Artykuł metodologiczny

Wszechstronność protokołów treningu oporowego i oceny z wykorzystaniem drabin statycznych i dynamicznych w modelach zwierzęcych

3K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/63098

⸱

17 grudnia 2021

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Functional Biology, University of Oviedo, 2Instituto de Investigación Sanitaria del Principado de Asturias (ISPA), 3Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Oviedo, 4Animal facilities, University of Oviedo, 5Department of Psychology, University of Oviedo, 6Instituto de Neurociencias del Principado de Asturias (INEUROPA), University of Oviedo, 7Department of Morphology and Cellular Biology, University of Oviedo

W tym artykule

Podsumowanie

Obecny protokół opisuje trening i testowanie oporu za pomocą statycznych i dynamicznych drabin w modelach zwierzęcych.

Streszczenie

Trening oporowy to model ćwiczeń fizycznych, który przynosi ogromne korzyści dla zdrowia przez całe życie. Wykorzystanie modeli zwierzęcych do ćwiczeń oporowych jest sposobem na uzyskanie wglądu w podstawowe mechanizmy molekularne, które koordynują te adaptacje. Celem artykułu jest opisanie modeli ćwiczeń i protokołów treningowych przeznaczonych do treningu siłowego i oceny oporu w modelach zwierzęcych oraz podanie przykładów. W tym artykule trening siłowy i ocena wytrzymałości opierają się na aktywności wspinaczkowej po drabinie, przy użyciu drabin statycznych i dynamicznych. Urządzenia te pozwalają na różnorodność modeli treningowych, a także zapewniają precyzyjną kontrolę głównych zmiennych, które determinują ćwiczenia oporowe: objętość, obciążenie, prędkość i częstotliwość. Co więcej, w przeciwieństwie do ćwiczeń oporowych u ludzi, jest to ćwiczenie wymuszone. Dlatego w tej interwencji należy unikać bodźców awersyjnych, aby zachować dobrostan zwierząt. Przed wdrożeniem konieczny jest szczegółowy projekt wraz z okresem aklimatyzacji i nauki. Aklimatyzacja do urządzeń treningowych, takich jak drabinki, ciężarki i taśmy kliniczne, a także do wymaganych manipulacji, jest konieczna, aby uniknąć odrzucenia ćwiczeń i zminimalizować stres. W tym samym czasie zwierzęta uczą się wspinać po drabinie, a nie schodzić, do miejsca odpoczynku na szczycie drabiny. Ocena oporu może scharakteryzować siłę fizyczną i umożliwić dostosowanie i ilościowe określenie obciążenia treningowego oraz reakcji na trening. Ponadto można ocenić różne rodzaje wytrzymałości. Jeśli chodzi o programy treningowe, przy odpowiednim zaprojektowaniu i zastosowaniu urządzenia, mogą być one wystarczająco wszechstronne, aby modulować różne rodzaje siły. Ponadto powinny być na tyle elastyczne, aby można je było modyfikować w zależności od reakcji adaptacyjnej i behawioralnej zwierząt lub obecności urazów. Podsumowując, trening oporowy i ocena przy użyciu drabin i ciężarów są wszechstronnymi metodami w badaniach na zwierzętach.

Wprowadzenie

Ćwiczenia fizyczne są czynnikiem determinującym styl życia dla promowania zdrowia i zmniejszania częstości występowania najbardziej rozpowszechnionych chorób przewlekłych, jak również niektórych rodzajów raka u ludzi1.

Ćwiczenia oporowe wzbudziły zainteresowanie ze względu na ich ogromne znaczenie dla zdrowia przez całe życie2, szczególnie ze względu na korzyści w przeciwdziałaniu chorobom związanym z wiekiem, które wpływają na układ ruchu, takim jak sarkopenia, osteoporoza, itp3. Co więcej, ćwiczenia oporowe wpływają również na tkanki i narządy, które nie są bezpośrednio zaangażowane w wykonywanie ruchu, takie jak brain4. To znaczenie w ostatnich latach zachęciło do opracowania modeli ćwiczeń oporowych u zwierząt w celu zbadania podstawowych mechanizmów mięśniowych i molekularnych, gdy nie jest to możliwe u ludzi lub gdy zwierzęta zapewniają lepszy wgląd i są bardziej kontrolowanym modelem.

W przeciwieństwie do ćwiczeń oporu u ludzi, w przypadku modeli zwierzęcych badacze zazwyczaj polegają na procedurach wymuszonych. Jednak w tym kontekście należy unikać bodźców awersyjnych, głównie w celu zachowania dobrostanu zwierząt, zmniejszenia stresu i zmniejszenia surowości procedur eksperymentalnych5. Należy zauważyć, że zwierzęta lubią ćwiczyć nawet na wolności6. Z tych powodów konieczna jest poprawa adaptacji do eksperymentu poprzez przedłużoną aklimatyzację stopniową.

