Name: שיטת אימון כוח סטטית לעכברים סוכרתיים מסוג 2 (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-03-29T12:30:00.000+00:00
Duration: 3 min 17 s
Description: חקור את השפעת האימון הסטטי על סוכרת מסוג 2 בעכברים באמצעות ציוד לאימון איזומטרי. שיטה זו מאפשרת לחוקרים לבחון מסלולים מולקולריים ולפתח אפשרויות טיפול חדשות.

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

עבודה זו נתמכה על ידי האצווה השנייה של פרויקטי מחקר מדעיים מיוחדים של בסיס המחקר הקליני הלאומי לרפואה סינית מסורתית (JDZX2015127, המבוסס על בית החולים המחוזי Anhui לרפואה סינית).

כל הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת נאנג'ינג לרפואה סינית (הרשאה מס' 202209A033). נבחרו עכברי C57BL/6J זכרים בריאים בדרגת SPF, גיל 8 שבועות ומשקל גוף של 20 ± 4 גרם. העכברים שוכנו במחזור אור/חושך של 12 שעות בטמפרטורה של 20-22 מעלות צלזיוס, ונשמרה לחות יחסית של 45%-50%. בעלי החיים אוכלים ושותים בחופשיות.
1. הקמת מודל עכבר של T2DM
<ol><li>האכילו את העכברים במשך שבוע בתזונה רגילה תחילה ותנו לעכברים להסתגל לסביבה החדשה של מרכז בעלי החיים. לאחר שבוע אחד, לספק דיאטה עתירת שומן (הרכב הדיאטה: 20.0% שומן, 10.0% סוכרוז, 2.5% כולסטרול, 1.0% cholate, 66.5% דיאטה קונבנציונלית) לתקופה של 4 שבועות.</li>
	<li>מהיום הראשון בשבועהחמישי, הזריקו תוך צפקית לעכברים תמיסת סטרפטוזוטוצין במינון של 35 מ"ג/ק"ג בכל יום במשך 3 ימים רצופים. הכינו 1 מ"ל של תמיסת סטרפטוזוטוצין עם 10 מ"ג אבקת סטרפטוזוטוצין, עם מאגר נתרן ציטראט 0.1 מ"ל כממס. הערה: יש להשלים את ההזרקה תוך 30 דקות לאחר הכנת התמיסה, ויש להרחיק את התמיסה מאור במהלך השימוש.</li>
	<li>בדוק באופן אקראי את רמת הגלוקוז בדם ביום 5 וביום 7 לאחר מתן הזריקה הראשונה של תמיסת סטרפטוזוטוצין. בעלי חיים עם שתי רמות סוכר אקראיות גבוהות מ-16.7 mMM/L נחשבים למודלים מוצלחים של סוכרת סוג 2.</li>
	<li>התחל אימון התערבות ביום 8 לאחר הזריקה הראשונה של תמיסת סטרפטוזוטוצין.</li>
</ol>2. הקבצה וטיפול בעכברים
<ol><li>חלקו את עכברי T2DM לקבוצת מודל, קבוצת אימון וקבוצת מטפורמין בשיטת טבלת המספרים האקראיים, עם 6 עכברים בכל קבוצה.</li>
	<li>לא לבצע התערבות עבור קבוצת המודל.</li>
	<li>טוחנים טבליות מטפורמין לאבקה ומתמוססים במים טהורים. תן מטפורמין לקבוצת המטפורמין על ידי gavage במינון של 200 מ"ג / ק"ג, פעם ביום, במשך 3 שבועות.</li>
	<li>תנו לקבוצת האימון לבצע 30 דקות של אימוני כוח סטטיים, פעם ביום, 5 ימים בשבוע, במשך 3 שבועות. האימונים מתקיימים בכל יום שני עד שישי אחר הצהריים.</li>
	<li>הקצו באופן אקראי 6 עכברים שאינם T2DM כקבוצת ביקורת. עכברים אלה אינם עוברים מידול והתערבות.</li>
</ol>3. ייצור מכשיר אימון כוח סטטי
<ol><li>מכינים לוח אקרילי שקוף בעובי 5 מ"מ במידות 20X20 ס"מ. השתמשו בלוח שקוף כדי לצפות באילוף העכברים.</li>
	<li>קבל מקלות עץ בקוטר של 3 מ"מ וגליל סרט ברוחב של 1 ס"מ. השתמש בחותך נייר כדי לחתוך שני מקלות באורך 4 ס"מ וארבעה מקלות באורך 1 ס"מ.</li>
	<li>חברו שני מקלות, כל אחד באורך של 1 ס"מ, לקצוות של מקל באורך של 4 ס"מ באמצעות סרט הדבקה (איור 1A). המקלות הקצרים צריכים להיות קבועים באותו צד כמו המקל הארוך.</li>
	<li>הניחו את הלוח השקוף על משטח ישר והצמידו לצלחת שני סטים של מקלות קצרים בקוטר 1 ס"מ באמצעות אקדח דבק חם. ודאו שמקלות העץ בקוטר 4 ס"מ אינם באים במגע עם הלוח. אפשרו רווח של 2 ס"מ בין המקל הארוך לבין הלוח כדי להחזיק את העכברים במקומם (איור 1B). הניחו לשני המקלות הארוכים להיות מיושרים ומקבילים, עם מרחק של 6 ס"מ ביניהם (איור 1C).</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65556/65556fig01.jpg"> איור 1: הרכיבו והדקו את המקלות ללוח השקוף. (A) הדביקו את המקל בקוטר 1 ס"מ לשני הקצוות של המקל בקוטר 4 ס"מ. (B) השתמשו בדבק מותך חם כדי לחבר את המקל באורך 1 ס"מ ואת הלוח השקוף, ואורך המרווח הוא 2 ס"מ. (C) שני מקלות בקוטר 4 ס"מ במרווחים של 6 ס"מ זה מזה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65556/65556fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
