Name: 遊泳用ゼブラフィッシュ運動装置による多様なトレーニングアプローチ (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-18T12:50:00.000+00:00
Duration: 10 min 34 s
Description: 学ぼう ゼブラフィッシュの遊泳用運動装置を用いた多様なトレーニングアプローチ。Arduino制御システムで水流速度を調整し、中等度と高強度の運動プロトコルによる運動能力変化を評価する方法です。

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<ol><li>Seo, D. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Humanized+animal+exercise+model+for+clinical+implication%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch+Eur.+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Humanized animal exercise model for clinical implication.</a> Pflugers Arch Eur. J Physiol. 466 (9), 1673-1687 (2014).</li>
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<li>Hughes, D. C., Ellefsen, S., Baar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptations+to+endurance+and+strength+training%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harb+Perspect+Med%22%5BJournal%5D)">Adaptations to endurance and strength training.</a> Cold Spring Harb Perspect Med. 8 (6), 1-18 (2018).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>CPVCメス90度エルボ</td>配管<td>ティグレ</td><td>22150260</td><td>3/4インチ&nbsp;</td></tr><tr><td>24AWGワイヤー</td><td>スカイカブロ</td><td></td>ストア穴<td>あき回路基板のコンポーネント間の接続(1m)</td></tr><tr><td>アクリルパイプ</td><td>透明プラスチックショップ</td><td>41138408</td><td>3/4インチ&nbsp;</td></tr><tr><td>水族館水中水槽</td><td>アクアタンク</td><td></td><td>300w</td></tr><tr><td>CPVCパイプ</td><td>ティグレ</td><td>10121787</td><td>3/4インチ&nbsp;</td></tr><tr><td>メスネジ式ゲートウォーターバルブ</td><td>Tigre</td><td>27950310</td><td>3/4インチ&nbsp;</td></tr><tr><td>雌ねじグローブウォーターバルブ</td><td>Tigre</td><td>27940510</td><td>3/4インチ&nbsp;</td></tr><tr><td>フラホール抵抗</td><td>BXV</td><td></td><td>10 k&Omega;, 0.25W</td></tr><tr><td>t ラボサポートスタンド クランプ付き 30インチロッド付き&nbsp;</td><td>Masiye Labs</td><td>RSC0001</td><td>水平パイプ</td></tr><tr><td>をサポート LCD画面&nbsp;</td><td>Eichip</td><td></td><td>16 x 2、モデルJHD162A</td></tr><tr><td>オスxオスデュポンジャン</td><td>パーChyan</td><td></td><td>arduinoとフローセンサー(30 cm)間の接続(30 cm)</td></tr><tr><td>穴あき回路基板片面</td><td>KY WIN ROBOT</td><td></td><td>5 x 10 cm</td></tr><tr><td>ポテンショメータ</td><td>LUSYA</td><td>DL-ALPSA01</td><td>10k&Omega;</td></tr><tr><td>ロール オブ ウォーター ブロッキング テープ</td><td>ワン ワールド</td><td>5603131000</td><td>漏れを避けるために</td></tr><tr><td>シリコン ホース</td><td>ティグレ</td><td>14211250</td><td>2 cm インナー</td></tr><tr><td>はんだステーション</td><td>QHTITEC</td><td>EU/US PLUG</td><td>Arduine システム 溶接&nbsp;</td></tr><tr><td>はんだワイヤースプール</td><td>BEEYIHF</td><td>I001-A001-セット</td><td>アルドゥインシステム溶接&nbsp;</td></tr><tr><td>ねじ山付きオスソケットとねじ山なしメスソケットCPVCパイプ継手</td><td>TIgre</td><td>35447849</td><td>3/4-inch&nbsp;</td></tr><tr><td>Tricaine (MS-222)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E10521</td><td>麻酔薬</td></tr><tr><td>UNO-R3ボードUNO R3 CH340G +MEGA328Pチップ16Mhz&nbsp;</td><td>Arduino UNO R3開発ボード用</td><td>FSXSEMI</td><td></td></tr>ネジ<tr><td>なしCPVCティーパイプフィッティング、メス</td><td>ティグレ</td><td>22200267</td><td>3/4インチ&nbsp;</td></tr><tr><td>ねじ山なしメスCPVCソケットパイプ継手</td><td>Tigre</td><td>22170260</td><td>3/4インチ&nbsp;</td></tr><tr><td>水量センサ&nbsp; YF-B5型&nbsp;</td><td>Siqma Robotics</td><td>SQ8659</td><td>1-25 L/min</td></tr><tr><td>ウォーターポンプ&nbsp;</td><td>Sunsun</td><td></td><td>モデルHJ-2041、3000L / h、65W</td></tr><tr><td>貯水池</td><td>カスタム</td><td></td><td>30L</td></tr></tbody></table>