Urządzenia, materiały i protokoły używane do treningu oporu i oceny u zwierząt doświadczalnych muszą umożliwiać precyzyjną kontrolę i modulację wielu zmiennych: obciążenia, objętości, prędkości i częstotliwości7. Powinny również umożliwiać wykonywanie różnych rodzajów skurczów mięśni: koncentrycznych, ekscentrycznych lub izometrycznych. Biorąc pod uwagę powyższe, stosowane protokoły powinny być w stanie specyficznie ocenić lub trenować pod kątem różnych zastosowań siły: siły maksymalnej, hipertrofii, szybkości i wytrzymałości.

Istnieje kilka metod treningu siłowego, takich jak skakanie w wodzie8,9, pływanie z obciążeniem w wodzie10, lub elektrostymulacja mięśni11. Jednak drabiny statyczne i dynamiczne są uniwersalnymi urządzeniami, które są szeroko stosowane12,13,14.

Ocena odporności w eksperymentalnych modelach zwierzęcych dostarcza cennych informacji dla wielu środowisk badawczych, takich jak opisywanie cech fenotypowych zwierząt modyfikowanych genetycznie, ocena wpływu różnych protokołów interwencyjnych (suplementacja składnikami diety, leczenie farmakologiczne, przeszczepianie mikrobioty, itp.), czy ocena efektu protokołów treningowych. Modele treningowe dostarczają wglądu w fizjologię adaptacji do ćwiczeń siłowych, co pomaga lepiej zrozumieć wpływ ćwiczeń na stan zdrowia i patofizjologię.

W związku z tym, nie ma uniwersalnego protokołu do treningu oporowego lub funkcjonalnej oceny siły w modelach zwierzęcych, więc potrzebne są wszechstronne protokoły.

Celem tego badania jest zidentyfikowanie najistotniejszych czynników, które należy wziąć pod uwagę podczas projektowania i stosowania protokołu treningu oporu i oceny przy użyciu drabin statycznych i dynamicznych w modelach zwierzęcych, a także dostarczenie konkretnych przykładów.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Metody przedstawione w tym protokole zostały ocenione i zatwierdzone przez komitet techniczny ds. badań na zwierzętach (nr referencyjny PROAE 04/2018, Principado de Asturias, Hiszpania).

1. Planowanie

  1. Starannie wybierz zwierzęta do badania w oparciu o interesujące je cechy (genetycznie zmodyfikowane, modele patologiczne, wiek itp.) i zastosuj określone adaptacje do protokołu (wspinanie się bez ciężarów, zmniejszenie liczby szczebli do pokonania i nachylenia).
  2. Zidentyfikuj modalność siły, która ma być oceniana lub trenowana: maksymalna siła, wytrzymałość-odporność, szybkość itp., w zależności od celów badania.
  3. Ostrożnie dostosuj parametry podczas opracowywania oceny funkcjonalnej lub treningu, biorąc pod uwagę, czy koncentruje się on na wynikach tych testów, czy też są one komplementarne z innymi rodzajami oznaczeń klinicznych, funkcjonalnych, histologicznych lub molekularnych.
  4. Zaplanuj wszystkie kwestie związane z treningiem, w szczególności harmonogram, czas trwania okresu szkolenia i częstotliwość sesji, a także narysuj tabelę treningową.
    1. Określ kroki rozgrzewki i nachylenie drabiny, które będą takie samo przez cały trening. Określ serie, powtórzenia, obciążenie (na podstawie wyników testów wytrzymałościowych wykonanych przed okresem treningowym) i odpoczynek pomiędzy nimi, zwracając uwagę na wzrost obciążenia w stosunku do poprzedniej sesji.
    2. Modyfikuj plan, tak jak w przypadku treningu człowieka, w zależności od dobrostanu zwierzęcia. Modyfikacje obejmują zmniejszenie liczby powtórzeń, wydłużenie czasu odpoczynku między seriami lub powtórzeniami oraz zmniejszenie obciążenia, aby uniknąć przetrenowania i kontuzji.
  5. Po zakończeniu przedstaw projekt do oceny i zatwierdzenia przez komisję ds. badań etycznych na zwierzętach.

