Protocole d’exercice de natation et méthodes de soins pour les rates gravides

Résumé

Ici, nous présentons un protocole pour délimiter les méthodes d’élevage des rats, les procédures d’entraînement à la natation et les protocoles d’allaitement post-reproduction pour les rates enceintes après l’entraînement. Ce protocole fournit un modèle animal pour étudier les effets de l’exercice maternel pendant la grossesse sur la progéniture et ses mécanismes sous-jacents.

Résumé

Le concept des origines développementales de la santé et de la maladie met en évidence l’impact des environnements précoces sur les maladies chroniques non transmissibles comme le diabète, les maladies cardiovasculaires et le cancer. Des études utilisant des modèles animaux ont examiné comment des facteurs maternels tels que la dénutrition, la surnutrition, l’obésité et l’exposition à des produits chimiques ou l’hypoxie affectent le développement du fœtus et la santé de la progéniture, entraînant des problèmes tels que l’insuffisance pondérale à la naissance, l’hypertension artérielle, la dyslipidémie et la résistance à l’insuline. Compte tenu de la prévalence croissante du surpoids et de l’obésité chez les femmes en âge de procréer, des interventions efficaces sont essentielles. L’exercice maternel pendant la grossesse est devenu une intervention clé, bénéfique à la fois pour la mère et la progéniture et pour réduire le risque de maladie. Cette étude compare les différences de trois modèles d’exercice sur des rates gravides : la course volontaire à la roue, les tapis roulants motorisés et la natation. La natation est l’option la plus bénéfique en raison de ses niveaux d’intensité sûrs et contrôlés. Ce protocole détaille les méthodes d’élevage des rats, l’entraînement à la natation pendant la gestation et les protocoles d’allaitement après la reproduction. Ce modèle, adapté à diverses espèces de rats et de souris, est utile pour étudier les bienfaits de l’exercice maternel sur la santé de la progéniture et le bien-être intergénérationnel.

Introduction

Le concept des origines développementales de la santé et de la maladie (DOHaD) a émergé au cours des deux dernières décennies, ce qui a montré que les influences environnementales au cours du développement précoce affectent le risque de processus physiopathologiques ultérieurs associés aux maladies non transmissibles chroniques (MNT), en particulier le diabète, les maladies cardiovasculaires et certains types de cancer¹. Au cours de la phase la plus plastique du développement fœtal, où la progéniture est exposée à l’environnement intra-utérin, l’interaction entre les gènes et l’environnement et la perfusion utéroplacentaire sont des facteurs cruciaux de la reprogrammation fœtale². Des études antérieures ont principalement utilisé des modèles animaux pour étudier les effets néfastes, tels que la sous-nutrition maternelle, la surnutrition ou l’obésité pendant la grossesse, et l’exposition prénatale à des produits chimiques ou l’hypoxie, sur le développement fœtal et les effets phénotypiques à long terme chez la progéniture³. Cela a produit un faible poids à la naissance et une croissance plus tardive et a produit des effets néfastes sur la progéniture, notamment une pression artérielle élevée, une dyslipidémie et une résistance à l’insuline⁴. Étant donné que le taux de surpoids et d’obésité augmente rapidement chez les femmes en âge de procréer, il est urgent de mettre en place des interventions efficaces pour prévenir la transmission intergénérationnelle de ces troubles maternels délétères, qui ont un impact important sur la santé de la population ^5,6.

L’exercice est reconnu depuis longtemps comme un traitement préventif important pour le diabète de type 2, l’hypertension et plusieurs autres maladies⁷. L’exercice pendant la grossesse a des effets bénéfiques pour la mère et confère des effets bénéfiques à la progéniture, réduisant ainsi la transmission maternelle de la maladie à la progéniture⁸. Plusieurs années de recherche ont démontré l’innocuité et les avantages profonds de l’exercice, y compris des réductions substantielles des conditions courantes de grossesse telles que le diabète sucré gestationnel ^9,10. En ce qui concerne la sécurité maternelle et fœtale, la mise en œuvre d’un entraînement physique et de protocoles post-allaitement est un défi.