4. אימוני כוח סטטיים בעכברים
<ol><li>חותכים שתי חתיכות חוט צמר באורך 15 ס"מ. השתמשו בפתק כדי לקשור פיסת חוט צמר על כל אחד מהקרסול העליון של העכבר (איור 2A). הערה: חבל אלסטי אינו יכול לתקן את תנוחת העכברים, וחבל קנבוס ילבש את הקרסוליים של עכברים, כך שנבחר כאן חוט צמר קשיח אך רך.</li>
	<li>הניחו את הלוח בצורה אופקית על השולחן עם מקלות למעלה. לחץ על העכבר בזהירות בין שני מקלות ארוכים, מיקום ראשו וזנבו כדי ליישר עם הרווחים מתחת למקלות.</li>
	<li>מעבירים את החוט דרך הרווח בקצה הזנב. לאחר מכן, כוונן את החוט עד שקרסולי העכבר יתאימו היטב לקצה המקל.</li>
	<li>הדקו את חוט הצמר בעזרת נייר דבק (איור 2B). קצה חוט הצמר צריך להיות מאובטח אחרת, העכבר יטפס על הצמר שנפל. משוך את הצמר חזק ככל האפשר או העכבר ישתחרר בקלות.</li>
	<li>הפוך את הלוח השקוף. קבלו 2 קופסאות באותו גובה (15-20 ס"מ גובה) משני צדי הלוח השקוף. מקם את הלוח אופקית בגובה מסוים. הקופסה ממוקמת בשני קצות ראשו וזנבו של העכבר. אם הוא גבוה מדי, הנסיין לא יוכל להתמודד עם זה בקלות; אם הוא נמוך מדי, העכבר עלול לגעת בראש השולחן.</li>
	<li>ברגע שהלוח מתהפך, העכבר נתקע הפוך. בשל רפלקס הימין, עכברים מסלסלים את בטנם ומרחיבים את גפיהם הקדמיות כדי לתפוס את גפיהם האחוריות או מקלות. בשלב זה, הניחו מקל בקוטר 20 ס"מ לפני העכבר והנחו אותו בזהירות לאחוז במקל בגפיו הקדמיות. חזור על התהליך עד שהעכבר יהיה מיומן באחיזת המקל הנייד.</li>
	<li>השתמש במקל כדי להזיז את הגפה הקדמית של העכבר למקל נוסף של 4 ס"מ על הלוח השקוף. התאימו כל הזמן את זווית המקל כדי לאפשר לעכברים לאחוז באופן פעיל במקל הנייח בקוטר 4 ס"מ שעל הלוח (איור 2C).</li>
	<li>חזור על השלב הקודם כאשר העכבר משחרר את הכף הקדמית עד למיצוי העכבר. לאחר 30 דקות, רוב החולדות לא היו מסוגלות להרים את פלג גופן העליון ולאחוז במקל בגפיהן הקדמיות. הערה: לפני יישום ההתערבות, יש צורך בשבוע של אימון התרגלות על עכברים. משך האימון הראשוני הוא 10 דקות ביום, אשר לאחר מכן יש להגדיל על ידי 5 דקות בכל יום עד להגיע סך של 30 דקות ביום.</li>
	<li>לאחר 30 דקות של אימון, שחררו מיד את העכבר והתירו את הסבך של הצמר כדי למנוע רגליים אדומות ונפוחות הנגרמות כתוצאה מקשירה ממושכת.<ol><li>אם מופיעים נגעים בעור על הקרסול של העכברים לאחר האימון, הפסיקו לאמן את העכברים ופנו לטיפול וטרינרי מקצועי עד שהקרסול בריא.</li>
		<li>חלק מהעכברים מצליחים מדי פעם להשתחרר באמצעות מאבק אינטנסיבי במהלך האימון. העכברים נאבקים כאשר רגליהם האחוריות לא היו מקובעות היטב. כדי להימנע מפציעה עקב מאבק, צפו בעכברים לאורך כל האימון. כאשר נמצא כי הגפיים האחוריות אינן מקובעות היטב או שהעכברים מתחילים להיאבק, שחררו את העכברים וקבעו מחדש. הערה: ניסויים קודמים הראו כי תליית עכברים הפוכה במשך 30 דקות ביום, 5 ימים בשבוע, אינה גורמת לשחיקת הקרסול, בתנאי שהם משוחררים בבוא הזמן10. עכברים יכולים ללמוד ולהתרגל לאימון ב 1-3 מפגשים.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65556/65556fig02.jpg"> איור 2: שיטת קיבוע בעכבר. (A) קשרו את החלק העליון של הקרסול עם חלק. (B) קצה החבל מועבר דרך הרווח ונמשך בחוזקה, ואז מאובטח בנייר דבק. (C) אימוני כוח סטטיים בעכברים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65556/65556fig02large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

