Name: Un modello di ruota da corsa semplice ed economico per lallenamento di resistenza progressivo nei topi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-04-28T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 59 s
Description: Scopri un modello di ruota da corsa caricata per l'allenamento di resistenza progressivo nei topi. Questo metodo economico e volontario riduce lo stress degli animali e il carico di lavoro dei ricercatori, facilitando lo studio dei meccanismi molecolari della massa muscolare.

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Vorremmo ringraziare la Graduate Student Government Association, l'Office of Student Research e il Department of Health and Exercise Science dell'Appalachian State University per aver fornito finanziamenti per sostenere questo progetto. Inoltre, vorremmo ringraziare Monique Eckerd e Therin Williams-Frey per aver supervisionato le operazioni quotidiane della struttura di ricerca sugli animali.

Questo studio è stato approvato dal Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali dell'Appalachian State University (# 22-05).
1. Animali
<ol><li>Procuratevi topi C57BL/6 dalla colonia di topi interna. NOTA: Sono stati utilizzati topi maschi di 5-8 mesi di età all'inizio dello studio. L'attività di corsa quotidiana raggiunge picchi e plateau intorno alle 9-10 settimane di età26. Studi precedenti hanno dimostrato che i topi anziani (22-24 mesi) eseguono anche ruote caricate27.</li>
	<li>Ospitare i topi singolarmente in una gabbia standard per roditori con coperchio metallico e mantenere la gabbia in un ambiente controllato (20-24 °C con un ciclo luce:buio di 12:12 h).</li>
	<li>Fornire chow standard per roditori e acqua ad libitum.</li>
</ol>2. Apparato a ruota rotante
<ol><li>Configurazione della ruota da corsa: NOTA: Le ruote da corsa sono assemblate/configurate in modo simile per tutti i protocolli di corsa, ad eccezione dell'aggiunta di magneti di carico da 1 g o 2,5 g.<ol><li>Incollare un singolo magnete con sensore da 1 g alla circonferenza centrale esterna della ruota di corsa (Figura 1).</li>
		<li>Utilizzare questa ruota con un singolo magnete con sensore da 1 g solo per la prima settimana di acclimatazione della ruota.</li>
		<li>Funzionamento della ruota caricata (LWR; protocollo di caricamento identico a PoWeR17): seguire i passaggi 2.1.4-2.1.6.</li>
		<li>La settimana 2 per LWR richiede 2 g di carico (vedere Tabella 1).</li>
		<li>Incollare due magneti da 1 g affiancati sulla circonferenza esterna della ruota (Figura 2A). NOTA: Qui, è utile usare del nastro adesivo per tenere i magneti in posizione fino a quando la colla non si asciuga saldamente; In caso contrario, potrebbero essere attratti dal magnete del sensore e staccarsi.</li>
		<li>Applicare un carico aggiuntivo nelle settimane 3, 4 e 6 posizionando un altro magnete da 1 g sopra uno dei magneti già presenti. NOTA: Non è necessaria alcuna colla poiché i magneti aderiscono saldamente l'uno all'altro. Ad esempio, con 6 g di carico nella settimana 6, i magneti saranno impilati ciascuno a tre altezze (Figura 2B).</li>
		<li>Funzionamento delle ruote ad alto carico (HLWR): seguire i passaggi 2.1.8-2.1.11. NOTA: il protocollo HLWR richiede tre set di ruote. L'assemblaggio di diversi set di ruote consente al ricercatore di riutilizzare le configurazioni delle ruote per altri topi una volta che la ruota è stata accuratamente pulita e disinfettata (i numeri di ciascun set dovrebbero essere determinati dal ricercatore in base alle dimensioni della coorte / gruppo).</li>
		<li>Il primo set di ruote (richiesto solo per la settimana 2) avrà un singolo magnete da 2,5 g; colla (fare riferimento alla NOTA sotto Passo 2.1.5) un magnete da 2,5 g sulla circonferenza esterna della ruota (Figura 3A).</li>
		<li>Il secondo set di ruote (richiesto solo per la settimana 3) avrà due magneti da 2,5 g; colla (fare riferimento alla NOTA sotto il punto 2.1.5) due magneti da 2,5 g affiancati sulla circonferenza esterna della ruota (Figura 3B).</li>
		<li>Il terzo set di ruote (richiesto per la settimana 4 e oltre) avrà tre magneti da 2,5 g affiancati; colla (fare riferimento alla NOTA sotto il punto 2.1.5) tre magneti da 2,5 g affiancati sulla circonferenza esterna della ruota (Figura 3C).</li>
