Name: דגם גלגל ריצה פשוט וזול לאימוני התנגדות פרוגרסיביים בעכברים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-04-28T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 59 s
Description: למד שימוש בדגם גלגל ריצה טעון לאימוני התנגדות פרוגרסיביים בעכברים. שיטה זו מאפשרת אימון קבוצות גדולות בעלות נמוכה, מפחיתה מתח בבעלי חיים ומסייעת בחקר מנגנוני רגולציה של מסת שריר בתגובה לאימון.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ברצוננו להודות לאגודת הסטודנטים לתארים מתקדמים, למשרד למחקר סטודנטים ולמחלקה למדעי הבריאות וההתעמלות באוניברסיטת מדינת אפלאצ'יאן על מתן מימון לתמיכה בפרויקט זה. בנוסף, ברצוננו להודות למוניק אקרד ות'רין ויליאמס-פריי על הפיקוח על הפעילות היומיומית של מתקן המחקר בבעלי חיים.

מחקר זה אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת אפלאצ'יאן סטייט (#22-05).
1. בעלי חיים
<ol><li>רכשו עכברי C57BL/6 ממושבת העכברים הפנימית. הערה: נעשה שימוש בעכברים זכרים בני 5-8 חודשים בתחילת המחקר. פעילות הריצה היומית מגיעה לשיאה בסביבות 9-10 שבועות של גיל26. מחקרים קודמים הראו כי עכברים זקנים (22-24 חודשים) יבצעו גם הפעלת גלגל טעון27.</li>
	<li>אכסנו את העכברים בנפרד בכלוב מכרסמים סטנדרטי עם מכסה תיל ושמרו על הכלוב בסביבה מבוקרת (20-24 מעלות צלזיוס עם מחזור אור:חושך של 12:12 שעות).</li>
	<li>ספק צ'או מכרסם סטנדרטי ומים ad libitum.</li>
</ol>2. מנגנון גלגל ריצה
<ol><li>הגדרת גלגל ריצה: הערה: גלגלי ריצה מורכבים/מוגדרים באופן דומה עבור כל פרוטוקולי הריצה, למעט הוספת 1 גרם או 2.5 גרם מגנטים להעמסה.<ol><li>הדביקו מגנט חיישן יחיד במשקל 1 גרם להיקף האמצעי החיצוני של גלגל הריצה (איור 1).</li>
		<li>השתמש בגלגל זה עם מגנט חיישן יחיד של 1 גרם למשך השבוע הראשון בלבד של התאקלמות הגלגל.</li>
		<li>הפעלת גלגל טעון (LWR; פרוטוקול טעינה זהה ל- PoWeR17): בצע את השלבים 2.1.4-2.1.6.</li>
		<li>שבוע 2 עבור LWR דורש 2 גרם של עומס (ראה טבלה 1) .</li>
		<li>הדביקו שני מגנטים במשקל 1 גרם זה לצד זה על ההיקף החיצוני של הגלגל (איור 2A). הערה: כאן, כדאי להשתמש בסרט כדי להחזיק את המגנטים במקום עד שהדבק מתייבש היטב; אחרת, הם עלולים להימשך למגנט החיישן ולהיעקם.</li>
		<li>יש למרוח עומס נוסף בשבועות 3, 4 ו-6 על ידי הנחת מגנט נוסף של 1 גרם על גבי אחד מהמגנטים שכבר קיימים. הערה: אין צורך בדבק מכיוון שהמגנטים נצמדים זה לזה בחוזקה. לדוגמה, עם עומס של 6 גרם בשבוע 6, כל אחד מהמגנטים ייערם בגובה שלושה גבוהים (איור 2B).</li>
		<li>הפעלת גלגלים בעומס גבוה (HLWR): בצע את השלבים 2.1.8-2.1.11. הערה: פרוטוקול HLWR דורש שלושה סטים של גלגלים. הרכבת סטים שונים של גלגלים מאפשרת לחוקר לעשות שימוש חוזר בתצורות גלגלים עבור עכברים אחרים לאחר ניקוי וחיטוי יסודי של הגלגל (המספרים של כל קבוצה צריכים להיקבע על ידי החוקר על סמך גודל הקבוצה/קבוצה).</li>
		<li>סט הגלגלים הראשון (נדרש לשבוע 2 בלבד) יהיה מגנט יחיד של 2.5 גרם; דבק (עיין בהערה שלהלן שלב 2.1.5) מגנט אחד במשקל 2.5 גרם על ההיקף החיצוני של הגלגל (איור 3A).</li>
		<li>סט הגלגלים השני (נדרש לשבוע 3 בלבד) יכלול שני מגנטים של 2.5 גרם; דבק (עיין בהערה שלהלן שלב 2.1.5) שני מגנטים במשקל 2.5 גרם זה לצד זה על ההיקף החיצוני של הגלגל (איור 3B).</li>
		<li>סט הגלגלים השלישי (הנדרש לשבוע 4 ואילך) יכלול שלושה מגנטים של 2.5 גרם זה לצד זה; דבק (עיין בהערה שלהלן שלב 2.1.5) שלושה מגנטים במשקל 2.5 גרם זה לצד זה על ההיקף החיצוני של הגלגל (איור 3C).</li>
		<li>הפעילו עומס נוסף במשך שבועות 6 ו-8 על ידי הנחת מגנט נוסף של 2.5 גרם על גבי אחד מהמגנטים שכבר קיימים (איורים 3D, E).</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63933/63933fig01.jpg"> איור 1: גלגל ריצה בסיסי עם מגנט חיישן יחיד של 1 גרם המודבק להיקף החיצוני האמצעי של הגלגל. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63933/63933fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63933/63933fig02.jpg"> איור 2: גלגל ריצה טעון (LWR) עם מגנט חיישן ומגנט העמסה של 1 גרם. (A) דוגמה לעומס של 2 גרם, שני מגנטים של 1 גרם המודבקים זה לצד זה לקצה החיצוני של הגלגל; (B) דוגמה של 6 גרם של עומס, שני מגנטים של 1 גרם מודבקים זה לצד זה לקצה החיצוני של הגלגל עם 4 גרם נוספים של עומס מוחל. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63933/63933fig02large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63933/63933fig03.jpg"> איור 3: גלגל ריצה טעון גבוה (HLWR) עם מגנט חיישן ומגנטים להעמסה של 2.5 גרם. (A) דוגמה לעומס של 2.5 גרם, מגנט אחד של 2.5 גרם המודבק לקצה החיצוני של הגלגל; (B) דוגמה לעומס של 5 גרם, שני מגנטים של 2.5 גרם המודבקים זה לצד זה לקצה החיצוני של הגלגל; (C) דוגמה לעומס של 7.5 גרם, שלושה מגנטים של 2.5 גרם המודבקים זה לצד זה לקצה החיצוני של הגלגל; (D) דוגמה לעומס של 10 גרם, שלושה מגנטים של 2.5 גרם המודבקים זה לצד זה לקצה החיצוני של הגלגל, עם תוספת של 2.5 גרם של עומס; (E) דוגמה לעומס של 12.5 גרם, שלושה מגנטים של 2.5 גרם המודבקים זה לצד זה לקצה החיצוני של הגלגל, עם תוספת של 5 גרם של עומס. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63933/63933fig03large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.</a>
3. מכלול כלוב
<ol><li>הרכבת גלגלי ריצה באמצעות כלוב המצויד במחשב אופניים דיגיטלי לניטור זמן פעילות גופנית (h) ומרחק נסיעה (ק"מ). המהירות הממוצעת (קמ"ש) נגזרת באופן אריתמטי.<ol><li>ודא שסוללה חדשה מוכנסת למחשב האופניים לפני ההרכבה.</li>
		<li>להגדיר את גודל הגלגל במהלך תכנות המחשב הראשוני של האופניים (ראה הוראות היצרן); חשב את המרחק לכל סיבוב על ידי מדידת ההיקף החיצוני של גלגל הריצה (לדוגמה, 3,580 מ"מ עבור סוג הגלגל המשמש כאן).</li>
	</ol></li>
	<li>מקם את חיישן מחשב האופניים בתוך משטח מוצק בצד החיצוני של מכסה הכלוב, ישירות מעל המקום שבו נמצא מגנט החיישן של הגלגל. ודא שכל רכיבי המחשב והחיישנים כלולים בתוך מחסום מוצק מחוץ לכלוב כדי למנוע מעכברים ללעוס רכיבים.<ol><li>נצלו את המכסה של קופסת קצה פיפטה ריקה עם מלבן קטן שנחתך החוצה כדי שחיישן האופניים המגנטי יוכל לשכון, ואת החלק העיקרי של הקופסה (עם הסרת רשת מתלה הקצה) כדי להחזיק את המחשב והחוט של האופניים (איור 4A).</li>
		<li>קדחו שני חורים דרך פינות המשטח המוצק כדי לאבטח את חיישן האופניים המגנטי ואת מעמד גלגל הריצה במקומם בצד החיצוני של הכלוב (איור 4A).</li>
	</ol></li>
	<li>הכנס את בסיס גלגל הריצה, הפוך, דרך המרווחים במכסה הכלוב אך על גבי המשטח המוצק המתואר בשלב 3.2 (איור 4B).<ol><li>הצמידו את בסיס הגלגלים ואת חיישן המחשב לחלק העליון של הכלוב באמצעות חומרה (איור 4C, D).</li>
	</ol></li>