חקירת התערבויות תרגול T2DM: מכשיר אימון סטטי לעכברים

<ol><li>Zheng, Y., Ley, S. H., Hu, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+aetiology+and+epidemiology+of+type+2+diabetes+mellitus+and+its+complications%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Endocrino%22%5BJournal%5D)">Global aetiology and epidemiology of type 2 diabetes mellitus and its complications.</a> Nat Rev Endocrino. 14 (2), 88-98 (2018).</li>
<li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+fitness+qigong+and+tai+chi+on+middle-aged+and+elderly+patients+with+type+2+diabetes+mellitus%5BTitle%5D)+AND+%22Public+Lib+Sci%22%5BJournal%5D)">Effects of fitness qigong and tai chi on middle-aged and elderly patients with type 2 diabetes mellitus.</a> Public Lib Sci. 15 (12), e0243989(2020).</li>
<li>Qin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+tai+chi+on+quality+of+life%2C+body+mass+index%2C+and+waist-hip+ratio+in+patients+with+type+2+diabetes+mellitus%3A+A+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Endocrino%22%5BJournal%5D)">Effect of tai chi on quality of life, body mass index, and waist-hip ratio in patients with type 2 diabetes mellitus: A systematic review and meta-analysis.</a> Front Endocrino. 11, 543627(2020).</li>
<li>Yang, H., Wu, X., Wang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+conventional+medical+treatment+plus+Qigong+exercise+on+type+2+diabetes+mellitus+in+Chinese+patients%3A+A+Meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Trad+Chinese+Med%22%5BJournal%5D)">Effect of conventional medical treatment plus Qigong exercise on type 2 diabetes mellitus in Chinese patients: A Meta-analysis.</a> J Trad Chinese Med. 38 (2), 167-174 (2018).</li>
<li>Yu, X., Chau, J. P. C., Huo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effectiveness+of+traditional+Chinese+medicine-based+lifestyle+interventions+on+biomedical%2C+psychosocial%2C+and+behavioral+outcomes+in+individuals+with+type+2+diabetes%3A+A+systematic+review+with+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Nurs+Stud%22%5BJournal%5D)">The effectiveness of traditional Chinese medicine-based lifestyle interventions on biomedical, psychosocial, and behavioral outcomes in individuals with type 2 diabetes: A systematic review with meta-analysis.</a> Int J Nurs Stud. 80, 165-180 (2018).</li>
<li>Ağgön, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+dynamic+and+static+strength+training+on+hormonal+activity+in+elite+boxers%5BTitle%5D)+AND+%22Baltic+J+Health+Phys+Activity%22%5BJournal%5D)">Effect of dynamic and static strength training on hormonal activity in elite boxers.</a> Baltic J Health Phys Activity. 12 (3), 1-10 (2020).</li>
<li>Merico, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+combined+endurance+and+resistance+training+in+Amyotrophic+Lateral+Sclerosis%3A+A+pilot%2C+randomized%2C+controlled+study%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Translat+Myo%22%5BJournal%5D)">Effects of combined endurance and resistance training in Amyotrophic Lateral Sclerosis: A pilot, randomized, controlled study.</a> Eur J Translat Myo. 28 (1), 7278(2018).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eight+weeks+of+high-intensity+interval+static+strength+training+improves+skeletal+muscle+atrophy+and+motor+function+in+aged+rats+via+the+PGC-1%CE%B1%2FFNDC5%2FUCP1+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Interven+Aging%22%5BJournal%5D)">Eight weeks of high-intensity interval static strength training improves skeletal muscle atrophy and motor function in aged rats via the PGC-1α/FNDC5/UCP1 pathway.</a> Clin Interven Aging. 16, 811-821 (2021).</li>
<li>Jun, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+model+for+static+massage+training%5BTitle%5D)+AND+%22Massage+Guid%22%5BJournal%5D)">Animal model for static massage training.</a> Massage Guid. (02), 5-6 (2000).</li>
<li>Wei, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+by+which+static+exercise+improves+insulin+resistance+in+skeletal+muscle+of+type+2+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Chinese+J+Tiss+Eng+Res%22%5BJournal%5D)">Mechanism by which static exercise improves insulin resistance in skeletal muscle of type 2 diabetes.</a> Chinese J Tiss Eng Res. 28 (08), 1271-1276 (2024).</li>
<li>Zhenrui, L., Fang, L., Wu, W., Huang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+static+training+on+upper+limb+motor+ability+in+aged+rats+was+studied+based+on+PGC-1%CE%B1+signal+pathway+RNA+interference%5BTitle%5D)+AND+%22Lishizhen+Medicine+and+Materia+Medica+Research%22%5BJournal%5D)">The effect of static training on upper limb motor ability in aged rats was studied based on PGC-1α signal pathway RNA interference.</a> Lishizhen Medicine and Materia Medica Research. 30 (01), 247-249 (2019).</li>
<li>Lee, S. H., Park, S. Y., Choi, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insulin+resistance%3A+From+mechanisms+to+therapeutic+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Diab+Metab+J%22%5BJournal%5D)">Insulin resistance: From mechanisms to therapeutic strategies.</a> Diab Metab J. 46 (1), 15-37 (2022).</li>
<li>Campos, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exercise+preserves+physical+fitness+during+aging+through+AMPK+and+mitochondrial+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Exercise preserves physical fitness during aging through AMPK and mitochondrial dynamics.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 120 (2), e2204750120(2023).</li>
</ol>

