Un modèle de roue de roulement simple et peu coûteux pour l’entraînement progressif en résistance chez la souris

Ce protocole permet aux chercheurs d’entraîner en résistance de grandes cohortes de souris à un coût beaucoup plus faible que les modèles qui utilisent des équipements de roues de roulement disponibles dans le commerce. Le principal avantage de ce modèle d’entraînement en résistance est qu’il est entièrement volontaire, ce qui réduit le stress pour les animaux et l’engagement de temps pour le chercheur. Ce modèle peut aider à mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires qui régulent la masse musculaire en réponse à l’entraînement physique.

De par sa conception, ce modèle de roue chargée est relativement simple à exécuter. Cependant, il est toujours recommandé que les chercheurs effectuent des essais pilotes dans le cadre unique du laboratoire pour estimer la performance de fonctionnement des souris avant l’expérimentation. PJ Koopmans, un assistant de recherche diplômé de mon laboratoire, fera la démonstration de cette procédure.

Pour installer l’appareil de roue de roulement, collez un seul aimant de capteur d’un gramme sur la circonférence médiane extérieure de la roue de roulement et utilisez cette roue uniquement pendant la première semaine d’acclimatation de la roue. La roue chargée nécessite deux grammes de charge, c’est pourquoi collez deux aimants d’un gramme côte à côte sur la circonférence extérieure de la roue. Un ruban adhésif peut être utilisé pour maintenir les aimants en place jusqu’à ce que la colle sèche fermement.

Au fil des semaines, appliquez une charge supplémentaire au cours des semaines 3, 4, 5 et 7 en plaçant un autre aimant d’un gramme sur l’un ou l’autre des aimants déjà présents. Comme ces aimants adhèrent fermement les uns aux autres, aucune colle ne sera nécessaire. La configuration de fonctionnement des roues à haute charge nécessite trois jeux de roues.

Le premier jeu de roues, qui est requis pour la deuxième semaine, n’a qu’un seul aimant de 2,5 grammes collé sur la circonférence extérieure de la roue. Le deuxième jeu de roues, qui n’est requis que pour la troisième semaine, comporte deux aimants de 2,5 grammes collés côte à côte sur la circonférence extérieure de la roue. Le troisième jeu de roues requis pour quatre semaines et au-delà a trois aimants de 2,5 grammes collés côte à côte sur la circonférence extérieure de la roue.

Appliquez une charge supplémentaire pour les semaines six et huit en plaçant un autre aimant de 2,5 grammes sur l’un ou l’autre des aimants déjà présents. Assurez-vous qu’une batterie neuve est insérée dans l’ordinateur de vélo avant l’assemblage. Ensuite, assemblez les roues de course à l’aide d’une cage équipée d’un compteur de vélo numérique pour surveiller le temps et la distance parcourus pendant l’exercice.

La vitesse moyenne en kilomètres par heure est dérivée arithmétiquement. Réglez la taille de la roue lors de la programmation initiale de l’ordinateur de vélo et calculez la distance par tour en mesurant la circonférence extérieure de la roue en marche. Pour s’assurer que tous les composants de l’ordinateur et du capteur sont contenus dans une barrière solide à l’extérieur de la cage pour empêcher les souris de mâcher les composants, utilisez le couvercle d’une boîte de pointe de pipette vide avec une petite découpe rectangulaire pour le capteur magnétique du vélo et la partie principale de la boîte pour contenir l’ordinateur de vélo, et fil.

Percez deux trous dans les coins du couvercle de la boîte de pipette pour fixer le capteur magnétique du vélo et le support de roue de roulement en place à l’extérieur de la cage et insérez l’empattement de roulement à l’envers à travers les espaces dans le couvercle de la cage, mais au-dessus de la surface solide. Fixez l’empattement et le capteur informatique au sommet de la cage avec du matériel. Assurez-vous que le capteur de l’ordinateur de vélo et le couvercle de la boîte d’extrémité de la pipette sont directement au-dessus de l’emplacement de l’aimant du capteur de la roue et que l’aimant du capteur et le capteur de l’ordinateur ne sont pas espacés d’au plus un centimètre pour permettre l’enregistrement correct du mouvement de la roue.

Fixez la roue de roulement appropriée à l’empattement avant de placer le couvercle sur la cage, puis placez solidement le couvercle sur la cage. Avec la roue suspendue au couvercle de la cage, assurez-vous d’au moins 2,5 centimètres de dégagement du sol de la cage. Ensuite, placez une quantité minimale de matériau de litière dans la cage pour vous assurer que la roue tourne librement, mais ne soit pas gênée par l’accumulation de litière.

Comme les souris sont une espèce nocturne, la plupart de leur activité naturelle en cage, y compris le fonctionnement des roues, sera effectuée pendant les heures sombres du cycle lumineux. Pendant l’expérience, enregistrez ces données à partir de l’ordinateur du vélo à un intervalle régulier pour assurer une surveillance précise de l’activité. Hébergez individuellement des souris sédentaires pendant neuf semaines dans une cage contenant une roue de course verrouillée pour empêcher toute course.

Réduire la charge pour les groupes de roue chargée et de roue à forte charge si nécessaire pour s’assurer que les souris continuent de faire de l’exercice pendant l’ensemble du protocole de neuf par semaine conformément au calendrier de chargement. Au cours de l’étude, les souris ont été assignées au hasard à l’un des trois groupes de traitement, à savoir sédentaires, roulant à la roue chargée ou roulant à haute charge, puis ont complété leur protocole respectif de neuf semaines. Après la semaine d’acclimatation, il n’y avait pas de groupe ou de groupe par décalage horaire dans la distance de course ou le volume d’entraînement.

La masse normalisée du soléaire était 21,4 % plus grande dans le groupe à forte charge de roulage que dans le groupe sédentaire, malgré l’absence de différence dans la section transversale des fibres. Bien que la masse musculaire plantaire et la section transversale moyenne des fibres n’aient pas déplacé les différences statistiquement significatives, il semble y avoir un changement dans la proportion de fibres ayant une plus grande section transversale dans le plantaire de roulage à haute charge par rapport à la roue sédentaire et chargée. Il n’y avait pas de différences significatives dans la contraction ou la force maximale du complexe GPS entre les groupes, mesurée par un test de la fonction musculaire NC2.

Il est important de s’assurer que la roue tourne librement dans la cage et que l’aimant du capteur de roue est proche du capteur de l’ordinateur de vélo afin que la rotation des roues ne soit pas entravée et que l’ordinateur de vélo enregistre avec précision les données de fonctionnement. Après cette procédure, les chercheurs peuvent effectuer des analyses ultérieures telles que la fonction contractile ou les techniques immunohistochimiques pour examiner les différentes réponses physiologiques à la suite de l’entraînement physique.