	<li>ודא שמגנט החיישן וחיישן המחשב מרווחים במרחק של לא יותר מ-1 ס"מ זה מזה כדי לאפשר הקלטה נכונה של תנועת הגלגלים (רוב החיישנים הסטנדרטיים של מחשב האופניים הם דו-כיווניים ויתעדו תנועת גלגל חיובית בשני כיווני הסיבוב).</li>
	<li>חברו את גלגל הריצה המתאים (כפי שתואר לעיל) לבסיס הגלגל מתוך מכסה הכלוב, והניחו היטב את המכסה על הכלוב (איור 4E, F).</li>
	<li>כאשר הגלגל תלוי ממכסה הכלוב, הקפידו על מרווח של 2.5 ס"מ לפחות מרצפת הכלוב. הניחו כמות מינימלית של חומר מצעים בכלוב כדי להבטיח שהגלגל יסתובב בחופשיות אך לא ייפגע על ידי הצטברות מצעים.</li>
	<li>במהלך הניסוי, תעד נתונים ממחשב האופניים בלוח זמנים קבוע של מרווחים כדי להבטיח ניטור פעילות מדויק.<ol><li>להכיר בכך שעכברים הם מין לילי; לכן, רוב פעילות הכלוב הטבעית שלהם (כולל הפעלת גלגלים) תבוצע בשעות החשוכות של מחזור האור.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63933/63933fig04.jpg"> איור 4: מכלול כלוב גלגל ריצה. (A) מחשב אופניים וחיישן מגנטי המונחים במשטח/מגש מוצק; (B) בסיס גלגל הפוך המונח על גבי משטח/מגש מוצקים וחיישן (מבט מלמעלה; שימו לב לשני החורים במשטח החיישן/מגש לאבטחת בסיס למכסה הכלוב באמצעות חומרה), (C) בסיס גלגל הפוך עם חומרה מורכבת (מבט תחתון); (D) בסיס גלגלים הפוך עם חומרה מורכבת (מבט מלמעלה); (E) מכלול כלוב מלא (מבט מלמעלה); ו-(F) מכלול כלוב מלא (מבט מהצד). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63933/63933fig04large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.</a>
4. פרוטוקולי טעינת אימונים
<ol><li>בית בנפרד בישיבה (SED) עכברים במשך 9 שבועות בכלוב המכיל גלגל ריצה נעול כדי למנוע כל ריצה. הערה: טבלה 1 מספקת את לוח הזמנים לטעינה של פרוטוקולי LWR (PoWeR) ו-HLWR המשמשים בתכנון הניסוי.</li>
	<li>הפחת את העומס עבור קבוצות LWR ו- HLWR, במידת הצורך, כדי להבטיח שהעכברים ימשיכו להתאמן במשך כל הפרוטוקול של 9 שבועות.</li>
</ol>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td style="min-width: 80px;"></td>
			<td style="min-width: 80px;"></td>
			<td colspan="9" style="min-width: 80px;">שבוע</td>
		</tr><tr><td style="min-width: 80px;"></td>
			<td style="min-width: 80px;"></td>
			<td style="min-width: 80px;">1</td>
			<td style="min-width: 80px;">2</td>
			<td style="min-width: 80px;">3</td>
			<td style="min-width: 80px;">4</td>
			<td style="min-width: 80px;">5</td>
			<td style="min-width: 80px;">6</td>
			<td style="min-width: 80px;">7</td>
			<td style="min-width: 80px;">8</td>
			<td style="min-width: 80px;">9</td>
		</tr><tr><td rowspan="2" style="min-width: 80px;">LWR (n = 4)</td>
			<td style="min-width: 80px;">עומס (גרם)</td>
			<td style="min-width: 80px;">0.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">2.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">3.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">4.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">5.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">5.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">6.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">6.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">6.0</td>
		</tr><tr><td style="min-width: 80px;">% BM</td>
			<td style="min-width: 80px;">--</td>
			<td style="min-width: 80px;">8%</td>
			<td style="min-width: 80px;">11%</td>
			<td style="min-width: 80px;">15%</td>
			<td style="min-width: 80px;">19%</td>
			<td style="min-width: 80px;">19%</td>
			<td style="min-width: 80px;">23%</td>
			<td style="min-width: 80px;">23%</td>
			<td style="min-width: 80px;">23%</td>
		</tr><tr><td rowspan="2" style="min-width: 80px;">HLWR (n =7)</td>
			<td style="min-width: 80px;">עומס (גרם)</td>
			<td style="min-width: 80px;">0.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">2.5</td>
			<td style="min-width: 80px;">5.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">7.5</td>
			<td style="min-width: 80px;">7.5</td>
			<td style="min-width: 80px;">10.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">10.0</td>
			<td style="min-width: 80px;">12.5</td>
			<td style="min-width: 80px;">12.5</td>
		</tr><tr><td style="min-width: 80px;">% BM</td>
			<td style="min-width: 80px;">--</td>
			<td style="min-width: 80px;">10%</td>
			<td style="min-width: 80px;">19%</td>
			<td style="min-width: 80px;">28%</td>
			<td style="min-width: 80px;">28%</td>
			<td style="min-width: 80px;">38%</td>
			<td style="min-width: 80px;">38%</td>
			<td style="min-width: 80px;">48%</td>
			<td style="min-width: 80px;">48%</td>
		</tr></tbody></table>טבלה 1. פרוטוקולי הפעלת גלגלים טעונים
5. בדיקת תפקודי שרירים באתרם , קצירת רקמות וניתוח רקמות
<ol><li>לאחר התערבות האימון בת 9 השבועות, יש להרדים עכברים באמצעות איזופלורן בשאיפה (4% אינדוקציה; 2% תחזוקה) בתוספת חמצן, ולהבטיח ניטור תקין של מישור ההרדמה לאורך כל ההליך.</li>
	<li>בצע בדיקת תפקוד שרירים באתרה על קומפלקס גסטרוקנמיוס, פלנטריס, סולאוס (GPS) כדי לבדוק חוזק שרירים איזומטרי28. צור עקומת תדר כוח על ידי גירוי ישיר של העצב הסיאטי עם 27 מחטי אלקטרודה G ב -11 תדרים עולים בין 1-300 הרץ, עם התכווצויות טטניות המתרחשות סביב 100-150 הרץ29.</li>
	<li>מיד לאחר בדיקת תפקוד השרירים, מרדימים את העכברים באמצעות נקע צוואר הרחם ומאשרים המתת חסד על ידי הסרת הלב. בזהירות הכנסו לשרירי הפלנטריס והסולאוס ורשמו את מסת הרקמה הרטובה.</li>
	<li>מצפים כל דגימת שריר במדיום הטבעה (OCT) ומרכיבים אותה על פקק. הקפיאו אותו באיזופנטן נוזלי מקורר חנקן, ואחסנו אותו בטמפרטורה של -80 מעלות צלזיוס עד לביצוע ניתוח אימונוהיסטוכימי נוסף (IHC) על מקטעי רקמת שריר (בעובי 10 מיקרומטר).</li>
	<li>לנתח סיבי שריר CSA באמצעות immunofluorescence עבור laminin. מדוד סיבים CSA באמצעות פלטפורמת כימות תמונה אוטומטית30.</li>
</ol>6. ניתוח סטטיסטי
<ol><li>להביע את כל הנתונים כממוצע ± SD.</li>
	<li>בצע ניתוחים סטטיסטיים באמצעות תוכנת ניתוח סטטיסטי עם מובהקות שנקבעה בעמ' ≤ 0.05.</li>
	<li>השווה בין נתוני נפח הריצה והאימון באמצעות מדידות חוזרות ונשנות של ANOVA דו-כיווני.</li>
	<li>השווה את מסת הגוף, מסת הרקמה, CSA ותפקוד השרירים באמצעות ANOVA חד-כיווני. אם נמצאו יחסי F משמעותיים, השווה הבדלים בתוך הקבוצה באמצעות ניתוחי פישר LSD לאחר הוק.</li>
	<li>חשב את גודלי האפקטים, ולאחר מכן פרש אותם כ- 0.01, 0.06 ו- 0.14 עבור גדלי אפקטים קטנים, בינוניים וגדולים, בהתאמה.</li>
</ol>

