Name: Um aparelho de exercícios de peixe-zebra induzido por natação para abordagens de treinamento versáteis (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-18T12:50:00.000+00:00
Duration: 10 min 34 s
Description: Aprenda a construir um aparelho de exercícios para peixe-zebra usando Arduino e túnel de natação customizado. Este método permite avaliar o desempenho físico com protocolos de treinamento moderado e de alta intensidade.

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</ol>

<table><tbody><tr><td>Cotovelo Fêmea CPVC 90 Graus para Encanamento</td><td>Tigre</td><td>22150260</td><td>3/4 polegadas&nbsp;</td></tr><tr><td>Fio 24AWG</td><td>Sky Cablo Store</td><td></td><td>Conexão entre componentes na Placa de Circuito Perfurado (1m)</td></tr> <tr><td>Tubo de acrílico</td><td>The Clear Plastic Shop</td><td>41138408</td><td>3/4 de polegada&nbsp;</td></tr><tr><td>Tanque de Peixes Submersível para Aquário</td><td>Tanque</td><td></td> de Aqua <td>300w</td></tr><tr><td>CPVC Pipe</td><td>Tigre</td><td>10121787</td><td>3/4 polegadas&nbsp;</td></tr><tr><td>Válvula de Água de Portão Roscado Fêmea</td><td>Tigre</td><td>27950310</td><td>3/4 de polegada&nbsp;</td></tr><tr><td>Válvula de Água Globo com Rosca Fêmea</td><td>Tigre</td><td>27940510</td><td>3/4 polegadas&nbsp;</td></tr><tr><td>resistor de furo de calha</td><td>BXV</td><td></td><td>10 k&Omega;, 0.25W t</td></tr><tr><td>Suporte de Laboratório com Grampo com haste de 30 polegadas&nbsp;</td><td>Masiye Labs</td><td>RSC0001</td><td>Suporta a tela LCD de tubos horizontais</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Eichip</td><td></td><td>16 x 2, modelo JHD162A</td></tr><tr><td>Jumpers Dupont Macho x Macho</td><td>Chyan</td><td></td><td>Conexão entre arduino e sensor de fluxo (30 cm)</td></tr> <tr><td>Placa de Circuito Perfurada de um lado</td><td>KY WIN ROBOT</td><td></td><td>5 x 10 cm</td></tr><tr><td>Potenciômetro</td><td>LUSYA</td><td>DL-ALPSA01</td><td>10k&Omega;</td></tr><tr><td>Rolo de Fita de Bloqueio de Água</td><td>One World</td><td>5603131000</td><td>Para evitar vazamentos</td></tr><tr><td>Mangueira de silicone</td><td>Tigre</td><td>14211250</td><td>2 cm interna</td></tr><tr><td>Estação de Solda</td><td>QHTITEC</td><td>PLUGUE EU/US</td><td>Sistema de soldagem Arduine&nbsp;</td></tr><tr><td>Carretel de Fio de Solda</td><td>BEEYIHF</td><td>I001-A001-Set</td><td>Sistema de soldagem Arduine&nbsp;</td></tr><tr><td>Soquete Macho Rosqueado e Soquete Fêmea Não Rosqueado Encaixe de Tubo CPVC</td><td>35447849</td><td></td><td>3/4 de polegada&nbsp;</td></tr><tr><td>Tricaine (MS-222)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E10521</td><td>Anestésico</td></tr><tr><td>UNO-R3 placa UNO R3 CH340G+MEGA328P Chip 16Mhz&nbsp;</td><td>FSXSEMI</td><td></td><td>Para Arduino UNO R3 Placa de Desenvolvimento</td></tr><tr><td>Conexão de Tubo CPVC Não Rosqueada, Fêmea</td><td>Tigre</td><td>22200267</td><td>3/4 de polegada&nbsp;</td></tr><tr><td>Encaixe de Tubo de Soquete CPVC Fêmea Não Rosqueado</td><td>Tigre</td><td>22170260</td><td>3/4 polegadas&nbsp;</td></tr><tr><td>Sensor de Fluxo de Água modelo YF-B5</td>Bomba de Água <td>Siqma Robotics</td><td>SQ8659</td><td>1-25 L/min</td></tr><tr><td></td><td>Sunsun</td><td></td><td>Modelo HJ-2041, 3000L / h,</td></tr><tr><td>reservatório de água</td><td>65W personalizado</td><td></td><td>30 L</td></tr></tbody></table>

um aparelho de exercícios de peixe-zebra induzido por natação para abordagens de treinamento versáteis

