Summary
تم اختبار اثنين من ممارسة نماذج على يسببها كيميائيا نموذج انقطاع الطمث الماوس وضعت حديثا لدراسة تأثير انقطاع الطمث على القدرة على ممارسة الرياضة والتكيف القلب لممارسة الرياضة.
Abstract
من مخاطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية ويزيد في النساء بعد انقطاع الطمث، ولكن، ودور ممارسة الرياضة، كإجراء وقائي لخطر الأمراض القلبية الوعائية لدى النساء بعد انقطاع الطمث لم تدرس بشكل كاف. وفقا لذلك، ونحن التحقيق في تأثير ممارسة طوعية قفص عجلة القيادة وممارسة مفرغه أجبرت على التكيف القلب في الفئران بعد انقطاع الطمث. نموذج محرض الأكثر استخداما لمحاكاة انقطاع الطمث لدى النساء هو مستأصلة المبيض (وفك) القوارض. ومع ذلك، فإن نموذج وفك لديها عدد قليل من الاختلاف انقطاع الطمث لدى البشر. في هذه الدراسة، ونحن تدار diepoxide 4 vinylcyclohexene (VCD) لإناث الفئران، التي تسارع فشل المبيض لتكون نموذجا انقطاع الطمث بديلة لدراسة تأثير ممارسة الرياضة في الفئران بعد انقطاع الطمث. VCD يسرع بشكل انتقائي فقدان الحويصلات الأولية والبدائية الناتجة في حالة الغدد الصماء الذي يحاكي عن كثب تطور طبيعي من قبل إلى ما المناطق شبه لمرحلة ما بعد انقطاع الطمث لدى البشر. لتحديد تأثير التمرينات الرياضية على ممارسةالقدرات والتكيف القلب في الفئران التي عولجت VCD الإناث، واستخدمت طريقتين. أولا، وتتعرض مجموعة من الفئران VCD المعاملة وغير المعالجة لعجلة قفص الطوعية. الثانية، كنا ممارسة مفرغه اضطر لتحديد القدرة على ممارسة الرياضة في مجموعة منفصلة وغير المعالجة بمبيدات VCD الفئران التي تقاس على أنها التسامح لممارسة الشدة والقدرة على التحمل.
Introduction
وتتميز بداية انقطاع الطمث الطبيعية من استنزاف بصيلات البدائية المبيض من خلال رتق، مما أدى في نهاية المطاف في الشيخوخة المبيض. في الولايات المتحدة، وسيتم إنفاق أكثر من 30٪ من حياة كل النساء بعد انقطاع الطمث. في استجابة لانخفاض في وظيفة المبيض، قد تحدث عدة نتائج الفسيولوجية والنفسية، بما في ذلك زيادة السمنة، وعدم الاستقرار الأوعية الدموية، والمزاج أو اضطرابات النوم. بسبب زيادة البدانة / السمنة قبل انقطاع الطمث مقارنة مع نظرائهم 1،2، وخاصة النساء بعد سن اليأس هي أكثر عرضة لمتلازمة الأيض و comorbidities المرتبطة بها، بما في ذلك مرض القلب والأوعية الدموية 3. وعلاوة على ذلك، أصبح من الواضح بشكل متزايد أن إعادة التأهيل القلبي ناجحة لمرضى الأمراض القلبية الوعائية وتشمل التمارين الرياضية المنتظمة، وأنه يقلل من الإصابة بالأمراض القلبية الوعائية ممارسة والوفيات في هذه الموضوعات 4،5. حتى الآن، وكيفية القدرة على ممارسة الرياضة تشاnges خلال الفترة الانتقالية قبل إلى ما بعد انقطاع الطمث لم تتم دراسته بشكل جيد. الأهم من ذلك، دور ممارسة كإجراء وقائي لخطر الأمراض القلبية الوعائية لدى النساء بعد انقطاع الطمث لا يزال سلوكه بشكل ملحوظ.