<ol><li>Frontera, W. R., Ochala, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skeletal+muscle%3A+A+brief+review+of+structure+and+function%5BTitle%5D)+AND+%22Calcified+Tissue+International%22%5BJournal%5D)">Skeletal muscle: A brief review of structure and function.</a> Calcified Tissue International. 96 (3), 183-195 (2015).</li>
<li>Goldberg, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+synthesis+during+work-induced+growth+of+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Protein synthesis during work-induced growth of skeletal muscle.</a> Journal of Cell Biology. 36 (3), 653-658 (1968).</li>
<li>Baar, K., Esser, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorylation+of+p70S6k+correlates+with+increased+skeletal+muscle+mass+following+resistance+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Cell+Physiology%22%5BJournal%5D)">Phosphorylation of p70S6k correlates with increased skeletal muscle mass following resistance exercise.</a> American Journal of Physiology-Cell Physiology. 276 (1), 120-127 (1999).</li>
<li>Wong, T. S., Booth, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skeletal+muscle+enlargement+with+weight-lifting+exercise+by+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Skeletal muscle enlargement with weight-lifting exercise by rats.</a> Journal of Applied Physiology. 65 (2), 950-954 (1988).</li>
<li>Hornberger Jr, T. A., Farrar, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+hypertrophy+of+the+FHL+muscle+following+8+weeks+of+progressive+resistance+exercise+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Physiological hypertrophy of the FHL muscle following 8 weeks of progressive resistance exercise in the rat.</a> Canadian Journal of Applied Physiology. 29 (1), 16-31 (2004).</li>
<li>Zhu, W. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Weight+pulling%3A+A+novel+mouse+model+of+human+progressive+resistance+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22Cells%22%5BJournal%5D)">Weight pulling: A novel mouse model of human progressive resistance exercise.</a> Cells. 10 (9), 2459(2021).</li>
<li>Tamaki, T., Uchiyama, S., Nakano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+weight-lifting+exercise+model+for+inducing+hypertrophy+in+the+hindlimb+muscles+of+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Medicine+and+Science+in+Sports+and+Exercise%22%5BJournal%5D)">A weight-lifting exercise model for inducing hypertrophy in the hindlimb muscles of rats.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 24 (8), 881-886 (1992).</li>
<li>De Bono, J. P., Adlam, D., Paterson, D. J., Channon, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+quantitative+phenotypes+of+exercise+training+in+mouse+models%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Regulatory%2C+Integrative+and+Comparative+Physiology%22%5BJournal%5D)">Novel quantitative phenotypes of exercise training in mouse models.</a> American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 290 (4), 926-934 (2006).</li>
<li>Goh, J., Ladiges, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voluntary+wheel+running+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Mouse+Biology%22%5BJournal%5D)">Voluntary wheel running in mice.</a> Current Protocols in Mouse Biology. 5 (4), 283-290 (2015).</li>
<li>Lightfoot, J. T., Turner, M. J., Daves, M., Vordermark, A., Kleeberger, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+influence+on+daily+wheel+running+activity+level%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Genomics%22%5BJournal%5D)">Genetic influence on daily wheel running activity level.</a> Physiological Genomics. 19 (3), 270-276 (2004).</li>
<li>Allen, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+and+skeletal+muscle+adaptations+to+voluntary+wheel+running+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Cardiac and skeletal muscle adaptations to voluntary wheel running in the mouse.</a> Journal of Applied Physiology. 90 (5), 1900-1908 (2001).</li>
<li>Ishihara, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+running+exercise+with+increasing+loads+on+tibialis+anterior+muscle+fibres+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effects of running exercise with increasing loads on tibialis anterior muscle fibres in mice.</a> Experimental Physiology. 87 (2), 113-116 (2002).</li>
<li>Kurosaka, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+voluntary+wheel+running+on+satellite+cells+in+the+rat+plantaris+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sports+Science+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">Effects of voluntary wheel running on satellite cells in the rat plantaris muscle.</a> Journal of Sports Science and Medicine. 8 (1), 51-57 (2009).</li>
<li>Lambert, M. I., Noakes, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+running+increases+VO2max+and+running+performance+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Spontaneous running increases VO2max and running performance in rats.</a> Journal of Applied Physiology. 68 (1), 400-403 (1990).</li>
<li>Rodnick, K. J., Reaven, G. M., Haskell, W. L., Sims, C. R., Mondon, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variations+in+running+activity+and+enzymatic+adaptations+in+voluntary+running+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Variations in running activity and enzymatic adaptations in voluntary running rats.</a> Journal of Applied Physiology. 66 (3), 1250-1257 (1989).</li>
<li>Sexton, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vascular+adaptations+in+rat+hindlimb+skeletal+muscle+after+voluntary+running-wheel+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Vascular adaptations in rat hindlimb skeletal muscle after voluntary running-wheel exercise.</a> Journal of Applied Physiology. 79 (1), 287-296 (1995).</li>
<li>Dungan, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elevated+myonuclear+density+during+skeletal+muscle+hypertrophy+in+response+to+training+is+reversed+during+detraining%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Cell+Physiology%22%5BJournal%5D)">Elevated myonuclear density during skeletal muscle hypertrophy in response to training is reversed during detraining.</a> American Journal of Physiology-Cell Physiology. 316 (5), 649-654 (2019).</li>
<li>Ishihara, A., Roy, R. R., Ohira, Y., Ibata, Y., Edgerton, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypertrophy+of+rat+plantaris+muscle+fibers+after+voluntary+running+with+increasing+loads%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Hypertrophy of rat plantaris muscle fibers after voluntary running with increasing loads.</a> Journal of Applied Physiology. 84 (6), 2183-2189 (1998).</li>
<li>Konhilas, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loaded+wheel+running+and+muscle+adaptation+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Loaded wheel running and muscle adaptation in the mouse.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 289 (1), 455-465 (2005).</li>
