Abstract
هناك زيادة كبيرة في الوعي بالأثر الإيجابي لممارسة الرياضة على تحسين العديد من الحالات المرضية مع أساس العصبية. تشمل هذه تحسين الوظيفة الإدراكية والأداء الجسدي. ونتيجة لذلك، هناك زيادة في عدد من الدراسات على الحيوانات التي تستخدم ممارسة الرياضة. ويقال إن القيمة الجوهرية واحدة من ممارسة القسري هي أن المحقق لديه السيطرة على العوامل التي يمكن أن تؤثر على تأثير التمرينات الرياضية على النتائج السلوكية، لا سيما ممارسة التردد، والمدة، وشدة ممارسة نظام. ومع ذلك، والامتثال في نظم ممارسة القسري قد يكون مشكلة، خاصة إذا يفند المحتملة لتوظيف القدم صدمة هي التي ينبغي تجنبها. ومن المهم أيضا النظر إلى أنه منذ تضرب معظم إدراكيا والحركي للفرد في العمر، تحديد تأثير التمرينات الرياضية على هذه العاهات يجب النظر في استخدام القوارض سن مع أعلى مستوى ممكن من الامتثال لضمان الحد الأدنى من الحاجة إلى اختبار سوbjects. هنا، ستعرض الخطوات ذات الصلة والاعتبارات اللازمة لتحقيق الامتثال ما يقرب من 100٪ إلى المطحنة ممارسة في نموذج القوارض العمر ومناقشتها. بغض النظر عن نظام ممارسة معينة يجري استخدامها من قبل المحقق، وينبغي أن يكون لدينا بروتوكول الاستخدام للمحققين التي تهتم بشكل خاص في الأثر المحتمل لممارسة القسري على المتصلة بالشيخوخة العاهات، بما في ذلك الرعاش المتصلة بالشيخوخة ومرض باركنسون.
Introduction
استراتيجيات نمط الحياة موسع التي يمكن إما منع أو تخفيف ضعف في الإدراك والحركة وكلا غالبا ما ترتبط مع الشيخوخة، تكتسب الجر وممارسات قابلة للحياة للحفاظ على الصحة والرفاه 1،2. على سبيل المثال، معتدلة الى ممارسة صارمة على أساس أسبوعي وثابت عند الرجال في منتصف العمر يمكن أن تزيد بشكل كبير قدرات الحركي مقارنة مع أقرانهم في سن بالمثل مع تقدم العمر 3. وعلاوة على ذلك، تشير أدلة متزايدة على أن هذه الاستراتيجيات نمط الحياة، مثل ممارسة التمارين الرياضية، يمكن أن تخفف أو حتى العاهات المرتبطة بالأمراض العصبية مثل مرض باركنسون (PD) 4 عكس.
كما تم توجيه الجهود لفهم الآليات الجزيئية من العاهات المرتبطة بالشيخوخة نحو تحديد كيف استراتيجيات موسع، مثل ممارسة الرياضة، عكس أو تخفيف من الآليات التي تساهم في مثل هذه العاهات. ممارسة مفرغه هي واحدة من هذه STRATايجى يجري استخدامها بشكل متزايد في نماذج من PD 5-7 وضعف الادراك 1، حيث لا يزال يجري تحديد الآليات وراء التحسينات في الحركي أو الوظائف المعرفية. ومع ذلك، من المهم أن نشير إلى أن الشيخوخة هي الخلفية العصبية الحيوية من PD. وبالتالي، لأي الترجمة المحتملة من ممارسة أي فائدة في نموذج حيواني أن تتحقق في حالة الإنسان يجب أن تأخذ في الاعتبار الخلفية العصبية الحيوية الشيخوخة. على سبيل المثال، الآليات التعويضية التي درء ضعف الحركي خلال PD التقدم يمكن أن تنال من عملية الشيخوخة 8. وبالتالي، فإنه من المعقول أن يجب تطوير النماذج العملية التي لا ننظر فقط إلى تأثير الشيخوخة سواء في وجود أو عدم وجود علم الأمراض، ولكن هذا أيضا يمكن أن تبدأ والحفاظ عليها في القوارض المسنين.
ولذلك، في النظر في الشيخوخة على خلفية العصبية الحيوية، واختيار من سلالة الفئرانوينبغي النظر بعناية من قبل المحقق. تتوفر للدراسات الشيخوخة عدة سلالات الفئران، ولا سيما فيشر 344 وبراون النرويج / فيشر 344 F 1 (BNF) هجين. ويشيع استخدامها سبراغ داولي الفئران (سلالة الأباعد) هو أيضا قابلة لمثل هذا الاستخدام، كما أنها تستخدم عادة في نماذج الأمراض العصبية، مثل نموذج PD-6 hydroxydopamine. مختبرنا يستخدم كل من سبراج داولي وBNF سلالات في الشيخوخة والعمل الأمراض العصبية التنكسية. في هذا التقرير، سنقدم نتائج تسليط الضوء على بروتوكولات ممارستنا باستخدام كل السلالات. بالنسبة لأولئك المحققين تركز بشكل صارم على الدراسات المرتبطة بالعمر، سلالة BNF يقدم بعض المزايا الهامة. أولا، فمن نسبيا أقل عرضة للاضطرابات المرتبطة بالشيخوخة مثل (الأورام) ولها طول العمر استثنائي (نموذجي عمر يتجاوز 30 شهرا) بالمقارنة مع السلالات الأخرى. لديهم أيضا أقل تقلب في مجموعة متنوعة من النتائج الفسيولوجية والسلوكية 9، ود هي أيضا مناسبة للتحقيق في النهج التي تدخل في عملية الشيخوخة. وعلاوة على ذلك، والتجارب مثل ممارسة القسري تتطلب معالجة كبيرا من قبل المحقق، والتصرف لطيف من سلالة BNF هو مفيد. المتصلة بالشيخوخة والتغييرات في محتوى الدوبامين أنسجة الجسم المخطط والدماغ المتوسط، فضلا عن النشاط الحركي تغييرات مماثلة على الفئران والقرود BNF 10-11. يحتوي مختبرنا أيضا خبرة واسعة مع توصيف والتلاعب مخططي والدماغ المتوسط مما يشير الدوبامين وكذلك النشاط الحركي في سلالة BNF 12-16. ولذلك، لأن خطر أمراض أخرى استنادا neurobiologically-يزيد مع الشيخوخة، النماذج الحيوانية للمرض الاعصاب ينبغي أن تنظر في استخدام سلالات القوارض مع سجل حافل واسعة من استخدامها في دراسات الشيخوخة.
بروتوكول لدينا هنا أيضا يتناول بعض القضايا الحرجة أن المحقق يجب أن تنظر في تفسير نتائجها obtaineد من بروتوكول ممارسة الرياضة. جهاز القوارض مفرغة (استخدام التي سوف تسلط الضوء في هذا التقرير)، وقد تم تجهيز عادة مع لفائف الصدمات الكهربائية في الجزء الخلفي من كل حارة من مطحنة التي يمكن إبطال مفعولها. ولكن عندما يتم تنشيط هذه الملفات صدمة كهربائية، يتم تسليم footshock صغير لهذا الموضوع لأنه يأتي في اتصال مع لفائف. وغالبا ما تستخدم هذه الاستراتيجية في الدراسات العملية لتسهيل الامتثال لممارسة مفرغة. هذه نقطة حاسمة للنظر فيها، خاصة بالنسبة لأولئك المحققين المعنيين بالدراسات السلوكية التي تتأثر dopamine- أو بافراز-الإشارات. footshock الكهربائي هو الإجهاد الفسيولوجي، كما تم توثيقه جيدا تأثيرها على نظامي العصبي، مع زيادة تفعيل هيدروكسيلاز التيروزين 17-18. وبالتالي، زيادة الحيوي إما من الناقل العصبي يمكن أن يتغلب على تفسير أي تأثير ممارسة الرياضة، مما يجعل المحقق مسؤولا عن تفسير ما إذا كان أيومن المقرر صارما لنظام ممارسة أو الإجهاد footshock التغير الملحوظ في السلوك بعد التمرين. الأهم من ذلك أن المقترح القسري ممارسة نظام لا توظف استخدام footshock في أي نقطة في التأقلم مفرغة أو ممارسة فترات التدريب.