		<li>Applicare un carico supplementare per le settimane 6 e 8 posizionando un altro magnete da 2,5 g sopra uno dei magneti già presenti (Figure 3D, E).</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63933/63933fig01.jpg"> Figura 1: Ruota da corsa di base con un singolo magnete sensore da 1 g incollato alla circonferenza esterna centrale della ruota. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63933/63933fig01large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63933/63933fig02.jpg"> Figura 2: Ruota di corsa caricata (LWR) con magnete sensore e magneti di carico da 1 g. (A) Esempio di 2 g di carico, due magneti da 1 g incollati fianco a fianco al bordo esterno della ruota; (B) esempio di 6 g di carico, due magneti da 1 g incollati fianco a fianco al bordo esterno della ruota con un carico supplementare di 4 g applicato. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63933/63933fig02large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63933/63933fig03.jpg"> Figura 3: Ruota di corsa ad alto carico (HLWR) con magnete sensore e magneti di caricamento da 2,5 g. (A) esempio di 2,5 g di carico, un magnete da 2,5 g incollato al bordo esterno della ruota; (B) esempio di 5 g di carico, due magneti da 2,5 g incollati fianco a fianco al bordo esterno della ruota; (C) esempio di 7,5 g di carico, tre magneti da 2,5 g incollati fianco a fianco al bordo esterno della ruota; (D) esempio di 10 g di carico, tre magneti da 2,5 g incollati uno accanto all'altro sul bordo esterno della ruota, con un carico supplementare di 2,5 g applicato; (E) esempio di 12,5 g di carico, tre magneti da 2,5 g incollati uno accanto all'altro sul bordo esterno della ruota, con un carico aggiuntivo di 5 g applicato. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63933/63933fig03large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.</a>
3. Assemblaggio della gabbia
<ol><li>Assemblare le ruote da corsa utilizzando una gabbia dotata di un computer digitale per biciclette per monitorare il tempo di esercizio (h) e la distanza percorsa (km). La velocità media (km/h) è derivata aritmeticamente.<ol><li>Assicurarsi che una batteria nuova sia inserita nel computer della bicicletta prima del montaggio.</li>
		<li>Impostare le dimensioni delle ruote durante la programmazione iniziale del computer della bicicletta (vedere le istruzioni del produttore); Calcolare la distanza di ogni giro misurando la circonferenza esterna della ruota di corsa (ad esempio, 3.580 mm per il tipo di ruota utilizzato nel presente documento).</li>
	</ol></li>
	<li>Posizionare il sensore del computer per biciclette all'interno di una superficie solida all'esterno del coperchio della gabbia, direttamente sopra il punto in cui si trova il magnete del sensore della ruota. Assicurarsi che tutti i componenti del computer e dei sensori siano contenuti all'interno di una barriera solida all'esterno della gabbia per impedire ai topi di masticare i componenti.<ol><li>Utilizzare il coperchio di una scatola di punta per pipette vuota con un piccolo rettangolo ritagliato per far risiedere il sensore magnetico della bicicletta e la parte principale della scatola (con la griglia del portapacchi rimossa) per contenere il computer e il filo della bicicletta (Figura 4A).</li>
		<li>Praticare due fori attraverso gli angoli della superficie solida per fissare il sensore magnetico della bici e il supporto della ruota di corsa all'esterno della gabbia (Figura 4A).</li>
	</ol></li>
	<li>Inserire l'interasse della ruota di rotolamento, capovolto, attraverso gli spazi vuoti nel coperchio della gabbia, ma sopra la superficie solida descritta al punto 3.2 (Figura 4B).<ol><li>Fissare l'interasse e il sensore del computer sulla parte superiore della gabbia con l'hardware (Figura 4C, D).</li>
	</ol></li>
	<li>Assicurarsi che il magnete del sensore e il sensore del computer siano distanziati di non più di 1 cm per consentire una corretta registrazione del movimento delle ruote (la maggior parte dei sensori standard del computer per biciclette sono bidirezionali e registreranno il movimento positivo della ruota in entrambe le direzioni di rotazione).</li>
	<li>Fissare la ruota di corsa appropriata (come descritto sopra) all'interasse dall'interno del coperchio della gabbia e posizionare saldamente il coperchio sulla gabbia (Figura 4E, F).</li>