نموذج محرض الأكثر استخداما لمحاكاة انقطاع الطمث لدى النساء هو مستأصلة المبيض (وفك) القوارض. في الآونة الأخيرة، وقد تبين المادة الكيميائية المهنية 4 vinylcyclohexene diepoxide (VCD) خصيصا لاستهداف بصيلات البدائية والأولية المبيض الصغيرة من خلال تسريع عملية طبيعية للرتق، مما أدى في نهاية المطاف إلى فشل المبيض مع عدم وجود سمية واضحة وجدت في الأنسجة الأخرى 6. دورة ودقي من الفئران المعالجة VCD، الذي هو مماثل لدورة الطمث الإنسان، يتوقف في غضون 2-3 أشهر بعد الانتهاء من الحقن VCD، والتي تؤدي بدورها في انسحاب تدريجي من هرمون الاستروجين، ومحاكاة شبه لمرحلة ما بعد انقطاع الطمث تمر بمرحلة انتقالية. وبالتالي، جريب-تستنفد، الحيوان المبيض-سليمة يقترب عن كثب الإنسان الطبيعيةالتقدم من خلال ما قبل إلى المناطق المحيطة بالمدن إلى التحول بعد انقطاع الطمث 7-9. وعلاوة على ذلك، فإنه يوفر بديلا غير الجراحية لنموذج وفك خفض المضاعفات الناجمة عن الجراحة، مثل العدوى. في هذه الدراسة، ونحن العاملين التي يسببها انقطاع الطمث VCD الفئران لدراسة تأثير التمرينات الرياضية على التكيف القلب في الفئران بعد انقطاع الطمث.
وهناك العديد من الحالات التي تشير إلى العلاقة بين هرمون الاستروجين وممارسة عجلة قفص في القوارض من كلا الجنسين 10-13. نضوب هرمون الاستروجين عن طريق الجراحة وفك يقلل ممارسة النشاط التطوعي في الفئران والجرذان 14،15. واستخدمت طريقتين للممارسة في هذه الدراسة لاختبار القدرة على ممارسة الرياضة من الفئران التي يسببها انقطاع الطمث VCD. وتعتبر عجلة قفص تشغيل عموما كنوع من ممارسة طوعية في النماذج الحيوانية وتنفيذ، ويفترض، في ظل ظروف أقل إرهاقا. ومع ذلك، عجلة قفص تشغيل ليس مؤشرا على القدرة على ممارسة الرياضة بالنسبة للحيوانات، الأمر الذي يتطلب الحيوانات لexerciحد ذاته عند مستويات أعلى بكثير. واستخدمت ممارسة مفرغه اضطر لتحديد القدرة على ممارسة الرياضة، وتقاس على أنها التسامح ممارسة الشدة والقدرة على التحمل. بالإضافة إلى ذلك، لقد أظهرنا سابقا أن ممارسة عجلة القفص يوفر حافزا لتضخم القلب الضخامي وهذا النمو هو تعتمد على الجنس 16. لذلك، نحن أيضا قياس التكيف القلب لممارسة عجلة قفص الفئران في سن اليأس VCD التي يسببها.
Protocol
تم إجراء جميع التجارب، والإسكان، والرعاية للحيوانات باستخدام البروتوكولات التي انضمت إلى المبادئ التوجيهية التي وافقت عليها اللجنة المؤسسية رعاية الحيوان واستخدام في جامعة أريزونا، والمعاهد الوطنية للصحة إلى 2011 مبادئ توجيهية للرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية.
1. العلاج مع 4 Vinylcyclohexene Diepoxide
- VCD بروتوكول الجرعات: في غطاء الدخان الكيميائية، إضافة 0.587 مل من VCD إلى قارورة نظيفة، وجلب الحجم النهائي إلى 10 مل مع زيت السمسم، ثم تخلط بواسطة قلب بلطف، وغطاء وختم مع parafilm. نقل الحل إلى قارورة الجرعات، وختم ذلك مع parafilm، وتخزينها في 4 درجات مئوية لمدة تصل إلى 7 أيام. تأكد كل الكواشف هي عقيمة.
- استخدام زيت السمسم مثل السيطرة على السيارة كما يذوب VCD في زيت السمسم. متجر VCD (MW = 140.2 جم / مول، والكثافة = 1.09 جم / مل) في -20 درجة مئوية.
- VCD بروتوكول الحقن: في 2 أشهر من العمر، وتزن إدارة الحقن داخل الصفاق يوميا من غرفة نخففVCD ature بجرعة 160 ملغ / كغ لمدة 20 يوما متتالية. حقن الفئران التحكم بطريقة مماثلة مع الحل السيارة، زيت السمسم، في حجم 2.5 مل / كجم.
ملاحظة: خلال فترة الحقن، ومحاولة بالتناوب مواقع الحقن لتقليل فرص العدوى المحلية. استخدام المعادلة التالية لحساب حجم الحاجة للحقن: وزن الجسم (ز) × كجم / 1،000 GX 2.5 مل / كغ = (مل) حجم حل لحقن مما أدى إلى ما يقرب من 50 مل / حقن باستخدام إبرة G 27. نظرا لحجم الإبرة ليست هناك حاجة التخدير الموضعي. - مراقبة دورة ودقي: بعد فترة حقن كاملة، مراقبة دورات ودقي اليومية من خلال الحصول على مسحات مهبلية. كبح الفئران باستخدام طريقة القفا ظهر. إدراج شافطة مع 0.2 مل من محلول ملحي معقم في فتحة المهبل إلى عمق 0.5 سم. يسحن المالحة (3X) ووضع 1 قطرة على شريحة فارغة. تقييم العينات باستخدام المجهر microsc ضوء معيار فورامكتب مستشار رئيس الوزراء في 100X الحجم.