تتطلب نظم ممارسة ناجحة أيضا الامتثال لممارسة أقصى من اختبار المواضيع. توظيف footshock من أجل تحقيق الامتثال يمكن أن تربك تفسير النتائج التجريبية عندما يرتبط هذا الاجراء يعتمد على ناقل عصبي مما يشير إلى أن يتأثر footshock (كما نوقش سابقا). وبالتالي، فإن التحدي هو الحصول على القوارض، وخاصة الذين تتراوح أعمارهم بين القوارض، للامتثال لممارسة نظام. والهدف المرغوب في أي ممارسة نظام هو تحقيق الامتثال ما يقرب من 100٪، حيث سيؤدي ذلك إلى تقليل عدد الحيوانات اللازمة لاستكمال ممارسة نظام. على وجه التحديد، والحد الأقصى الامتثال لممارسة وتفسير نتائج ممارسة نظام يمكن بالبريد التي تم الحصول عليها في منطقتنا ممارسة نظام نتيجة لعدة إجراءات ما قبل العملية بما في ذلك، 1) دورة ضوء الظلام العكسية التي تمكن الحيوانات أثناء ممارسة النشطة أعقاب) دورة (، 2) ضمان خطوط أساس الأداء الحركي متساوون قبل فصل السيطرة وممارسة الجماعات، و 3) تقديم الموضوعات اختبار لفترة التأقلم التي تعرفهم تدريجيا إلى متطلبات ممارسة نظام. هنا، فإن الاعتبارات والخطوات التجريبية المذكورة اللازمة لتحقيق الامتثال ما يقرب من 100٪ إلى المطحنة ممارسة في القوارض الذين تتراوح أعمارهم بين (> 18 شهرا من العمر) سيتم تقييمها وعرضها. أخيرا، والبيئة المرتبطة التمرينات الرياضية قد تكون مرهقة، وعلى هذا النحو، وإمكانات الحالية يفند لتحديد الآثار الفسيولوجية محددة لممارسة الرياضة. يتحكم بروتوكول لدينا أيضا من أجل التعرض للبيئة الذي يحفز التوتر المحتملة للحلقة مفرغة من قبل بما في ذلك مجموعة nonexercise في كل جانب من جوانب مرحلة التأقلم (بما في ذلك مودست مفرغة تشغيل) ووضعها على جهاز المشي الثابت خلال التمرينات مفرغة. وبالتالي، يهدف هذا البروتوكول إلى وصف التدابير اللازمة لتحديد الأثر الفسيولوجي لممارسة الرياضة وحدها.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
وتجرى جميع الإجراءات التالية وفقا للجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي في مركز العلوم الصحية LSU-شريفيبورت، ويتوافق مع المبادئ التوجيهية المعهد الوطني للصحة.
1. إجراءات ما قبل العملية
ملاحظة: وضع جدول زمني لكافة الإجراءات ذات الصلة في هذا التمرين نظام القسري وتخطيطي في الشكل 1.
الرقم 1. القسري ممارسة نظام زمني. هذا الجدول الزمني تفاصيل الأحداث الهامة من كل مرحلة من مراحل هذا التمرين النظام خلال كل أسبوع من الدراسة. مرحلة ما قبل التأقلم (1-2 أسابيع) تتضمن معالجة المجرب والنشاط الحركي الأساسي. خلال مرحلة التأقلم (3-4 أسابيع) جميع الفئران الخضوع 3 أيام من التدريب التأقلم ثهنا يجلسون على جهاز المشي الثابت ثم 10 يوما من التدريب التأقلم إلى حلقة مفرغة. مطلوب ما لا يقل عن جولتين من ممارسة (1 الجولة = 12 أيام متتالية) تليها فترة راحة 2 أسابيع خلال مرحلة التمرينات (5-10 أسابيع). القياسات السلوكية و / أو الكيميائية العصبية ويمكن إجراء هذه خلال فترات الراحة. وعلاوة على ذلك، يمكن تعديل هذا النظام لتشمل جولات متعددة من التمارين في هذه المرحلة. يتم قياس وزن الجسم في جميع مراحل الدراسة على أساس أسبوعي، وقبل (الدورة الأولى) وبعد (الدورة الماضية) كل مرحلة من مراحل هذا التمرين نظام. يتم تعيين عشرات التمرينات مفرغه بعد جميع دورات التأقلم وتدريب وممارسة، وتتراوح من 1-4، مع 4 كونه أعلى درجة ممكنة. لفترة وجيزة، تم تعيينه على درجة تدريب 4 عندما تمارس الفئران الدورة التدريبية بأكملها دون مساعدة. وبالمثل، تعيين على درجة تدريب 3 عند الفئران تتطلب الحد الأدنى من المساعدة (التي تعرف بأنها: المساعدة لأقل من 25٪ من وقت الدورة التدريبية) من المجرب. تعيين النتيجة تدريب 2 عندما تتطلب الكثير من الفئران المساعدة (التي تعرف بأنها: المساعدة لأكثر من 25٪ من الوقت للدورة التدريب) من المجرب خلال الدورة ممارسة الرياضة. أخيرا، تخصيص النتيجة تدريب 1 إلى الفئران التي هي غير ملتزم وتفشل في إكمال جلسة التمرين.
- لدى وصوله إلى المستعمرة الحيواني، منفصلة ومنفردة إيواء جميع المواد في أقفاص علب الأحذية القياسية. توفير الغذاء والمياه الإعلانية بالمال وبالشهرة أيضا لمواضيع طوال فترة الدراسة بأكملها.
- الحفاظ على 12 ساعة ضوء الظلام دورة العكسية (أضواء على 1800-0600 ساعة) في مستعمرة الحيوانية، والسماح المواضيع حتى يتأقلم لهذه الدورة مدة لا تقل عن أسبوع واحد. أداء جميع التجارب السلوكية خلال النشطة (المظلمة) دورة هذا الموضوع، وو 1-2 ساعة قبل التغيير دورة ضوء الظلام.
- ابتداء أسبوعين قبل أي تجارب السلوكية، والتعامل مع جميع المواد الدراسية اختبار لعدة دقائق[أوتس] يوميا لتعريف الموضوع مع المجرب، وإلى خفض التوتر الناجم عن الجدة لبيئات غير مألوفة، مثل غرفة الحركي ومفرغه.
- قياس كل موضوع في وزن الجسم مرة في الأسبوع، وعلى الفور قبل (الدورة الأولى) وبعد (الدورة الماضية) كل فاصل زمني كبير من ممارسة نموذج.
2. تقييم خط الأساس الحركي آخر: تحديد القسري ممارسة مهام المجموعة
- تقييم النشاط الحركي العفوي كل موضوع لمدة 60 دقيقة / يوم لمدة 5 أيام متتالية لإنشاء قدرات الحركي خط الأساس. إجراء جلسات النشاط الحركي الآلي في غرف النشاط الحركي المجال مفتوح يتكون من مربع شبكي (45 × 45 × 20 سم 3) مع شبكة من عوارض الأشعة تحت الحمراء مثبتة أفقيا وعموديا كما هو مقترح في دليل المنتج.
- في بداية كل يوم من التقييمات النشاط الحركي، والحمل، وإعداد الكمبيوتر وsoftwaإعادة برنامج متصلا مجال مفتوح غرف النشاط الحركي من أجل تسجيل عدد من فواصل شعاع (النشاط الحركي) خلال كل دورة.
- إضافة حوالي 2 كوب من الصنوبر الفراش رقاقة إلى أرضية الغرفة الحركي قبل كل دورة.
- نقل مواضيع من مستعمرة حيوانية إلى غرف النشاط الحركي في أقفاص وطنهم فورا قبل جلسة النشاط الحركي بهم. تحميل موضوعات في غرفة الحركي المسندة إليها تحت الضوء الأحمر، وبدء جلسة 60 دقيقة على الكمبيوتر بمجرد أن يتم وضعها في الغرفة.
