Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

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

3.1K 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 niniejszym protokole zostały ocenione i zatwierdzone przez komisję techniczną ds. badań nad zwierzętami (numer referencyjny PROAE 04/2018, Principado de Asturias, Hiszpania).

1. Planowanie

  1. Starannie dobierz zwierzęta do badania na podstawie interesujących cech (modyfikacje genetyczne, modele patologiczne, wiek itp.) i zastosuj specyficzne adaptacje protokołu (wspinanie się bez obciążeń, zmniejszenie liczby szczebli do pokonania oraz kąt nachylenia).
  2. Określ rodzaj siły poddawany ocenie lub treningowi: siłę maksymalną, wytrzymałość siłową, szybkość itp., w zależności od celów badania.
  3. Dokładnie dostosuj parametry w przypadku planowania oceny funkcjonalnej lub treningu, biorąc pod uwagę, czy analiza skupia się na wynikach tych testów, czy stanowią one uzupełnienie innych rodzajów oznaczeń klinicznych, funkcjonalnych, histologicznych lub molekularnych.
  4. Zaplanuj wszystkie kwestie związane z treningiem, w szczególności harmonogram, czas trwania okresu treningowego oraz częstotliwość sesji, a następnie sporządź tabelę treningową.
    1. Określ etapy rozgrzewki oraz kąt nachylenia drabiny, który pozostanie niezmienny przez cały okres treningu. Określ liczbę serii, powtórzeń, obciążenie (na podstawie wyników testów wytrzymałości przeprowadzonych przed okresem treningowym) oraz przerwy pomiędzy nimi, zwracając uwagę na zwiększanie obciążeń w oparciu o poprzednią sesję.
    2. Modyfikuj plan, podobnie jak w przypadku treningu ludzi, w zależności od dobrostanu zwierzęcia. Modyfikacje obejmują zmniejszenie liczby powtórzeń, wydłużenie czasu odpoczynku między seriami lub powtórzeniami oraz zmniejszenie obciążenia w celu uniknięcia przetrenowania i kontuzji.
  5. Po zakończeniu przedłożyć projekt do oceny i zatwierdzenia przez komisję etyczną ds. badań na zwierzętach.

2. Urządzenia i materiały do ćwiczeń oporowych

  1. Urządzenia: Drabiny statyczna i dynamiczna
    UWAGA: Do treningu oporowego i oceny można wykorzystać dwa rodzaje drabin, tzw. drabiny statyczną i dynamiczną (patrz Rysunek 1) (patrz Tabela materiałów).
    1. Należy użyć pionowej drabiny z co najmniej 30 stopniami z drutu stalowego o średnicy 1.5 mm, rozmieszczonymi w odstępach 15 mm, oraz obszarem spoczynkowym o wymiarach co najmniej 20 x 20 cm na szczycie drabiny. Nachylenie drabiny musi być regulowane w zakresie od 80° do 110° względem płaszczyzny poziomej (Rysunek 1C). Należy wyznaczyć dwa pasy, aby zapobiec wspinaniu się nieliniowo.
    2. Należy użyć drabiny dynamicznej podobnej do drabiny statycznej, z barierą z plastikowych włókien na górze, którą można otworzyć w celu kontrolowania dostępu do obszaru spoczynkowego, oraz barierą z plastikowych włókien na dole, aby zapobiec schodzeniu zwierząt w dół. Kąt nachylenia drabiny musi być regulowany w zakresie od 80° do 100°, przy czym najczęściej stosowany jest kąt 85°.
      ​UWAGA: Drabina może krążyć za pomocą górnego i dolnego wału o średnicy 8 cm. Wał dolny jest napędzany silnikiem elektrycznym, który powoduje opadanie stopni z przodu i ich wznoszenie z tyłu, tworząc drabinę bezkońcową. Jest ona wyposażona w przekładnię redukcyjną i regulator prędkości pozwalający na obniżenie prędkości z 11.6 cm/s do 3.3 cm/s, przy czym najczęściej stosowana prędkość to 5.6 cm/s.

Test wspinania się myszy; schematy i konfiguracja oceniająca siłę chwytu oraz wytrzymałość na powierzchniach z siatki pod kątem.
Rycina 1: Urządzenia do treningu oporowego: drabiny statyczne i dynamiczne. (A) Trening myszy z zewnętrznym obciążeniem na drabinie statycznej. (B) Dwie myszy trenujące z obciążeniem na drabinie dynamicznej. (C) Schematyczne przedstawienie kątów nachylenia drabiny podczas treningu i oceny. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny.