2. Urządzenia i materiały do ćwiczeń oporowych

  1. Urządzenia: Drabiny statyczne i dynamiczne
    UWAGA: Dwa rodzaje drabin, tak zwane drabiny statyczne i dynamiczne (patrz Rysunek 1), mogą być używane do treningu oporowego i oceny (patrz Tabela Materiałów).
    1. Użyj drabiny pionowej z co najmniej 30 stopniami z drutu stalowego o średnicy 1.5 mm, oddalonymi od siebie o 15 mm, oraz miejscem do odpoczynku o wymiarach co najmniej 20 x 20 cm na szczycie drabiny. Nachylenie drabiny musi być regulowane w zakresie od 80° do 110° w płaszczyźnie poziomej (Rysunek 1C). Wyznacz dwa pasy ruchu, aby zapobiec nieliniowemu podjazdom.
    2. Użyj dynamicznej drabiny podobnej do drabiny statycznej, z plastikową barierą z włókna u góry, którą można otworzyć, aby kontrolować dostęp do miejsca odpoczynku, oraz plastikową barierą z włókna na dole, aby zapobiec zejściu zwierząt. Kąt nachylenia drabiny musi być regulowany w zakresie od 80° do 100°, przy czym najczęściej jest to 85°.
      UWAGA: Drabina może poruszać się za pomocą górnego i dolnego wału o średnicy 8 cm. Dolny wał napędzany jest silnikiem elektrycznym, który sprawia, że stopnie opadają z przodu i wznoszą się z tyłu, tworząc niekończącą się drabinę. Wyposażony jest w przekładnię redukcyjną oraz regulator prędkości do obniżania prędkości z 11,6 cm/s do 3,3 cm/s, a najczęściej spotykana prędkość to 5,6 cm/s.

figure-protocol-1
Rysunek 1: Urządzenia do treningu oporowego: drabinki statyczne i dynamiczne. (A) Trening myszy z zewnętrznym ciężarem na drabinie statycznej. (B) Dwie myszy trenujące z ciężarem ciała na dynamicznej drabinie. (C) Schematyczne przedstawienie kątów drabiny do szkolenia i oceny. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

  1. Materiałów
    1. Przygotuj następujące materiały: obciążniki, drut do przytrzymywania odważników, stalowy klips aligatora i kliniczną taśmę klejącą.
      UWAGA: Obciążniki są stalowymi cylindrami o różnej masie (5, 10, 15, 20, 25 i 50 g), z otworem o średnicy 5 mm pośrodku do nawleczenia ich na drut (Tabela materiałów). Drut do przytrzymywania ciężarków wykonany jest ze stali o średnicy 1-1,5 mm i długości 5-10 cm, w zależności od ilości ciężarków, które mają być załadowane.
    2. Wytnij kawałek elastycznego bandaża samoprzylepnego (tabela materiałów) o wymiarach około 3,0-3,5 cm x 1,0-1,5 cm i przymocuj go do ogona zwierzęcia, aby utrzymać ciężarki. Pamiętaj, aby nie dokręcać zbyt mocno, ponieważ może to prowadzić do ograniczenia przepływu krwi.
      UWAGA: Na początku zachowanie zwierząt będzie polegało na walce z taśmą i gryzieniu jej, ale po kilku dniach będą ją tolerować, pielęgnując jak zwykle i nie wykazując żadnych oznak stresu.
    3. Włóż żądane ciężarki do drutu i zaczep zacisk aligatora (Tabela materiałów: Stalowy zacisk aligatora i drut do przytrzymywania ciężarków).
    4. Zacisnąć aligator na taśmie klinicznej przymocowanej do ogona zwierzęcia.
    5. Natychmiast po wejściu na wymagane szczeble zdejmij zacisk i pozwól zwierzęciu odpocząć z taśmą kliniczną na ogonie, ale bez ciężaru (Rysunek 1).

3. Aklimatyzacja

UWAGA: Właściwa aklimatyzacja jest niezbędna, aby uniknąć odrzucenia ćwiczeń i zminimalizować stres. Aklimatyzacja jest kluczowym etapem przed wykonaniem testów oceny odporności lub protokołów treningowych. Należy poświęcić odpowiednią ilość czasu, aby osiągnąć behawioralne oznaki komfortu u zwierząt. Szczegóły dotyczące codziennej aklimatyzacji za pomocą drabin statycznych i dynamicznych przedstawiono odpowiednio w tabeli 1 i tabeli 2.