A Swimming-Induced Zebrafish Exercise Apparatus for Versatile Training Approaches

O aparelho de exercício demonstrou notável eficiência na regulação da velocidade do fluxo. Para aumentar gradualmente a velocidade de natação, o fluxo de água foi aumentado semanalmente para todos os grupos, exceto para o grupo SED, que foi mantido a uma velocidade de fluxo constante de 0,06 m/s. Notavelmente, o aparelho permitiu um nível notável de precisão, alcançando ajustes de velocidade de fluxo tão finos quanto 0,001 m/s. No entanto, a taxa de erro foi de 30% em baixas velocidades, como 0,06 m/s. Em altas velocidades, como 0,3 m/s e 0,5 m/s, a taxa de erro foi de 3%-4% (Figura 2). A velocidade máxima alcançada durante o treinamento foi de 0,4 m/s no SED, 0,44 m/s no MICT e 0,49 m/s nos grupos HIIT no último endurance.
O desempenho físico do peixe-zebra foi avaliado semanalmente usando Umax no teste de resistência. Os resultados revelaram melhorias significativas no desempenho físico do peixe-zebra submetido a MICT e HIIT em comparação com o grupo SED (Figura 4). Tanto o MICT quanto o HIIT foram submetidos à mesma distância percorrida durante o treinamento; no entanto, o grupo HIIT induziu melhorias rápidas, com um aumento significativo na Umax observado após apenas duas semanas (p = 0,0003). Durante o período de treinamento, o grupo HIIT demonstrou uma melhora semanal consistente de 10%, resultando em um aprimoramento geral de aproximadamente 30%. Em contraste, o treinamento MICT levou a ganhos mais graduais, com um aumento notável de ~ 10% no Umax registrado apenas na terceira semana de treinamento, seguido por nenhuma melhora adicional na semana subsequente (p = 0,0024). Esses achados destacam os efeitos diferenciais dos protocolos de treinamento HIIT e MICT no desempenho físico do peixe-zebra.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig01.jpg"> Figura 1: Projeto do aparelho. (A) Esquemas do aparelho de natação. As setas azuis indicam a direção do fluxo de água. Os comprimentos de tubo relevantes são representados. As letras representam cada componente do aparelho descrito na Tabela Suplementar 1. (B) Fotografia do aparelho. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig02.jpg"> Figura 2: Calibração do sensor de fluxo de água medindo o tempo necessário para um fluxo de 0,5 L. A EPM foi de 0,277 nos grupos de 0,06 m/s, 0,123 nos grupos de 0,3 m/s e 0,109 nos grupos de 0,5 m/s. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig02large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig03.jpg"> Figura 3: Esquemas das conexões do Arduino com o LCD. Os fios apropriados do sensor devem ser conectados ou soldados entre o pino D2 do Arduino e o resistor de 10 kΩ (fio de sinal), o terra do Arduino (fio preto) e 5 V do Arduino (fio vermelho). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig03large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig04.jpg"> Figura 4: Desempenho de natação expresso em velocidade máxima de natação (Umax). A, B e C indicam as diferenças estatísticas entre as estimativas semanais de capacidade de natação dentro de cada grupo. *Indica a diferença entre os grupos, comparação usando análise de variância bidirecional (Tukey posthoc). *p = 0,01; **p = 0,001; p = 0,0001. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig04large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66382/66382fig05.jpg"> Figura 5: Medidas morfológicas. (A) Índices de condição corporal (peso [g] / comprimento padrão [mm]2; IMC). (B) Imagem representativa da medida corporal. (C) Pontuação de Condição Corporal (BCS). A barra de erro corresponde a um intervalo de 0,026 a 0,045 para IMC e 0,4 a 0,96 para BCS. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/66382fig05large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
Tabela suplementar 1: Materiais e guia de montagem para o aparelho de exercícios de peixe-zebra. A tabela apresenta letras que se alinham com a ordem de montagem ilustrada na figura. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/Supplementary%20Table%201.xlsx" target="_blank">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>
Arquivo Suplementar 1: Esboço anotado do Arduino para medir a velocidade da água. Os comentários para cada linha de código são incorporados após as barras duplas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/Arduino%20Sketch.zip" target="_blank">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>
Arquivo suplementar 2: arquivo Arduino, incluindo os detalhes de configuração. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66382/flowsensor.zip" target="_blank">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>