  1. Materiały
    1. Przygotować następujące materiały: odważniki, drut do mocowania odważników, stalny klips typu gator oraz kliniczną taśmę klejącą.
      UWAGA: Obciążniki to stalowe cylindry o różnych masach (5, 10, 15, 20, 25 i 50 g), z otworem o średnicy 5 mm w centrum, umożliwiającym nawleczenie ich na drut (Tabela materiałów). Drut do podwieszania obciążników wykonany jest ze stali o średnicy 1–1,5 mm i długości 5–10 cm, w zależności od liczby obciążników do założenia.
    2. Odetnij kawałek elastycznego bandaża przylepnego (Tabela materiałów) o rozmiarze około 3,0–3,5 cm x 1,0–1,5 cm i przymocuj go wokół ogona zwierzęcia, aby utrzymać obciążniki. Należy uważać, aby nie zaciisnąć go zbyt mocno, ponieważ może to doprowadzić do ograniczenia przepływu krwi.
      UWAGA: Początkowo zwierzęta będą walczyć z taśmą i próbować jej nadgryzać, jednak po kilku dniach przyzwyczają się do niej, będą pielęgnować futro w zwykły sposób i nie będą wykazywać oznak stresu.
    3. Włóż odpowiednie obciążniki do drutu i przypnij żabkę (Tabela materiałówStalowy klips typu „gator” i drut do mocowania obciążników).
    4. Przymocuj zacisk typu gator do taśmy klinicznej przyczepionej do ogona zwierzęcia.
    5. Niezwłocznie po wejściu na wymagany szczebel, należy zdjąć zacisk i pozwolić zwierzęciu odpocząć z taśmą kliniczną na ogonie, ale bez obciążenia (Rysunek 1).

3. Aklimatyzacja

UWAGA: Prawidłowa aklimatyzacja jest niezbędna, aby uniknąć odrzucenia ćwiczeń i zminimalizować stres. Aklimatyzacja stanowi kluczowy etap przed przeprowadzeniem testów oceny oporności lub protokołów treningowych. Należy poświęcić odpowiednią ilość czasu, aby zwierzęta wykazały behawioralne oznaki komfortu. Szczegóły codziennej aklimatyzacji z drabinami statycznymi i dynamicznymi przedstawiono odpowiednio w Tabeli 1 oraz Tabeli 2.

  1. Przyzwyczaj zwierzęta do przebywania w strefie odpoczynku na szczycie drabiny (statycznej lub dynamicznej). Pozostawiaj zwierzęta w tym miejscu w grupach czteroosobowych, wraz z ściółką z ich klatki, przez 15 min każdego dnia. Zazwyczaj po 3-5 dniach zwierzęta nie będą wykazywać oznak stresu.
  2. Naucz zwierzęta wspinania się w górę, a nie schodzenia w dół drabiny. Korzystając z drabiny statycznej, umieść myszy na szczeblu blisko szczytu, skąd będą widzieć strefę odpoczynku. Instynktownie skierują się w jej stronę. Następnie ucz je stopniowo wspinania się z pięciu szczebli (3x) pierwszego dnia, z 10 szczebli (3x) następnego dnia, aż do 15 szczebli (3x) (Tabela 1).
    Zastosuj tę samą procedurę przy drabinie dynamicznej, najpierw bez ruchu, a następnie przy drabinie poruszającej się z prędkością 5.4 cm/s i 6.6 cm/s, podczas gdy zwierzęta wspinają się przez 2 min, wykonując pięć serii (Tabela 2).
  3. Adaptuj zwierzęta do przenoszenia obciążeń, zaczynając od trzeciego dnia aklimatyzacji. Przyklej kawałek taśmy chirurgicznej do nasady ogona, która będzie służyć do mocowania obciążników.
  4. Od siódmego dnia aklimatyzacji przymocuj małe obciążniki (5-10 g) do taśmy chirurgicznej za pomocą żabki laboratoryjnej. Unikaj wykonywania zbyt wielu serii, aby adaptacja nie zmieniła się w trening.
    UWAGA: Aklimatyzacja grupy kontrolnej jest obowiązkowa w przypadku, gdy grupa ta przechodzi test wytrzymałościowy. Po tym okresie wykonuj przypominające wspinanie po drabinie raz w tygodniu, z taśmą, ale bez obciążników.