ملاحظة: الخلايا المهبلية عازمة على ضمان فقدان ركوب الدراجات، وبالتالي تحقق فشل المبيض ويوضح الشكل 2A علم الخلايا المهبلية نموذجية عبر مراحل مختلفة من دورة ودقي في الفئران، وهي مقدمات الوداق، شبق، تلية الوداق، هجوع الودق 17-19. خلال مقدمات الوداق، وتشمل الخلايا الظهارية خلايا الأنوية (الشكل 2A، السهام تشير الخلايا الأنوية)؛ خلال شبق، الخلايا متقرن الغالب الخلايا الظهارية الحرشفية؛ يتميز تلية الوداق بواسطة مزيج من أنواع الخلايا، مع غلبة الكريات البيض؛ ويهيمن هجوع الودق بواسطة الكريات البيض. قد تكون هناك حاجة لتعديل البؤري لتصور الخلايا والنواة في جميع أنحاء العينة. كما هو موضح في الشكل 2B، دورة شبق الفئران نموذجي هو 4-5 أيام. تعتبر الفئران اللاحلقية بعد 15 يوما متتالية في هجوع الودق الثابتة. رصد مستمر دورات ودقي طوال مدة الدراسة فيIOD لتأكيد عدم وجود دورات ودقي في VCD معاملة الفئران.
2. الطوعية بممارسة قفص عجلة
ويتعرض الفطرية C57BL / 6 و B6C3F1 إناث الفئران، البالغ من العمر 7 أشهر، لعجلة قفص الطوعية التوالي. حيوانات المنزل بشكل فردي في قفص (47 سم × 26 سم × 14.5 سم) مع وصول غير المرتبط به لعجلة قفص لمدة 28 يوما.
- الإعداد المعدات: يتكون الجهاز من عجلة قفص عجلة قطرها 11.5 سم مع 5.0 سم واسعة تشغيل سطح مجهزة عداد المغناطيسي الرقمية التي يتم تفعيلها من خلال دوران عجلة. قبل كل اختبار عجلة دوارة، معايرة عجلة القفص وفقا للمبادئ التوجيهية الشركة المصنعة. قياس القطر الداخلي للعجلة دوارة، وحساب محيط وأدخل هذه القيمة في عداد رقمي مثل حجم عجلة.
- نعلق الجزء الكمبيوتر من عداد رقمي المغناطيسي لموقف عجلة باستخدام الشريط.
- إرفاق الكمبيوتر منفذأيون العداد المغناطيسي الرقمية إلى موقف عجلة باستخدام الشريط.
- نعلق المغناطيس خالية من عداد رقمي المغناطيسي إلى شريط المركزية على نفس الجانب كما أبرق المغناطيس إلى الكمبيوتر، ومرة أخرى ربط الشرائط بما فيه الكفاية لحماية المغناطيس من مضغ الضرر. وينبغي وضع مغناطيس بحيث يتم تسجيل كل دوران عجلة بواسطة الكمبيوتر دون أي تدخل أو المقاومة لاستكمال دوران عجلة.
ملاحظة: تم استخدام شريط لاصق بنجاح إرفاق مكونات عداد رقمي المغناطيسي للعجلة دوارة. يجب أن تكون تسجيل اللقطات كافية لتغطية كامل المغناطيس ومنع الأضرار الناجمة عن مضغ من قبل الحيوان. وينبغي وضع المغناطيس في أقرب وقت ممكن لعجلة دون إعاقة حركتها. ومع ذلك، ينبغي رصد الإعداد اليومي للمضغ الضرر وإصلاحه عند الضرورة. - جبل العجلة إلى القفص عن طريق تحريك عجلة الوقوف من خلال الأسلاك العلوي من القفص الحيوان. تأمين موقف عجلة لرانه قفص الأسلاك مع مقاطع الموثق.
