Um modelo de roda de corrida simples e barato para treinamento de resistência progressiva em camundongos

Este protocolo permite que os pesquisadores treinem contra a resistência de grandes coortes de camundongos a um custo muito menor em comparação com modelos que usam equipamentos de roda de corrida comercialmente disponíveis. A principal vantagem desse modelo de treinamento resistido é que ele é totalmente voluntário, o que reduz o estresse para os animais e o comprometimento de tempo para o pesquisador. Este modelo pode ajudar a entender melhor os mecanismos celulares e moleculares que regulam a massa muscular em resposta ao treinamento físico.

Por design, este modelo de corrida de roda carregada é relativamente simples de executar. No entanto, ainda é recomendável que os pesquisadores realizem testes piloto no ambiente único do laboratório para estimar o desempenho de corrida dos camundongos antes da experimentação. A demonstrar este procedimento estará PJ Koopmans, assistente de investigação de pós-graduação no meu laboratório.

Para configurar o aparelho de roda de corrida, cole um único ímã de sensor de um grama na circunferência média externa da roda de corrida e use essa roda apenas para a primeira semana de aclimatação da roda. O funcionamento da roda carregada requer dois gramas de carga, portanto, cole dois ímãs de um grama lado a lado na circunferência externa da roda. Uma fita pode ser usada para manter os ímãs no lugar até que a cola seque firmemente.

À medida que as semanas passam, aplique carga adicional nas semanas 3, 4, 5 e 7, colocando outro ímã de um grama em cima de qualquer ímã já presente. Como esses ímãs aderem firmemente uns aos outros, nenhuma cola será necessária. A configuração de rodagem de alta carga requer três conjuntos de rodas.

O primeiro conjunto de rodas, que é necessário para a segunda semana, tem apenas um único ímã de 2,5 gramas colado na circunferência externa da roda. O segundo conjunto de rodas, que é necessário apenas para a terceira semana, tem dois ímãs de 2,5 gramas colados lado a lado na circunferência externa da roda. O terceiro conjunto de rodas necessárias para quatro semanas e além tem três ímãs de 2,5 gramas colados lado a lado na circunferência externa da roda.

Aplique carga adicional para a sexta e oitava semana colocando outro ímã de 2,5 gramas em cima de qualquer um dos ímãs já presentes. Certifique-se de que uma nova bateria seja inserida no computador da bicicleta antes da montagem. Em seguida, monte as rodas de corrida usando uma gaiola equipada com um computador de bicicleta digital para monitorar o tempo e a distância percorrida durante o exercício.

A velocidade média em quilômetros por hora é derivada aritméticamente. Defina o tamanho da roda durante a programação inicial do computador da bicicleta e calcule a distância por revolução medindo a circunferência externa da roda de corrida. Para garantir que todos os componentes do computador e do sensor estejam contidos dentro de uma barreira sólida fora da gaiola para evitar que os ratos mastiguem os componentes, utilize a tampa de uma caixa de ponta de pipeta vazia com um pequeno recorte retangular para o sensor magnético da bicicleta e a parte principal da caixa para segurar o computador da bicicleta, e fio.

Faça dois furos através dos cantos da tampa da caixa de ponta da pipeta para fixar o sensor magnético da bicicleta e o suporte da roda de rolamento na parte externa da gaiola e insira a base da roda de corrida de cabeça para baixo através dos espaços na tampa da gaiola, mas em cima da superfície sólida. Prenda a distância entre eixos e o sensor do computador no topo da gaiola com hardware. Certifique-se de que o sensor do computador da bicicleta e a tampa da caixa de ponta da pipeta estejam diretamente acima de onde o ímã do sensor da roda está localizado e que o ímã do sensor e o sensor do computador estejam espaçados não mais do que um centímetro de distância para permitir o registro adequado do movimento da roda.

Fixe a roda de corrida apropriada à distância entre eixos antes de colocar a tampa na gaiola e, em seguida, coloque firmemente a tampa na gaiola. Com a roda pendurada na tampa da gaiola, garanta pelo menos 2,5 centímetros de folga do chão da gaiola. Em seguida, coloque uma quantidade mínima de material de cama na gaiola para garantir que a roda gire livremente, mas não seja impedida pelo acúmulo de roupa de cama.

Como os ratos são uma espécie noturna, a maior parte de sua atividade natural na gaiola, incluindo a corrida de rodas, será realizada durante as horas escuras do ciclo da luz. Durante o experimento, registre esses dados do computador da bicicleta em um intervalo consistente programado para garantir o monitoramento preciso da atividade. Individualmente hospede ratos sedentários por nove semanas em uma gaiola contendo uma roda de corrida trancada para evitar qualquer corrida.

Reduza a carga para os grupos de corrida de roda carregada e de corrida de roda de alta carga, se necessário, para garantir que os ratos continuem a se exercitar durante todo o protocolo de nove por semana, de acordo com o cronograma de carregamento. Durante o estudo, os ratos foram aleatoriamente designados para um dos três grupos de tratamento, ou seja, sedentários, corrida de roda carregada ou corrida de roda de alta carga e, em seguida, completaram seu respectivo protocolo de nove semanas. Após uma semana de aclimatação, não houve diferença de grupo ou grupo por tempo na distância de corrida ou no volume de treinamento.

A massa de sóleo normalizada foi 21,4% maior no grupo de corrida de roda de alta carga do que no grupo sedentário, apesar de não haver diferença na área da seção transversal da fibra. Embora a massa muscular plantar e a área média da seção transversal da fibra não tenham deslocado diferenças estatisticamente significativas, parece haver uma mudança na proporção de fibras com uma área de seção transversal maior nos plantares de corrida de roda de alta carga em comparação com a corrida de roda sedentária e carregada. Não houve diferenças significativas na contração ou na força de pico do complexo GPS entre os grupos, conforme medido por um teste de função muscular NC2.

É importante garantir que a roda gire livremente dentro da gaiola e que o ímã do sensor da roda esteja próximo ao sensor do computador da bicicleta para que a rotação da roda seja desimpedida e o computador da bicicleta registre com precisão os dados de execução. Após este procedimento, os pesquisadores podem realizar análises subsequentes, como função contrátil ou técnicas imuno-histoquímicas para examinar as várias respostas fisiológicas além do treinamento físico.