	<li>Con la ruota appesa al coperchio della gabbia, assicurarsi di almeno 2,5 cm di spazio dal pavimento della gabbia. Posizionare una quantità minima di materiale per la lettiera nella gabbia per assicurarsi che la ruota giri liberamente ma non venga ostacolata dall'accumulo di lettiera.</li>
	<li>Durante la sperimentazione, registrare i dati dal computer della bicicletta a intervalli coerenti per garantire un monitoraggio accurato dell'attività.<ol><li>Riconoscere che i topi sono una specie notturna; Pertanto, la maggior parte della loro naturale attività in gabbia (compresa la corsa delle ruote) verrà eseguita durante le ore buie del ciclo di luce.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63933/63933fig04.jpg"> Figura 4: Assemblaggio della gabbia della ruota di corsa. (A) Computer per biciclette e sensore magnetico collocati in superficie solida/vassoio; (B) interasse invertito posto sopra la superficie solida/vassoio e il sensore (vista dall'alto; notare i due fori nella superficie/vassoio del sensore per fissare la base al coperchio della gabbia con l'hardware), (C) interasse invertito con hardware assemblato (vista inferiore); (D) interasse invertito con hardware assemblato (vista dall'alto); (E) assemblaggio completo della gabbia (vista dall'alto); e (F) assemblaggio completo della gabbia (vista laterale). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63933/63933fig04large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.</a>
4. Protocolli di carico dell'allenamento
<ol><li>Ospitare individualmente topi sedentari (SED) per 9 settimane in una gabbia contenente una ruota bloccata per impedire qualsiasi corsa. NOTA: la tabella 1 fornisce il programma di caricamento per i protocolli LWR (PoWeR) e HLWR utilizzati nel progetto sperimentale.</li>
	<li>Ridurre il carico per i gruppi LWR e HLWR, se necessario, per garantire che i topi continuino ad allenarsi per l'intero protocollo di 9 settimane.</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;">Settimana</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;">Carico (g)</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;">Carico (g)</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>Tabella 1. Protocolli di funzionamento delle ruote caricate
5. Test di funzionalità muscolare in situ , raccolta di tessuti e analisi dei tessuti
<ol><li>Dopo l'intervento di formazione di 9 settimane, anestetizzare i topi utilizzando isoflurano inalato (4% di induzione; 2% di mantenimento) con ossigeno supplementare e garantire un adeguato monitoraggio del piano anestetico durante tutta la procedura.</li>
	<li>Eseguire un test di funzionalità muscolare in situ sul complesso gastrocnemio, plantaris, soleo (GPS) per testare la forza muscolare isometrica28. Stabilire una curva forza-frequenza stimolando direttamente il nervo sciatico con aghi per elettrodi da 27 G a 11 frequenze ascendenti tra 1-300 Hz, con contrazioni tetaniche che si verificano intorno a 100-150 Hz29.</li>
	<li>Immediatamente dopo il test di funzionalità muscolare, eutanasia i topi tramite dislocazione cervicale e confermare l'eutanasia rimuovendo il cuore. Asportare con attenzione i muscoli plantari e solei e registrare la massa del tessuto bagnato.</li>
	<li>Rivestire ogni campione muscolare in un mezzo di incorporamento (OCT) e montarlo su un tappo di sughero. Congelarlo in isopentano liquido raffreddato ad azoto e conservarlo a -80 °C fino a quando non vengono eseguite ulteriori analisi immunoistochimiche (IHC) su sezioni di tessuto muscolare (10 μm di spessore).</li>
	<li>Analizzare la fibra muscolare CSA utilizzando l'immunofluorescenza per la laminina. Misurare la fibra CSA utilizzando una piattaforma di quantificazione automatica delle immagini30.</li>
</ol>6. Analisi statistica
<ol><li>Esprimere tutti i dati come media ± SD.</li>
	<li>Eseguire analisi statistiche utilizzando software di analisi statistica con significatività impostata a p ≤ 0,05.</li>
	<li>Confronta i dati relativi alla corsa delle ruote e al volume di allenamento con le misurazioni ripetute bidirezionali ANOVA.</li>
	<li>Confronta la massa corporea, la massa tissutale, la CSA e la funzione muscolare con un ANOVA unidirezionale. Se vengono trovati rapporti F significativi, confrontare le differenze all'interno del gruppo utilizzando analisi post hoc dell'LSD di Fisher.</li>
	<li>Calcola le dimensioni degli effetti, quindi interpretale come 0,01, 0,06 e 0,14 rispettivamente per le dimensioni degli effetti piccole, medie e grandi.</li>
</ol>