המחברים מצהירים שאין להם מה לחשוף.

אימוני כוח סטטיים יכולים להפחית את הצטברות השומן, לסייע לירידה במשקל ולהגביר את חילוף החומרים8. בנוסף, הוא משפר את הביטוי של PGC-1α וביוגנזה מיטוכונדריאלית בתאי שרירי השלד, מה שמוביל לשיפור חילוף החומרים של גלוקוז בעכברים עם סוכרת מסוג 2 וכתוצאה מכך לירידה ברמות הגלוקוז בדם11. כדי לאשר את ההשפעה והמנגנון של אימון סטטי על T2DM, יש לפתח מכשירים מתאימים לביצוע אימון סטטי על חיות ניסוי.
פרוטוקול זה מציג מכשיר לאימון סטטי בעכברים. הציוד הנדרש, כגון לוחות אקריליק, מקלות, חוטי צמר ואקדחי דבק חם, זמינים, ושיטת הייצור פשוטה וקלה. זה יכול להפחית ביעילות את עלות הניסוי ולהגדיל את ההיתכנות והחזרתיות שלו. שמירה על תנוחה קבועה עבור העכברים במהלך האימון יכולה להיות מאתגרת בעת תכנון מכשיר אימון סטטי. בפרוטוקול זה, ניתן לאבטח את רגלי העכבר לקדמת המקל הקטן על ידי הידוק הצמר הרך. רפלקס הימין גורם לעכבר לכופף את פלג גופו העליון כלפי מעלה, ובכך מאפשר לו לתפוס את המוט מלפנים בכפותיו הקדמיות. המוט קצר, ומגביל את טווח התנועה של הכפות הקדמיות. לאחר שניים או שלושה אימונים של אימון הסתגלותי, העכברים הצליחו לשמור על יציבה יציבה. בשל כוחן המוגבל של הכפות הקדמיות, העכברים מאבדים לעתים קרובות את אחיזתם במוט ההצלבה. הנסיינים צריכים לעקוב אחר עכברים כל הזמן כדי לסייע להם לתפוס את המוט עם הגפיים הקדמיות שלהם ולמנוע מהעכברים פגיעה בשוגג. באמצעות אימון, העכברים יכולים לשמור על תנוחה קבועה למשך 1-2 דקות בכל פעם, חזרה על עצמה מספר פעמים, במשך כ -30 דקות לאחר התשישות. כאשר היו מותשים, העכברים כבר לא גלגלו את בטנם או הרימו את רגליהם הקדמיות. כאשר העכבר הונחה על ידי המקל לאחוז בכפותיו הקדמיות, העכבר יכול היה לתפוס, אך פלג גופו העליון לא היה מסוגל להסתובב כלפי מעלה. התירו את הקשר בהקדם האפשרי לאחר הנחת עכברים, מה שיכול למנוע ביעילות בצקת בקרסול ובלאי.
ניסויים ראשוניים מצביעים על כך שלאחר תקופה של אימון סטטי, רמת הגלוקוז בדם של עכברי סוכרת סוג 2 ירדה באופן משמעותי בהשוואה לקבוצת הביקורת של עכברי המודל. שרירי השלד הם מרכיב קריטי במטבוליזם של גלוקוז היקפי והוא חיוני לשמירה על הומאוסטזיס גלוקוזבדם 12. ניתוח מיקרוסקופ אלקטרונים הצביע על כך שניוון חמור התרחש בתאי גסטרוקנמיוס של עכברי T2DM, בעוד שאימון סטטי נמצא כמפחית את ניוון רקמת השריר. ממצאים אלה מצביעים על כך שאימון סטטי עשוי להיות מעורב בוויסות תפקוד שרירי השלד. מחקרים הראו כי שמירה על תפקוד שרירי השלד מושפעת באופן משמעותי מהדינמיקה של המיטוכונדריה13. נצפתה ירידה ניכרת במספר המיטוכונדריה וחוסר פעילות מיטוכונדריאלית בתאי שריר הגסטרוקנמיוס בקבוצת מודל עכברי T2DM בהשוואה לעכברי בר ועכברי פעילות סטטית. ממצאים אלה מצביעים על כך שאימון סטטי עשוי לקדם את תפקוד שרירי השלד על ידי שיפור תפקוד המיטוכונדריה בתאי שריר השלד. בהתבסס על תוצאות הניסוי הקודם, ניתן לקבוע כי אימון סטטי יכול לשפר באופן משמעותי את רמת הגלוקוז בדם ואת חילוף החומרים של אינסולין בעכברי סוכרת סוג 2. מנגנון ההתערבות עשוי להיות קשור לוויסות תפקוד שרירי השלד במיטוכונדריה על ידי אימון סטטי.
לפרוטוקול זה יש כמה מגבלות. בתחילה, היה קושי לקשור בנפרד את הגפיים האחוריות של עכברים על ידי אדם אחד, מכיוון שנדרש מאדם אחד לאחוז ברגליו האחוריות בעוד שאחר ביצע את הקשירה. עם כמה התאמות ומיומנות מוגברת מצד הנסיין, העכברים הפכו נוחים יותר. זה איפשר קשירה עצמאית של הרגליים האחוריות. בנוסף, הצמר הרך עשוי להפחית את שטפי הדם בקרסוליים של העכברים.
לסיכום, פרוטוקול זה מספק שיטה פשוטה להכנת ציוד אימון סטטי לעכברים. באופן דומה, ציוד אילוף סטטי פשוט עבור חולדות יכול להיעשות על ידי הגדלת גודל לוחות ומקלות. המכשיר יכול לשמור על התכווצות איזומטרית שרירים של גפיים של עכברים כדי לאמת את השפעת ההתערבות של תרגיל סיני מסורתי על סוכרת סוג 2 ולספק נקודת מבט רעננה לטיפול הקליני בסוכרת סוג 2.