  1. Przyzwyczaj zwierzęta do przebywania w miejscu odpoczynku na szczycie drabiny (statycznej lub dynamicznej). Zostaw zwierzęta w tym miejscu w grupach po cztery, z posłaniem z klatki, na 15 minut każdego dnia. Zwykle po 3-5 dniach zwierzęta nie wykazują żadnych oznak stresu.
  2. Naucz zwierzęta wspinać się po drabinie, a nie schodzić. Korzystając z drabiny statycznej, umieść myszy na szczeblu blisko szczytu, skąd mogą zobaczyć miejsce odpoczynku. Instynktownie do niego pójdą. Następnie naucz je stopniowo wspinać się z pięciu szczebli (3x) pierwszego dnia do 10 szczebli (3x) następnego dnia, aż do 15 szczebli (3x) (Tabela 1).
    Tę samą procedurę należy zastosować z drabiną dynamiczną, najpierw bez ruchu, a następnie z drabiną poruszającą się z prędkością 5,4 cm/s i 6,6 cm/s, a zwierzęta wspinają się w górę przez 2 minuty, kończąc pięć serii (Tabela 2).
  3. Przystosować zwierzęta do przenoszenia ciężarów, począwszy od trzeciego dnia aklimatyzacji. Przyklej kawałek taśmy klinicznej do podstawy ogona, który będzie służył do trzymania ciężarów.
  4. Od siódmego dnia aklimatyzacji przymocuj małe ciężarki (5-10 g) do taśmy klinicznej za pomocą klipsa aligatora. Unikaj wykonywania zbyt wielu serii, aby adaptacja nie przekształciła się w trening.
    UWAGA: Aklimatyzacja grupy kontrolnej jest obowiązkowa w przypadku, gdy grupa ta przeprowadza test odporności. Po tym okresie raz w tygodniu wykonuj przypomnienie o wspinaniu się po drabinie, za pomocą taśmy, ale bez obciążników.

4. Ocena odporności

  1. Testy przyrostowe w celu oceny maksymalnej wytrzymałości
    UWAGA: Ten test ma na celu określenie maksymalnego oporu mierzonego jako maksymalna waga, przy której zwierzęta mogą wspiąć się na 10 szczebli drabiny statycznej, która określa maksimum 10 powtórzeń (10 RM)4. Protokół ten został zaadaptowany z poprzednich badań (recenzowanych w Kregel et al.15).
    1. Na rozgrzewkę wykonaj trzy serie po 10 powtórzeń, 10 kroków na powtórzenie, bez zewnętrznego obciążenia. W pierwszej serii ustaw nachylenie pod kątem 90°, a następnie pod kątem 85°. Odczekaj okres odpoczynku wynoszący 60 s między seriami.
    2. Ustaw nachylenie pod kątem 85° (aby zapobiec ocieraniu się lub zahaczaniu ciężarów o szczeble drabiny).
    3. Przymocuj taśmę wokół ogona zwierzęcia, aby przytrzymać ciężarki i przygotuj ciężarki, jak wyjaśniono wcześniej.
    4. Rozpocznij test z obciążeniem zewnętrznym 10 g i wykonaj jedną serię 10 kroków.
    5. Usuń ciężar i pozwól na okres odpoczynku 120 s w obszarze odpoczynku.
    6. Wykonuj kolejne serie po 10 kroków zwiększając obciążenie zewnętrzne o 5 g aż do wyczerpania. Odczekaj okres odpoczynku (120 s) między seriami.
    7. Jeśli jedno zwierzę nie zdoła pokonać 10 stopni z określonym obciążeniem, pozwól na kolejną próbę z tym samym obciążeniem po 120 sekundach odpoczynku. Jeśli uda mu się wznieść wraz z obciążeniem, kontynuuje test z następnym obciążeniem. Jeśli ponownie się nie powiedzie, zapisz obciążenie ciężarem ostatniej zakończonej serii jako jego maksymalne obciążenie.
    8. Wynik badania może być wyrażony jako bezwzględna masa zewnętrzna (g), jako maksymalne obciążenie w stosunku do masy ciała (%) lub jako masa podniesiona na gram masy ciała, według uznania badacza.
      UWAGA: Poprzedni protokół reprezentuje model, na którym możliwe są liczne modyfikacje, na przykład w celu oceny maksymalnej odporności genetycznie zmodyfikowanych myszy z niepełnosprawnością nerwowo-mięśniową. Zwierzęta te nie są w stanie wspinać się z obciążeniami zewnętrznymi i mają trudności z wspinaniem się na 10 szczebli z drabiną ustawioną pod kątem 90° nachylenia (dane niepublikowane). Protokół polegał na pokonaniu pięciu stopni bez obciążenia zewnętrznego, zaczynając od nachylenia 110°. Nachylenie zmniejszało się o 5° w każdej serii aż do 85° z 120 s odpoczynku po każdej serii. W tym przypadku maksymalny opór został wyrażony jako skumulowana liczba pokonanych kroków (bez uwzględnienia powtórzeń po niepowodzeniach). Grupa kontrolna typu dzikiego, po osiągnięciu nachylenia 85°, będzie kontynuować test, dodając zewnętrzny ciężar do ogona, zgodnie z poprzednim protokołem, aż do wyczerpania.
  2. Badanie maksymalnej wytrzymałości i odporności z drabinką statyczną
    1. Na rozgrzewkę wykonaj trzy serie po 10 powtórzeń, 10 kroków na powtórzenie, bez zewnętrznego obciążenia. W pierwszej serii ustaw nachylenie pod kątem 90°, a następnie pod kątem 85°. Odczekaj okres odpoczynku wynoszący 60 s między seriami.
    2. Ustaw nachylenie pod kątem 85°.
    3. Przypnij ciężarek do taśmy klinicznej umieszczonej wokół ogona myszy.
      UWAGA: W zależności od wieku i cech zwierząt, obciążenie zewnętrzne może być maksymalną masą uzyskaną w poprzednim teście przyrostowym, jej procentem (np. 50%) lub procentem masy ciała (np. 100%-200%). Jeśli ten test jest wykonywany po okresie treningu, zaleca się użycie tego samego obciążenia, co w teście początkowym, do oceny zmian.
    4. Wykonuj kolejne serie 10 kroków aż do wyczerpania. Po każdej serii nie jest dozwolony czas na odpoczynek.
    5. Wynikiem testu jest liczba pokonanych szczebli.
  3. Test maksymalnej wytrzymałości i odporności za pomocą drabinki dynamicznej
    UWAGA: Zastosowanie drabiny dynamicznej pozwala badaczowi kontrolować prędkość wznoszenia.
    1. Ustaw nachylenie pod kątem 85°.
    2. Ustaw prędkość na 4.2 cm/s.
    3. Na rozgrzewkę wykonaj trzy serie po 100 kroków, bez obciążenia zewnętrznego. Odczekaj okres odpoczynku wynoszący 60 s między seriami.
    4. Przypnij ciężarek do taśmy klinicznej umieszczonej wokół ogona myszy.
      UWAGA: W zależności od wieku i cech zwierząt, obciążenie zewnętrzne może być maksymalną masą uzyskaną w poprzednim teście przyrostowym, jej procentem (np. 50%) lub procentem masy ciała (np. 100%-200%). Jeśli ten test jest wykonywany po okresie treningu, zaleca się użycie tego samego obciążenia, co w teście początkowym, do oceny zmian.
    5. Zacznij od 4,2 cm/s i zwiększaj prędkość o 1,2 cm/s co 60 s aż do wyczerpania.
      UWAGA: Wynikiem testu jest czas ćwiczeń, liczba pokonanych szczebli lub maksymalna prędkość.

