av 5 s.
- Lägga till en varm steg 2 med en start hastighet på bas och bas hastighet sluthastighet för 180 s.
- Ingång 3 intervaller varje med (1) en övergång steg som går från bas till Sprint för 5 s, 2) ett steg på Sprint hastighet för 60-talet, 3) en övergång steg som går från ”sprint” till Base över 5 s, och 4) ett steg för en återhämtning-intervallet vid < C15 > Base hastighet för 60 s.
- Lägga till en övergång steg som går från bas till Sprint hastighet över 5 s och ett sista steg som går från Sprint till Dash hastighet över 60 s.
Obs: Program kan vara Sparad, ändras och reloaded.
- Utföra träning tre dagar i veckan med minst en vilodag mellan sessioner (dvs måndag, onsdag, fredag).
- Omskrivning träningsprogram att öka bas, Sprintoch Dash hastigheter 1 m/min varannan vecka.
Obs: Inga elchocker ges under träningen. - Motivera möss att köra med en makeup borste (rekommenderas) eller tungspatel att lätt motivera möss som faller nära eller på rutnätet chock. Om en mus inte svarar retry 5 s, sedan 10 s, och sedan försök igen varje 30 s eller under en återhämtningsfasen fram till slutet av sessionen.
Obs: överväga att ta bort möss från studien som inte kör på löpbandet på någon intensitet eller inte kan slutföra de tre första intervallerna med intensitet som definierats för lägsta intensitet gruppen (tabell 3) - Flytta möss som inte kan motiveras att slutföra de tre första intervallerna i två på varandra följande träningspass till lägre intensitet grupper (tabell 3).
- Flytta möss som inte kräver motivation i två på varandra följande träningspass till högre intensitet grupper (tabell 3).
- Ta stillasittande kontroll möss i burar plats bredvid löpbandet som det körs. Alternativt kan stillasittande kontroller placeras i lanesna av ett icke-rörliga löpband i 10 min.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Totalt tjugofem honmöss var uppfödd och åldern i huset. C57BL/6J bakgrund mössen bärs en SIRT1loxp-exon4-loxp mutation29; men denna villkorliga knockout var inte induceras och därför alla möss uppvisade full längd Sirtuin1 (inga data anges). Vid 24 månaders ålder, möss bedömdes för löpband endurance och uppförsbacke sprint kapacitet före och efter administrering av två månader av HIIT träning (n = 14), eller återstående bur stillasittande (n = 11). Våra data visar alla 14 möss i HIIT grupp ökad löpband tid på bälte jämfört med 7 av 11 i SED möss (figur 4A, parat Students T-Test p < 0,0001 för HIIT och p < 0,14 för SED). I totala HIIT möss uppvisade större förbättring i tid på bälte baserat på bättre i två studier (HIIT: 18,2 ± 10,5 min till 31,8 ± 13,7 min, delta 13,6 ± 7,5 min kontra SED: 19,9 ± 10,0 min till 25,3 ± 7,3 min, delta 5.3 ± 11,4 min, oparade Students T-test p < 0.0391).
Dessutom vi upptäckt större ökning i uppförsbacke löpband kapacitet 12 av 14 HIIT möss ökade maximal hastighet medan vi observerade minskning 8 av 11 SED möss (figur 4B, parat Students T-Test p < 0,0022 för HIIT och p < 0,85 för SED). HIIT möss visade också större förbättring av maximal hastighet jämfört med SED möss baserat på bättre i två studier (HIIT: 14,6 ± 4,3 m/min till 17,6 ± 5,5 m/min, delta 3,0 ± 3,0 m/min jämfört med SED: 16,9 ± 3,8 m/min till 16,5 ± 5,0 m/min delta 0,5 ± 5,0 m/min, oparade student's T-test p = 0.0441). Stöttolerans var likartad mellan de två grupperna av möss (chock för rutnät besök baserat på baseline - SED: 1,2 ± 0,1 kontra HIIT: 1,4 ± 0,4, p = 0,24; endpoint - SED: 1,2 ± 0,4 kontra HIIT: 1,3 ± 0,4, p = 0,46).