- عند الانتهاء من الدورة النشاط الحركي، وإزالة المواد من غرفة الحركي وإعادتها إلى أقفاصها تحت الضوء الأحمر. العودة فورا الموضوعات العودة إلى المستعمرة الحيواني.
- إزالة الفراش من الغرفة وتنظيف الجدران وأرضية الغرفة مع 50٪ من الإيثانول بعد كل دورة.
- كرر الخطوات من 2،3-2،6 لدورات إضافية الحركي كليوم حسب الحاجة إلى أن يتم اختبار جميع المواد الدراسية. إجراء جميع دورات النشاط الحركي في الظلام، خلال دورة النشطة الحيوان، و1-2 ساعة قبل التغيير دورة ضوء الظلام.
- لحساب إمكانية التعود إلى غرف النشاط، وتناوب كل موضوع بين الغرف المتاحة بحيث يتم قياس النشاط الحركي في غرفة مختلفة عن اليوم السابق.
- إذا كانت بحاجة إلى جلسات متعددة تجرى في يوم واحد، تغيير ترتيب الاختبار بحيث يتم اختبار المواضيع في ترتيب مختلف عن الجلسة السابقة.
- من البيانات الناتجة عن البرمجيات المستخدمة لقياس النشاط الحركي، وتحديد النشاط الحركي الأساسي لكل حيوان مع المعلمات الحركي 5 التالية: المسافة الإجمالية سافر (سم)، والنشاط الأفقي (عدد فواصل شعاع)، وعدد الحركة (عدد الحركات بدأت) وأمضى الوقت تتحرك (ثانية)، وسرعة الحركة (سم / ثانية).
- من أجل تعيين الممارسهالبريد والمجموعات nonexercise، وحساب القيمة المتوسطة في جميع جلسات 5 لكل من المعلمات الحركي 5 المذكورة في الخطوة 2.9 أعلاه.
- من هذه المعايير 5، تحديد وممارسة nonexercise (السيطرة) مجموعات بحيث مجموعة متساو من النشاط الحركي يتمثل في كلا المجموعتين. بهذه الطريقة، الزوج الفئران معا على أساس قدرات حركة مماثلة، وتعيين الجرذ واحدة إلى مجموعة ممارسة الرياضة والفئران واحدة إلى مجموعة nonexercise. وهكذا، على سبيل المثال، زوج اثنين من الفئران التي تظهر أعلى متوسط جميع المعلمات الحركي 5 معا، وتعيين الجرذ واحدة إلى مجموعة التمرين والآخر إلى مجموعة nonexercise (يتم اختيار فريق مهمات عشوائيا). كرر هذه العملية للمواد المتبقية.
- الحفاظ على الاقتران في جميع أنحاء كامل القسري وممارسة نظام لتحليل كل البيانات.
- إذا المجرب مهتمة آثار على ممارسة النشاط الحركي، وقياس بعد ممارسة النشاط الحركي شالغناء نفس الإجراءات الموضحة في الخطوات 2.1-2.8.1 ابتداء من اليوم بعد الدورة ممارسة مفرغة الماضي. ملاحظة: إذا كان المحقق مهتم و / أو النشاط الحركي التصاريح البرمجيات الآلي، ودراسة التدابير المتعلقة القلق (أي الوقت الذي يقضيه في محيط مقابل مركز غرفة النشاط) لتقييم القلق النسبي من الموضوعات خلال تقييم النشاط الحركي.
3. التأقلم على المطحنة
- إجراء كافة الإجراءات المتعلقة ممارسة مفرغه على القوارض بمحركات مفرغه مع الممرات التي تكون مفصولة الجدران شبكي واضحة خلال دورة النشطة الحيوان، و1-2 ساعة قبل التغيير دورة ضوء الظلام.
- بدلا من لفائف صدمة كهربائية تقع في الجزء الخلفي من كل حارة، استخدم مساندة شبكي مصممة خصيصا لتناسب مفرغة بحيث موضوعات يمكن أن تمارس بشكل مستمر دون ملامسة لفائف صدمة كهربائية. للحيلولة دون مساندة منانزلاق خلال الدورات التدريبية وعقد مساندة في مكان مع 1.5 في ج المشبك.
- بسبب المجرب مناولة اللازمة لممارسة التدريب مفرغة، وإجراء جميع الدورات ممارسة مفرغه مع أضواء على.
- مواضيع النقل في قفص وطنهم إلى حلقة مفرغة مباشرة قبل جلسة التمرينات مفرغه بهم. عندما مفرغه هو ثابت والجرذان تحميل على جهاز المشي في ممر المسندة إليها عن طريق تحريك حتى مساندة يكفي أن الموضوعات التي يمكن المناورة تحت وقائيا. حرك مساندة التراجع إلى موقف يستريح مرة يقع فيها الموضوع على حزام حلقة مفرغة. لا تبدأ الدورة حتى يتم وضع جميع المواد في حارة المسندة لتلك الدورة بالذات.
- خلال المرحلة الأولى من التأقلم، ضع كل فأر على واحد من الممرات الأربعة للحلقة مفرغة ثابتة (كما هو موضح في الخطوة 3.4) لمدة 5-10 دقيقة / يوم لمدة 3 أيام متتالية. زيادة وقت كل دورة مع كل د التواليAY (على سبيل المثال، 5 دقائق في اليوم 1، 7 دقائق في يوم 2، و 10 دقيقة في اليوم 3) كما الفئران أصبح معتادا على جهاز مفرغة ويقلل من احتمالات التوتر الجدة إلى جهاز مفرغة. هام: لا تقم بوضع الفئران في أي مكان على جهاز المشي (على سبيل المثال، المعطلة لفائف الصدمة الكهربائية) باستثناء حزام ثابت في هذه المرحلة.
- خلال المرحلة الثانية من التدريب التأقلم، ضع كل فأر في حارة واحدة من مطحنة متوقفة أمام وقائيا. عندما جميع المواد في مكانها الصحيح، وتحويل مفرغة الدخول إلى بطء سرعة المشي (على سبيل المثال، 6 م / دقيقة). بغض النظر عن المجموعة التجريبية، وتدريب جميع الفئران على المشي على جهاز المشي خلال هذه المرحلة لضمان أن أي آثار محتملة لوحظ من نظام ممارسة القسري ينتج عن ممارسة التدريب وليس مجرد من القدرة على ممارسة الرياضة.
- كما حزام مفرغه يبدأ في لفة، وضمان أن جميع الفئران يسيرون في الاتجاه إلى الأمام. مساعدة الفئران وشمال شرقcessary بتوجيه أو الحث عليها بلطف حتى يتم المضي قدما. خلال فترة التدريب التأقلم، وتدريب الفئران على المشي على جهاز المشي بحيث يمشون باستمرار في حلقة مفرغة دون مساعدة من المجرب.
- تأقلم جميع الفئران إلى حلقة مفرغة من خلال زيادة السرعة تدريجيا على مدى فترة من 5-10 دقيقة / يوم لمدة 10 يوما متتالية. لزيادة تسهيل الامتثال لممارسة مفرغة، وتدريب الفئران على سرعات منخفضة (6-8 م / دقيقة) لمدة 5-10 دقيقة خلال 5 جلسات الأولى التأقلم، وزيادة إلى سرعات أكثر اعتدالا (9-10 م / دقيقة) لمدة 5 -10 دقيقة أثناء جلسات التأقلم 5 الماضية.
- التأكد من أن جميع الفئران يمكن الحفاظ على سرعة 9-10 م / دقيقة لمدة 10 دقيقة في الدورة الأخيرة من فترة التدريب التأقلم.
- عند الانتهاء من الدورة التأقلم حلقة مفرغة، وإزالة مواضيع من حلقة مفرغة بنفس الطريقة المستخدمة لتحميل موضوعات كما هو موضح في الخطوة 3.4. العودة فورا إلى قفص المواضيع طنهم ونقل اعادتهم الى مستعمرة الحيوانية.