ملاحظة: يجب أن يكون مقطع على الجزء العلوي من الأسلاك، وبعيدا عن الحيوانات. إطعام جزء الكمبيوتر وأي كابل إضافي من خلال الأسلاك من القفص. وضع الكمبيوتر وكابل الزائدة بعيدا عن متناول الحيوان. ويمكن تحقيق هذا عن طريق وضع البلاستيك المتوسطة الحجم تزن طبق على الجزء العلوي من الأسلاك من القفص لعقد الكمبيوتر وكابل الزائدة.
- تمرين: لالقمامة معين، تعيين عشوائيا الفئران إما إلى السيطرة المستقرة أو ممارسة نظام. تعطي جميع الحيوانات المائية والقوارض القياسية الصعب تشاو بالمال وبالشهرة أيضا الإعلانية.
- تسجيل يدويا القيم اليومية للركض مسافة (كم / يوم) وإجمالي الوقت المنفق تشغيل (ساعة / يوم)، التي قدمها مكافحة المغناطيسي. سجل المسافة والوقت القيم داخل نفس الإطار الزمني 1 ساعة كل يوم للحصول على قيم دقيقة ومتسقة طوال مدة 28 يوم من فترة التمرين. صافي (صفر) العداد المغناطيسي بعد تسجيل كل يوم لضمان قراءات دقيقة للمتابعةيوم جي.
- حساب متوسط قيم المسافة والسرعة لكل مجموعة. حساب السرعة استنادا إلى قيم معينة من المسافة والزمن كل يوم لكل الماوس. يمكن عرض البيانات كما اليومية أو الأسبوعية المتوسطات لكل معلمة قياسها.
- الحصاد الأنسجة: في نهاية فترة التمرين محددة، والموت ببطء والحيوانات تمارس السيطرة المستقرة في غضون 30 دقيقة من إزالة الأقفاص من قبل خلع عنق الرحم تحت التخدير استنشاقه. تزن كتلة الجسم وقلوب المكوس بسرعة والعضلات والهيكل العظمي، والمبيضين.
- في وقت الحصاد الأنسجة، وصمة عار على جبل المبايض جمعها مع hemotoxylin ويوزين (H التقييم؛ الشكل 2C). تحت التكبير، عد وتصنيف بصيلات كما البدائية، والابتدائي والثانوي، أو الغارية لكل ومراقبة المعالجة VCD الحيوان 20. يحتوي جريب البدائية بويضة الصغيرة الأولية، طبقة واحدة من الخلايا المحببة بالارض أو الحرشفية تعارض ارتباطا وثيقا البويضة، والقاعديةالصفيحة. يتم تعريف جريب الأولية عن وجود واحد أو أكثر من الخلايا الحبيبية مكعبية التي يتم ترتيبها في طبقة واحدة المحيطة البويضة. A جريب الثانوي يحتوي على الخلايا الحبيبية التي تشكل طبقات متعددة حول البويضة، والقراب. وتتميز لبصيلات غاري بواسطة تجويف أو "غار" التي تحتوي على السوائل.
- لاستئصال قلب، وجعل شق وسطي على الجانب البطني وتصور قلب بعد فتح الحجاب الحاجز. بسرعة استئصال القلب في القاعدة ومكان في الفوسفات مخزنة المالحة الباردة بما فيه الكفاية ل-تغسل المتبقية البطين الدم. تقليم قلب الأنسجة الزائدة، وتزن القلب كله والمفاجئة التجميد في النيتروجين السائل.
- غسل جميع الأنسجة الأخرى رفعه مع الجليد الباردة الفوسفات مخزنة المالحة الحل تعديل (PBS)، والمفاجئة للتجمد في نظير البنتان في تبريد النيتروجين السائل.
3. اضطر ممارسة المطحنة
- عندما توظف القسري ممارسة نموذج رس قياس القدرة على ممارسة الرياضة، واستخدام جهاز المشي واقامة النحو التالي:
- وضع الشبكة صدمة كهربائية عند قاعدة المنحدر مفرغة. يخدم هذه الصدمة الناتجة كحافز لممارسة الرياضة. يتم التحكم في شدة وتواتر المحفزات الكهربائية يدويا من قبل المستخدمين. يمكن تمكين أو تعطيل شبكات فردية لكل حارة. ويتم ذلك عن جمع البيانات يدويا.
- دوري، معايرة مفرغة وفقا لمبادئ توجيهية الشركة المصنعة.
- ضمان أن يتم تعيين لوحة تحكم المطحنة تبديل الجبهة إلى "إيقاف".
- المكان استشعار السرعة على جهاز المشي lane1 الحزام وربط آمن مع المسمار الجوز في موقف هو مبين أدناه.
- باستخدام الاتصال الهاتفي على اللوحة الأمامية المطحنة المراقب المالي، وضبط السرعة إلى 88.7 م / دقيقة ثم ضبط وتيرة التحفيز الكهربائي إلى 2 هرتز على اللوحة الأمامية المطحنة المراقب المالي.