סוכרת מסוג 2 (T2DM) היא מחלה כרונית המאופיינת בתנגודת לאינסולין ובתפקוד לקוי של תאי β המהווה איום משמעותי על הבריאות העולמית1. פעילות גופנית היא התערבות חיונית בניהול סוכרת מסוג 2. מחקרים רבים הראו כי שיטות תרגול סיניות מסורתיות, כגון טאי צ'י ובא דואן ג'ין, משפרות באופן משמעותי את רמות הגלוקוז בדם ואת איכות החיים של אנשים עם סוכרת סוג 2,3,4,5. כדי לבצע תנועות אלה, על המאמן לשמור על גוף יציב ותנוחה משותפת לתקופה מסוימת. התנוחה הסטטית נשמרת על ידי ביצוע התכווצויות שרירים סטטיות, המכונה בדרך כלל כוח סטטי6.
עם זאת, מנגנון ההתערבות באימוני כוח סטטיים בסוכרת סוג 2 לא הובהר. כדי לענות על שאלה זו, ניסויים בבעלי חיים הם חיוניים. במהלך תרגילים איזומטריים, השרירים מופעלים, לשמור על אורך קבוע, בבטחה להשיג מתח מקסימלי7. בניסויים באימוני כוח סטטיים, חיית הניסוי נדרשת לבצע התכווצויות שרירים איזומטריות ולשמור על מצב זה של כיווץ שרירים. כיצד ליישם אימוני כוח סטטיים על עכברים, חולדות וחיות מעבדה אחרות הפך לבעיה גדולה במחקר. ראשית, בעלי חיים מתקשים לציית לפקודות ומכווצים את שריריהם כנדרש. שנית, קשה לבעל החיים לשמור על עמדה יציבה תחת התנגדות, ולא ניתן להשיג את מטרת התכווצות השרירים האיזומטרית. בעת מתן אפשרות לבעלי חיים להתאמן כנדרש, חשוב לטפל בדאגות הקשורות לרווחת בעלי חיים, כגון הקלה על מתח וחרדה, מזעור כאב ושיפור התנאים הכלליים. פרוטוקול זה מתייחס למודל אימון סטטי עבור חולדות 8,9, וכאן אנו מציגים מכשיר פשוט לאימון סטטי של עכברים. כאשר רגליהם האחוריות של עכברים מורמות, שרירי הבטן שלהם מתכווצים עקב רפלקס הימין, הכפות הקדמיות אוחזות במוט הצולב, ואז הגפיים הקדמיות והאחוריות מתכווצות כנגד כוח הכבידה. העכברים אינם יכולים לזוז לאחר אחיזת המוט הקצר, וכתוצאה מכך השרירים שלהם נמצאים במצב של כיווץ איזומטרי.