David¹¹et al. décrit des modèles d’exercice chez l’animal applicables à la recherche en santé cardiovasculaire. Les trois modèles d’exercice couramment utilisés, la course volontaire sur roue, les tapis roulants motorisés et la natation, présentent des avantages et des inconvénients. La roue qui tourne volontairement imite étroitement le comportement locomoteur des rats, leur permettant de se déplacer selon leur rythme circadien. Cependant, ce type d’exercice nécessite une régulation plus précise de l’intensité et de la durée. Le tapis roulant motorisé peut contrôler l’intensité, le volume et la durée de l’exercice, mais il a parfois besoin d’une stimulation électrique, ce qui peut déclencher un stress physique et psychologique chez les animaux. La natation est largement utilisée dans les études sur les rongeurs en raison de la capacité de nage inhérente des rats, qui peut également éviter la stimulation électrique ou les dommages mécaniques à leurs pieds et à leur queue¹². Dans des études sur des modèles d’exercices prénataux^13,14, la natation est une modalité d’exercice couramment utilisée. Au fur et à mesure que la grossesse progresse et que l’abdomen du rat gonfle, les exercices de course sur tapis roulant et sur roues peuvent provoquer un contact répété de l’abdomen avec des surfaces dures. En revanche, l’environnement aquatique de la natation offre une flottabilité, ce qui réduit le risque de blessures liées à l’exercice pour les animaux en gestation.

Ce protocole présente les méthodes d’élevage des rats, comment effectuer l’entraînement à la natation pendant la grossesse et les protocoles d’allaitement post-reproduction pour les rates enceintes après l’entraînement. Ce modèle d’entraînement à la natation enceinte peut être appliqué à un large éventail d’espèces de rats et de souris, ce qui peut donc fournir un modèle de rongeur utile pour des recherches futures à l’aide de modèles basés sur des animaux pour étudier les mécanismes régulant les effets bénéfiques de l’exercice maternel sur la santé de la progéniture et les avantages de l’exercice à travers les générations.

Protocole

Toutes les méthodes décrites ici ont été approuvées par le comité d’éthique animale de l’Université des sports de Pékin et mises en œuvre conformément aux directives des National Institutes of Health (NIH) et aux lois chinoises sur la protection des animaux et aux directives institutionnelles.

1. Accouplement et alimentation des rats

1. Achetez des rats femelles Wistar de 10 semaines et des rats mâles Wistar de 11 semaines.
2. Mettez en place une alimentation adaptative : Nourrissez les rats Wistar à volonté avec un régime standard pour rongeurs et donnez-leur accès à l’eau du robinet pendant une semaine dans l’installation d’alimentation désignée. Assurez-vous que tous les rats sont logés dans un cycle lumière-obscurité de 12 heures à une température constante de 22 °C et à un taux d’humidité de 45 à 55 %.
3. Examinez l’œstrus de la ratte femelle.
   1. Préparez l’équipement et le matériel, y compris les lames de microscope en verre propre, les cotons-tiges de 2 mm de diamètre, la solution saline (0,9 % de NaCl) et le microscope.
   2. Étiquetez chaque lame de microscope avec la date et l’identification du rat.
   3. Entre 18 et 19 heures, pour minimiser le stress, retenez doucement le rat femelle. Saisissez la base de la queue avec le pouce et l’index tout en appliquant une pression des autres doigts sur la vertèbre lombaire du rat.
   4. Soulevez le bout de la queue et exposez le vagin. Humidifiez un coton-tige avec une solution saline, puis insérez l’embout dans le vagin et roulez doucement l’embout pour recueillir les sécrétions vaginales.
   5. Faites rouler la pointe de l’écouvillon sur la lame, en évitant de réappliquer au même endroit.
   6. Examinez le frottis au microscope et utilisez l’objectif à faible grossissement (10x) pour localiser et observer les cellules.
      REMARQUE : Pendant l’œstrus, les sécrétions vaginales ont des noyaux épithéliales plus gros qui ont disparu, remplacés par des cellules épithéliales kératinisées exfoliées squameuses qui se sont accumulées en un monticule.
   7. Notez le stade du cycle œstral de chaque rat.
4. Entre 19 et 20 h, placez un rat mâle et un rat femelle dans la cage d’accouplement.
   REMARQUE : Les rats femelles doivent être en proestrus ou en œstrus pour l’accouplement.
5. Le deuxième jour, entre 7 et 8 heures, inspectez la cage d’accouplement à la recherche de bouchons copulateurs. Si un bouchon copulateur est trouvé à la base de la cage d’accouplement, procédez à la création d’un frottis de sécrétion vaginale pour le rat femelle en suivant la même méthode que celle décrite aux étapes 1.3.4 à 1.3.6.
   REMARQUE : Les bouchons copulateurs sont des matériaux gélatineux blanc laiteux ou jaunâtre faits de vésicules séminales de rat mâle et de sécrétions de la prostate combinées à des sécrétions vaginales.
6. Confirmer la gestation chez le rat femelle : après avoir trouvé des bouchons copulatoires dans la cage d’accouplement, observer les spermatozoïdes sur le frottis de sécrétion vaginale. Désignez ce jour comme le jour 1er de la gestation (JG1).
7. Isolez la rat enceinte dans une cage séparée.
   REMARQUE : Au cours des premiers stades de la grossesse, il est impératif d’empêcher un rat enceinte de rencontrer des signaux chimiques mâles inconnus dans son environnement ou de cohabiter avec un rat mâle inconnu.
8. Les périodes de gestation chez le rat durent généralement de 21 à 23 jours. Mesurer et consigner le poids corporel des rats du JG1 au JG 20.
9. Au JG20, remplacez la cage du rat gravide par une cage propre et placez du coton absorbant médical (de taille similaire à celui du rat) dans la cage. Fournissez suffisamment d’eau et de nourriture pour une survie de sept jours, et placez la cage dans un endroit calme.
   REMARQUE : Ne changez pas la cage pendant au moins 1 semaine après la parturition du rat. Lorsque vous passez à une cage propre, transférez le coton absorbant usagé de la cage sale dans la nouvelle pour vous assurer que les rats peuvent reconnaître l’odeur de leur progéniture.
10. Le 21^e jour post-partum, séparez la progéniture par sexe et placez-la dans deux cages.
    REMARQUE : En raison de la petite taille de la progéniture de 21 jours, placez les granulés durs dans une boîte de Pétri en verre à l’intérieur de la cage.