- تضغط على الزر "عداد المسافات RESET" لتهيئة إجراء المعايرة.
- التأقلم: يتأقلم الفئران إلى حلقة مفرغة 3-7 أيام قبل التجربة اليومية. للقيام بذلك، والفئران مكان في حلقة مفرغة مع حزام شبكات حراك وصدمة الخروج، ولكن مع محرك حزام على (الضوضاء). ترك الفئران دون عائق لمدة 15 دقيقة على الأقل.
- الاحماء: الاحماء الخطوات المستخدمة في هذا البروتوكول هي كما يلي:
- وضع كل الماوس في حلقة مفرغة. تعطيل الشبكة الصدمة وزيادة سرعة الحزام ل4 م / دقيقة لمدة 15 دقيقة.
- تمكين الشبكة صدمة والحفاظ على سرعة الحزام في4 م / دقيقة سرعة الحزام لمدة 10 دقيقة إضافية.
- نظم التمرينات
- بعد الاحماء، والحفاظ على شبكات الصدمة على وزيادة سرعة الحزام إلى 5 م / دقيقة لمدة 15 دقيقة.
- زيادة سرعة الحزام إلى 15 م / دقيقة لمدة 15 دقيقة إضافية.
- بعد التدريب، ونقل الفئران إلى أقفاصها.
ملاحظة: في هذه الدراسة، تم إجراء التمرينات يوميا لمدة 1 أسبوع. - الحاد ممارسة نظام: تم تصميم نظام ممارسة الحادة لتحديد الآثار على المدى القصير والطويل من ممارسة الضغط الشديد.
- بعد الاحماء، وزيادة سرعة حزام من 5 م / دقيقة إلى 10، 15، 20، 25، و 30 م / دقيقة في 10 دقيقة فترات.
ملاحظة: إنهاء ممارسة إذا الفئران غير قادر على متابعة تشغيل أو تظهر علامات الإرهاق أو ضيق. في دراستنا، توقفت معظم الحيوانات في 25 م / دقيقة، ومرت أي حيوان ال 30 م / دقيقة المرحلة. - اختبار كل فأر ثلاث مرات، والسماح 2-3 أيام بين كل اختبار. حساب متوسط القيم في جميع التمارينجلسات CISE لكل الماوس.
- بعد الاحماء، وزيادة سرعة حزام من 5 م / دقيقة إلى 10، 15، 20، 25، و 30 م / دقيقة في 10 دقيقة فترات.
- ممارسة نظام على التحمل: تم تصميم بروتوكول ممارسة التحمل لتدريب الفئران لالتعرض الطويل لممارسة مفرغه التحفيز. هذا النوع من بروتوكول اختبارات القدرة على تحمل الآثار الطويلة الأجل لممارسة الضغط المعتدل.
- تبدأ مع سرعة حزام المبينة خلال فترة الاحماء، 4 م / دقيقة.
- تدريجيا زيادة سرعة الحزام بواسطة 1m/min حتى السرعة النهائية 20 م / دقيقة يتم التوصل. المدة الإجمالية لبروتوكول الدراسة النموذجية هي 50 دقيقة.
- بعد ممارسة نظام، ونقل الفئران إلى أقفاصها.
ملاحظة: تشغيل الفئران لاستنفاد يتم تجنبها. إذا كان في أي نقطة خلال التجربة يظهر الماوس علامات الإرهاق، تعطيل الشبكة الصدمة والسماح الماوس للراحة والتعافي.
4. البيانات والتحليل الإحصائي
- النتائج بوصفها يعني ± SEM واستخدام 2 في اتجاه وأنوفا (مجموعة العلاج وإكسrcise كعوامل الرئيسي) متبوعا Keuls آخر اختبار الطلاب-نيومان خاصة أو ر اختبار الطالب لمقارنة الفروق بين القيم المتوسطة.
- تحديد نسبة التغير في كتلة القلب مع ممارسة الرياضة من خلال مقارنة كتلة كل حيوان تمارس على كتلة القلب يعني من المجموعة المستقرة. ثم يتم التعبير عن الفرق في كتلة القلب كتغيير في المئة من الحيوانات المستقرة لكل حيوان منها. تعتبر القيم p من <0.05 ذات دلالة إحصائية.