Um aparelho de exercícios de peixe-zebra induzido por natação para abordagens de treinamento versáteis

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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JoVE Journal

Biology

Biologia

O artigo descreve um método comportamental para avaliar o estresse no peixe-zebra. Em resposta ao estresse, o peixe-zebra tende a nadar no fundo de um tanque até que o estresse seja removido. O protocolo de amostra descreve o método passo a passo para realizar o ensaio.

Novo ensaio de mergulho em tanque: um método para estudar as respostas inatas ao estresse em peixe-zebra

O uso de um sistema de vídeo automático 3D que pode rastrear indivíduos e grupos de peixes-zebra é descrito. Como exemplo de aplicação, exploramos os efeitos do antagonista do receptor NMDA MK-801 em cardumes de peixe-zebra.

Usando um sistema automatizado de rastreamento 3D para registrar indivíduos e cardumes de peixes-zebra adultos

O peixe-zebra é agora uma ferramenta estabelecida e poderosa para modelar distrofias musculares, miopatias congênitas e doenças neuromusculares relacionadas. A birrefringência e o comportamento de fuga evocado pelo toque são dois ensaios não invasivos comuns usados para determinar o grau de desorganização muscular e comprometimento locomotor de embriões de peixe-zebra durante o desenvolvimento inicial.

Análise de defeitos musculares esqueléticos em larvas de peixe-zebra por birrefringência e ensaios de resposta de fuga evocada por toque

Uma instalação de peixe-zebra adequada para reprodução e pesquisa in vivo é construída de maneira fácil e acessível. A manutenção é mínima. Esta instalação é ideal para o envolvimento do aluno e pesquisa independente.

Construção de uma compilação de fácil Facility Zebrafish Acessível e

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Usando resposta ao toque evocadas e locomoção Os ensaios para avaliar o desempenho muscular e funcional de Zebrafish

Este manuscrito descreve um método simples para medir o stress comportamentalmente no zebrafish adulto. A abordagem tira proveito da tendência inata que zebrafish preferem a metade inferior de um tanque quando em um estado estressante. Nós igualmente descrevemos métodos para acoplando o ensaio com farmacologia.

Abordagens comportamentais para estudar estresse inato em zebrafish

Capaz de recuperação funcional após lesão medular, o zebrafish adulto é um sistema modelo de elucidar mecanismos inatas de regeneração neural. Aqui, descrevemos a resistência à natação e os ensaios de comportamento de natação como leituras funcionais da regeneração da medula espinhal.

Avaliação da resistência ao natação e comportamento de natação em zebrafish adulto

A clareza óptica é uma grande vantagem para o trabalho biológico e fisiológico celular no peixe-zebra. Métodos robustos para a medição do crescimento celular em animais individuais são descritos que permitem novos insights sobre como o crescimento do músculo esquelético e dos tecidos vizinhos são integrados com o crescimento de todo o corpo.

Medição em tempo real e repetida do crescimento muscular esquelético em peixes-zebra vivos individuais submetidos a atividade elétrica alterada

Tarefas de preferência social multi-câmara foram adaptadas de roedores para peixe-zebra, facilitando o estudo do comportamento social em organismos modelo. Esse protocolo valida uma tarefa de baixo custo de 3 câmaras em tanque aberto, usando webcams e software de código aberto para medir a preferência social dos peixes-zebra, tornando-a acessível para pesquisa e ensino de graduação.

Alternativa de baixo custo para examinar preferência social em peixe-zebra (Danio rerio) usando a tarefa de 3 câmaras em aquário aberto e natação livre

Abordagens experimentais de Engenharia de Tecidos

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