2. Programme d’entraînement prénatal à la natation

1. Effectuer une formation d’adaptation pour toutes les rats femelles expérimentaux pendant 5 jours.
   1. Préparez un récipient en plastique transparent d’au moins 20 cm de hauteur et remplissez-le de 10 cm d’eau à 34 ± 1°C.
   2. Saisissez le bout de la queue du rat et soulevez-le, puis placez le rat dans l’eau.
   3. Pendant l’entraînement adaptatif de 15 minutes, surveillez de près la température de l’eau toutes les 5 minutes, en ajoutant de l’eau chaude pour maintenir la température.
   4. Après l’entraînement, transférez le rat dans de l’eau propre à 34 ± 1°C pour laver sa fourrure. Ensuite, transférez le rat dans une cage avec des serviettes et utilisez un sèche-cheveux pour sécher sa fourrure.
      REMARQUE : Le bruit et un environnement chaud peuvent causer du stress aux rats. Par conséquent, il est recommandé d’utiliser un sèche-cheveux réglable en température et silencieux.
   5. Veuillez remettre le rat dans ses cages respectives.
2. Accouplement des rats (suivez les étapes 1.3-1.6).
3. Après l’étape 1.7, répartissez au hasard les rates gravides dans un groupe sédentaire (SED) et un groupe d’exercice (EX).
4. Pesez le rat tous les jours avant chaque séance d’entraînement.
   REMARQUE : Pendant l’entraînement adaptatif, la perte de poids des rats ne doit pas dépasser 3 g / jour. Au cours de l’entraînement prénatal, le poids des rats devrait augmenter progressivement. Si les rats perdent plus de 3 g par jour, réduisez le temps d’entraînement quotidien de 50% pour permettre la récupération.
5. Effectuer un entraînement prénatal de natation pour l’EX du GD1 au GD20, 6 jours par semaine, de 8h00 à 9h00 du matin.
   1. Préparez un seau d’eau circulaire d’un diamètre de 50 cm et d’une hauteur minimale de 50 cm et remplissez-le de 40 cm d’eau à une température de 34 ± 1°C.
   2. De GD1 à GD5, effectuez d’abord l’entraînement de natation pendant 20 min par jour et augmentez progressivement jusqu’à 60 min par jour.
   3. De GD6 à GD20, continuez l’entraînement physique pendant 60 min par jour pendant 6 jours par semaine.
   4. Pour le suivi, reportez-vous aux étapes 2.1.4-2.1.5.
   5. Après l’exercice, donnez au rat EX 5 g de graines de tournesol pour rongeurs pour lui apporter un soutien nutritionnel.
6. Au cours de l’entraînement EX tous les jours, placez le rat SED dans le même environnement aquatique que l’entraînement adaptatif (étape 2.1.1). Laissez le rat SED passer le même temps dans l’environnement aquatique que le rat EX. Après l’exercice, donnez au rat SED 5 g de graines de tournesol rongeurs pour lui apporter un soutien nutritionnel et apaiser ses émotions.
7. Après chaque séance d’entraînement de natation, nettoyez et désinfectez tout l’équipement à la lumière ultraviolette, y compris les seaux d’eau et les serviettes.