- مسح أسفل كل حارة الفردية بما في ذلك الجدران ومفرغة حزام مع 50٪ من الإيثانول بعد كل دورة تدريبية ممارسة مفرغة الفردية.
- التأكد من قدرات ممارسة كل الفئران عبر جلسات ممارسة تعيين مفرغه ممارسة النتيجة في ختام كل دورة اليومية. تعيين النتيجة تدريب 4 عندما تمارس الفئران الدورة التدريبية بأكملها دون مساعدة. وبالمثل، تعيين على درجة تدريب 3 عند الفئران تتطلب الحد الأدنى من المساعدة (التي تعرف بأنها: المساعدة لأقل من 25٪ من الوقت للدورة التدريب) من المجرب. تعيين النتيجة تدريب 2 عندما تتطلب الكثير من الفئران المساعدة (التي تعرف بأنها: المساعدة لأكثر من 25٪ من الوقت للدورة التدريب) من المجرب خلال الدورة ممارسة الرياضة. أخيرا، تخصيص النتيجة تدريب 1 إلى الفئران التي هي غير ملتزم وتفشل في إكمال جلسة التمرين.
ملاحظة: يتم تكييف نظام ممارسة التهديف، في جزء منه، من دراسات أخرى 19.- استبعاد الفئران التي لا يمكن إكمال مرحلة التأقلم بسبب عدم الامتثال و / أو الإصابة تمنع المواضيع من ممارسة (على سبيل المثال، وهذا يشمل الفئران التي كسب النتيجة حلقة مفرغة من التمرينات 1 ليوم التوالي أكثر من واحد من التدريب التأقلم).
- متوسط درجات مفرغة عبر كل فترة التدريب (على سبيل المثال، والتدريب والتأقلم التمرينات) لتحديد قدرات ممارسة كل موضوع. التأكد من أن جميع الفئران قادرة كسب حلقة مفرغة ممارسة درجة من 4 خلال دورة تدريبية قبل نهاية فترة التأقلم.
- إذا كان بعض الفئران ليست متوافقة إلى سرعات أعلى العملية التي تحتفظ بها الآخرين طوال دورة تدريبية، وضبط السرعة لهذه الفئران بحيث تكون قادرة على مواصلة ممارسة لنفس مقدار الوقت ولكن بسرعة أبطأ في جميع أنحاء دورات تدريبية. في هذا المثال، تدريب الفئران أبطأ في separأكل دورات وزيادة سرعة وضبط المواد إلى سرعة أبطأ.
- لتجنب احتمال حارة التحيز في حلقة مفرغة خلال التمرينات حلقة مفرغة، وتناوب كل فأر بين الممرات المتاحة للحلقة مفرغة بحيث يتم التدريب في ممر مختلف مع كل جلسة تدريب لاحقة.
التدريب 4. المطحنة التمرين
- بدء جلسات تمرينات اليوم التالي لدورة تدريبية التأقلم الماضي، ومواصلة ممارسة الفئران لمدة 12 يوما متتالية. إجراء هذه الجلسات خلال دورة النشطة الحيوان، و1-2 ساعة قبل التغيير دورة ضوء الظلام.
- اتبع نفس الإجراءات انشاء لكل جلسة التمرينات مفرغه المستخدمة خلال التدريب التأقلم، كما هو موضح في الخطوات 3.2 و 3.4.
- في بداية كل دورة، بدوره على جهاز المشي لأقل، سرعة الاحماء (8 م / دقيقة) من سرعة التدريب (9-11 م / دقيقة) التي سيتم الحفاظ ماراالحوت فترة المتبقية من الدورة التدريبية العملية. تواصل مع هذه السرعة الاحماء لمدة 5-10 دقيقة في بداية الدورة. ضبط السرعة إلى 9-11 م / دقيقة للفترة المتبقية من الدورة التدريبية. قطار تخضع بمعدل 30 دقيقة لكل دورة لمدة 12 يوما كاملة من التمرينات.
- بعد كل جلسة التمرينات، تعيين على درجة ممارسة مفرغة لجميع الفئران في المجموعة التمرين باستخدام نفس نظام ممارسة التهديف هو موضح في الخطوة 3.9. عدم تعيين على درجة تدريبية خلال فترة التدريب ممارسة مفرغة للفئران nonexercise.
- إجراء التمارين الرياضية وجلسات nonexercise بشكل منفصل. وضع الفئران nonexercise على المطحنه ثابتة لنفس المدة التي دربت على ممارسة الفوج خلال كل دورة.
- كما هو موضح في الخطوة 3.11، وتناوب كل فأر بين الممرات المتاحة للحلقة مفرغة بحيث يتم التدريب في ممر مختلف مع كل جلسة تدريب لاحقة.
- عند الانتهاء من جولة واحدة منممارسة، وبقية المواد لمدة 14 يوما. ملاحظة: تم اختيار هذه فترة راحة بناء على نتائج الدراسة التجريبية من وصفها في أرقام 2A و 2B.
- إذا رغبت في ذلك، وإجراء التقييمات المختلفة السلوكية و / أو الكيميائية العصبية في نهاية فترة التدريب لمدة 12 يوما. وفي المقابل، تواصل مع الجولات اللاحقة من ممارسة التدريب بعد فترة راحة 14 يوم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
ويظهر رسم تخطيطي لتسلسل الأحداث في جميع المراحل الثلاث من ممارسة نظام القسري في الشكل 1. بالإضافة إلى عكس اتجاه دورة ضوء الظلام، يوميا قبل التعامل مع أي اختبار التجريبي، والمرحلة 1 من التدريب التأقلم، حيث يجلس المواضيع على مطحنة ثابتة لمدة 5-10 دقيقة / يوم لمدة 3 أيام متتالية نفذت، لزيادة الامتثال لممارسة نظام القسري. وأضيفت هذه الإجراءات إلى البروتوكول من أجل تقليل الإجهاد المرتبطة بيئات جديدة، وذلك أن الموضوعات التي ستكون أكثر ميلا إلى المشي على جهاز المشي تتحرك لو كانوا بالفعل على دراية جهاز ثابت. تم توظيف هذه الإجراءات المبينة في الشكل 1 بعد دراسة تجريبية أجريت على الفئران BNF التي كانت 50٪ من المواد غير ملتزمة إلى نظام ممارسة القسري التي أجريت سابقا في فئران سبراج داولي. في هذا التمرين نظام القسري، كانت الفئران سبراغ داولي عمرها 18 شهرا و مواضيع الاختبار الذي خضع 30 دقيقة من التمارين الرياضية لمدة 12 يوما متتالية بسرعة تصل إلى 15 م / دقيقة (الشكل 2). وتشير هذه النتائج الأولية أن جولة واحدة من التمارين (12 يوما متتالية) قد يزيد من النشاط الحركي (الشكل 2A)، مع مدة هذا تأثير على ممارسة النشاط الحركي الدائم إلى أسبوع واحد بعد التمرين. وعلاوة على ذلك، ولها تأثير انتعاش زيادة النشاط الحركي، نسبة إلى خط الأساس الأصلي، وقد لوحظ باتباع نفس اليوم 12 ممارسة نظام بعد شهر واحد من الخمول (الشكل 2B). وهكذا، في تعديل القسري ممارسة نظام بالتفصيل في هذا البروتوكول، وجولة واحدة من ممارسة القسري تتكون من 12 أيام متتالية من ممارسة تليها فترة راحة لمدة أسبوعين. وتشير النتائج في الشكل 2 أن المقترح القسري ممارسة نظام قد يزيد النشاط الحركي في الفئران التي تمارس بالنسبة إلى النشاط الأساسي لها.