Representative Results
بروتوكول تجريبية نموذجية، مثل تلك المستخدمة في هذه الدراسة، هو موضح في الشكل 1. بعد 20 يوما متتالية من العلاج VCD، تم استخدام الخلايا المهبلية لتحديد وجود أو عدم وجود دوروية في الفئران المحقونة VCD؛ تم رصدها أيضا الفئران المحقونة السيارة. تم تحديد مرحلة في دورة شبق من نسبة الخلايا الظهارية وخلايا الظهارية متقرن، والكريات البيض في مسحة مهبلية (الشكل 2A). أشارت إلى وجود الخلايا الظهارية متقرن فقط كان الماوس في شبق، وبالتالي كان لا يزال ركوب الدراجات. دورة ودقي في الفئران عادة تستغرق 4 أيام، ومن ثم حقن VCD اعتبرت الحيوانات اللاحلقية بعد 15 يوما من هجوع الودق الثابتة، والتي كشفت في علم الخلايا المهبلية غالبية الكريات البيض (الشكل 2A). أصبحت دورة ودقي من الفئران المعالجة VCD عدم انتظام، ثم توقفت في غضون 2-3 أشهر بعد بدء الحقن VCD (الشكل 2B) (الشكل 2C).
لاختبار تأثير فشل المبيض الناجم VCD على أداء التمارين الرياضية، ونحن عشوائية 7 أشهر من العمر VCD والفئران المعالجة السيارة (سلالتين، C57BL / 6 و B6C3F1) إما جماعات ممارسة عجلة المستقرة أو قفص 4-6 أسابيع بعد وقف الدراجات (الشكل 1). وسجلت قيم ممارسة يومية للوقت والمسافة لكل حيوان تمارس طوال فترة ممارسة 4 أسبوع. وتظهر المعدلات الأسبوعية للقيم اليومية للتشغيل عن بعد، والوقت والسرعة في الشكل 3 لC57BL / 6 الفئران التي عولجت مع مركبة أو VCD. لم نر اختلافات كبيرة في الأداء ممارسة يقاس متوسط الوقت يوميا، وبعد المسافة، والسرعة على عجلة قفص بين وVCD مجموعات المعالجة المركبة في أي C57BL / 6 أو B6C3F1 الماوسسلالة (الشكل 4A). بسرعة، تشغيل عجلة المحسوب تدريجيا على مدى فترة تشغيل 4 أسابيع كما هو موضح سابقا 16، ولكن لم تكن تختلف كثيرا بين المجموعات التجريبية. وتشير هذه الدراسات أثر فشل المبيض VCD التي يسببها على ممارسة عجلة قفص الطوعية يتجاوز 2 على الأقل سلالات الفئران.
بعد مدة عجلة قفص بروتوكول ممارسة طوعية، سجلت morphometrics الجسم وكانت قلوب رفعه بسرعة وزنه. لقد أظهرنا سابقا أن ممارسة عجلة قفص الطوعية يؤدي إلى زيادة في كتلة القلب 16. هنا، وتبين لنا أيضا تضخم القلب ردا على ممارسة عجلة قفص يقاس وزن القلب المطلقة (HW) وتطبيع الأب إلى طول عظام الساق (TL) (الجدول 1). وكانت كتلة القلب المطلقة ونسبة HW / TL أكبر بكثير في السيارة والفئران المعالجة VCD بالمقارنة مع نظرائهم المستقرة. ومع ذلك، لم تكن هناك قنينةالاختلافات rable في تضخم القلب بين السيطرة والفئران فشل المبيض الناجم عن ممارسة التمارين الرياضية التالية VCD عجلة قفص الطوعية.
المقبل، وكنا غير الطوعي (القسري) تشغيل مفرغه لتحديد القدرة على ممارسة الرياضة. نحن تعرض الفئران لأول بروتوكول عالية الكثافة أن زيادة معدل السرعة تدريجي كل 10 دقيقة حتى الإرهاق. في المتوسط، وكانت السرعة القصوى للسيارة معاملة الفئران 26.7 ± 0.95 وكان م / دقيقة والسرعة القصوى لVCD معاملة الفئران 28 ± 1.4 م / دقيقة قبل الإرهاق. كنا أقل حجما على التوالي في 20 م / دقيقة (حوالي 80٪ من الحد الأقصى) لفحص للقدرة والتحمل. كما هو مبين في الشكل 4B، لم يوجد فرق كبير في قدرة عالية أو منخفضة ممارسة كثافة بين مركبة وتتكون المجموعة المعالجة، مشيرا إلى أن فشل المبيض الناجم VCD لم يكن لها تأثير على الماوس القدرة على ممارسة الرياضة.
في الختام، وانقطاع الطمث الناجمة عن العلاج VCD له أي تأثير على ص إما الطوعي أو القسري القدرة unning، فضلا عن الاستجابة التكيفية القلب لممارسة الرياضة.
