ラットの運動努力を最大化し、生理学的変化を誘発するための慢性高強度インターバルトレーニングと食事誘発性肥満モデル

このモデルにより、研究者は、健康や病気に寄与する食事、運動、および関連する生理機能に関連する多くの根本的なメカニズムを調査することができます。主な利点は、動物のフィットネスとスキルレベルとともに運動強度が増加するため、動物は常に最大強度で運動できることです。このプロトコルは、炎症経路が運動と肥満の両方に関与しているため、肥満を併発することが多い代謝性疾患の管理に特に適用できます。

手順を実演するのは、私の研究室の研究技術者であるクリス・バトラーです。Sprague-Dawlyラットのトレーニングセッションを開始するには、コントロールユニットの背面にある電源スイッチを使用してトレッドミルの電源を入れます。コントロールユニットのダイヤルを反時計回りに回して、トレッドミルショックを0.00ミリアンペアに調整します。

トレッドミルの傾きを5%に調整するにはまず、トレッドミルの下部にあるロックナットを緩めます。次に、傾斜を最初のノッチに設定し、ロックナットを締め直して、トレッドミルの傾斜をこの位置に固定します。片手で動物の体を支え、もう片方の手で尻尾の付け根をそっとつかみ、トレッドミルの個々のレーンに動物を置きます。

同じコホートのラットがトレッドミルの5つのレーンのそれぞれを占めるまで、このプロセスを繰り返します。次に、コントロールユニットのスピードダイヤルを時計回りに回して、トレッドミルの速度を毎秒45センチメートルに調整します。停止/実行ボタンを押してトレッドミルを停止し、5分間実行します。

トレーニングの初期段階でトレッドミルの使い方を学びやすくするために、動物はショックグリッドから離れないように硬い毛のブラシで励ます必要があるかもしれません。ストップ/ランボタンを押して、5分後にトレッドミルを停止し、トレーニング試合を開始する前に2分間休憩します。トレーニング試合の最初のセッションの初速度を秒速55センチメートルに設定します。

速度を設定したら、トレッドミルを起動し、動物に1分間走らせます。動物がトレッドミルの後部にあるショックグリッドに到達した場合は、ブラシでやる気を起こさせて前進を促します。トレーニングの1試合あたり2回以上モチベーションに反応しない動物がいる場合は、残りのセッションでショックグリッドを2.0ミリアンペアにオンにします。

タイムモニターが1分を示したら、ストップ/ランボタンを押してトレッドミルを停止し、動物を2分間休ませます。次に、前のスプリントの動物のパフォーマンスに応じて、次のスプリントの走行速度を調整します。コホート内のすべての動物が、モチベーションを必要とせず、ショックグリッドに5回以上触れることなく、前の1分間のスプリントを完了した場合、ランニング速度を毎秒4センチメートル上げます。

そうでない場合は、前のスプリントと同じ速度を使用します。前のダッシュのインターバル中に動物が過度に苦戦した場合は、速度を毎秒4センチメートル下げます。説明どおりに速度を設定した後、2分間の休憩の直後に次のスプリント間隔を開始します。

各試合のスピードと距離をメモ帳に書き写して記録します。高強度のランニングと、それに続く毎日10回の休息からなる、実証済みの高強度インターバルトレーニングの試合を繰り返します。その後の各トレーニング日の最初のスプリントでは、前日に達成された最高速度よりも毎秒 4 センチメートル遅い開始速度を使用します。

各トレーニングセッションの最後に、動物をトレッドミルから取り外し、個々のケージに入れます。ランニング速度によって示されるトレーニングパフォーマンスは、プロトコル期間にわたって増加しました。運動訓練を受けたグループと高脂肪食運動訓練を受けたグループの最終速度は同等でした。

運動訓練を受けたグループと高脂肪食運動訓練を受けたグループの合計走行距離も同様でした。対照群と運動訓練を受けた群の週平均飼料摂取量は互いに差がなかったが、どちらも高脂肪食運動訓練を受けた群よりも週の摂取量が多く、高脂肪食群よりも多かった。しかし、高脂肪食を与えられたグループは、対照食を与えられたグループよりもカロリー摂取量が高かった。

高脂肪食運動訓練を受けたグループは、毎週のカロリー摂取量が最も高く、高脂肪食、対照群、訓練を受けた群が順番に続きました。トレーニング期間中、高脂肪食運動トレーニング群の1日平均体重増加は、高脂肪食群よりも大きかった。対照群と運動訓練を受けた群の間で、1日の平均増加量に有意差は認められなかった。

同様に、対照群と高脂肪食群の1日平均増加量も同等であった。トレーニングプロトコルの完了後に組織を回収したところ、高脂肪食群の動物は内臓脂肪が最も高かったことが明らかになりました。運動訓練を受けたグループは、訓練を受けていないグループと比較して内臓脂肪の減少を示しました。 トレッドミルへの積み下ろし中に動物を注意深く監視します。

これらのステップでは、アシスタントにサポートしてもらうことをお勧めします。