الطبقة = "jove_content"> وكما ذكرنا سابقا، وتقييم النشاط الحركي الأساسي تخدم غرضين حاسمة في هذه العملية نظام القسري. أولا، يتم استخدام النشاط الحركي الأساسي لتعيين اختبار المواضيع لضمان التمثيل المتساوي للقدرات الحركي بين ممارسة الرياضة وnonexercise (السيطرة) مجموعات المسبقة لممارسة التدخل، بحيث يتم عرض أي تحيز غير مقصود في الدراسة. على سبيل المثال، مجموعة التمرينات التي تحتوي على الموضوعات التي تظهر نسبة أعلى من النشاط الحركي أكبر بالمقارنة مع مجموعة nonexercise يدخل التحيز التجريبية. الثانية، للدراسات مع مصلحة محددة في الحركة ويجب الإشارة إلى أن النشاط الأساسي لا تختلف بين الأفراد، وبالتالي تحديد أثر ممارسة القسري يجب أن يتم من خلال مقارنة النشاط (أو تدابير أخرى تعتمد) بعد ممارسة لخط الأساس على أساس فردي على حدة الفرد. على سبيل المثال، قيمة تعسفية من 100 على تقييم بعد ممارسة بالمقارنة معخط الأساس من 50 يشير إلى زيادة شقين في النشاط. ومع ذلك، وعلى نفس المنوال، تقييم بعد ممارسة من 150، في حين أن أكثر من 100، لا يمثل سوى زيادة 1.5 أضعاف مقابل خط الأساس 100. ذلك، ويتضح من الأمثل قبل ممارسة الأساس في الشكل 3. عندما يقترن فوج كل منها، ليس هناك فرق كبير في النشاط الحركي الأساسي بين المجموعات المخصصة المخصصة لممارسة والجماعات nonexercise لأي من المعلمات الحركي بما في ذلك خمسة (A) سافر المسافة الإجمالية (سم)، (ن = 8 لكل مجموعة، ص = 0.7142، مقترنة ثنائي الطرف اختبار t)، (B) النشاط الأفقي (# فواصل شعاع)، (ن = 8 لكل مجموعة، ص = 0.7767، مقترنة ثنائي الطرف اختبار t)، (C) عدد الحركة، (# حركات بدأ)، (ن = 8 لكل مجموعة، ص = 0.6186، وإرفاقها اثنين الذيل اختبار t)، (D) الوقت الذي يقضيه تتحرك (ثانية)، (ن = 8 لكل مجموعة، ص = 0.9307، وإرفاقها اثنين -tailed اختبار t)، و (E) حركة السرعة (سم / ثانية) (ن = 8 لكل مجموعة، ع = 0.655، إقران ثنائي الطرف اختبار t). وبالتالي، تساأظهرت النتائج أن مجموعة البريد متساو من قدرات الحركي يتمثل في كلا المجموعتين، وأن كلا من القدرات والاستجابة لممارسة لن تكون مبنية على أي اختلافات في النشاط الحركي بين المجموعات قبل التأقلم التدريب.
كما نوقش سابقا، ~ 100٪ الامتثال لهذا التمرين نظام القسري يمكن الحصول عليها مع إضافة عدة قبل ممارسة وإجراءات التأقلم مفرغه. الأهم من ذلك، الخطوات المتخذة لتحقيق الامتثال في هذا النظام يزيد من حساسية للكشف عن تأثير ممارسة العمل مع هذه العملية نظام القسري. طريقة واحدة لقياس تأثير ممارسة الرياضة هي من خلال قياسات وزن الجسم. في هذا النموذج، يتم قياس وزن الجسم على أساس أسبوعي، وقبل (الدورة الأولى) وبعد (الدورة الماضية) في كل مرحلة من مراحل ممارسة نظام. كما هو موضح في الجدول 1، كانت الفئران ممارسة فقدان الوزن يعني من 4.43 ± 0.32٪ مقارنة مع ما قبل ممارسة وزن الجسم. المقارنةratively، كانت الفئران nonexercise خسارة الوزن المتوسط من 0.05 ± 0.55٪ مقارنة مع ما قبل ممارسة وزن الجسم. وهكذا، كما هو متوقع، هناك اختلاف كبير في خسارة الوزن الإجمالي ونسبة التغير في وزن الجسم على مدار ممارسة نظام القسري بين ممارسة الرياضة والفئران nonexercise (ن = 7 في المجموعة، P <0.01، مقترنة ثنائي الطرف اختبار t). وبالمثل، لم يلاحظ اختلافات كبيرة في فقدان الوزن وانخفاض في المئة في وزن الجسم خلال الجولة 1 (ن = 7 في المجموعة، P <0.01، مقترنة ثنائي الطرف اختبار t) والجولة 2 من ممارسة القسري (ن = 7 في المجموعة، P <0.05). وتجدر الإشارة إلى وجود فروق كبيرة في أي معلمة خلال خط الأساس أو التأقلم مراحل، مشيرا إلى أن فترات التدريب فقط ممارسة القسري أثرت وزن الجسم. هذه النتيجة تشير إلى أن ممارسة نظام له تأثير الفسيولوجية يمكن التحقق منها على الفئران في المجموعة وممارسة، والتي قد تكون مستقلة عن المتغيرات الأخرى أن المحقق هو قياس. نظرا إلى أن وزن الجسم للوتراوحت هذه الموضوعات 378-572 ز طوال فترة الدراسة، لا يعتبر انخفاض 4٪ في وزن الجسم يضر الرفاه العام من المواضيع، وأيضا داخل نطاق الدراسة التجريبية السابقة لدينا أجبرت ممارسة نظام مع الفئران سبراغ داولي حيث لوحظ وجود انخفاض 6٪ في وزن الجسم خلال الفترة الزمنية نفسها. أخيرا، نلاحظ أنه لا يوجد ارتباط كبير من وزن الجسم إلى النشاط الحركي وقد لوحظ في التقييمات الأساسية من وزن الجسم الفردية ضد الحركي الفردية المعلمات النشاط المدرجة في الشكل (3).
يتم تعيين عشرات ممارسة مفرغه بعد كل التأقلم ومطحنة الدورة ممارسة، وتمكن المجرب للتأكد من قدرات ممارسة كل موضوع من خلال هذا النظام. على سبيل المثال، على درجة ممارسة مفرغة من 4 يدل على أقصى الامتثال للنظام لدورة معينة، في حين أن درجة ممارسة مفرغة من 1 يدل على noncompliance إلى نظام للدورة معينة. وهكذا، عندما تستخدم معايير الامتثال في هذا النظام، يجب أن يعكس عشرات ممارسة مفرغه ممارسة الامتثال والذي يتجلى من خلال تعيين عشرات من 3 أو 4. خلال التدريب التأقلم، ويتم تدريب كل من ممارسة الرياضة والفئران nonexercise ممارسة في حلقة مفرغة مفرغة وعشرات ممارسة يتم تعيين لكلا الفريقين خلال هذه المرحلة فقط. على العكس، يتم تعيين عشرات ممارسة مفرغه فقط لممارسة الفئران خلال كل جولة من ممارسة القسري. وتعرض نتائج عشرات ممارسة مفرغه من كل من التأقلم والتدريب ممارسة المشي الرياضي الموجود في الشكل 4. خلال التدريب التأقلم، ليس هناك فرق كبير في متوسط درجة ممارسة مفرغه بين ممارسة والجماعات nonexercise (ن = 7 في المجموعة، ع = 0.656، تقرن اثنين الذيل اختبار t) كما هو مبين في الشكل 4A. وهذا يدل على أن كلا من ممارسة الرياضة وnonexercise الفئران كانت على حد سواء متوافقة وقادرة على التأقلم لتريممارسة admill بالمثل. يوضح الشكل 4B أن الفئران ممارسة كانت متوافقة إلى حلقة مفرغة من خلال ممارسة جولتين من التمرينات حلقة مفرغة، حيث كانت متوسطات درجات ممارسة مفرغه لا تختلف كثيرا بين هذه جولتين (ن = 7، ع = 0.2336، إقران الذيل اثنين اختبار t). وبالتالي، بمجرد تأقلم لهم ممارسة التدريب، وظلت الفئران ممارسة المتوافقة من خلال جولتين من ممارسة القسري. أخيرا، من المهم أن نلاحظ أنه نظرا لارتفاع متوسط درجات ممارسة مفرغه التدريب في كل من التأقلم (مجتمعة متوسط درجة ممارسة = 3.09) وممارسة التدريب (مجتمعة متوسط ممارسة النتيجة = 3.80)، وإشراك محقق، من حيث مساعدة اختبار المواضيع، خلال جلسات التدريب الفردية هو الحد الأدنى بعد الجلسات القليلة الأولى من التدريب التأقلم.