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</ol>

Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.

I modelli di esercizi di resistenza esistenti nei roditori si sono dimostrati preziosi per la ricerca sui muscoli scheletrici; Tuttavia, molti di questi modelli sono invasivi, involontari e / o ad alta intensità di tempo e lavoro. LWR è un modello eccellente che non solo induce adattamenti muscolari simili a quelli osservati in altri modelli di allenamento di resistenza ben accettati, ma fornisce anche uno stimolo di esercizio cronico e a basso stress per l'animale con un impegno minimo di tempo / lavoro da parte del ric...

La massa muscolare scheletrica comprende circa il 40% della massa corporea negli esseri umani adulti; Pertanto, mantenere la massa muscolare scheletrica per tutta la vita è fondamentale. La massa muscolare scheletrica svolge un ruolo fondamentale nel metabolismo energetico, nel mantenimento della temperatura corporea interna e nell'omeostasi del glucosio1. Il mantenimento del muscolo scheletrico è un equilibrio tra sintesi proteica e degradazione proteica, ma esistono ancora molte lacune nella comprensione degli intricati meccanismi molecolari che guidano questi processi. Per studiare i meccanismi molecolari che regolano il mantenimento e la crescita della massa muscolare, i modelli di ricerca dei soggetti umani impiegano spesso interventi basati su esercizi di resistenza, poiché gli stimoli meccanici svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione della massa muscolare scheletrica. Mentre la ricerca sui soggetti umani ha avuto successo, il tempo necessario per mostrare adattamenti e preoccupazioni etiche riguardanti le procedure invasive (cioè le biopsie muscolari) limitano la quantità di dati che possono essere ottenuti. Mentre gli adattamenti all'esercizio di resistenza sono abbastanza onnipresenti tra le specie di mammiferi, i modelli animali offrono il vantaggio di essere in grado di controllare con precisione la dieta e il regime di esercizio, consentendo anche la raccolta di interi tessuti in tutto il corpo, come cervello, fegato, cuore e muscolo scheletrico.
Molti modelli di allenamento di resistenza sono stati sviluppati per l'uso nei roditori: ablazione sinergica2, stimolazione elettrica 3,4, salita ponderata 5, slitta pesata 6 e accovacciata su tela7. È evidente che tutti questi modelli, se eseguiti correttamente, possono essere modelli efficaci per indurre adattamenti muscolari scheletrici, come l'ipertrofia. Tuttavia, le cadute di questi modelli sono che sono per lo più involontari, non fanno parte del normale comportamento dei roditori, richiedono tempo / lavoro e sono invasivi.
Fortunatamente, molti ceppi di topi e ratti corrono volontariamente lunghe distanze quando hanno accesso a una ruota da corsa. Inoltre, i modelli di esercizi con ruota libera (FWR) non si basano su condizionamento esteso, rinforzo positivo / negativo o anestesia per forzare il movimento o l'attività muscolare 8,9. L'attività di corsa dipende molto dallo sforzo del topo, dal sesso, dall'età e da una base individuale. Lightfoot et al. hanno confrontato l'attività di corsa di 15 diversi ceppi di topi e hanno scoperto che la distanza di corsa giornaliera varia da 2,93 km a 7,93 km, con topi C57BL / 6 che corrono più lontano, indipendentemente dal sesso10. FWR è comunemente accettato come un modello eccellente per indurre adattamenti di resistenza nei muscoli scheletrici e cardiaci 11,12,13,14,15,16; Tuttavia, l'utilizzo della corsa a ruote nei modelli di allenamento di resistenza è meno comunemente studiato.