Figur 1: löpband programvara manuellt läge parametrar för löpband endurance bedömning. Det manuella läget för löpband programvara tillåter justering för protokoll som omfattar kontinuerlig bälte acceleration. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: löpband programvara profil läge programparametrarna för uppförsbacke sprint bedömning. Löpband programvara profilläget, som används i samband med alternativen på fliken manuell (figur 1), ger möjlighet att skapa protokoll med anpassad hastighetsintervall. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: hög intensitet intervallträning regim Schematisk. Base, Sprint och Dash hastigheter anges i tabell 3. Hastigheter öka med 1 m/min varannan vecka. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4. Effekterna av HIIT på löpband prestanda i åldern möss. Tjugo - fyra månaden gammal honmöss gavs HIIT (n= 14) eller förblev stillasittande (SED, n= 11) i 2 månader. Löpband endurance (A) utvärderades före och efter motion ingripande som en bäst av två prövningar ges på varandra följande dagar på ett platt löpband. Uppförsbacke sprint kapacitet (B) bedömdes som bäst av två prövningar administreras med inte mindre än 30 min vila på en lutande (25 °) löpband. Linjerna visar enskilda möss. B är baslinjen och E är slutpunkten, *** anger ett p-värde < 0,001 och *** indikerar p < 0,0001 som bestäms av en parat Students T-test jämföra inom gruppen förändring mellan baslinjen och slutpunkten. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Tabell 1: Programmera parametrar för löpband endurance acklimatisering och bedömning.
| Program parameter | Acklimatisering | Bedömning |
| Intervall | 1 | 0,5 |
| Varaktighet | 5 | 90 |
| Aktivera en profil | Oskyddad | Oskyddad |
| Accel steg | 1,0 m/min | 1 m/min |
| Accel Int | 60 sekunder | 120 sekunder |
| Max hastighet | 10 m/min | 35 m/min |
| S_speed | 5 m/min | 5 m/min |
| Chock Rep kurs | 1 hz | 1 hz |
| Chock intensitet | 1 sedan 2 | 3 |
Tabell 2: Programmera parametrar för uppförsbacke sprint acklimatisering och bedömning.
| Program parameter | Acklimatisering | Bedömning |
| Intervall | 0,5 | 0,5 |
| Varaktighet | 10 | 90 |
| Aktivera en profil | Kontrolleras | Kontrolleras |
| Accel steg | EJ TILLÄMPLIGT | EJ TILLÄMPLIGT |
| Accel Int | EJ TILLÄMPLIGT | EJ TILLÄMPLIGT |
| Max hastighet | 15 m/min | 35 m/min |
| S_speed | 5 m/min | 5 m/min |
| Chock Rep kurs | 1 hz | 1 hz |
| Chock intensitet | 2 | 3 |
| PROFIL-läge (se figurerna 1 och 2 för att ställa in programparametrarna) | ||
| Testa intervall | 8, 10, 10, 10 m/min | 6, 8, 10, 11, 12... 51, 52 m/min |
Tabell 3: Intensitet beteckningar för HIIT utöva möss.
| Intensitet-gruppen | Baslinjen uppförsbacke Sprint Poäng | Inledande övning hastigheter | ||
| 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
Fördelar från korta sessioner är en viktig aspekt av högintensiv intervallträning som fångar vetenskapliga och allmänintresse. Men djurstudier sällan undersöka HIIT regimer som är 10 minuter eller mindre. Här beskriver vi ett protokoll för en 10 min kort session HIIT uppförsbacke löpband träningsprogram som förbättrade löpband prestanda i åldern honmöss och som vi tidigare har visat sig öka fysisk prestation i år hanmöss17. En styrka i våra protokoll är att förutom protokollet att vara bara 10 min längd, designen är modulärt så att antalet intervall kan läggas till eller tas bort för att göra protokoll som är även en min i längd. Dessutom kan längden på intervallen ändras som tillhandahåller flera strategier för att titrera motion och utvärdera effekterna.
En annan styrka i detta protokoll är att vi ingår i ett system för att skräddarsy den motion regimen på fysiska kapaciteten hos enskilda möss, som vår kunskap bara en andra studie33 bortsett från vår rapport i åldern manliga möss17 har använt. Även om individuellt skräddarsy en övning intervention introducerar variabilitet i experimentell design, är en viktig fördel med denna metod att det bättre modeller administrationen av föreskrivna motion i mänskliga kliniska inställningar. Dessutom tränar inte djur stödnivåer som är för lätt eller svårt, vilket kan vara en betydande faktor i experiment där djurbeståndet uppvisar mångfald i fysisk kapacitet (dvs. vid åldrande). En annan fördel med denna metod är att det inte kräver användning av metabola löpband att bestämma VO2max som träningsintensitet är anpassad till utförandet av djuret, ett koncept som granskas ytterligare av Picoli et al.34.