3. Caractéristiques physiques des fœtus

1. Le matin du GD20.5, anesthésez le rat femelle avec de l’isoflurane à 3 % et euthanasiez-le dans une chambre de CO₂ .
2. Utilisez un couteau chirurgical pour faire une incision dans le bas-ventre du rat. Assurez-vous que l’incision est inclinée vers les deux côtés de l’abdomen, assurant une exposition complète de l’utérus.
3. Ouvrez soigneusement l’utérus à l’aide de pinces et de ciseaux pour exposer les fœtus et les placentas. Séparez doucement le mince amnios entourant les fœtus à l’aide d’une pince pour éviter d’endommager les fœtus et les placentas induits par les ciseaux.
4. Nettoyez le corps des fœtus à l’aide de gaze stérile pour éliminer le sang et le mucus. Séparez séquentiellement les fœtus et les placentas en fonction de leurs positions anatomiques, puis pesez-les.
5. Observez la distance entre l’anus et les organes génitaux pour déterminer le sexe des fœtus. Les fœtus mâles ont une plus grande distance que les femelles. Notez le sexe et la quantité de fœtus pour référence future.
6. Mesurez la longueur des fœtus à l’aide d’un pied à coulisse en position couchée. Parce que les fœtus sont encore en vie, ils peuvent se recroqueviller après avoir été disséqués, alors dépliez leur corps pour prendre des mesures.
   REMARQUE : Pour assurer la cohérence des résultats expérimentaux et des méthodes de mesure, le même expérimentateur maintient les mêmes normes tout au long du processus. Les fœtus ont été euthanasiés conformément aux lignes directrices recommandées par l’établissement, et des échantillons de tissus ont été prélevés pour une analyse plus approfondie au besoin.

Résultats

Dans la section sur les méthodes d’élevage des rats (Figure 1), nous déterminons le cycle œstral des rats femelles en faisant des lames de sécrétions vaginales pour augmenter le taux de réussite de la reproduction. Le cycle œstral des rats dure 4 à 5 jours, y compris le proœstrus, l’œstrus, le metestrus et le diestrus. Les rats femelles en métestrus ou diestrus présentent des comportements tels que l’éloignement des mâles. Dans le même temps, ceux qui sont en œstrus sont prêts à s’accoupler, et l’ovulation chez les rats femelles se produit principalement à la fin de l’œstrus. Au cours du proestrus, les échantillons de frottis vaginal contiennent principalement des cellules épithéliales nucléées avec des cellules kératinisées occasionnelles. Dans l’œstrus, le frottis vaginal se compose principalement de cellules épithéliales squameuses kératinisées agglomérées en tas, avec la disparition des noyaux élargis des cellules épithéliales observée dans le métœstrus. Dans le métœstrus, le frottis vaginal contient principalement des globules blancs avec quelques cellules épithéliales kératinisées. Le stade diestrus est caractérisé par une prédominance de globules blancs, avec parfois des cellules épithéliales nucléées et kératinisées (Figure 1A).