Come si potrebbe sospettare, l'effetto ipertrofico della corsa delle ruote potrebbe essere aumentato aggiungendo resistenza alla ruota da corsa, chiamata corsa a ruota caricata (LWR), richiedendo così maggiori sforzi per correre sulla ruota per imitare più da vicino l'allenamento di resistenza. Utilizzando vari metodi di applicazione del carico, studi precedenti hanno dimostrato che il modello LWR che utilizza ratti e topi mostrava abitualmente aumenti della massa muscolare degli arti del 5% -30% nel giro di 6-8 settimane 17,18,19,20,21. Inoltre, D'hulst et al. hanno dimostrato che un singolo attacco di LWR ha portato ad un aumento del 50% maggiore nell'attivazione della via di segnalazione della sintesi proteica rispetto a FWR22. La resistenza delle ruote è stata più comunemente applicata da un metodo di carico costante basato sull'attrito, in base al quale viene utilizzato un freno magnetico o un bullone di tensione per applicare la resistenza della ruota 12,19,23,24. Un avvertimento del metodo di carico costante basato sull'attrito è che quando viene applicata una resistenza da moderata ad alta, l'animale non può superare l'elevata resistenza per iniziare il movimento della ruota, interrompendo efficacemente l'allenamento. Ancora più importante, molti dei sistemi di gabbie e ruote utilizzati per i modelli di ruote da corsa per roditori sono piuttosto costosi e richiedono attrezzature specializzate.
Recentemente, Dungan et al. hanno sviluppato un modello progressivo di funzionamento ponderato della ruota (PoWeR), che applica un carico alla ruota in modo asimmetrico tramite masse esterne aderenti a un singolo lato della ruota. Si ritiene che il carico sbilanciato della ruota e la resistenza variabile del modello PoWeR incoraggino l'attività di corsa continua e promuovano raffiche più brevi di ruota caricata nei topi, imitando più da vicino le serie e le ripetizioni eseguite con l'allenamento di resistenza17. Nonostante la distanza media di corsa sia di 10-12 km al giorno, il modello PoWeR ha prodotto un aumento rispettivamente del 16% e del 17% della massa umida muscolare plantare e dell'area della sezione trasversale delle fibre (CSA). Nonostante molti vantaggi pratici, il modello PoWeR di LWR ha alcune limitazioni. Come riconosciuto dagli autori, il modello PoWeR è uno stimolo "ibrido" ad alto volume che riflette un modello di esercizio misto di resistenza / resistenza (cioè allenamento simultaneo negli esseri umani), al contrario di un modello più strettamente basato sull'esercizio di resistenza, introducendo potenzialmente un effetto di interferenza e contribuendo all'ipertrofia meno pronunciata o ai diversi meccanismi con cui viene indotta l'ipertrofia25 . Garantire che un fenomeno di allenamento simultaneo non si verifichi in quello che dovrebbe essere un modello di allenamento con esercizi di resistenza è imperativo. Pertanto, il modello PoWeR è stato modificato per sviluppare un modello LWR che utilizza carichi più elevati rispetto a quelli precedentemente utilizzati per assomigliare più da vicino a un modello di allenamento di resistenza. Qui, vengono forniti i dettagli per un modello LWR di allenamento progressivo di resistenza semplice ed economico di 9 settimane nei topi C57BL / 6.