Detta protokoll ingår två bedömningar för löpband prestanda, i form av en långsamt accelererande platt löpband test och en lutande uppräkning intervall rullbandstest, respektive. I området i närheten finns det flera protokoll som har publicerats för att bestämma kontinuerlig löpband prestanda hos möss med löpband16,34,35, inklusive en JoVE artikel36. Flera parametrar skiljer sig åt i dessa studier och över litteraturen, inklusive: lutning (oftast 0° eller 5° för uthållighet testning), chock intensitet (alltifrån 0,25-1.12 mA), och regler för att definiera utmattning. Det märktes också att 5 på varandra följande stötar allmänt användes att definiera utmattning i flera studier. Även om denna strategi kan inducera större konsumtion än de regler som vi har använt i vår studie och detta protokoll, förutsätter detta system också alla möss har liknande smärttrösklar, som inte kan vara sant beroende på försöksbetingelser. Vår definition av konsumtion av 10 besök eller 20 totala chocker ger en ram för att bedöma om det finns olika smärttrösklar. I slutändan finns det fördelar och nackdelar med både strategier och beslut för att definiera slutpunkten bäst bör anpassas till målen för studien. Dessutom har vissa löpband bedömning protokoll för möss utformats utan användning av chocker som en stimulans37. Det finns fördelar med att detta förhållningssätt37, omfatta vissa nackdelar att överväga användning av fastställande av utmattning som är subjektiva och potentiella svårigheten att bedöma flera möss samtidigt.
Andra har dessutom använt arbete och makt som parametrar för att beskriva löpband prestanda35,38,39. Hastigheten på bältet med andelen acceleration representeras även mångsidigt i litteraturen. Som de flesta protokoll funktionen ökande hastighet, kommer att resultatet ge en blandning av aerob och anaerob kapacitet i musen, med långsammare protokoll som ger mer fokus på aerob komponent. Vi har därför utformat våra uppförsbacke rullbandstest intervall att ge större fokus på anaerob komponent17. För att uppnå detta har våra protokoll kort test intervaller med aktiv återhämtning mellan proven, möjliggör möss att uppnå högre hastigheter och därför större anaeroba utnyttjande i förhållande till vår platta kontinuerlig löpband endurance bedömning. I vårt protokoll användes en aktiv återhämtningsperiod 20 s mellan intervaller, halva tiden för reoxygenation av muskelvävnad i mänsklig vävnad40. Vi noterar dock en begränsning med denna metod är att de specifika effekterna på anaerob metabolism har ännu att belysas, och inklusive en granskning av anaerob parametrar såsom glycolytic metabolism, phosphocreatine utnyttjande och laktat kinetik skulle stärka denna metod. Nya studier som undersöker effekterna av ändra scenen och aktiv vila varaktigheter, lutning och olika hastighet steg skulle dessutom också stärka denna metod.
Den metod som beskrivs i detta protokoll, inklusive de två löpband bedömningarna, är utformade för äldre djur i synnerhet, och som sådan inkluderar större tid för acklimatisering av möss till protokollen. Korrekt acklimatisering är ett kritiskt steg till experimentell design för slutpunkter är på grund av utmattning och inte otillräcklig inlärning av musen. Felaktig acklimatisering är sannolikt i longitudinella studier - ännu, ännu viktigare, kan inte märkas i ett studier. Även kortare acklimatisering protokoll skulle vara möjligt för yngre kohorter, vår erfarenhet äldre möss kräver större acklimatisering och ett publicerade protokoll för träning i åldern råttor initierar acklimatisering 1 månad före med 10 totala dagar ges för löpband acklimatisering41. Vi håller dock med Castro et al. att tillhandahålla överdriven acklimatisering kan påverka beteende av och påverkan på möss35 och hans rekommendation 3 till 10 dagar totalt35, för vilka vår acklimatisering protokollet är i linje med dessa rekommendationer. Dessutom uppvisar äldre djur också större mångfald i motion prestanda och därför inkluderar vi två prövningar per bedömning tidpunkt. Yngre djur Visa större homogenitet i prestanda och därför en enda rättegång kan vara tillräckligt. Dessutom mångfalden av äldre djur kan göra direkta tvärsnittsdata jämförelser av en intervention svårtolkade, och mer framgång kan uppnås genom att jämföra förändringen från baslinjen som var gjort i analysen av de år honmöss. Vi anger också som en varning att vi inte har testat våra kort session HIIT protokoll i yngre möss, där det är möjligt en tak effekt i prestanda kan maskera fördelarna med våra kort session HIIT-protokollet. Protokollet användes också endast i C57BL/6J mus stam, och effekterna av denna övning i andra musen stammar återstår alltså belysas. Dessutom bar C57BL6/J möss används i detta experiment en SIRT1loxp-exon4-loxp mutation29, som inte var induceras. Dessa möss var år i hus från födseln; dock fanns otillräcklig nummer tillgängliga vid 24 månaders ålder att driva 4 grupper. Därför fokuserade vi experimentet på bara HIIT och stillasittande grupper. Vi noterar att både den nuvarande kohorten i åldern honmöss och våra tidigare publicerade kohort av åldern manliga möss17 båda förbättrats i fysisk prestation med detta kort session HIIT-protokollet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har något att avslöja.
Acknowledgments
Vi vill tacka djurens vård Personalen på universitetet i Buffalo djur laboratorium djur anläggning. Denna forskning stöddes av en Veteran frågor rehabiliteringsforskning och utveckling Grant RX001066 och Indian 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).