Le bouchon copulatoire est une substance gélatineuse composée de sécrétions vaginales et séminales. Le rat femelle forme un bouchon copulateur pour empêcher les autres rats mâles de s’accoupler à nouveau tout en bloquant le vagin du rat femelle pour empêcher le sperme du rat mâle de s’écouler. La présence du bouchon copulateur n’indique pas nécessairement une reproduction réussie, mais signifie simplement l’apparition d’un comportement d’accouplement. Par conséquent, il est nécessaire d’effectuer à nouveau des frottis vaginaux sur le rat femelle le matin après l’accouplement. La présence de spermatozoïdes dans le frottis vaginal indique une reproduction réussie. Il est important de surveiller le poids des rats femelles après ce jour pour observer s’il augmente progressivement, ce qui est un signe de grossesse réussie. S’il n’y a pas de formation de bouchon copulateur dans les deux jours suivant l’accouplement, ou si un bouchon copulateur se forme mais qu’aucun spermatozoïde n’est observé dans le frottis, il est recommandé de remplacer le rat mâle et de tenter à nouveau de se reproduire. En examinant au microscope des lames de sécrétions vaginales, nous déterminons le stade du cycle œstral chez les rats femelles et les utilisons dans le proestrus et l’œstrus pour la reproduction. Des rates gravides ont été réparties au hasard dans un groupe sédentaire (SED) ou d’exercice (EX), et l’entraînement à la natation a été effectué du 1er au 20e jour de gestation (figure 1B). Pour observer les bouchons copulateurs formés après l’accouplement des rats, nous utilisons une cage d’accouplement spécialement conçue pour l’accouplement des rats. La cage d’accouplement se compose d’un plateau de base, d’un fond en treillis métallique, d’un cadre de cage sans fond et d’un couvercle de cage métallique (figure 1C).

Avant de mettre bas, les rates enceintes peuvent présenter un comportement de nidification (Figure 1E), utilisant des matériaux de leur environnement pour construire un nid douillet et chaud pour leur progéniture. Il est recommandé de placer dans la cage une quantité de coton dégraissé correspondant à la taille du rat gravide lors de son transfert dans une nouvelle cage propre au JG20. Pour étudier les jeunes rats, il faut les élever jusqu’à un certain âge. Les rats sont sevrés environ 21 jours après la naissance. Par conséquent, le 21e jour après la naissance, les bébés rats sont séparés par sexe (figure 1F) pour l’élevage individuel. La méthode d’identification du sexe des rats consiste à observer la distance entre les organes génitaux et l’anus. Chez les mâles, la distance est plus grande et ils ont de la fourrure entre les organes génitaux et l’anus. Les organes génitaux masculins sont plus proéminents et prononcés que ceux des femmes. Les rats femelles ont des mamelons plus visibles que les mâles.

Il est recommandé de peser et d’enregistrer quotidiennement le jour du 1er au 20e jour de la gestation chez le rat (figure 2). Le poids du rat doit augmenter progressivement pendant la grossesse (figure 2A) et le poids quotidien doit être comparé au poids de la veille. Ceci est crucial car les rats ont tendance à consommer leurs embryons après une fausse couche, ce qui le rend difficile à détecter par la seule observation. De plus, la surveillance du poids des rats peut aider à identifier l’exercice excessif. Si le poids du rat diminue de plus de 3 g, réduisez de 50 % la durée de l’entraînement physique ce jour-là. Sur GD20.5, des rates gravides sont disséquées pour obtenir des fœtus et des placentas, et le rapport entre le poids fœtal et le poids placentaire est défini comme l’efficacité placentaire (figure 2B). Mesurez la longueur du fœtus de la pointe de la tête jusqu’au bas de la croupe en position latérale à l’aide d’une règle pour obtenir la longueur du corps fœtal (Figure 1G et 2C).