<table><tbody><tr><td>Magneti al neodimio a disco da 1 g</td><td>Magneti applicati</td><td>ND018-6</td><td>Utilizzato per tutti i magneti del sensore e incrementi di 1 g di carico della ruota</td></tr><tr><td>Magneti al neodimio a disco da 2,5 g</td><td>Magneti applicati</td><td>ND022</td><td>Utilizzato per incrementi di 2,5 g di carico della ruota</td></tr><tr><td>Viti in acciaio inossidabile 8-32 x 1"</td><td>Amazon</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 Dadi ad alette</td><td>Amazon</td><td></td><td>https://www.amazon.com/gp/product/B07YYWW2SB/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&th=1</td></tr><tr><td>10 &micro; L scatola di puntali per pipette (vuota)</td><td>Thermo Scientific</td><td>2140</td><td>Abbiamo utilizzato scatole vuote per puntali per pipette ART, ma qualsiasi scatola/vassoio di dimensioni simili sarebbe sufficiente</td></tr><tr><td>Extreme Liquid Glue</td><td>Loctite</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Laminin anticorpo primario</td><td>Novus Biologicals</td><td>NB300-144AF647</td><td>coniugato con AF657; 1:200 in PBS contenente il 10% di siero di capra normale</td></tr><tr><td>Batteria al litio da 3 V</td><td>n/a</td><td>CR2032</td><td></td></tr><tr><td>Rondelle per parafanghi in acciaio inossidabile M10 (3/16" x 1 1/4")</td><td>Amazon</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: piattaforma di quantificazione automatizzata delle immagini&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>Gabbia per roditori in policarbonato (430 mm L x 290 mm L x 201 mm A), con coperchio a barra cablata in acciaio inossidabile di larghezza ridotta</td> Gabbia per ratti in policarbonato <td>Orchid Scientific</td><td>Tipo II</td><td>https://orchidscientific.com/product/rat-cage/ - 1519974600758-c29bc1c5-6dfa</td></tr><tr><td>Sigma Sport 509 Computer da bicicletta</td><td>Sigma Sport</td><td></td><td>Non ha bisogno di essere questo modello in particolare, ma deve avere capacità di monitoraggio della distanza e del tempo</td></tr><tr><td>Silent Spinner Running Wheel (mini 11,4 cm)</td><td>Kaytee</td><td>SKU# 100079369</td><td>https://www.kaytee.com/all-products/small-animal/silent-spinner-wheel</td></tr></tbody></table>

un modello di ruota da corsa semplice ed economico per l'allenamento di resistenza progressivo nei topi

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

I modelli di esercizi basati sulla resistenza dei roditori sviluppati in precedenza, tra cui l'ablazione sinergica, la stimolazione elettrica, l'arrampicata su scala ponderata e, più recentemente, la trazione con slitta ponderata, sono altamente efficaci nel fornire uno stimolo ipertrofico per indurre adattamenti muscolari scheletrici. Mentre questi modelli si sono dimostrati preziosi per la ricerca sui muscoli scheletrici, sono invasivi o involontari e ad alta intensità di lavoro. Fortunatamente, molti ceppi di roditori corrono volontariamente lunghe distanze quando hanno accesso a una ruota da corsa. I modelli LWR (Loaded Wheel Running) nei roditori sono in grado di indurre adattamenti comunemente osservati con l'allenamento di resistenza negli esseri umani, come l'aumento della massa muscolare e l'ipertrofia delle fibre, nonché la stimolazione della sintesi proteica muscolare. Tuttavia, l'aggiunta di un carico moderato della ruota non riesce a dissuadere i topi dal correre grandi distanze, il che riflette maggiormente un modello di allenamento di resistenza / resistenza, oppure i topi smettono di correre quasi interamente a causa del metodo di applicazione del carico. Pertanto, è stato sviluppato un nuovo modello HLWR (High-Load Wheel Running) per i topi in cui viene applicata e progressivamente aumentata la resistenza esterna, consentendo ai topi di continuare a funzionare con carichi molto più elevati rispetto a quelli utilizzati in precedenza. I risultati preliminari di questo nuovo modello HLWR suggeriscono che fornisce uno stimolo sufficiente per indurre adattamenti ipertrofici nel corso del protocollo di allenamento di 9 settimane. Qui, vengono descritte le procedure specifiche per eseguire questo semplice ma economico modello di allenamento progressivo basato sulla resistenza nei topi.