<li>Legerlotz, K., Elliott, B., Guillemin, B., Smith, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voluntary+resistance+running+wheel+activity+pattern+and+skeletal+muscle+growth+in+rats%3A+Wheel+running+activity+pattern+and+muscle+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Physiology%22%5BJournal%5D)">Voluntary resistance running wheel activity pattern and skeletal muscle growth in rats: Wheel running activity pattern and muscle growth.</a> Experimental Physiology. 93 (6), 754-762 (2008).</li>
<li>Mobley, C. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progressive+resistance-loaded+voluntary+wheel+running+increases+hypertrophy+and+differentially+affects+muscle+protein+synthesis%2C+ribosome+biogenesis%2C+and+proteolytic+markers+in+rat+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Animal+Physiology+and+Animal+Nutrition%22%5BJournal%5D)">Progressive resistance-loaded voluntary wheel running increases hypertrophy and differentially affects muscle protein synthesis, ribosome biogenesis, and proteolytic markers in rat muscle.</a> Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. 102 (1), 317-329 (2018).</li>
<li>D'Hulst, G., Palmer, A. S., Masschelein, E., Bar-Nur, O., De Bock, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voluntary+resistance+running+as+a+model+to+induce+mTOR+activation+in+mouse+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Physiology%22%5BJournal%5D)">Voluntary resistance running as a model to induce mTOR activation in mouse skeletal muscle.</a> Frontiers in Physiology. 10, 1271(2019).</li>
<li>Soffe, Z., Radley-Crabb, H. G., McMahon, C., Grounds, M. D., Shavlakadze, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+loaded+voluntary+wheel+exercise+on+performance+and+muscle+hypertrophy+in+young+and+old+male+C57Bl%2F6J+mice%3A+Exercise+and+muscle+hypertrophy+in+old+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Scandinavian+Journal+of+Medicine+and+Science+in+Sports%22%5BJournal%5D)">Effects of loaded voluntary wheel exercise on performance and muscle hypertrophy in young and old male C57Bl/6J mice: Exercise and muscle hypertrophy in old mice.</a> Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports. 26 (2), 172-188 (2016).</li>
<li>White, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voluntary+resistance+wheel+exercise+from+mid-life+prevents+sarcopenia+and+increases+markers+of+mitochondrial+function+and+autophagy+in+muscles+of+old+male+and+female+C57BL%2F6J+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Skeletal+Muscle%22%5BJournal%5D)">Voluntary resistance wheel exercise from mid-life prevents sarcopenia and increases markers of mitochondrial function and autophagy in muscles of old male and female C57BL/6J mice.</a> Skeletal Muscle. 6 (1), 45(2016).</li>
<li>Murach, K. A., McCarthy, J. J., Peterson, C. A., Dungan, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Making+mice+mighty%3A+Recent+advances+in+translational+models+of+load-induced+muscle+hypertrophy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Making mice mighty: Recent advances in translational models of load-induced muscle hypertrophy.</a> Journal of Applied Physiology. 129 (3), 516-521 (2020).</li>
<li>Swallow, J. G., Garland, T., Carter, P. A., Zhan, W. -Z., Sieck, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+voluntary+activity+and+genetic+selection+on+aerobic+capacity+in+house+mice+%28Mus+domesticus%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effects of voluntary activity and genetic selection on aerobic capacity in house mice (Mus domesticus).</a> Journal of Applied Physiology. 84 (1), 69-76 (1998).</li>
<li>Murach, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Late-life+exercise+mitigates+skeletal+muscle+epigenetic+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">Late-life exercise mitigates skeletal muscle epigenetic aging.</a> Aging Cell. 21 (1), 13527(2022).</li>
<li>Mackay, A. D., Marchant, E. D., Louw, M., Thomson, D. M., Hancock, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exercise%2C+but+not+metformin+prevents+loss+of+muscle+function+due+to+doxorubicin+in+mice+using+an+in+situ+method%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Molecular+Sciences%22%5BJournal%5D)">Exercise, but not metformin prevents loss of muscle function due to doxorubicin in mice using an in situ method.</a> International Journal of Molecular Sciences. 22 (17), 9163(2021).</li>
<li>Godwin, J. S., Hodgman, C. F., Needle, A. R., Zwetsloot, K. A., Andrew, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whole-body+heat+shock+accelerates+recovery+from+impact-+induced+skeletal+muscle+damage+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Conditioning+Medicine%22%5BJournal%5D)">Whole-body heat shock accelerates recovery from impact- induced skeletal muscle damage in mice.</a> Conditioning Medicine. 2 (4), 184-191 (2020).</li>
<li>Wen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MyoVision%3A+Software+for+automated+high-content+analysis+of+skeletal+muscle+immunohistochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">MyoVision: Software for automated high-content analysis of skeletal muscle immunohistochemistry.</a> Journal of Applied Physiology. 124 (1), 40-51 (2018).</li>
<li>Manzanares, G., Brito-da-Silva, G., Gandra, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voluntary+wheel+running%3A+Patterns+and+physiological+effects+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Brazilian+Journal+of+Medical+and+Biological+Research%22%5BJournal%5D)">Voluntary wheel running: Patterns and physiological effects in mice.</a> Brazilian Journal of Medical and Biological Research. 52 (1), 7830(2019).</li>
<li>Bartling, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex-related+differences+in+the+wheel-running+activity+of+mice+decline+with+increasing+age%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Gerontology%22%5BJournal%5D)">Sex-related differences in the wheel-running activity of mice decline with increasing age.</a> Experimental Gerontology. 87, 139-147 (2017).</li>
<li>Zwetsloot, K. A., Westerkamp, L. M., Holmes, B. F., Gavin, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AMPK+regulates+basal+skeletal+muscle+capillarization+and+VEGF+expression%2C+but+is+not+necessary+for+the+angiogenic+response+to+exercise%3A+AMPK+and+the+skeletal+muscle+angiogenic+response+to+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">AMPK regulates basal skeletal muscle capillarization and VEGF expression, but is not necessary for the angiogenic response to exercise: AMPK and the skeletal muscle angiogenic response to exercise.</a> The Journal of Physiology. 586 (24), 6021-6035 (2008).</li>
</ol>

למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.

מודלים קיימים של תרגילי התנגדות במכרסמים הוכיחו את עצמם כבעלי ערך רב למחקר שרירי השלד; עם זאת, רבים מהמודלים הללו הם פולשניים, לא רצוניים ו/או עתירי זמן ועבודה. LWR הוא מודל מצוין שלא רק משרה התאמות שרירים דומות לאלה שנצפו במודלים מקובלים אחרים של אימוני אימוני התנגדות, אלא גם מספק גירוי כרוני בלחץ נמוך לבעל החיים עם מחויבות מינימלית של זמן / עבודה על ידי החוקר. בנוסף, מאחר שמודלים של LWR דורשים התערבות ישירה מינימלית של החוקר, קבוצות שלמות של עכברים יכולות בקלות להתאמן בו-זמנית למחקרי התערבות קצרי טווח או ארוכים. עם זאת...

מסת שרירי השלד מהווה כ-40% ממסת הגוף בבני אדם בוגרים; לכן, שמירה על מסת שריר השלד לאורך כל החיים היא קריטית. מסת שרירי השלד ממלאת תפקיד אינטגרלי בחילוף החומרים האנרגטי, בשמירה על טמפרטורת הליבה של הגוף ובהומאוסטזיס גלוקוז1. שמירה על שרירי השלד היא איזון בין סינתזת חלבונים לבין פירוק חלבונים, אך עדיין קיימים פערים רבים בהבנת המנגנונים המולקולריים המורכבים המניעים תהליכים אלה. כדי לחקור את המנגנונים המולקולריים המווסתים את התחזוקה והצמיחה של מסת שריר, מודלים מחקריים של נבדקים אנושיים משתמשים לעתים קרובות בהתערבויות המבוססות על תרגילי התנגדות, שכן גירויים מכניים ממלאים תפקיד אינטגרלי בוויסות מסת שריר השלד. בעוד שהמחקר בבני אדם היה מוצלח, הזמן הדרוש כדי להציג התאמות וחששות אתיים לגבי הליכים פולשניים (כלומר, ביופסיות שרירים) מגבילים את כמות הנתונים שניתן להשיג. בעוד שההתאמות לאימוני התנגדות נמצאות בכל מקום בקרב מיני יונקים, מודלים של בעלי חיים מספקים את היתרון של היכולת לשלוט במדויק במשטר התזונה והפעילות הגופנית תוך שהם מאפשרים גם איסוף של רקמות שלמות בכל הגוף, כגון המוח, הכבד, הלב ושרירי השלד.
מודלים רבים לאימוני התנגדות פותחו לשימוש במכרסמים: אבלציה סינרגטית2, גירוי חשמלי3,4, טיפוס סולם משוקלל5, משיכת מזחלת משוקללת6 וסקוואט7. ברור כי כל המודלים הללו, אם נעשים בצורה נכונה, יכולים להיות מודלים יעילים כדי לגרום להסתגלות שרירי השלד, כגון היפרטרופיה. עם זאת, הנפילות של מודלים אלה הן שהם ברובם לא רצוניים, לא חלק מהתנהגות מכרסמים רגילה, עתירי זמן/עבודה ופולשניים.
למרבה המזל, זנים רבים של עכברים וחולדות רצים מרצונם למרחקים ארוכים כאשר ניתנת להם גישה לגלגל ריצה. יתר על כן, מודלים של תרגילי גלגל ריצה חופשי (FWR) אינם מסתמכים על התניה נרחבת, חיזוק חיובי/שלילי או הרדמה כדי לכפות תנועה או פעילות שרירים 8,9. פעילות הריצה תלויה מאוד במתח העכבר, במין, בגיל ובבסיס אישי. Lightfoot et al. השוו את פעילות הריצה של 15 זני עכברים שונים ומצאו כי מרחק הריצה היומי נע בין 2.93 ק"מ ל-7.93 ק"מ, כאשר עכברי C57BL/6 רצים הכי רחוק, ללא קשר למין10. FWR מקובל כמודל מצוין לגרימת התאמות סיבולת בשרירי השלד והלב 11,12,13,14,15,16; עם זאת, שימוש בריצות גלגלים בדגמי אימוני התנגדות נחקר פחות.
כפי שניתן לחשוד, ההשפעה ההיפרטרופית של ריצת גלגל עשויה להיות מוגברת על ידי הוספת התנגדות לגלגל הריצה, המכונה ריצת גלגל טעון (LWR), ובכך דורשת מאמצים גדולים יותר לרוץ על הגלגל כדי לחקות באופן הדוק יותר אימוני התנגדות. באמצעות שיטות מגוונות של יישום עומס, מחקרים קודמים הראו כי מודל LWR המשתמש בחולדות ועכברים הציג באופן שגרתי עלייה במסת שריר הגפיים של 5%-30% תוך 6-8 שבועות 17,18,19,20,21. יתר על כן, D'hulst et al. הראו כי התקף יחיד של LWR הוביל לעלייה של 50% בהפעלה של מסלול האיתות של סינתזת חלבונים בהשוואה ל-FWR22. התנגדות הגלגלים מיושמת לרוב בשיטת העמסה קבועה מבוססת חיכוך, לפיה בלם מגנטי או בורג מתח משמשים להפעלת התנגדות גלגל 12,19,23,24. אחת האזהרות של שיטת העומס הקבוע המבוססת על חיכוך היא שכאשר מופעלת התנגדות בינונית עד גבוהה, בעל החיים אינו יכול להתגבר על ההתנגדות הגבוהה ליזום תנועה של הגלגל, ובכך למעשה להפסיק את האימון. והכי חשוב, רבות ממערכות הכלובים והגלגלים המשמשות לדגמי גלגלי ריצה של מכרסמים הן יקרות למדי ודורשות ציוד מיוחד.
לאחרונה, Dungan et al. פיתחו מודל מתקדם של ריצה משוקללת (PoWeR), אשר מפעיל עומס על הגלגל באופן אסימטרי באמצעות מסות חיצוניות המודבקות לצד יחיד של הגלגל. העמסת הגלגלים הלא מאוזנת וההתנגדות המשתנה של דגם PoWeR נחשבים כמעודדים את המשך פעילות הריצה ומקדמים התפרצויות קצרות יותר של ריצות גלגלים טעונות בעכברים, תוך חיקוי הדוק יותר של הסטים והחזרות המבוצעות עם אימוני התנגדות17. למרות שמרחק הריצה הממוצע היה 10-12 ק"מ ביום, מודל PoWeR הניב עלייה של 16% ו-17% במסת השריר של פלנטריס ובאזור חתך הסיבים (CSA), בהתאמה. למרות יתרונות מעשיים רבים, למודל PoWeR של LWR יש כמה מגבלות. כפי שהוכר על ידי המחברים, מודל PoWeR הוא גירוי "היברידי" בנפח גבוה המשקף מודל משולב של תרגילי סיבולת/התנגדות (כלומר, אימון בו זמנית בבני אדם), בניגוד למודל המבוסס יותר על תרגילי התנגדות, מה שעשוי להציג אפקט הפרעה ולתרום להיפרטרופיה הפחות בולטת או למנגנונים שונים שבאמצעותם מושרה היפרטרופיה25 . ההבטחה שתופעת אימון מקבילה לא תתרחש במה שאמור להיות מודל אימון התנגדות היא הכרחית. לכן, מודל PoWeR שונה כדי לפתח מודל LWR המנצל עומסים גבוהים יותר ממה שהיה בעבר כדי להידמות יותר למודל אימון התנגדות. כאן, מפורטים פרטים עבור דגם LWR פשוט וזול של אימון התנגדות פרוגרסיבי בן 9 שבועות בעכברי C57BL/6.