Figure 1 : Modèle de grossesse chez le rat. (A) Le frottis vaginal donne des résultats à différentes périodes œstrales, des images de bouchons copulatoires chez le rat et la présence de spermatozoïdes dans les frottis vaginaux le deuxième jour après l’accouplement. (B) Schéma illustrant le programme d’entraînement prénatal à la natation. (C) Vues d’ensemble de la cage d’accouplement des rats. (D) Une photo d’un entraînement à la natation pour des rates gravides montrant le diamètre du seau d’eau utilisé. (E) Le comportement des rats à construire leurs nids. (F) Les différentes apparences des organes reproducteurs chez les rats mâles et femelles à l’âge de 21 jours. (G) L’apparence des fœtus et des placentas et une représentation schématique de la méthode de mesure de la longueur du corps du fœtus. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Poids corporel des rates gravides et caractéristiques physiques des fœtus. (A) Les changements de poids des rates gravides du JG1 au JG20 dans les groupes SED et EX (n = 9 chacun). (B) La différence d’efficacité placentaire entre les deux groupes. (C) La variation de la longueur corporelle des fœtus entre les groupes SED et EX. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Comparaison de différentes méthodes d’exercice pour des rates femelles gravides. Les avantages et les inconvénients des différentes méthodes d’exercice pour les rates femelles gestantes : la course volontaire sur roue (VWR), le tapis roulant motorisé (MT) et la natation. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Programme d’exercices de natation. (A) Le processus complet d’accouplement, de gestation, d’exercice de natation, de parturition et de lactation décrit dans les étapes 1.1 à 1.10 du protocole à l’aide de rats Wistar femelles. (B) Le processus d’entraînement en natation pendant la grossesse décrit aux étapes 2.1 à 2.6 du protocole, y compris l’entraînement d’adaptation et l’entraînement formel. La température de l’eau est maintenue tout au long du processus à 34 ± 1 °C. Pendant la formation d’adaptation, la profondeur de l’eau est de 10 cm, tandis que pendant la formation formelle, elle est de 10 cm pour le SED et de 40 cm pour l’EX. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Tableau 1 : Problèmes possibles lors de la natation, de l’exercice et des soins post-partum chez les rates gravides et leurs solutions. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Tableau 2 : Une analyse comparative des programmes d’exercices chez des rats ou des souris femelles et mâles enceintes. MT : tapis roulant motorisé ; VWR : rouage volontaire des roues ; MLC : test de capacité de charge maximale. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Discussion

Cette étude vise à établir un programme d’exercice réalisable pour les rates gravides, y compris des méthodes d’accouplement détaillées chez les rats, des protocoles d’entraînement à la natation et des méthodes de recherche pour évaluer les indicateurs physiologiques chez les fœtus. Nous avons développé un modèle d’entraînement à la natation prénatale par la pratique, avec des solutions correspondantes aux problèmes potentiels qui peuvent survenir dans le protocole (tableau 1). Ce protocole le rendra plus pratique et aidera les chercheurs à établir des modèles d’exercices prénataux.

Les résultats de nos recherches indiquent que l’utilisation du programme d’entraînement à la natation pendant la grossesse chez le rat que nous avons conçu n’interfère pas avec le processus normal de grossesse des rats et n’entraîne pas d’issues défavorables de la grossesse. L’impact de l’exercice prénatal sur l’issue de la grossesse chez les rats a été évalué en mesurant les taux de fausses couches et la taille de la portée. L’étude a conclu que l’exercice prénatal n’affectait pas significativement ces facteurs^15,16. Pour étudier les fœtus, les chercheurs dissèquent des rates gravides sur GD20.5 afin d’obtenir des échantillons de fœtus. Au cours de la dissection, les fœtus et les placentas sont prélevés, et il est crucial de suivre le nombre de descendants par portée pour déterminer l’issue de la grossesse, ce qui nécessite le décompte du nombre de fœtus et de la longueur du corps fœtal. De plus, l’efficacité placentaire est le rapport entre le poids fœtal et le poids placentaire, ce qui nécessite des mesures des poids fœtaux et placentaire. Nos résultats précédents ont indiqué que l’exercice prénatal n’affectait pas significativement la longueur du corps fœtal, mais qu’il améliorait significativement l’efficacité placentaire dans le groupe d’exercice hypertendu par rapport au groupe témoin hypertendu¹⁵. Le comportement maternel ^13,17 peut servir d’indicateur pour évaluer l’impact de l’exercice pendant la grossesse sur la mère. Par conséquent, des indicateurs tels que le taux de fausses couches, la taille de la portée, la longueur et le poids du corps fœtal, l’efficacité placentaire et le comportement maternel peuvent être utilisés pour évaluer les effets de l’exercice gestationnel sur les résultats fœtaux. Par conséquent, nous recommandons d’adopter notre protocole expérimental lors de l’élaboration de modèles d’exercices de grossesse afin d’éviter de nuire inutilement aux animaux de laboratoire.