5. Trening oporowy z drabinką statyczną

UWAGA: Przed rozpoczęciem okresu treningowego konieczna jest aklimatyzacja (Tabela 1) i planowanie treningu. Aby zmniejszyć niepokój, dostosuj i trenuj myszy w grupach po cztery zwierzęta dzielące tę samą klatkę.

  1. Na codzienną rozgrzewkę wykonaj trzy serie po 10 powtórzeń, 10 kroków na powtórzenie, bez zewnętrznego obciążenia. W pierwszej serii ustaw nachylenie pod kątem 90°, a następnie pod kątem 85°. Odczekaj okres odpoczynku wynoszący 60 s między seriami.
  2. Sesja treningowa rozpoczyna się w strefie odpoczynku. Przypnij aligatora za pomocą ciężarka na taśmie klinicznej.
  3. Delikatnie umieść mysz 10-20 szczebli poniżej miejsca spoczynku. Pozwól myszy chwycić szczebel i wspiąć się do obszaru spoczynku.
    Powtarzaj ten proces, aż liczba szczebli w tej serii (np. 10 szczebli x 10 serii) zostanie zakończona.
  4. Usuń ciężar z ogona myszy i poczekaj 120 s do następnej serii.
  5. Zwiększaj liczbę kroków i maksymalne obciążenia w serii przez cały okres treningowy, zachowując przy tym tygodniowy harmonogram.
    UWAGA: Przykładowa zmienność obciążeń podczas planowania tygodniowego znajduje się w tabeli 3. Krótko, we wtorki i piątki z dużym obciążeniem (40-50 g) i małą liczbą kroków (500-400); poniedziałek i czwartek z pośrednim obciążeniem (25-35 g) i pośrednią liczbą kroków (800-600); i środa bez obciążenia, ale duża liczba kroków (2,000). Taka konstrukcja ułatwia regenerację po poprzednich sesjach treningowych oraz pozwala uniknąć kontuzji i przetrenowania. Przykłady 3-tygodniowego szkolenia z wieloma projektami z wykorzystaniem drabiny statycznej przedstawiono w Tabeli 4 (odpowiednio na początku, w środku i na końcu okresu szkoleniowego)4.