كانت تدار الشكل 1. VCD-الإدارة وبروتوكول التجريبية. الفئران VCD (160 ملغ / كلغ) أو زيت السمسم (السيطرة على السيارة) ابتداء من الساعة 2 شهرا من العمر لمدة 20 يوما متتالية. التالية VCD أو مركبة الحقن، تم رصد دورات ودقي وكانوا مصممين cyclicities كما هو موضح في طرق الباب. فقدان وظيفة المبيض وقعت في غضون 60-90 يوما وأكده علم الخلايا المهبلية. في 7 أشهر من العمر، تعرضت الفئران لممارسة عجلة قفص الطوعية لمدة 4 أسابيع أو تخضع لبروتوكول ممارسة مفرغة.
oad/51083/51083fig2highres.jpg "سرك =" / files/ftp_upload/51083/51083fig2.jpg "/>
. الرقم 2 فشل المبيض الناجم VCD في الفئران ج: علم الخلية من مسحة مهبلية غير ملوثين من سيارة حقن الفأر يدل على أربع مراحل من دورة ودقي: 1) proestrous، تتكون في الغالب من الخلايا الظهارية الأنوية 2) شبق، وتتميز الامم المتحدة الأنوية خلايا متقرن؛ 3) تلية الوداق، تتكون من خلايا الظهارية الأنوية (الأسهم)، الخلايا الظهارية متقرن من الامم المتحدة والأنوية (الأسهم)، والكريات البيض؛ 4) هجوع الودق، تتكون أساسا من الكريات البيض؛ وB: متوسط طول (أيام) من دورة ودقي من السيارة والجماعات حقن VCD. يتم قياس دورة واحدة من أول يوم في شبق إلى اليوم الأول من الفترة المقبلة في شبق. بدأ علم الخلايا المهبلية حوالي 6 أسابيع بعد بداية الحقن. دورات ودقي الحيوانات المحقونة VCD تصبح غير منتظمة، مقارنة مع حقن الحيوان السيارةق، وبعد 12 دورات شبق، علم الخلايا من جميع VCD حقن الحيوانات لم تعد أشارت الدراجات C: H & E تلطيخ من أنسجة المبيض في 8 أشهر من العمر. -المقاطع العرضية القيام به في سمك 5μm للتعامل السيارة (اللوحة اليسرى) و (اللوحة اليمنى) الفئران المعالجة VCD في 20X (اللوحة العلوية) و200X (اللوحة السفلية) التكبير. نسيج المبيض في التكبير 200X يظهر عدد من بصيلات في السيارة مقارنة مع الفئران التي عولجت VCD. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 3. الطوعي أداء عجلة قفص في المعالجة VCD C57BL/6J الفئران الإناث للمركبات أو. لوحة اليسار: متوسط المسافات (كم /يوم) لكل فترة 1 أسبوع خلال فترة الدراسة 4 أسابيع لوحة الأوسط: متوسط زمن تشغيل (ساعة / يوم) عن كل فترة 1 أسبوع خلال فترة الدراسة 4 أسابيع لوحة الحق: متوسط سرعة تشغيل (كم / ساعة) لكل 1 فترة أسبوع خلال فترة الدراسة 4 أسبوع. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4. عجلة قفص الطوعي والأداء مفرغة في السيارة والفئران المعالجة VCD. A: (لوحة الأعلى) C57BL / 6 المتوسط التوالي مسافة (كم / يوم) والوقت الذي يقضيه على عجلة (ساعة / يوم) عن كل ساعة 24 خلال فترة الدراسة 4 أسبوع. (لوحة القاع) & #160؛ B6C3F1 متوسط المسافات (كم / يوم) والوقت الذي يقضيه على عجلة (ساعة / يوم) عن كل ساعة على مدى 24 أسبوع 4 فترة الدراسة ب: C57BL / 6 حلقة مفرغة تشغيل المعلمات. الوقت الأقصى (لوحة الأعلى) والسرعة القصوى (لوحة Botoom) باستخدام بروتوكولات مفصلة في قسم الأساليب.
Discussion
وقد استخدمت كل من ممارسة عجلة القفص ومفرغة تشغيل نظم ممارسة في دراساتنا السابقة 16،21،22. وتحفظ جميع الحيوانات في غرف مخصصة لممارسة تقليل الاضطرابات البيئية أو البشرية. أي اضطراب من الحيوانات الإيقاع البيولوجي يمكن أن تؤثر تأثيرا كبيرا على الحيوانات ممارسة الأداء. لذا، ينبغي أن يتم رعاية الحيوان بأكمله، ورصد الأداء والتسجيل، وممارسة نظم ضمن نفس الإطار الزمني اليومي. يجب أن المحققين نسعى جاهدين لتجنب الإجهاد اضافية الى الحيوانات عن طريق عرض الاحتياطات مثل الحد من فترة التعرض الإجهاد وتغطية الأقفاص عند الاقتضاء.