In questo studio, 24 topi C57BL / 6 (6,3 ± 0,7 mesi all'inizio di questo studio) sono stati assegnati in modo casuale a uno dei tre gruppi di trattamento: sedentario (SED), caricato a ruota (LWR; come PoWeR descritto da Dungan et al.17) o alto LWR (HLWR), e quindi completato il rispettivo protocollo di 9 settimane. Dopo la settimana di acclimatazione (settimana 1), non ci sono state differenze di tempo del gruppo o del gruppo x nella distanza di corsa o nel volume di allenamento (<strong class="xf...

Questa procedura descrive un modello di allenamento di resistenza della ruota da corsa traducibile a carico progressivo nei topi. Il vantaggio principale di questo modello di allenamento di resistenza è che è interamente volontario, riducendo così lo stress per gli animali e l'onere per il ricercatore.

Un modello di ruota da corsa semplice ed economico per l'allenamento di resistenza progressivo nei topi

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

Questo protocollo consente ai ricercatori di addestrare alla resistenza grandi coorti di topi a un costo molto inferiore rispetto ai modelli che utilizzano attrezzature per ruote da corsa disponibili in commercio. Il vantaggio principale di questo modello di allenamento di resistenza è che è interamente volontario, il che riduce lo stress per gli animali e l'impegno di tempo per il ricercatore. Questo modello può aiutare a comprendere meglio i meccanismi cellulari e molecolari che regolano la massa muscolare in risposta all'allenamento fisico.In base alla progettazione, questo modello di ruota caricata è relativamente semplice da eseguire. Tuttavia, si raccomanda comunque ai ricercatori di eseguire test pilota nell'esclusivo ambiente di laboratorio per stimare le prestazioni di funzionamento dei topi prima della sperimentazione. A dimostrare questa procedura sarà PJ Koopmans, un assistente di ricerca laureato nel mio laboratorio.Per impostare l'apparato della ruota di corsa, incollare un singolo magnete con sensore da un grammo alla circonferenza centrale esterna della ruota di corsa e utilizzare questa ruota solo per la prima settimana di acclimatazione della ruota. La corsa della ruota caricata richiede due grammi di carico, quindi incollare due magneti di un grammo fianco a fianco sulla circonferenza esterna della ruota. Un nastro può essere utilizzato per tenere i magneti in posizione fino a quando la colla non si asciuga saldamente.Con il passare delle settimane, applicare un carico aggiuntivo nelle settimane 3, 4, 5 e 7 posizionando un altro magnete da un grammo sopra uno dei magneti già presenti. Poiché questi magneti aderiscono saldamente l'uno all'altro, non sarà necessaria alcuna colla. La configurazione di funzionamento delle ruote ad alto carico richiede tre set di ruote.Il primo set di ruote, che è richiesto per la seconda settimana, ha solo un singolo magnete da 2,5 grammi incollato sulla circonferenza esterna della ruota. Il secondo set di ruote, che è richiesto solo per la terza settimana, ha due magneti da 2,5 grammi incollati uno accanto all'altro sulla circonferenza esterna della ruota. Il terzo set di ruote richiesto per quattro settimane e oltre ha tre magneti da 2,5 grammi incollati uno accanto all'altro sulla circonferenza esterna della ruota.Applicare un carico aggiuntivo per la sesta e l'ottava settimana posizionando un altro magnete da 2,5 grammi sopra uno dei magneti già presenti. Assicurarsi che una batteria nuova sia inserita nel computer della bicicletta prima del montaggio. Quindi assemblare le ruote da corsa utilizzando una gabbia dotata di un computer digitale per biciclette per monitorare il tempo e la distanza percorsa durante l'esercizio.La velocità media in chilometri all'ora è derivata aritmeticamente. Imposta le dimensioni della ruota durante la programmazione iniziale del computer della bici e calcola la distanza per giro misurando la circonferenza esterna della ruota da corsa. Per garantire che tutti i componenti del computer e del sensore siano