Depuis l’élaboration de la théorie DOHaD, l’accent a été mis sur l’exploration de l’influence des variables environnementales du début de la vie sur la santé individuelle¹⁸. De nombreuses études ont été menées pour étudier les voies physiopathologiques présumées dans les troubles d’origine fœtale à l’aide de modèles animaux¹⁹. Étant donné que les modèles de rongeurs qui incluent l’exercice pendant la grossesse peuvent imiter avec succès ce processus, divers types d’exercice sont explorés dans des modèles animaux avec diverses maladies dérivées du fœtus²⁰. Les roues de course autonomes, les plates-formes de course, les équipements d’escalade en charge et les protocoles de natation sont des exemples de techniques d’entraînement courantes. L’obésité, le diabète et l’hypertension sont tous des modèles animaux typiques²¹. Nous pouvons voir que différentes routines d’exercice présentent des avantages et des inconvénients distincts en classant et en comparant les méthodes d’exercice utilisées dans diverses études de recherche 15,16,21,22,23,24 (Figure 3 et Tableau 2).

Nous proposons une explication détaillée du contrôle de la gestation chez le rat, de l’exécution de la routine d’exercice de natation et de l’évaluation des fœtus et de la progéniture dans ce protocole. En contrôlant soigneusement le comportement d’accouplement des rats, il a été possible d’obtenir une estimation plus précise de la durée d’une grossesse. Cela a permis des interventions d’exercice pendant la grossesse et a créé un modèle pour étudier l’exercice prénatal. À 21 jours de gestation, des échantillons de fœtus et de placenta peuvent être disséqués pour évaluer les effets intergénérationnels de l’activité maternelle pendant la grossesse sur la fonction placentaire et le développement fœtal. De plus, la progéniture de rats d’exercice gestationnel a été nourrie jusqu’à l’âge adulte et même jusqu’à un âge avancé pour étudier les processus physiologiques et pathologiques à long terme sous-jacents à ces effets.

Lors de la mise en place d’un programme d’entraînement à la natation pour les rats, il est important de considérer qu’ils peuvent essayer d’éviter de nager en se cachant dans les coins, en sortant de la piscine, en s’accrochant à d’autres rats ou même en flottant sur des bulles d’air dans leur fourrure. Pour éviter cela, la piscine doit être en plastique et être cylindrique. L’eau de la piscine doit être plus profonde que 1,5 fois la longueur du rat, mesurée de son nez à l’extrémité de sa queue. La profondeur de l’eau doit être principalement supérieure à 50 cm et la surface doit être suffisamment grande pour permettre une baignade illimitée. Il est important de fournir aux rats un espace de baignade minimum de 1000^{cm2 11}. C’est pourquoi nous avons conçu un appareil d’entraînement à la natation qui se compose d’un seau d’une hauteur de 55 cm et d’un diamètre de 50 cm. Pendant l’entraînement de natation, le niveau de l’eau doit être de 40 cm et le diamètre de la surface de l’eau doit être de 45 cm. De plus, il est important de maintenir la température de l’eau à 34 ± 1°C. Cet appareil convient à un rat à la fois. Il est important d’augmenter progressivement l’intensité de l’entraînement à la natation pour les rates gravides. Cela leur permet de s’adapter à l’exercice et à l’environnement aquatique. Des changements soudains d’intensité peuvent provoquer des réactions de stress, ce qui peut augmenter le risque de fausse couche. De plus, il est recommandé d’avoir au moins un jour de repos par semaine pour éviter la fatigue induite par l’exercice.

Les modèles animaux utilisés dans nos recherches précédentes^sur l’exercice pendant la grossesse comprenaient des rats hypertendus spontanément (SHR) et des rats normotendus Wistar Kyoto (WKY), ce qui rend la routine d’exercice de ce protocole tout aussi appropriée pour les rats hypertendus que pour d’autres modèles de maladies. Notre étude a déjà révélé que l’exercice pendant la grossesse réduisait considérablement la pression artérielle chez la progéniture hypertendue de 3 mois et que l’exercice prénatal avait un impact important sur la réduction de la réactivité cardiovasculaire¹⁴. Il a également été découvert que l’exercice maternel induit des modifications épigénétiques du gène Ca²⁺ du canal α1C (Cacna1c) voltage-dépendant de type L, du gène du récepteur de l’angiotensine II de type 1 (Agtr1a) et du gène NADPH oxydase-4 (Nox4) pour améliorer la fonction vasculaire chez la progéniture hypertendue 14,25,26.