<table><tbody><tr>לוחות <td></td><td></td><td>אקריליק</td><td>לוחות אקריליק שקופים בעובי 5 מ"מ. הגודל צריך להיות גדול מ-20 ס"מ ופעמים; </td></tr><tr><td>קופסאות</td><td></td><td></td> 20 ס"מ <td>שתי קופסאות באותו גובה (15 ~ 20 ס"מ)</td></tr> <tr><td>ELISA KIT</td><td></td><td>H203-1-2</td><td>נאנג'ינג ג'יאנצ'נג מכון ביו-הנדסה</td></tr><tr><td>אקדח</td><td></td><td></td> דבק חם <td>נמס הימנע מלגעת בראש האקדח כדי לגרום לכוויות</td></tr><tr><td>סכינים</td><td></td><td></td><td>אין דרישה מיוחדת</td></tr><tr><td></td><td>טבליות מטפורמין</td><td>1396309</td> מספריים <td>סיגמא</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>אין דרישה מיוחדת</td></tr><tr><td>מקלות</td><td></td><td></td> מספר <td>מקלות עץ בקוטר 3 מ"מ</td></tr><tr><td>סטרפטוזוטוצין</td><td></td><td>S0130</td><td>סיגמא</td></tr><tr><td>טייפ</td><td></td><td></td><td>אין דרישה מיוחדת</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים שידור (TEM)</td><td></td> <td>HT7700</td><td>HITACHI&nbsp;</td></tr></tbody></table>

שיטת אימון כוח סטטית לעכברים סוכרתיים מסוג 2

Static Strength Training Method for Type 2 Diabetic Mice

הטיפול בסוכרת מסוג 2 (T2DM) מהווה קושי משמעותי בשיפור בריאות החולה. פעילות גופנית היא אחת ההתערבויות העיקריות עבור סוכרת סוג 2. אימוני כוח סטטיים הם אחת מצורות המפתח של הספורט המסורתי בסין. מחקרים מראים כי אימון כוח סטטי הוא שיטה קלינית יעילה להתערבות T2DM, אך אין מכשיר ניסיוני המתאים לאימון סטטי בעכברים. אחד הקשיים במעבר ממחקר קליני למחקר בסיסי הוא לתכנן מכשירים ניסיוניים מתאימים. על מנת להמשיך ולחקור את מנגנון ההתערבות באימון סטטי בסוכרת סוג 2, מוצגת במאמר זה שיטה פשוטה ליצירת מכשיר אימון סטטי לעכברים. מכשיר זה יש את היתרונות של פעולה פשוטה, חומר זול, היתכנות גבוהה. מחקרים קודמים שנערכו תחת פרוטוקול זה הראו כי אימון סטטי יכול להפחית ביעילות את רמות הגלוקוז בדם ולשפר את תפקוד המיטוכונדריה של תאי שריר השלד בעכברי סוכרת סוג 2. מטרת החדרת מכשיר זה היא לקדם מחקר על מנגנון התרגול המסורתי בהתערבות של סוכרת סוג 2 ולהניח בסיס להתערבות כמותית של פעילות גופנית.