contenuti all'interno di una barriera solida all'esterno della gabbia per impedire ai topi di masticare i componenti, utilizzare il coperchio di una scatola di punta della pipetta vuota con un piccolo ritaglio rettangolare per il sensore magnetico della bicicletta e la parte principale della scatola per contenere il computer per biciclette, e filo.Praticare due fori attraverso gli angoli del coperchio della scatola della punta della pipetta per fissare il sensore magnetico della bici e il supporto della ruota di corsa all'esterno della gabbia e inserire la base della ruota di corsa capovolta attraverso gli spazi vuoti nel coperchio della gabbia ma sopra la superficie solida. Fissare l'interasse e il sensore del computer sulla parte superiore della gabbia con l'hardware. Assicurarsi che il sensore del computer della bicicletta e il coperchio della scatola della punta della pipetta si trovino direttamente sopra il punto in cui si trova il magnete del sensore della ruota e che il magnete del sensore del sensore del computer siano distanziati di non più di un centimetro per consentire la corretta registrazione del movimento della ruota.Fissare la ruota di corsa appropriata all'interasse prima di posizionare il coperchio sulla gabbia, quindi posizionare saldamente il coperchio sulla gabbia. Con la ruota appesa al coperchio della gabbia, assicurarsi di almeno 2,5 centimetri di spazio dal pavimento della gabbia. Quindi posizionare una quantità minima di materiale per la lettiera nella gabbia per garantire che la ruota giri liberamente ma non venga ostacolata dall'accumulo di lettiera.Poiché i topi sono una specie notturna, la maggior parte della loro attività naturale in gabbia, compresa la corsa delle ruote, verrà eseguita durante le ore buie del ciclo di luce. Durante l'esperimento, registrare questi dati dal computer della bicicletta a un intervallo costante programmato per garantire un monitoraggio accurato dell'attività. Ospitare individualmente topi sedentari per nove settimane in una gabbia contenente una ruota da corsa bloccata per impedire qualsiasi corsa.Ridurre il carico per i gruppi di corsa della ruota caricata e delle ruote ad alto carico, se necessario, per garantire che i topi continuino ad allenarsi per l'intero protocollo nove a settimana secondo il programma di carico. Durante lo studio, i topi sono stati assegnati in modo casuale a uno dei tre gruppi di trattamento, vale a dire sedentari, ruota caricata o corsa con ruote ad alto carico, e quindi completato il rispettivo protocollo di nove settimane. Dopo una settimana di acclimatazione, non ci sono state differenze di tempo di gruppo o gruppo per gruppo nella distanza di corsa o nel volume di allenamento.La massa soleo normalizzata era più grande del 21,4% nel gruppo di corsa delle ruote ad alto carico rispetto al gruppo sedentario, nonostante nessuna differenza nell'area della sezione trasversale delle fibre. Sebbene la massa muscolare plantare e l'area media della sezione trasversale delle fibre non abbiano spostato differenze statisticamente significative, sembra esserci uno spostamento nella proporzione di fibre con un'area della sezione trasversale più ampia nel plantare di ruote ad alto carico rispetto alla corsa sedentaria e caricata della ruota. Non ci sono state differenze significative nella contrazione o nella forza di picco del complesso GPS tra i gruppi misurati da un test di funzionalità muscolare NC2.È importante assicurarsi che la ruota giri liberamente all'interno della gabbia e che il magnete del sensore della ruota sia vicino al sensore del computer della bicicletta in modo che la rotazione delle ruote non sia ostacolata e il computer della bicicletta registri accuratamente i dati di corsa. Seguendo questa procedura, i ricercatori possono eseguire analisi successive come la funzione contrattile o le tecniche immunoistochimiche per esaminare le varie risposte fisiologiche oltre all'allenamento fisico.

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