الرقم 2. دراسة تجريبية لتأثير 12 يوما من لوجد على ممارسة النشاط الحركي لمدة أسبوع واحد وتأثير نفس النظام عندما بدأت بعد شهر واحد من الخمول. خضعت الفئران الذكور سبراغ داولي القديمة ثمانية عشر شهرا التقييم الحركي الأساسي خلال دورتهن غير نشطة (فترة nonwake) تحت الإضاءة البيئية الاسمية الكاملة في غرفة الحركي حقل مفتوح. متوسط 5 يوميا، وقد حقق 60 جلسات دقيقة لكل الفئران، وكانت الفئران ثم فصل إلى مجموعة nonexercise (NE) أو مجموعة ممارسة (E). كان عدد الحركة الأساسية (B) في الفئران من المجموعة nonexercise (NE-B) أو مجموعة ممارسة (EB) لا تختلف كثيرا. بعد 12 يوما متتالية من ممارسة القسري (30 دقيقة / يوم، 12-15 م / دقيقة)، تم تقييم النشاط الحركي أثناء النشطة (بعد) دورة (مع أضواء خافتة). اختبار المواد خلال دورة النشطة المقدمة حافزا الطبيعي أن يدفع حركة تمكين مقارنات ضد التدابير الأساسية حيث النشاط الحركي هو أقل متوقع عند تقييم إد خلال دورة النوم ومع الإضاءة المحيطة. الفئران التي مارست (E-الجولة 1) لمدة 12 يوما متتالية أظهرت أكبر 41٪ النشاط الحركي نسبة إلى خط الأساس الفردي الأصلي (ن = 5 لكل مجموعة، P <0.01، ر = 8.25، إقران ثنائي الطرف اختبار t)، في حين الفئران في المجموعة nonexercise (NE-الجولة 1) أظهرت النشاط الحركي تتجه نحو زيادة، ولكن لا تختلف كثيرا عن خط الأساس (ن = 5 لكل مجموعة، ص = 0.11، ر = 2.05، مقترنة ثنائي الطرف اختبار t). بعد شهر واحد من الخمول، خضعت نفس الفئران متطابقة الثاني نظام ممارسة والفئران في المجموعة ممارسة (E-الجولة 2) أظهرت زيادة بنسبة 61٪ في النشاط الحركي مقارنة مستويات النشاط الفردي الأساس الأصلي لكل منهما (ن = 4 لكل مجموعة ، ف <0.05، ر = 5.34، وإرفاقها اثنين الذيل اختبار t)، مقارنة مع الاتجاه نحو زيادة nonsignificant في المجموعة nonexercise (NE-الجولة 2) (ن = 4 لكل مجموعة، ص = 0.13، ر = 2.08 ، مقترنة ثنائي الطرف اختبار t).
الرقم 3. مقارنة الأساسية المعلمات النشاط الحركي في ممارسة والجماعات nonexercise. لإنشاء خط الأساس النشاط الحركي، 5 تجارب الحركي (60 دقيقة / يوم، 5 أيام) أجريت عليه في الفئران الذكور BNF عمرها 18 شهرا السابقة لحلقة مفرغة التدريب التأقلم. تم تحديد القيم المتوسطة للمحاكمات الحركي خمس لجميع المعلمات الحركي خمسة قياسها. واستخدمت وسائل المعلمات الحركي لتعيين ممارسة الرياضة وnonexercise (السيطرة) مجموعات بحيث كان هناك مجموعة متساو من النشاط الحركي ممثلا في كلا المجموعتين. تم إقران المواضيع على أساس القيم المتوسطة مماثلة لجميع المعلمات الحركي. مرة واحدة تم تعيين أزواج وجماعات تم إجراء إقران اثنين الذيل اختبار t لكل من المعلمات 5 لضمان عدم وجود اختلافات كبيرة في لتر قدرات ocomotor بين المجموعتين. باختصار، أظهر تقرن اثنين الذيل اختبار t عدم وجود فروق كبيرة في (A) المسافة الإجمالية سافر (سم)، (ن = 8 لكل مجموعة، ص = 0.7142، 0.3815 = ر)، (B) النشاط الأفقي (# من فواصل شعاع)، (ن = 8 لكل مجموعة، ص = 0.7767، 0.2948 = ر)، (C) عدد الحركة، (# حركات بدأ)، (ن = 8 لكل مجموعة، ص = 0.6186، 0.5207 = ر)، ( D) الوقت الذي يقضيه تتحرك (ثانية)، (ن = 8 لكل مجموعة، ص = 0.9307، ر = 0.9011)، و (E) سرعة الحركة (سم / ثانية) (ن = 8 لكل مجموعة، ع = 0.655، ر = 0.4569 ). ضمنت هذه النتائج أن مجموعة متساو من قدرات الحركي ومثلت في كلا المجموعتين، وأن كلا من القدرات وردا على ممارسة لم يستند إلى أي اختلافات في النشاط الحركي بين المجموعتين قبل التأقلم التدريب.
00 "/>
الرقم 4. المطحنة العشرات خلال ممارسة التأقلم (A) والتمرينات مفرغة (B). يتم تعيين عشرات ممارسة المطحنة بعد كل فترة التدريب والتأقلم ممارسة حلقة مفرغة، وتكون بمثابة مؤشر على الامتثال خلال كل دورة. وتتراوح الدرجات من 1-4، مع 4 كونها أعلى. وتحسب نقطة و4 عندما تمارس موضوعات الدورة كاملة دون مساعدة. يتم تعيين عشرات من 3 و 2 عندما تمارس المواضيع مع الحد الأدنى من المساعدة أو القصوى من المجرب، على التوالي. أخيرا، يتم تعيين على درجة من 1 إلى الموضوعات التي لا تنتهي الدورة ممارسة الرياضة. كلا ممارسة الرياضة والخضوع لتدريب الفئران nonexercise التأقلم، وبالتالي، يتم تعيين كلا المجموعتين من الفئران عشرات ممارسة مفرغه خلال التأقلم. كما هو مبين في الفقرة (أ)، ليس هناك فرق كبير في متوسط درجات ممارسة مفرغه بين ممارسة الرياضة والفئران nonexercise. هذا يشير إلى أن كلتا المجموعتين من الفئران كانت قادرة على رمع الغلق المصعديآي ميت إلى المطحنة ممارسة بالمثل، وعلاوة على ذلك، أن كلا المجموعتين كانت متوافقة للتدريب التأقلم (ن = 7 في المجموعة، ع = 0.656، ر = 2.270، وإرفاقها اثنين الذيل ر الاختبار). أثناء التمرينات حلقة مفرغة، يتم تعيين سوى الجرذان ممارسة مفرغة منذ عشرات ممارسة الفئران nonexercise لا تمارس في هذه المرحلة. (B) يدل على أن ممارسة الفئران كانت قادرة على الحفاظ على عشرات ممارسة مفرغة من 3-4 من خلال جولتين من التمرينات. وبالمثل، يعني كانت عشرات ممارسة مفرغه لا تختلف كثيرا بين جولتي ممارسة (ن = 7، ع = 0.2336، T = 1.234، مقترنة ثنائي الطرف اختبار t) وكانت متوافقة من خلال جولتين من ممارسة القسري.