遊泳用ゼブラフィッシュ運動装置による多様なトレーニングアプローチ

A Swimming-Induced Zebrafish Exercise Apparatus for Versatile Training Approaches

運動器具は、流速の調整において顕著な効率を示しました。遊泳速度を徐々に向上させるため、SEDグループを除くすべてのグループで水量を毎週段階的に増加させ、SEDグループでは0.06m/sの一定の流速を維持しました。特に、この装置は驚くべきレベルの精度を可能にし、0.001m/sの微細な流速調整を達成しました。しかし、0.06 m/sなどの低速では誤差率は30%でした。0.3 m/sや0.5 m/sなどの高速では、エラー率は3%〜4%でした(図2)。訓練中に到達した最大速度は、前回の耐久でSEDで0.4m/s、MICTで0.44m/s、HIITグループで0.49m/sでした。
ゼブラフィッシュの身体能力は、耐久試験でUmaxを使用して毎週評価されました。その結果、MICTおよびHIITを受けたゼブラフィッシュは、SED群と比較して、身体能力が有意に向上していることが明らかになりました(図4)。MICTとHIITはどちらも、トレーニング中に同じ移動距離に提出されました。しかし、HIITグループは急速な改善を誘発し、わずか2週間後にはUmaxの大幅な増加が観察されました(p = 0.0003)。トレーニング期間中、HIITグループは毎週一貫して10%の改善を示し、その結果、全体で約30%の向上が見られました。対照的に、MICTトレーニングはより緩やかな増加につながり、トレーニングの3週目でのみUmaxの顕著な~10%の増加が記録され、その後の週にはそれ以上の改善は見られませんでした(p = 0.0024)。これらの知見は、HIITとMICTのトレーニングプロトコルがゼブラフィッシュの身体能力に及ぼす影響の違いを浮き彫りにしています。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig01.jpg"> 図1:装置の設計 (A)遊泳装置の概略図。青い矢印は水の流れの方向を示しています。関連するパイプの長さが示されています。文字は 、補足表1に記載されている各装置コンポーネントを表しています。(B)装置の写真。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig02.jpg"> 図2:0.5Lの流量に必要な時間を測定することによる水流センサの校正。 SEMは0.06m/sで0.277、0.3m/sで0.123、0.5m/sグループで0.109であった。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig03.jpg"> 図3:LCDへのArduino接続の回路図。 センサーの適切なワイヤは、ArduinoのD2ピンと10kΩ抵抗(信号線)、Arduinoのグランド(黒線)、およびArduinoの5V(赤線)の間に接続またははんだ付けする必要があります。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig03large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig04.jpg"> 図4:最大水泳速度(Umax)で表される水泳パフォーマンスa、 a、b、cは、各グループ内の毎週の水泳能力推定値の統計的差を示しています。*グループ間の違いを示し、二元配置分散分析(Tukey posthoc)を使用して比較します。*p = 0.01;**p = 0.001;p = 0.0001 です。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig04large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig05.jpg"> 図5:形態学的測定 (A)体調指数(重量[g]/標準長さ[mm]2;BMI)。(B)身体測定の代表的な画像。(C)ボディコンディションスコアリング(BCS)。エラーバーは、BMIの場合は0.026〜0.045、BCSの場合は0.4〜0.96の範囲に対応します。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig05large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
補足表1:ゼブラフィッシュ運動器具の材料と組み立てガイド。 この表には、図に示されている組み立て順序と一致する文字があります。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/Supplementary%20Table%201.xlsx" target="_blank">このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。</a>
補足ファイル1:水速を測定するための注釈付きArduinoスケッチ。 コードの各行のコメントは、二重スラッシュの後に組み込まれます。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/Arduino%20Sketch.zip" target="_blank">このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。</a>
補足ファイル2:セットアップの詳細を含むArduinoファイル。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/flowsensor.zip" target="_blank">このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。</a>

To comprehensively investigate the effects of exercise on health and disease, animal models play a pivotal role. Zebrafish, a widely utilized vertebrate ...

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Research

JoVE Journal

Biology

生物学

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