6. Trening oporowy z dynamiczną drabinką

UWAGA: Po aklimatyzacji, trening na drabinie dynamicznej jest dość podobny do statycznego (Tabela 2). Trening odbywa się na 2-4 myszach jednocześnie.

  1. Ustaw nachylenie na 85°, zamknij drzwi do miejsca odpoczynku i uruchom drabinę z żądaną prędkością (np. 5.4 cm/s).
  2. Na rozgrzewkę wykonaj trzy serie po 100 kroków, bez obciążenia zewnętrznego. Odczekaj okres odpoczynku wynoszący 60 s między seriami.
  3. Przed rozpoczęciem sesji treningowych, gdy mysz znajduje się w obszarze spoczynku, przypnij aligatora ciężarkiem na taśmie klinicznej. Alternatywnie obciążnik można przymocować, gdy mysz jest już na drabinie.
  4. Delikatnie umieść mysz na szczycie ruchomych schodów z ciężarem na ogonie. Pozwól myszom chwycić się szczebla i wspiąć się.
  5. Gdy zostanie osiągnięta liczba szczebli w tej serii (np. 100), usuń obciążniki. Następnie drzwi są otwierane, aby zwierzę mogło udać się do miejsca odpoczynku. Czas odpoczynku to 120 s przed następną serią.
    UWAGA: Liczba pokonanych stopni jest liczona jako funkcja czasu pokonywania wznoszenia się z ustawioną prędkością.
  6. Powtarzaj tę procedurę, aż sesja treningowa zostanie zakończona. Szczegółowy dzienny program treningowy przedstawiono w tabeli 5.

7. Ocena wpływu treningu oporowego na wytrzymałość

UWAGA: W tym celu przeprowadzany jest przyrostowy test na bieżni4, po 24 godzinach odpoczynku.

  1. Po 3-minutowej rozgrzewce z prędkością 10 cm/s rozpocznij test przyrostowy przy 10 cm/s i kącie nachylenia 10°.
  2. Zwiększaj prędkość o 3,33 cm/s co 3 minuty, aż do wyczerpania.
    UWAGA: Nie stosuje się wstrząsów elektrycznych, dlatego z tyłu bieżni umieszcza się pędzel malarski, aby zapobiec zjechaniu z niej myszy.

8. Zachowanie zwierząt podczas zabiegów

UWAGA: Ciągłe monitorowanie adaptacji myszy do treningu powinno być wykonywane w celu wykrycia ekstremalnego zmęczenia, przetrenowania lub kontuzji.

  1. Obserwuj oznaki dobrostanu zwierząt, w szczególności pielęgnację i odmowę treningu. Normalnym zachowaniem myszy po serii intensywnego treningu jest pozostawanie bezczynnym przez około minutę z powodu zmęczenia. Następnie zaczynają pielęgnować, badać lub próbować usunąć taśmę z ogona.
  2. W przypadku, gdy mysz odmawia trenowania serii, spróbuj dać dłuższe przerwy lub nawet nie wykonywać tej serii, aby zapobiec hamowaniu.
  3. Od czasu do czasu, podczas wykonywania lekkich ćwiczeń, delikatnie popchnij ogon zwierzęcia, aby zachęcić je do ukończenia serii. Zwierzęta przestają się wspinać, ponieważ nie jest to wymagające zadanie. I odwrotnie, gdy zwierzęta niosą ciężki ładunek, delikatnie przesuń ciężar zwierzęcia, aby zmniejszyć obciążenie i zachęcić je do ukończenia serii, a następnie pozwól zwierzęciu odpocząć do następnej sesji treningowej. Zwierzęta mogą się zatrzymać, a nawet próbować zejść z powodu dużego obciążenia.