<table><tbody><tr><td>מגנטים ניאודימיום דיסק 1 גרם</td><td>מגנטים יישומיים</td><td>ND018-6</td><td>משמש לכל מגנטים לחיישנים ומרווחים של 1 גרם של טעינת גלגלים</td></tr><tr><td>2.5 גרם מגנטים ניאודימיום דיסק</td><td>מגנטים יישומיים</td><td>ND022</td><td>משמש למרווחים של 2.5 גרם של טעינת</td></tr><tr><td>גלגלים 8-32 x 1 אינץ' ברגי נירוסטה</td><td>אמזון</td><td></td><td>https://www.amazon.com/gp/product/B07939RS23/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1</td></tr><tr><td>8-32 אגוזי כנף</td><td>אמזון</td><td></td><td></td></tr><tr><td>https://www.amazon.com/gp/product/B07YYWW2SB/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&th=1 10 ומיקרו; L קופסת קצה פיפטה (ריקה)</td> <td>Thermo Scientific</td><td>2140</td><td>השתמשנו בקופסאות קצה פיפטה ריקות של ART, אך כל קופסאות/מגשים בגודל דומה יספיקו</td></tr> נוגדן <tr><td>ראשוני Extreme Liquid Glue</td><td>Loctite</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Laminin נוגדן ראשוני</td><td>Novus Biologicals</td><td>NB300-144AF647</td><td>מצומד עם AF657; 1:200 ב-PBS המכיל 10% סרום עיזים רגיל</td></tr><tr><td>סוללת ליתיום 3 וולט</td><td>n/a</td><td>CR2032</td><td></td></tr><tr><td>M10 (3/16 אינץ' x 1 1/4 אינץ') מנקי פגושים מנירוסטה</td><td>אמזון</td><td></td><td>https://www.amazon.com/gp/product/B00OHUHEU8/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&th=1</td></tr><tr><td>MyoVision: פלטפורמת כימות תמונה אוטומטית&nbsp;</td><td>Wen et al. (2017)</td><td>v1.0</td><td>https://www.uky.edu/chs/center-for-muscle-biology/myovision</td></tr><tr><td>כלוב מכרסמים מפוליקרבונט (אורך 430 מ"מ x רוחב 290 מ"מ רוחב x 201 מ"מ גובה), עם מכסה מוט חוטי מנירוסטה ברוחב צר</td><td>כלוב עכברוש פוליקרבונט מדעי סוג II</td><td>https://orchidscientific.com/product/rat-cage/ - 1519974600758-c29bc1c5-6dfa</td><td></td></tr><tr><td>סיגמא ספורט 509 מחשב אופניים</td><td>סיגמא ספורט</td><td></td><td>לא צריך להיות הדגם הזה במיוחד, אבל חייב להיות בעל יכולות ניטור מרחק וזמן</td></tr><tr><td>גלגל ריצה שקט ספינר (מיני 11.4 ס"מ)</td><td>Kaytee</td><td>מק"ט# 100079369</td><td>https://www.kaytee.com/all-products/small-animal/silent-spinner-wheel</td></tr></tbody></table>

דגם גלגל ריצה פשוט וזול לאימוני התנגדות פרוגרסיביים בעכברים

A Simple and Inexpensive Running Wheel Model for Progressive Resistance Training in Mice

מודלים של תרגילים המבוססים על התנגדות מכרסמים שפותחו בעבר, כולל אבלציה סינרגטית, גירוי חשמלי, טיפוס בסולם משוקלל, ולאחרונה, משיכה במזחלות משוקללות, יעילים מאוד במתן גירוי היפרטרופי כדי לגרום להסתגלות שרירי השלד. בעוד שמודלים אלה הוכחו כבעלי ערך רב למחקר שרירי שלד, הם פולשניים או לא רצוניים ועתירי עבודה. למרבה המזל, זני מכרסמים רבים רצים מרצונם למרחקים ארוכים כאשר ניתנת להם גישה לגלגל ריצה. מודלים של ריצת גלגלים טעונים (LWR) במכרסמים מסוגלים לגרום להתאמות הנצפות בדרך כלל באימוני התנגדות בבני אדם, כגון עלייה במסת שריר והיפרטרופיה של סיבים, כמו גם גירוי של סינתזת חלבון שריר. עם זאת, תוספת של עומס גלגלים מתון אינה מצליחה להרתיע עכברים מלרוץ מרחקים גדולים, מה שמשקף יותר מודל אימון סיבולת/התנגדות, או שהעכברים מפסיקים לרוץ כמעט לחלוטין בגלל שיטת יישום העומס. לכן, מודל ריצה חדשני של גלגל בעומס גבוה (HLWR) פותח עבור עכברים שבו ההתנגדות החיצונית מופעלת וגדלה בהדרגה, מה שמאפשר לעכברים להמשיך לרוץ עם עומסים גבוהים בהרבה ממה שהיה בשימוש בעבר. תוצאות ראשוניות ממודל HLWR חדשני זה מצביעות על כך שהוא מספק גירוי מספיק כדי לגרום להסתגלות היפרטרופית במהלך פרוטוקול האימון של 9 שבועות. כאן מתוארים הנהלים הספציפיים לביצוע מודל האימון הפשוט אך הזול הזה, המבוסס על אימוני התנגדות פרוגרסיביים, בעכברים.