4. Ocena oporności

  1. Testy inkrementalne w celu oceny maksymalnej siły
    UWAGA: Celem tego testu jest określenie maksymalnego oporu, mierzonego jako maksymalny ciężar, przy którym zwierzęta są w stanie wspiąć się po 10 szczeblach statycznej drabiny, co definiuje maksimum dla 10 powtórzeń (10 RM)4. Protokół ten został zaadaptowany z wcześniejszych badań (omówionych w Kregel et al.15).
    1. W ramach rozgrzewki wykonaj trzy serie po 10 powtórzeń, 10 kroków na powtórzenie, bez obciążenia zewnętrznego. W pierwszej serii ustaw kąt nachylenia na 90°, a w kolejnych na 85°. Pozostaw 60 s przerwy między seriami.
    2. Ustaw kąt nachylenia na 85° (aby zapobiec ocieraniu się lub zaczepianiu ciężarków o szczble drabiny).
    3. Owiń ogon zwierzęcia taśmą w celu zamocowania ciężarków i przygotuj obciążenie zgodnie z wcześniejszym opisem.
    4. Rozpocznij test od obciążenia zewnętrznego 10 g i wykonaj jedną serię 10 kroków.
    5. Zdejmij obciążenie i zapewnij 120 s odpoczynku w strefie spoczynkowej.
    6. Wykonuj kolejne serie 10 kroków, zwiększając obciążenie zewnętrzne o 5 g aż do wyczerpania. Zachowaj czas odpoczynku (120 s) między seriami.
    7. Jeśli zwierzę nie zdoła wspiąć się po 10 szczeblach przy konkretnym obciążeniu, pozwól na drugą próbę z tym samym obciążeniem po 120 s odpoczynku. Jeśli zwierzęowi uda się wspiąć z tym obciążeniem, kontynuuje test z kolejnym obciążeniem. Jeśli zawiedzie ponownie, zapisz obciążenie z ostatniej ukończonej serii jako maksymalne obciążenie zwierzęcia.
    8. Wynik testu może być wyrażony jako bezwzględny ciężar zewnętrzny (g), maksymalne obciążenie w stosunku do masy ciała (%) lub masa podniesiona na gram masy ciała, zależnie od decyzji badacza.
      UWAGA: Powyższy protokół stanowi model, w którym możliwe są liczne modyfikacje, na przykład w celu oceny maksymalnego oporu u myszy modyfikowanych genetycznie z dysfunkcjami nerwowo-mięśniowymi. Zwierzęta te nie są w stanie wspinać się z obciążeniem zewnętrznym i mają trudności z pokonaniem 10 szczebli przy nachyleniu drabiny pod kątem 90° (dane nieopublikowane). Protokół ten polegał na wspinaniu się po pięciu szczeblach bez obciążenia zewnętrznego, zaczynając od nachylenia 110°. Kąt nachylenia zmniejszano o 5° w każdej serii aż do osiągnięcia 85°, z 120 s odpoczynku po każdej serii. W tym przypadku maksymalny opór wyrażono jako skumulowaną liczbę pokonanych szczebli (bez uwzględniania powtórzeń po niepowodzeniach). Grupa kontrolna typu dzikiego, po osiągnięciu nachylenia 85°, kontynuuje test poprzez dodawanie obciążenia zewnętrznego do ogona, zgodnie z poprzednim protokołem, aż do wyczerpania.
  2. Test maksymalnej wytrzymałości siłowej na statycznej drabinie
    1. W ramach rozgrzewki wykonaj trzy serie po 10 powtórzeń, 10 kroków na powtórzenie, bez obciążenia zewnętrznego. W pierwszej serii ustaw kąt nachylenia na 90°, a w kolejnych na 85°. Pozostaw 60 s przerwy między seriami.
    2. Ustaw kąt nachylenia na 85°.
    3. Zamocuj ciężarek do taśmy klinicznej owiniętej wokół ogona myszy.
      UWAGA: W zależności od wieku i charakterystyki zwierząt, obciążenie zewnętrzne może być maksymalnym ciężarem uzyskanym w poprzednim teście inkrementalnym, jego procentową wartością (np. 50%) lub procentem masy ciała (np. 100%-200%). Jeśli test ten jest przeprowadzany po okresie treningowym, zaleca się zastosowanie takiego samego obciążenia jak w teście początkowym, aby ocenić zmiany.
    4. Wykonuj kolejne serie 10 kroków aż do wyczerpania. Po każdej serii nie przysługuje czas odpoczynku.
    5. Wynikiem testu jest liczba pokonanych szczebli.
  3. Test maksymalnej wytrzymałości siłowej na dynamicznej drabinie
    UWAGA: Zastosowanie dynamicznej drabiny pozwala badaczowi kontrolować prędkość wspinania się.
    1. Ustaw kąt nachylenia na 85°.
    2. Ustaw prędkość na 4,2 cm/s.
    3. W ramach rozgrzewki wykonaj trzy serie po 100 kroków, bez obciążenia zewnętrznego. Pozostaw 60 s przerwy między seriami.
    4. Zamocuj ciężarek do taśmy klinicznej owiniętej wokół ogona myszy.
      UWAGA: W zależności od wieku i charakterystyki zwierząt, obciążenie zewnętrzne może być maksymalnym ciężarem uzyskanym w poprzednim teście inkrementalnym, jego procentową wartością (np. 50%) lub procentem masy ciała (np. 100%-200%). Jeśli test ten jest przeprowadzany po okresie treningowym, zaleca się zastosowanie takiego samego obciążenia jak w teście początkowym, aby ocenić zmiany.
    5. Zacznij od prędkości 4,2 cm/s i zwiększaj ją o 1,2 cm/s co 60 s aż do wyczerpania.
      ​UWAGA: Wynikiem testu jest czas wysiłku, liczba pokonanych szczebli lub prędkość maksymalna. 