9. Procedury bezpieczeństwa

  1. Procedury bezpieczeństwa dla badaczy: Przeprowadzaj badania w laboratorium w obiekcie dla zwierząt i używaj ochraniaczy na buty, kombinezonów, rękawiczek, czepków i masek. Nie ma żadnych dodatkowych wymogów poza tymi, które są specyficzne dla badań na zwierzętach.
  2. Bezpieczeństwo zwierząt: Podczas sesji ćwiczeń należy stale zwracać uwagę na zwierzęta, ze względu na potencjalne zagrożenia, takie jak upadki lub skoki. Umieść rękę pod ciężarkami, aby złapać i przytrzymać myszy w przypadku upadku z powodu wyczerpania, ponieważ jej zdolność do prawidłowego trzymania się szczebli będzie ograniczona.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Wyniki z drabinką statyczną
Protokół progresywnego treningu oporowego stosowany i opisany przez Codina-Martinez i wsp.4 (Tabela 4) został przetestowany we wstępnym badaniu składającym się z 7 tygodni treningu na drabinie statycznej z 6-miesięcznymi myszami C57BL6J typu dzikiego (n = 4). W tym wstępnym badaniu przeprowadzono testy przyrostowe w celu oceny maksymalnej siły przed i po okresie treningowym. Zaobserwowaliśmy 46,4% wzrost siły maksymalnej, co oznacza...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Trening to interwencja mająca wiele zastosowań w badaniach, poza badaniem samych ćwiczeń. W związku z tym w ostatnich latach wiele uwagi poświęcono analizie jego wpływu na starzenie się20 lub niektóre stany patologiczne oraz fizjoterapię21. Ponadto wielu autorów analizowało wpływ interwencji farmakologicznych22 lub dietetycznych21 na sprawność fizyczną. W tym kontekście pojawiło się zainteresowanie analizą różnych modalności ć...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autor korespondencyjny zapewnia, że wszyscy autorzy nie mają konfliktu interesów.

Podziękowania

Ta praca była częściowo wspierana przez Ministerio de Economía y Competitividad, Hiszpania (DEP2012-39262 do EI-G i DEP2015-69980-P do BF-G). Podziękowania dla Franka Mcleoda Hendersona Higginsa z McLeod's English Centre w Asturii w Hiszpanii za pomoc językową.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Drabina dynamicznawłasnej produkcji
Elastyczny bandaż samoprzylepny 6 cm x 2,5 mBSN 4005556
medyczny Gator Clip Stalowy NON-INSUL 10ADigikey elektronikaBC60ANP
Drabina statycznawłasnej produkcji
Drut do przytrzymywania Ważyprodukcję
Odważniki własnej produkcji własną