במחקר זה, 24 עכברי C57BL/6 (6.3 ± 0.7 חודשים בתחילת מחקר זה) הוקצו באופן אקראי לאחת משלוש קבוצות טיפול: בישיבה (SED), הפעלת גלגלים טעונה (LWR; זהה ל- PoWeR שתואר על ידי Dungan et al.17), או LWR גבוה (HLWR), ולאחר מכן השלימו את פרוטוקול 9 השבועות שלהם בהתאמה. לאחר שבוע ההתאקלמות (שבוע 1), לא היו הבדלים של קבוצה או קבוצה x בזמן במרחק הריצה או בנפח האימון (איור 5).
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" ...

הליך זה מתאר מודל אימון התנגדות גלגל ריצה טעון פרוגרסיבי הניתן לתרגום בעכברים. היתרון העיקרי של מודל אימון התנגדות זה הוא שהוא התנדבותי לחלוטין, ובכך מפחית את הלחץ על בעלי החיים ואת העומס על החוקר.

Previously developed rodent resistance-based exercise models, including synergistic ablation, electrical stimulation, weighted-ladder climbing, and most ...

פרוטוקול זה מאפשר לחוקרים לאמן קבוצות גדולות של עכברים בעלות נמוכה בהרבה בהשוואה לדגמים המשתמשים בציוד גלגלי ריצה זמין מסחרית. היתרון העיקרי של מודל אימון התנגדות זה הוא שהוא התנדבותי לחלוטין, מה שמפחית את הלחץ עבור בעלי החיים ואת מחויבות הזמן עבור החוקר. מודל זה יכול לסייע בהבנה טובה יותר של המנגנונים התאיים והמולקולריים המווסתים את מסת השריר בתגובה לאימון גופני.על פי התכנון, דגם ריצה זה של גלגל טעון הוא פשוט יחסית לביצוע. עם זאת, עדיין מומלץ לחוקרים לבצע בדיקות פיילוט במסגרת המעבדה הייחודית כדי להעריך את ביצועי הריצה של עכברים לפני הניסוי. מי שידגים את ההליך הזה יהיה פי ג'יי קופמנס, עוזר מחקר לתארים מתקדמים במעבדה שלי.כדי להגדיר את מנגנון גלגל הריצה, הדביקו מגנט חיישן יחיד של גרם אחד להיקף האמצעי החיצוני של גלגל הריצה והשתמשו בגלגל זה רק בשבוע הראשון של התאקלמות הגלגל. הפעלת גלגל טעון דורשת שני גרם של עומס, ומכאן להדביק שני מגנטים של גרם אחד זה לצד זה על ההיקף החיצוני של הגלגל. ניתן להשתמש בסרט כדי להחזיק את המגנטים במקום עד שהדבק מתייבש היטב.ככל שהשבועות חולפים, יש להפעיל עומס נוסף בשבועות 3, 4, 5 ו-7 על ידי הנחת מגנט נוסף של גרם אחד על גבי כל מגנט שכבר קיים. מכיוון שמגנטים אלה נצמדים זה לזה בחוזקה, לא יהיה צורך בדבק. מערך הפעלת גלגלים טעון גבוה דורש שלושה סטים של גלגלים.סט הגלגלים הראשון, הנדרש לשבוע השני, כולל רק מגנט יחיד במשקל 2.5 גרם המודבק על ההיקף החיצוני של הגלגל. סט הגלגלים השני, הנדרש לשבוע השלישי בלבד, כולל שני מגנטים במשקל 2.5 גרם המודבקים זה לצד זה על ההיקף החיצוני של הגלגל. סט הגלגלים השלישי הנדרש במשך ארבעה שבועות ואילך כולל שלושה מגנטים במשקל 2.5 גרם המודבקים זה לצד זה על ההיקף החיצוני של הגלגל.יש למרוח עומס נוסף במשך השבוע השישי והשמיני על ידי הנחת מגנט נוסף במשקל 2.5 גרם על גבי אחד מהמגנטים שכבר קיימים. ודא שסוללה חדשה מוכנסת למחשב האופניים לפני ההרכבה. לאחר מכן הרכיבו את גלגלי הריצה באמצעות כלוב המצויד במחשב אופניים דיגיטלי כדי לעקוב אחר הזמן והמרחק שעברו במהלך האימון.המהירות הממוצעת בקילומטרים לשעה נגזרת אריתמטית. הגדר את גודל הגלגל במהלך תכנות המחשב הראשוני של האופניים וחשב לכל מרחק סיבוב על ידי מדידת ההיקף החיצוני של גלגל הריצה. כדי להבטיח שכל רכיבי המחשב והחיישן נמצאים בתוך מחסום מוצק מחוץ לכלוב כדי למנוע מעכברים ללעוס את הרכיבים, השתמש במכסה של קופסת קצה פיפטה ריקה עם חיתוך מלבני קטן עבור חיישן האופניים המגנטי והחלק העיקרי של הקופסה כדי להחזיק את מחשב האופניים, וחוט.קדחו שני חורים דרך פינות מכסה תיבת קצה הפיפטה כדי לאבטח את חיישן האופניים המגנטי ואת גלגל הריצה במקומם בצד החיצוני של הכלוב והכניסו את בסיס גלגל הריצה הפוך דרך המרווחים במכסה הכלוב אך על גבי המשטח המוצק. הצמידו את בסיס הגלגלים ואת חיישן המחשב לחלק העליון של הכלוב באמצעות חומרה. ודא שחיישן מחשב האופניים ומכסה תיבת קצה הפיפטה נמצאים ישירות מעל המקום שבו ממוקם מגנט החיישן של הגלגל ושמגנט החיישן וחיישן המחשב מרווחים זה מזה לא יותר מסנטימטר אחד כדי לאפשר הקלטה נכונה של תנועת הגלגל.חברו את גלגל הריצה המתאים לבסיס הגלגל לפני הנחת המכסה על הכלוב, ולאחר מכן הניחו היטב את המכסה על הכלוב. כאשר הגלגל תלוי ממכסה הכלוב, ודא לפחות 2.5 ס"מ של מרווח מרצפת הכלוב. לאחר מכן הניחו כמות מינימלית של חומר מצעים בכלוב כדי להבטיח שהגלגל יסתובב בחופשיות אך לא ייפגע על ידי הצטברות מצעים.מכיוון שעכברים הם מין לילי, רוב פעילות הכלוב הטבעית שלהם, כולל ריצת גלגלים, תבוצע בשעות החשוכות של מחזור האור. במהלך הניסוי, רשום נתונים אלה ממחשב האופניים במרווח זמן קבוע שנקבע כדי להבטיח ניטור פעילות מדויק. בית בנפרד עכברים בישיבה במשך תשעה שבועות בכלוב המכיל גלגל ריצה נעול כדי למנוע כל ריצה.הפחת את העומס עבור קבוצות ריצת הגלגלים הטעונות וקבוצות ריצת הגלגלים הטעונות גבוה במידת הצורך כדי להבטיח שהעכברים ימשיכו להתאמן במשך כל פרוטוקול תשעת השבועות בהתאם ללוח הזמנים של הטעינה. במהלך המחקר, עכברים הוקצו באופן אקראי לאחת משלוש קבוצות טיפול, כלומר ריצה בישיבה, ריצה על גלגלים טעונים או ריצת גלגל טעון גבוה, ולאחר מכן השלימו את פרוטוקול תשעת השבועות שלהם. לאחר שבוע אחד של התאקלמות, לא היו הבדלים של קבוצה או קבוצה לפי זמן במרחק הריצה או בנפח האימונים.מסת הסולאוס המנורמלת הייתה גדולה ב-21.4% בקבוצת הגלגלים הטעונים גבוה מאשר בקבוצת הישיבה, למרות שלא היה הבדל בשטח החתך של הסיבים. אף על פי שמסת השריר של פלנטריס ושטח החתך הממוצע של הסיבים לא הזיזו הבדלים מובהקים סטטיסטית, נראה שיש שינוי בשיעור הסיבים עם שטח חתך גדול יותר בפלנטריס של ריצת גלגל טעון גבוה בהשוואה לריצה בישיבה וגלגל טעון. לא היו הבדלים משמעותיים בעוויתות או בכוח השיא של קומפלקס ה-GPS בין קבוצות כפי שנמדד על ידי בדיקת תפקוד שרירים NC2.חשוב לוודא שהגלגל מסתובב בחופשיות בתוך הכלוב ושהמגנט של חיישן הגלגלים קרוב לחיישן המחשב של האופניים, כך שסיבוב הגלגל אינו מפריע ומחשב האופניים רושם במדויק את נתוני הריצה. לאחר הליך זה, חוקרים יכולים לבצע ניתוחים מאוחרים יותר כגון תפקוד התכווצות או טכניקות אימונוהיסטוכימיות כדי לבחון את התגובות הפיזיולוגיות השונות עוד יותר לאימון גופני.