| Nonexercise (ن = 8) | ممارسة (ن = 7) | ||||||
| تدابير الجسم الوزن | ف القيمة | ||||||
| بداية الجسم الوزن (ز) | 457.10 ± 20.16 | 476.00 ± 26.85 | |||||
| نهاية وزن الجسم (ز) | 450.80 ± 21.63 | 454.90 ± 25.55 | |||||
| خط الأساس | |||||||
| لتخفيف الوزن (ز) | 5.69 ± 1.46 | 5.21 ± 2.35 | ع = 0.982 | ||||
| نسبة التغير في وزن الجسم (٪) | 1.35 ± 0.36 | 1.10 ± 0.51 | ع = 0.811 | ||||
| التأقلم المرحلة 1 | |||||||
| لتخفيف الوزن (ز) | 3.88 ± 0.56 | 3.93 ± 0.74 | ع = 0.850 | ||||
| نسبة التغير في وزن الجسم (٪) | 0.87 ± 0.16 | 0.83 ± 0.16 | ع = 0.680 | ||||
| التأقلم المرحلة 2 | |||||||
| لتخفيف الوزن (ز) | 5.81 ± 1.27 | 8.07 ± 2.39 | ع = 0.486 | ||||
| نسبة التغير في وزن الجسم (٪) | 1.29 ± 0.26 | 1.61 ± 0.47 | ع = 0.744 | ||||
| ممارسة الدور 1 | |||||||
| لتخفيف الوزن (ز) | 6.31 ± 1.00 ** | 13.50 ± 1.78 ** | P <0.01 | ||||
| نسبة التغير في وزن الجسم (٪) | 1.45 ± 0.24 ** | 3.03 ± 0.47 ** | P <0.01 | ||||
| ممارسة الدور 2 | |||||||
| لتخفيف الوزن (ز) | 0.5 ± 1.254 * | 11.29 ± 3.05 * | P <0.05 | ||||
| نسبة التغير في وزن الجسم (٪) | 0.07 ± 0.30 * | 2.38 ± 0.63 * | P <0.05 | ||||
| عموما لتخفيف الوزن | </ td> | ||||||
| لتخفيف الوزن (ز) | 1.88 ± 2.63 ** | 21.14 ± 1.93 *** | P <0.01 | ||||
| نسبة التغير في وزن الجسم (٪) | 0.05 ± 0.55 ** | 4.43 ± 0.32 ** | P <0.01 |
الجدول 1. قياسات وزن الجسم أثناء ممارسة نظام القسري. في هذا النموذج، يتم قياس وزن الجسم على أساس أسبوعي وقبل (الدورة الأولى) وبعد (الدورة الماضية) في كل مرحلة من مراحل ممارسة نظام لتوفير قدر من الآثار الفسيولوجية لهذا التمرين نظام القسري. يتم تمثيل القيم كما يعني ± SEM، وكان يستخدم لتقرن اثنين الذيل اختبار t إلى Anaينحل الاختلافات بين الممارسة والجماعات nonexercise بعد كل مرحلة من مراحل نظام. في المجموع، كانت الفئران ممارسة خسارة الوزن المتوسط من 21.14 ± 1.93 جم وبانخفاض 4.43 ± 0.32٪ في وزن الجسم. نسبيا، الفئران nonexercise لها فقدان الوزن يعني من 1.88 ± 2.63٪، وانخفاض 0.05 ± 0.55٪ في وزن الجسم. وبالتالي، هناك اختلاف كبير في خسارة الوزن الإجمالي (ن = 7 في المجموعة، ص = 0.0016، ر = 5.417، تقرن اختبار t الذيل اثنين) وانخفاض في المئة في وزن الجسم (ن = 7 في المجموعة، ص = 0.0021 ، ر = 5.158، وإرفاقها الذيل اثنين اختبار t) طوال هذه ممارسة نظام القسري بين ممارسة الرياضة والفئران nonexercise. اختلافات كبيرة في فقدان الوزن (ن = 7 في المجموعة، ص = 0.0036، ر = 4.633، تقرن اختبار t الذيل اثنين) وانخفاض في المئة في وزن الجسم (ن = 7 في المجموعة، ص = 0.0037، T = 4.603، وإرفاقها الذيل اثنين اختبار t) لوحظت خلال وحظت نتائج مماثلة 1. خلال الجولة 2 من ممارسة القسري في تلك الجولة كان هناك فرق كبير كما هو الحال في فقدان الوزن (ن = 7 في المجموعة، ص = 0.0163، ر = 3.305، مقترنة ثنائي الطرف اختبار t) وانخفاض في المئة في وزن الجسم (ن = 7 في المجموعة، ص = 0.0174، ر = 3.255، مقترنة ثنائي الطرف اختبار t) بين ممارسة الرياضة وجماعات nonexercise. ومع ذلك، لم يلاحظ أي فروق ذات دلالة إحصائية في أي المعلمة خلال فترات الأساس أو التأقلم، مما يدل على أنه ليس هناك سوى فترات التدريب ممارسة القسري تمارس تأثيرات فسيولوجية على الفئران في المجموعة ممارسة الرياضة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
هناك أدلة تشير إلى أن استراتيجيات نمط الحياة مثل ممارسة الرياضة، قد يقلل من خطر الإصابة بالأمراض المزمنة المرتبطة بالعمر والأعراض الأساسية، بما في ذلك تلك من الأمراض العصبية مثل مرض الزهايمر وPD 20. صالح ممارسة القسري في حلقة مفرغة، في مقابل ممارسة طوعية على عجلة دوارة، هو أن المحقق يمكن تحديد التردد، ومعدل، و / أو كثافة التدريبات، ومدة الدورة ممارسة الرياضة. وهكذا، والآثار بعد ممارسة محددة، مثل زيادة أو الأداء الإدراكي الحركي، يمكن توقع أو يتوقع بعد التوظيف من نظام معين. وعلاوة على ذلك، فإن ترجمة نتائج حلقة مفرغة من ممارسة أجبر على حالة الإنسان هي محتملة جدا. في الواقع، دراسات حديثة في المرضى PD تثبت أنه عندما يتوافق المريض مع ممارسة نظام المنصوص عليها من قبل المدرب على دراجة جنبا إلى جنب، هؤلاء المرضى تظهر تحسن عشرات الحركي في comparisإلى المرضى PD الذين يمارسون فقط في وتيرتها 4.
الإصابة بالأمراض العصبية يزيد بشكل كبير مع الشيخوخة. وهكذا، والعمر هو أحد الاعتبارات الهامة عند تصميم الدراسات التي تهدف لترجمة أي نتائج محتملة لحالة الإنسان. على سبيل المثال، والدراسات التي تستخدم المراهق أو حيوان بالغ نماذج لدراسة مرض الاعصاب لا تأخذ في الاعتبار أن الشيخوخة هي الخلفية العصبية الحيوية من مثل هذه الأمراض. هذا يحتمل أن يفند ترجمة أي تأثيرات يمكن ملاحظتها سريريا لأن عامل الفسيولوجية من العمر ولم يتم النظر بشكل كامل في مثل هذه الدراسات. ولذلك، الدراسات دراسة آثار التمرينات على أي الحركي أو الأداء الإدراكي، ينبغي النظر في استخدام النماذج الحيوانية منذ سن ترتبط إدراكيا والحركي أيضا مع العجز المرتبطة بالعمر في مؤشرات الكيميائية العصبية داخل 10،12،16 الجهاز العصبي المركزي. وسيتيح ذلك لفهم أكثر ثيق من آثار العصبية الحيوية من التمارين على الحركي والوظيفة الإدراكية مع الشيخوخة سواء في وجود أو عدم وجود أمراض الأمراض.