בעקבות הפרוטוקול לעיל, הגפיים האחוריות של העכבר קבועות, והגפיים הקדמיות תופסות באופן אוטונומי את המוט הקדמי. טווח התנועה הצר שומר על העכבר במצב קבוע יחסית. השרירים של עכברים ניתן לאשר להתכווץ על ידי נגיעה בשרירי הבטן והרגליים שלהם. הדבר עולה בקנה אחד עם הצורך במצב של כיווץ שרירים איזומטרי באימוני כוח סטטיים. אילוף עכברים על פי הפרוטוקול, עם העלייה בזמני האימונים, יסייע לעכברים להסתגל לאילוף תוך הפחתת הרצון שלהם להיאבק. ניתן להימנע ממאבק לברוח.
השפעות על רמת הגלוקוז והאינסולין בדם בעכברי סוכרת סוג 2 24 עכברי C57BL/6J חולקו באופן אקראי לקבוצת הביקורת (n=6) ולקבוצת מודל T2DM (n=18). עכברי T2DM חולקו באופן אקראי לקבוצת המודל, קבוצת האימון וקבוצת המטפורמין. לא ניתנה מידול או התערבות לקבוצת הביקורת, ולא ניתנה התערבות לעכברים בקבוצת המודל. העכברים בקבוצת האימון קיבלו 30 דקות של אימוני כוח סטטיים פעם ביום, 5 ימים בשבוע במשך 3 שבועות. עכברים בקבוצת המטפורמין קיבלו מטפורמין 200 מ"ג/ק"ג פעם ביום במשך 3 שבועות. התוצאות של גלוקוז בדם בצום (FBG) לאחר 3 שבועות של התערבות מוצגות באיור 3A. כפי שניתן לראות באיור, רמות ה-FBG של עכברי מודל T2DM היו גבוהות משמעותית מאלה של עכברי הביקורת. עכברים שאומנו באימון סטטי הראו רמות FBG נמוכות משמעותית בהשוואה לקבוצת המודל, דבר המצביע על כך שאימון סטטי יעיל בהפחתת FBG בעכברי סוכרת סוג 2. רמות האינסולין בסרום בצום (FINS) בקבוצת המודל היו נמוכות משמעותית מאשר בקבוצת הביקורת, כפי שניתן לראות באיור 3B. בקבוצות האימון והמטפורמין, רמות ה-FINS עלו בהשוואה לקבוצת המודל. באיור 3C, לעכברים בקבוצת המודל היה מדד עמידות גבוה משמעותית לאינסולין (HOMA-IR) בהשוואה לעכברים בקבוצת הביקורת, בעוד שה-HOMA-IR בקבוצות האימון הסטטי והמטפורמין היה נמוך משמעותית מזה של קבוצת המודל, מה שמדגים את יעילותם בהקלה על מצב התנגודת לאינסולין של עכברי סוכרת סוג 2. תוצאות אלה מראות כי לאסטרטגיית אימוני הכוח הסטטיים המסופקת על ידי משטר זה יש השפעות דומות למטפורמין בוויסות רמת הגלוקוז בדם של עכברי T2DM.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65556/65556fig03.jpg"> איור 3: רמות סוכר ואינסולין בדם. (A) השוואה בין רמות הגלוקוז בדם בצום בעכברי סוכרת סוג 2 לאחר 3 שבועות של התערבות. * p &lt;0.05 לעומת קבוצת ביקורת, # p &lt;0.05 לעומת קבוצת מודלים. (B) השוואה של רמות אינסולין בסרום בצום בעכברי סוכרת סוג 2 לאחר 3 שבועות של התערבות. * p &lt;0.05 לעומת קבוצת ביקורת, # p &lt;0.05 לעומת קבוצת מודלים. (C) השוואה של מדד עמידות לאינסולין בעכברי סוכרת סוג 2 לאחר 3 שבועות של התערבות. * p &lt;0.05 לעומת קבוצת ביקורת, # p &lt;0.05 לעומת קבוצת מודלים. ניתוח חד-כיווני של שונות (ANOVA) בוצע לצורך ניתוח סטטיסטי. נתונים כמותיים מבוטאים כממוצע ± SEM (n = 6). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65556/65556fig03large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
השפעות על שרירי השלד בעכברי T2DM הגסטרוקנמיוס של עכברים נצפה במיקרוסקופ אלקטרונים תמסורת. בהשוואה לעכברי ביקורת, שרירי השלד של עכברי T2DM היו מנוונים, המבנה של המיופיברילים היה רופף, וסידור הסרקומרים היה לא סדיר (איור 4A, B). לאחר האימון הסטטי המתואר בפרוטוקול, איור 4C מראה את המבנה ההדוק של סיבים מיוגניים במבנה השריר ואת הסידור הסימטרי של מקטעי שריר מקומיים. זה מצביע על כך שאימוני כוח סטטיים יכולים לווסת את המורפולוגיה של שרירי השלד בעכברי T2DM. מצד שני, בגסטרוקנמיוס של עכברי ביקורת, המיטוכונדריה היו מפוזרים באופן מקומי, עם קרומים שלמים, ומיטוכונדריה מחולקת מקומית או מאוחה (מסומנת על ידי חצים אדומים). באופן דומה, בשרירי השלד של עכברים לאחר אימון כוח סטטי, מספר המיטוכונדריה תקין; חלקם כמובן מאוחים או מחולקים (חץ אדום). במודל T2DM בעכברים, לעומת זאת, מספר המיטוכונדריה קטן יותר, ויש פעילות נמוכה. (ראה איור 4) זה מצביע על כך שאימוני כוח סטטיים עשויים להשפיע על תפקוד המיטוכונדריה ועל הפעילות בתאי שרירי השלד.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65556/65556fig04.jpg"> איור 4: השפעת אימון סטטי על שרירי השלד של עכברי T2DM. (A) קבוצת ביקורת; (B) קבוצת דגמי T2DM; (ג) קבוצת אימון סטטית. M מייצג מיטוכונדריה. פסי קנה מידה לבן מייצגים 50μm, וסרגלי קנה מידה אדומים מייצגים 10μm. התמונה התחתונה היא הגדלה חלקית של התמונה העליונה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65556/65556fig04large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

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.