De multiples facteurs peuvent affecter le processus de reproduction chez les rats. L’âge, l’état de santé, la motilité des spermatozoïdes, l’œstrus du rat femelle, la température, l’humidité et les changements de lumière dans l’habitat de reproduction influencent l’accouplement. De plus, le bruit et les vibrations à l’intérieur pendant la reproduction peuvent provoquer de l’agitation chez les rats hypertendus, entraîner une fausse couche ou rejeter l’alimentation post-partum. Du coton insonorisé recouvre les cages des animaux pendant l’élevage afin de réduire ces impacts.

Dans ce protocole, nous proposons un guide complet sur les méthodes d’accouplement des rats, un programme d’exercices de natation pour les rates gravides, les soins postnatals pour les rates enceintes, les méthodes d’élevage des rats de la progéniture et les techniques d’observation pour mesurer les caractéristiques physiques des fœtus. Les résultats de nos recherches contribuent à l’étude de l’héritage intergénérationnel de l’exercice maternel et démontrent une approche de recherche rationnelle et efficace. Nous visons à établir un modèle d’exercice de natation efficace pour les femmes enceintes dans le domaine de la physiologie de l’exercice, ce qui facilitera les recherches futures dans ce domaine.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Pied à coulisse	Mitutoyo Measuring Instruments (Shanghai) Co., Ltd	530-101 N15	Fœtus dissection
Seau d’eau circulaire	Naliya	N/A	Rat swimming
Instrument chirurgical expérimental  ;	Shenzhen RWD Life Technology Co., LTD	SP0001-G	Disséquage du fœtus
Lames de microscope en verre	Jiangsu Shitai équipement expérimental Co., LTD	80312-3161	Frottis vaginal
Boîte de Pétri en verre	Merck Life Technologies	BR455751-10EA	Élevage de la progéniture
Sèche-cheveux	Panasonic	EH-WNE5H	Soins post-baignade
Carte d’information	Zhongke Life Science	SS3	Rat accouplement
Isoflurane	Shenzhen RWD Life Technology Co., LTD	R510-22-10	Fœtus disséquer
Microscope optique	Olympus	IX71-F22PH	Frottis vaginal
Cage d’accouplement	Zhongke Life Science	SS3	Rat s’accouplement
Coton absorbant médical	Hongxiang Sanitary Materials Co., LTD	N/A	Les rates enceintes sont anticipation de l’accouchement
Rongeurs Anesthésie Machine, Anesthésie au gaz	Shenzhen RWD Life Technology Co., LTD	R500IE	Fœtus disséquer
Alimentation d’élevage de rongeurs	Beijing Huafukang Biotechnology Co., LTD	1032	Alimentation de rat enceinte
Alimentation d’entretien des rongeurs	Beijing Huafukang Biotechnology Co., LTD	1022	Élevage de la progéniture Graines de
tournesol de rongeur	Jolly	JP241	Complément alimentaire
Coton insonorisé	Kufu Medical Instrument	N/A	Les rates enceintes anticipent l’accouchement
Coton-tige stérile (2 mm de diamètre)	Kufu Medical Instrument	N/A	Frottis vaginal
Gaze stérile	Kufu Medical Instrument	N/A	Fœtus disséquer
Solution saline physiologique pour accident vasculaire cérébral (0,9 % NaCl)	Shandong Hualu Pharmaceutical Co., LTD	N/A	Frottis vaginal
Thermomètre	Organisme Beekman	N/A	La surveillance du rat
nageant Serviettes	Grace	N/A	Soins post-baignade
Récipient en plastique transparent	Naliya	N/A	Entraînement adaptatif à la natation
Lumière ultraviolette	Merck Life Technologies	Z169633-1EA	Soins post-baignade
Chauffe-eau	Haier	EC6001-Q6S	Rat
natation Balance	de poids Electronlc Acale	JM. A10001	Mesure du poids corporel
Wistar Rats	Vital river Laboratory Animal Technology Co., LTD	N/A	Expérience