أخيرا، من أجل التأكد من تأثير التمرينات الرياضية وحدها بشأن التدابير بعد ممارسة في الأداء المعرفي أو الحركي، وثلاث الممارسات ضرورية للحصول على ما يقرب من 100٪ الامتثال لممارسة نظام. أولا، من المهم للحفاظ على دورة خفيفة مظلمة العكسي في جميع مراحل ممارسة نظام القسري. هذا يضمن أن اختبار المواضيع بتدريب خلال النشطة (بعد) دورة. ثانيا، من المهم جدا أن يتم اختبار المواضيع تأقلم ببطء إلى كل من البيئة حلقة مفرغة والمعدات المستخدمة لتحديد الحركي أو الأداء الإدراكي. هنا، يجب على المحقق اتباع الإجراءات المبينة في الشكل 1 في الفترة الزمنية الموصى بها. أخيرا، لا ينبغي أبدا أن تستخدم جهاز footshock الكهربائي خلال أي مرحلة من مراحل هذا التمرين نظام القسري.بدلا من ذلك، كما هو مبين في البروتوكول، يمكن أن تستخدم حاجزا وقائيا شبكي لتشجيع المواضيع على مواصلة ممارسة التمارين خلال جلسات حلقة مفرغة. في هذه المرحلة، ونظام ممارسة وصفها يجب أن يعتبر نقطة الانطلاق لأي مختبر، مع توقع أن وتيرة ومدة ممارسة نظام يمكن أن تختلف وفقا لنموذج المحقق. حدود لطول عمر هذه أجبرت ممارسة نظام بالتأكيد لها لم تتحقق بعد، ولكن يمكن للمرء أن يفترض أن تمنع الإصابة، يجب أن تكون قادرة على الحفاظ على الالتزام ممارسة نظام لعدد من أشهر الفئران المتوافقة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن السرعة التي قد تنفيذ اختبار المواضيع ممارسة مفرغه ضمن إطار زمني معين (30 دقيقة في هذا النظام) قد تتطلب وتعديل والسرعات القصوى لا تتجاوز 15 م / دقيقة الدراسات المذكورة أعلاه. ومن المرجح أن تتحقق بسرعة لا تتجاوز 11 م / دقيقة أفضل الامتثال. في الواقع، إذا أردنا العابرةفي وقت متأخر من النتائج العملية للسكان في منتصف العمر والشيخوخة، ونحن قد نتوقع بروتوكول الحيوان الأكثر تمثيلا واحد هو أن تركز على طول العمر والامتثال، بدلا من السرعة.
لتلخيص، هذا البروتوكول ممارسة القسري هو واحد التي يمكن استخدامها عمليا في أي مختبر، وخاصة بالنسبة لأولئك مع التركيز على الأمراض العصبية التنكسية والشيخوخة. كانت موضوعات الاختبار المستخدمة في هذا التقرير عن 18 شهرا من العمر في بداية الدراسة. وعلاوة على ذلك، كما تم مناقشة الخطوات الأساسية اللازمة للحصول على الامتثال تقريبا 100٪ في اختبار المواضيع. تكتسب الواضح الامتثال 100٪ وفائدة كبيرة للمحقق، في المقام الأول لأن أحدا لن يكون فقط لاستخدام عدد من المواد المطلوبة لاختبار فرضية معينة في السلطة المطلوب. وعلاوة على ذلك، تحقيق الامتثال 100٪ في هذا النظام لا يتطلب توظيف footshock الكهربائي. في الواقع، والقضاء على footshock الكهربائي أمر حتمي من أجل interprوآخرون تأثير التمرينات الرياضية على التدابير السلوكية التي تعتمد على الكاتيكولامينات، وخاصة الدوبامين، يعطى الأثر المعروف منذ فترة طويلة من الضغوطات مثل footshook على الكاتيكولامينات الحيوي 17-18.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
تم توفير التمويل لهذا العمل في جزء من منحة بحثية تمنح لMF سلفاتوري من المعهد الوطني للشيخوخة (AG040261). فإن الكتاب أود أيضا أن نعترف الحقول فيكتوريا لمساعدتها مع التجارب السلوكية المرتبطة بعمل وقدمت ماكنزي بستان لمساعدته مع بناء مساندة للحلقة مفرغة.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Exer-4 Treadmill for Rats | Columbus Instruments | 96157-2 | Columbus has a variety of treadmills for animals with varying numbers of lanes and other options such as metabolic measurements |
| Animal Activity Meter: Opto-Varimex 4-Auto Track | Columbus Instruments | 0170-R4 | Columbus has several options for activity chambers with varying arena sizes, beam spacing, and sensors |
References
- Erickson, K. I., et al. Exercise training increases size of hippocampus and improves memory. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108 (7), 3017-3022 (2011).
- Zigmond, M. J., Cameron, J. L., Hoffer, B. J., Smeyne, R. J. Neurorestoration by physical exercise: Moving forward. Parkinsonis., and Related Dis. 18 (S1), S147-S150 (2012).
- Savela, S. L., et al. Physical activity at midlife and health-related quality of life in older men. Arch. Intern. Med. 170 (13), 1171-1172 (2010).
- Ridgel, A. L., Vitek, J. L., Alberts, J. L. Forced, not voluntary, exercise improves motor function in Parkinson's disease patients. Neurorehabil. Neural Repair. 23 (6), 600-608 (2009).
- Demirel, H. A., Serova, L., Sabban, E. L., Broxson, C. S., Powers, S. K. Gene expression of catecholamine biosynthetic enzymes following exercise: modulation by age. Neuroscience. 103 (3), 703-711 (2001).
- Petzinger, G. M., et al. Effects of treadmill exercise on dopaminergic transmission in the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine-lesioned mouse model of basal ganglia injury. J. Neurosci. 27 (20), 5291-5300 (2007).
- Yoon, M. C., et al. Treadmill exercise suppresses nigrostriatal dopaminergic neuronal loss in 6-hydroxydopamine-induced Parkinson's rats. Neurosci. Lett. 423 (1), 12-17 (2007).
- Collier, T. J., et al. Aging-related changes in the nigrostriatal dopamine system and the response to MPTP in nonhuman primates: Diminished compensatory mechanisms as a prelude to parkinsonism. Neurobiol. Dis. 26 (1), 56-65 (2007).
- Phelan, J. P., Austad, S. N. Selecting animal models of human aging: inbred strains often exhibit less biological uniformity than F1 hybrids. J. Gerontol. 49 (1), B1-B11 (1994).
- Yurek, D. M., Hipkens, S. B., Hebert, M. A., Gash, D. M., Gerhardt, G. A. Age-related decline in striatal dopamine release and motoric function in brown Norway/Fischer 344 hybrid rats. Brain Res. 791 (1-2), 246-256 (1998).
- Spangler, E. L., Waggie, K. S., Hengemihle, J., Roberts, D., Hess, B., Ingram, D. K. Behavioral assessment of aging in male Fischer 344 and brown Norway rats strains and their F1 hybrid. Neurobiol. Aging. 15 (3), 319-328 (1994).
- Salvatore, M. F., Pruett, B. S., Spann, S. L., Dempsey, C. Aging reveals a role for nigral tyrosine hydroxylase ser31 phosphorylation in locomotor activity generation. PLoS One. 4 (1), (2009).
- Pruett, B. S., Salvatore, M. F. GFR α-1 receptor expression in the aging nigrostriatal and mesoaccumbens pathways. J. Neurochem. 115 (3), 707-715 (2010).
- Salvatore, M. F., Pruett, B. S., Dempsey, C., Fields, V. Comprehensive profiling of dopamine regulation in substantia nigra and ventral tegmental area. J. Vis. Exp. (66), e4171 (2012).
- Salvatore, M. F., Pruett, B. S. Dichotomy of tyrosine hydroxylase and dopamine regulation between somatodendritic and terminal field areas of nigrostriatal and mesoaccumbens pathways. PLoS One. 7 (1), e29867 (2012).
- Pruett, B. S., Salvatore, M. F. Nigral GFR α-1 infusion in aged rats increases locomotor activity, nigral tyrosine hydroxylase, and dopamine content in synchronicity. Mol. Neurobiol. 47 (3), 988-999 (2013).
- Abercrombie, E. D., Zigmond, M. J. Chapter 31: Modification of central categcholaminergic systems by stress and injury: Functional significance and clinical implications. Psychopharmacology: The Fourth Generation of Progress. Bloom, ,F. .E., Kupfer, D. .J. 31, Raven Press Ltd. New York. 355-361 (1995).
- Ong,, et al. Neurobiological consequences of acute footshock stress; effects on tyrosine hydroxylase phosphorylation and activation in the rat brain and adrenal medulla. J. Neurochem. , (2013).
- Al-Jarrah, M., et al. Endurance exercise promotes cardiorespiratory rehabilitation without neurorestoration in the chronic mouse model of parkinsonism with severe neurodegeneration. J. Neurosci. 149 (1), 28-37 (2007).
- Dishman, R. K., et al.