5. Trening oporowy z użyciem drabinki statycznej

UWAGA: Przed rozpoczęciem okresu treningowego niezbędna jest aklimatyzacja (Tabela 1) oraz zaplanowanie treningu. Aby zmniejszyć poziom lęku, adaptację i trening myszy należy przeprowadzać w grupach po cztery zwierzęta dzielące tę samą klatkę.

  1. W ramach codziennej rozgrzewki wykonaj trzy serie po 10 powtórzeń, po 10 stopni na powtórzenie, bez obciążenia zewnętrznego. W pierwszej serii ustaw nachylenie na 90°, a w kolejnych na 85°. Pomiędzy seriami zachowaj 60 s przerwy.
  2. Sesję treningową rozpoczyna się w strefie odpoczynku. Przymocuj gator z obciążeniem do taśmy klinicznej.
  3. Delikatnie umieść mysz 10-20 szczebli poniżej miejsca odpoczynku. Pozwól myszy chwycić szczebel i wejść do strefy odpoczynku.
    Powtarzaj ten proces, aż zostanie ukończona liczba szczebli w danej serii (np. 10 szczebli x 10 serii).
  4. Zdejmij obciążenie z ogona myszy i odczekaj 120 s do rozpoczęcia kolejnej serii.
  5. W trakcie okresu treningowego zwiększaj liczbę kroków oraz maksymalne obciążenia w seriach, zachowując harmonogram tygodniowy.
    UWAGA: Przykład zmienności obciążeń w planie tygodniowym przedstawiono w Tabeli 3. W skrócie: wtorek i piątek z wysokim obciążeniem (40-50 g) i niską liczbą kroków (500-400); poniedziałek i czwartek z umiarkowanym obciążeniem (25-35 g) i umiarkowaną liczbą kroków (800-600); oraz środa bez obciążenia, ale z wysoką liczbą kroków (2 000). Taki schemat ułatwia regenerację po poprzednich sesjach treningowych i zapobiega kontuzjom oraz przetrenowaniu. Przykłady 3 tygodni treningu z różnymi schematami przy użyciu drabiny statycznej przedstawiono w Tabeli 4 (odpowiednio na początku, w środku i na końcu okresu treningowego)4.

6. Trening oporowy z wykorzystaniem drabinki dynamicznej

UWAGA: Po aklimatyzacji trening na drabinie dynamicznej jest bardzo podobny do treningu na drabinie statycznej (Tabela 2). Trening przeprowadza się na 2-4 myszach jednocześnie.

  1. Ustaw nachylenie na 85°, zamknij drzwi do strefy odpoczynku i uruchom drabinę z pożądaną prędkością (np. 5.4 cm/s).
  2. W ramach rozgrzewki wykonaj trzy serie po 100 kroków bez obciążenia zewnętrznego. Między seriami zachowaj 60 s przerwy.
  3. Przed rozpoczęciem sesji treningowych, gdy mysz znajduje się w strefie odpoczynku, przymocuj obciążnik do ogona za pomocą taśmy klinicznej. Alternatywnie obciążnik można przymocować, gdy mysz znajduje się już na drabinie.
  4. Ostrożnie umieść mysz na górze ruchomych schodów z obciążnikiem na ogonie. Pozwól myszom chwycić szczebel i wspiąć się.
  5. Po osiągnięciu określonej liczby szczebli w danej serii (np. 100), zdejmij obciążniki. Następnie otwórz drzwi, aby zwierzę mogło przejść do strefy odpoczynku. Czas odpoczynku przed kolejną serią wynosi 120 s.
    UWAGA: Liczba pokonanych stopni jest obliczana jako funkcja czasu wspinania przy ustawionej prędkości.
  6. Powtarzaj tę procedurę aż do zakończenia sesji treningowej. Szczegółowy dzienny program treningowy przedstawiono w Tabeli 5.