The treatment of type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a major difficulty in improving patient health. Exercise is one of the main interventions for T2DM. ...

טיפול בפעילות גופנית מוכר כאמצעי חשוב לטיפול בסוכרת ברחבי העולם. בניסויים קליניים קודמים, אנו מאשרים כי תרגילים סיניים לא מסורתיים יכולים להקל ביעילות על הסימפטום של סוכרת מסוג 2 בחולים. לכן, תכננו את המחקר הזה כדי לנסות להבין כיצד פעילות גופנית מסורתית עובדת.על מנת לחקור את ההשפעה של פעילות גופנית על סוכרת ולקבל תובנות נוספות, אנו משתמשים בטכניקות כגון תערובת מטבולית ותמלול כדי לערבב עבור המחקר שלנו. המנגנונים המולקולריים המשפיעים על סוכרת מסוג 2 מורכבים מאוד, וכוללים מספר מסלולים גנטיים, מטבוליים ודלקתיים, אך האתגר הוא לזהות ולבחור מסלול מסוים לטיפול במחלה בצורה הטובה ביותר ללא תופעות לוואי.

static-strength-training-method-for-type-2-diabetic-mice

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

גירעונות בכוח השרירים להתרחש בתנאים רבים קליניים כגון מחלת הנוירון מוטורית. המסך ההפוך ובדיקות הרמת משקולות מתוארות כאן כוח למדוד בעכברים באופן כמעט בלעדי, עם השפעה מינימאלית של גורמים כגון תיאום.

מדידת עוצמת העכברים

מודל murine של גירוי חשמלי neuromuscular (NMES), שיטת קליני בטוח ולא יקר, אל השרירים תא הקדמי מתואר. מודל זה יש את היתרון של שינוי התקן קליני זמינים לצורך לעורר התכווצויות שרירים ממוקד וספציפי בעכברים.

דגם Murine של אימון שרירים באמצעות גירוי חשמלי neuromuscular

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

ההשפעה של אימון התנגדות לטווח קצר על קשישים נחקרה באמצעות שימוש בו זמנית של מספר שיטות. בהשוואה לקבוצת ביקורת, נמצאו שיפורים רבים, כולל על יכולת השריר האירובי, סובלנות גלוקוז, כוח, כוח ואיכות שרירים ( כלומר, חלבון המעורב בתא איתותים והרכב סיבי שריר).

שיפור כוח, כוח, יכולת שריר אירובי, סובלנות גלוקוז באמצעות אימון לטווח קצר כוח מתמשך בקרב אנשים קשישים

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

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.

דגם גלגל ריצה פשוט וזול לאימוני התנגדות פרוגרסיביים בעכברים

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 מתאר שיטה להשראת קרדיומיופתיה סוכרתית באמצעות שילוב של האכלה בתזונה עתירת שומן והזרקת סטרפטוזוטוצין. גישה זו שואפת לספק מסגרת אמינה לחקירה מדעית של קרדיומיופתיה סוכרתית ולחקור דרכים פוטנציאליות ליישומי טיפול קליני.

מידול והערכה של מודל קרדיומיופתיה סוכרתית בעכברים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להקמת מודל עכברי של קרדיומיופתיה סוכרתית ומכשיר קיבוע אלקטרו-אקופונקטורה של עכבר לשימוש באלקטרו-אקופונקטורה בעכברים, שיכול לתקן את העכברים בעדינות רבה יותר במהלך הטיפול.

ייצור מכשיר קיבוע אלקטרו-אקופונקטורה לעכבר לטיפול מקדים באלקטרואקופונקטורה במודל עכבר קרדיומיופתיה סוכרתית

מחקר זה מציג מכשיר עיסוי בטן לעכברים המשכפל עיסוי ידני תוך מזעור מתח ונזק לרקמות. המכשיר מוריד משמעותית את רמות הגלוקוז בדם, משפר את חילוף החומרים של השומנים ומשפר את הרגישות לאינסולין בעכברי סוכרת מסוג 2, ומציע גישה טיפולית מבטיחה ולא פולשנית עם פוטנציאל קליני.

קיבוע ושיטת הפעלה לעיסוי בטן בעכברי T2DM

חקור את השפעת האימון הסטטי על סוכרת מסוג 2 בעכברים באמצעות ציוד לאימון איזומטרי. שיטה זו מאפשרת לחוקרים לבחון מסלולים מולקולריים ולפתח אפשרויות טיפול חדשות.

שיטת אימון כוח סטטית לעכברים סוכרתיים מסוג 2

גלה סרטונים נוספים