Bibliografia

  1. Pedersen, B. K., Saltin, B. Exercise as medicine - evidence for prescribing exercise as therapy in 26 different chronic diseases. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 25, Suppl 3 1-72 (2015).
  2. Westcott, W. L. Resistance training is medicine: effects of strength training on health. Current Sports Medicine Reports. 11 (4), 209-216 (2012).
  3. Garatachea, N., et al. Exercise attenuates the major hallmarks of aging. Rejuvenation Research. 18 (1), 57-89 (2015).
  4. Codina-Martinez, H., et al. Autophagy is required for performance adaptive response to resistance training and exercise-induced adult neurogenesis. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 30 (2), 238-253 (2020).
  5. Conner, J. D., Wolden-Hanson, T., Quinn, L. S. Assessment of murine exercise endurance without the use of a shock grid: an alternative to forced exercise. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (90), e51846(2014).
  6. Meijer, J. H., Robbers, Y. Wheel running in the wild. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 281 (1786), 20140210(2014).
  7. Suchomel, T. J., Nimphius, S., Bellon, C. R., Hornsby, W. G., Stone, M. H. Training for muscular strength: Methods for monitoring and adjusting training intensity. Sports Medicine. 51 (10), 2051-2066 (2021).
  8. Pousson, M., Perot, C., Goubel, F. Stiffness changes and fibre type transitions in rat soleus muscle produced by jumping training. Pflügers Archive. 419 (2), 127-130 (1991).
  9. Marqueti, R. C., et al. Biomechanical responses of different rat tendons to nandrolone decanoate and load exercise. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 21 (6), 91-99 (2011).
  10. Cunha, T. S., Tanno, A. P., Costa Sampaio Moura, M. J., Marcondes, F. K. Influence of high-intensity exercise training and anabolic androgenic steroid treatment on rat tissue glycogen content. Life Sciences. 77 (9), 1030-1043 (2005).
  11. Heinemeier, K. M., et al. Expression of collagen and related growth factors in rat tendon and skeletal muscle in response to specific contraction types. The Journal of Physiology. 582, 1303-1316 (2007).
  12. Hornberger, T. A., Farrar, R. P. Physiological hypertrophy of the FHL muscle following 8 weeks of progressive resistance exercise in the rat. Canadian Journal of Applied Physiology. 29 (1), 16-31 (2004).
  13. Yarasheski, K. E., Lemon, P. W., Gilloteaux, J. Effect of heavy-resistance exercise training on muscle fiber composition in young rats. Journal of Applied Physiology. 69 (2), 434-437 (1990).
  14. Khamoui, A. V., et al. Aerobic and resistance training dependent skeletal muscle plasticity in the colon-26 murine model of cancer cachexia. Metabolism. 65 (5), 685-698 (2016).
  15. Kregel, K. C., et al. Resource book for the design of animal exercise protocols. American Physiological Society. 152, (2006).
  16. Marino, G., et al. Autophagy is essential for mouse sense of balance. The Journal of Clinical Investigation. 120 (7), 2331-2344 (2010).
  17. Figueiredo, V. C., de Salles, B. F., Trajano, G. S. Volume for muscle hypertrophy and health outcomes: The most effective variable in resistance training. Sports Medicine. 48 (3), 499-505 (2018).
  18. Gentil, P., et al. Using velocity loss for monitoring resistance training effort in a real-world setting. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 43 (8), 833-837 (2018).
  19. Fernández-Sanjurjo, M., et al. Is physical performance (in mice) increased by Veillonella atypica or decreased by Lactobacillus bulgaricus. Journal of Sport and Health Science. 9 (3), 197-200 (2020).
  20. Shiguemoto, G. E., et al. Effects of resistance training on matrix metalloproteinase-2 activity and biomechanics and physical properties of bone in ovariectomized and intact rats. Scandivavian Journal of Medicine & Science in Sports. 22 (5), 607-617 (2012).
  21. de Sousa Neto, I. V., et al. Effects of resistance training on matrix metalloproteinase activity in skeletal muscles and blood circulation during aging. Frontiers in Physiology. 9, 190(2018).
  22. Ghosh, S., Golbidi, S., Werner, I., Verchere, B. C., Laher, I. Selecting exercise regimens and strains to modify obesity and diabetes in rodents: an overview. Clinical Science. 119 (2), 57-74 (2010).
  23. Mônico-Neto, M., et al. Resistance training minimizes catabolic effects induced by sleep deprivation in rats. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 40 (11), 1143-1150 (2015).
  24. Hawley, J. A., Hargreaves, M., Joyner, M. J., Zierath, J. R. Integrative biology of exercise. Cell. 159 (4), 738-749 (2014).
  25. Booth, F. W., Laye, M. J., Spangenburg, E. E. Gold standards for scientists who are conducting animal-based exercise studies. Journal of Applied Physiology. 108 (1), 219-221 (1985).
  26. Kruger, K., et al. Functional and muscular adaptations in an experimental model for isometric strength training in mice. PLoS One. 8 (11), 79069(2013).
  27. Hendrickse, P. W., Krusnauskas, R., Hodson-Tole, E., Venckunas, T., Degens, H. Endurance exercise plus overload induces fatigue resistance and similar hypertrophy in mice irrespective of muscle mass. Experimental Physiology. 105 (12), 2110-2122 (2020).
  28. Knab, A. M., et al. Repeatability of exercise behaviors in mice. Physiology & Behavior. 98 (4), 433-440 (2009).
  29. Konhilas, J. P., et al. Loaded wheel running and muscle adaptation in the mouse. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 289 (1), 455-465 (2005).
  30. Reiter, A., et al. Functional measures of grip strength and gait remain altered long-term in a rat model of post-traumatic elbow contracture. The Journal of Biomechanical Engineering. , (2019).
  31. Stieglitz, T., Schuettler, M., Schneider, A., Valderrama, E., Navarro, X. Noninvasive measurement of torque development in the rat foot: measurement setup and results from stimulation of the sciatic nerve with polyimide-based cuff electrodes. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 11 (4), 427-437 (2003).
  32. Seo, D. Y., et al. Humanized animal exercise model for clinical implication. Pflügers Archiv. 466 (9), 1673-1687 (2014).
  33. Tanaka, H., Swensen, T. Impact of resistance training on endurance performance. A new form of cross-training. Sports Medicine. 25 (3), 191-200 (1998).
  34. Hakkinen, K., Mero, A., Kauhanen, H. Specificity of endurance, sprint and strength training on physical performance capacity in young athletes. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 29 (1), 27-35 (1989).
  35. Vellers, H. L., Kleeberger, S. R., Lightfoot, J. T. Inter-individual variation in adaptations to endurance and resistance exercise training: genetic approaches towards understanding a complex phenotype. Mammalian Genome. 29 (1), 48-62 (2018).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Wspinaczka po drabinieocena si ydrabina statycznadrabina dynamicznaprotok aklimatyzacyjnytest si y maksymalnejwytrzyma o si owaobci enie treningowe

Powiązane artykuły