7. Ocena efektu przeniesienia treningu oporowego na wydolność wytrzymałościową

UWAGA: W tym celu przeprowadzany jest inkrementalny test na bieżni4, po 24 h odpoczynku.

  1. Po 3 min rozgrzewki przy prędkości 10 cm/s, rozpocznij test inkrementalny przy prędkości 10 cm/s i kącie nachylenia 10°.
  2. Zwiększaj prędkość o 3,33 cm/s co 3 min aż do wyczerpania.
    UWAGA: Nie stosuje się wstrząsów elektrycznych, dlatego z tyłu bieżni umieszcza się pędzel malarski, aby zapobiec spadaniu myszy z urządzenia.

8. Zachowanie zwierząt podczas procedur

UWAGA: Należy prowadzić ciągły monitoring adaptacji myszy do treningu, aby wykryć skrajne zmęczenie, przetrenowanie lub urazy.

  1. Obserwuj oznaki dobrostanu zwierząt, w szczególności pielęgnację ciała (grooming) oraz niechęć do treningu. Normalnym zachowaniem myszy po serii intensywnych ćwiczeń jest pozostanie w bezruchu przez około jedną minutę z powodu zmęczenia. Po tym czasie zwierzęta zaczynają się myć, eksplorować otoczenie lub próbować usunąć taśmę z ogona.
  2. W przypadku myszy odmawiającej wykonania serii, należy spróbować wydłużyć przerwy lub pominąć daną serię, aby zapobiec zahamowaniu reakcji.
  3. Sporadycznie, podczas wykonywania ćwiczeń z lekkim obciążeniem, można delikatnie popchnąć ogon zwierzęcia, aby zachęcić je do ukończenia serii. Zwierzęta mogą przestać się wspinać, ponieważ zadanie nie jest dla nich wymagające. I odwrotnie, gdy zwierzęta niosą ciężki ładunek, należy delikatnie przesunąć środek ciężkości zwierzęcia, aby odciążyć je i zachęcić do ukończenia serii, a następnie pozwolić zwierzęciu odpocząć do następnej sesji treningowej. Ze względu na duże obciążenie zwierzęta mogą zatrzymać się lub nawet próbować zejść w dół.

9. Procedury bezpieczeństwa

  1. Procedury bezpieczeństwa dla badaczy: Badania należy przeprowadzać w laboratorium w chlewni doświadczalnej, stosując ochraniacze na obuwie, kombinezony, rękawiczki, czepki oraz maseczki. Nie ma żadnych dodatkowych wymagań poza tymi, które są specyficzne dla pracy z zwierzętami.
  2. Bezpieczeństwo zwierząt: Podczas sesji ćwiczeń należy zachować ciągłą uważność wobec zwierząt ze względu na potencjalne ryzyko, takie jak upadki lub skoki. Należy umieścić dłoń pod obciążnikami, aby złapać i podtrzymać myszy w przypadku upadku z powodu wyczerpania, gdyż ich zdolność do prawidłowego trzymania się szczebli będzie ograniczona.

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

Wyniki

Wyniki z zastosowaniem drabinki statycznej
Protokół treningu oporowego progresywnego, stosowany i opisany przez Codina-Martinez i wsp.4 (Tabela 4), został przetestowany w badaniu wstępnym obejmującym 7 tygodni treningu na drabince statycznej z udziałem 6-miesięcznych myszy szczepu C57BL6J typu dzikiego (n = 4). W tym badaniu wstępnym przed i po okresie treningowym przeprowadzono testy inkrementalne w celu oceny siły maksymalnej. Zaobserwowano wzrost siły maksy...

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

Tagi

Wspinaczka po drabinieocena siłydrabina statycznadrabina dynamicznaprotokół aklimatyzacyjnytest siły maksymalnejwytrzymałość siłowaobciążenie treningowe
Wszechstronność protokołów treningu oporowego i oceny z wykorzystaniem drabin statycznych i dynamicznych w modelach zwierzęcych
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.