a-simple-inexpensive-running-wheel-model-for-progressive-resistance

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

מאמר זה יסקור שיטות שניתן להשתמש בהם כדי לקבוע פונקציה היממה ואת ההיענות אור בעכברים.

התגובות מדידת אור היממה ואת חריפה בעכברים באמצעות פעילות גלגל ריצה

שתי פרדיגמות תרגיל נבדקו על חדש שפותח במודל עכבר בגיל המעבר כימי שגרם לבחון את ההשפעה של גיל המעבר על יכולת גופנית והסתגלות לב לפעילות גופנית.

שיטה לחקר ההשפעה של כשל שחל מושרה כימי ביכולת גופנית ולב הסתגלות בעכברים

מודגמת שיטה להערכת סיבולת פעילות גופנית בעכברי מעבדה ללא שימוש ברשת הלם. שיטה זו היא חידוד אנושי שיכול להפחית את ההשפעות המבלבלות של לחץ על פרמטרים ניסיוניים.

הערכה של Murine תרגיל סיבולת ללא השימוש ברשת הלם: אלטרנטיבי לתרגיל בכפייה

כאן אנו מציגים פרוטוקול להשראת אנורקסיה מבוססת פעילות (ABA) בעכברים מתבגרים. ABA הוא מצב של היפראקטיביות המתעורר על ידי הטלת הגבלת מזון על מכרסמים עם גישה לגלגל ריצה. תופעה זו משמשת כמודל לחקר הנוירוביולוגיה הבסיסית של אנורקסיה נרבוזה.

באמצעות מודל אנורקסיה מכרסמים מבוסס פעילות לחקר הבסיס הנוירוביולוגי של אנורקסיה נרבוזה

מחקר זה מציג ריצה חדשנית מערכת ניידות חית גלגל מבוססת לכמת פעילות גופנית יעילה אצל חולדות. Testbed עכברוש ידידותי בנוי, באמצעות עקומת תאוצה אדפטיבית מוגדר מראש, ואת מתאם גבוה בין שיעור המימוש היעיל ואת נפח האוטם מצביע על הפוטנציאל של הפרוטוקול לניסויים למניעת שבץ.

מנגנון גלגלים מבוססי ריצה חדשני עבור ביצועי הדרכת עכברוש משופרים

פרוטוקול זה מתאר מערכת גמישה, בעלות נמוכה למדידת העכבר ambulation ב assay פעילות שדה פתוח. אנו מראים כי וזמינותו 6 דקות ambulation מבוסס על מערכת זו מזהה ירידה בהיקף התנועה הרצונית בעכברים mdx , במדויק מבדיל שיפור חילוץ שרירים ספציפיים של חיות אלו.

ופשוט נמוכים Assay למדידת Ambulation במודלים של העכבר של ניוון

הפרוטוקול הנוכחי מתאר אימוני התנגדות ובדיקות באמצעות סולמות סטטיים ודינמיים במודלים של בעלי חיים.

רב-תכליתיות של פרוטוקולים לאימון והערכת התנגדות באמצעות סולמות סטטיים ודינמיים במודלים של בעלי חיים

הפרוטוקול הנוכחי מתאר טכניקה ייחודית הנקראת אימון התנגדות מותאם מינון (DART), אשר ניתן לשלב במחקרי שיקום מדויקים המבוצעים בחיות קטנות, כגון עכברים.

אימוני התנגדות מותאמים למינון בעכברים עם סיכון מופחת לפגיעה בשרירים

פרוטוקול זה מספק שיטה פשוטה להכנת ציוד אימון סטטי לעכברים. המכשיר שומר על התכווצות איזומטרית שרירים של גפיים של עכברים כדי לאמת את השפעת ההתערבות של פעילות גופנית מסורתית על סוכרת מסוג 2 (T2DM) ומספק טיפול גופני חדש לטיפול קליני בסוכרת סוג 2.

שיטת אימון כוח סטטית לעכברים סוכרתיים מסוג 2

מאמר זה מציג פרוטוקול המאפשר הערכה לא פולשנית ואוטומטית של ביצועי המוטוריקה העדינה, כמו גם למידה מוטורית אדפטיבית ואסוציאטיבית, על אתגרים, באמצעות מכשיר הנקרא סולם ארסמוס. קושי המשימה יכול להיות titrated כדי לזהות ליקוי מוטורי החל גדול עד עדינות.

ניטור למידה מוטורית עדינה ואסוציאטיבית בעכברים באמצעות סולם ארסמוס

פרוטוקול זה מתאר מודל ריצה וולונטרי יעיל שניתן ליישם בהקשרי מחקר שונים. בניגוד למודלים אחרים של ריצה מרצון, שיטה זו נמנעת מדיור בידוד תוך מעקב אחר מדדי ריצה בעכברים בודדים.

מעקב אחר מדדי ריצה בודדים בעכברים באמצעות פרוטוקול ריצה וולונטרי הממזער בידוד חברתי

למד שימוש בדגם גלגל ריצה טעון לאימוני התנגדות פרוגרסיביים בעכברים. שיטה זו מאפשרת אימון קבוצות גדולות בעלות נמוכה, מפחיתה מתח בבעלי חיים ומסייעת בחקר מנגנוני רגולציה של מסת שריר בתגובה לאימון.

דגם גלגל ריצה פשוט וזול לאימוני התנגדות פרוגרסיביים בעכברים

גלה סרטונים נוספים