ممارسة عجلة القفص
عند إعداد الجهاز عجلة القفص، وينبغي أن تكون العجلة يمكن الوصول إليها بسهولة عن الماوس لجبل والخروج. هناك ينبغي الحد الأدنى من الفراش في الجزء السفلي من القفص لمنع الفئران من أن تعشش حول عجلة القيادة وتعرقل الصحائفحركة عجلة الإلكترونية. وضعت أجهزة الاستشعار المغناطيسي على جزء ثابت من عجلة القيادة والمغناطيس تأمين لعجلة الحرة، وذلك لحساب كل دوران عجلة الماوس كما تمارس. جهاز التسجيل تعلق على أجهزة الاستشعار المغناطيسي يجب أن توضع فوق غطاء سلك القفص، وتحتاج جميع الأسلاك المكشوفة إما أن تكون مسجلة أو الاحتفاظ بها بعيدا عن متناول من الفئران، وذلك لتوفير حاجز ضد مضغ الضرر. وقد سجلت أجهزة الاستشعار المغناطيسي المغناطيس وأيضا إلى الهياكل المناسبة لمنع الضرر على حد سواء والحركة غير المرغوب فيها. أثناء جمع البيانات اليومية، لا بد من فحص جميع الأسلاك مسجلة بشكل وثيق لضمان البقاء الأسلاك سليمة وينبغي أن يكون retaped حسب الضرورة. لأنه قد يتطلب عدة أيام للتأقلم الفئران لمع البيئة الجديدة والبدء في ممارسة الرياضة بشكل منتظم، يجب أن تكون مصممة لتسجيل البيانات لكل حيوان على حدة. على الرغم من أن الحيوانات تميل الى انفاق الكثير من ساعة على عجلة القيادة، ومعظم التوالي يحدث في الليل. لذلك، قد تكشف عن بعض الحيوانات HIGح النشاط الأداء حتى لو كانت تظهر هامده خلال النهار. وعلاوة على ذلك، فإنه ليس من غير المألوف أن بعض الحيوانات سوف يحمل عجلة قفص محدودة التوالي. عادة، قفص النشاط العجلة التي تبلغ في المتوسط 1 كم / يوم أو أقل هو نتيجة النشاط قفص عشوائية وغير المرتبطة مع أي تشغيل التحفيز كبيرة. وبالتالي، ينبغي استبعاد الحيوانات التي هي في 1 كم / يوم أو 1 ساعة / يوم أو أقل المعلمات على التوالي في النهائي nonrunners تحليل البيانات.
تبعا لأغراض محددة من دراسة الفردية وسلالات من الفئران المعنية، وطول ممارسة يمكن تعديلها. وأظهرت دراستنا السابقة أن لكل من سلالات الفئران المعنية، ارتفع متوسط سرعات تشغيل العجلة ومدة التمرين على عجلة قفص تدريجيا مع مرور الوقت واستقر بنسبة 4 أسابيع.
عجلة قفص تشغيل هو نوع من ممارسة طوعية في النماذج الحيوانية، والتي يؤخذ بصفة عامة التي يتم تنفيذها في ظل ظروف أقل إرهاقا. نتحدث عنه اليومآيك ممارسة مفرغه التي معايير معينة يمكن أن تكون محددة مسبقا، كلها تعمل في قفص اختبار طوعي وبسهولة تتأثر العظة البيئية أو السلوكية. لذلك، عادة ما يتم تجنب المقارنات بين إعدادات التجريبية المختلفة ما لم يتم استخدام أرقام المجموعات التجريبية الكبيرة. المناطق المحتملة الأخرى من البحوث التي يمكن أن تستفيد من هذا النوع من التمارين النموذج هي الدراسات التي تتضمن الاستجابات السلوكية مع عواقب فيزيولوجية مثل علم الأعصاب الإدراكي. للدراسات باستخدام نموذج الطوعية عجلة القفص، الخطوات الأكثر أهمية هي القفص إعداد ورصد الأنشطة العملية.
ممارسة مفرغه
خطوات ضرورية لإعداد تأقلم الحيوانات للبروتوكول ممارسة مفرغة. تبعا للغرض المحدد للدراسة الفردية، ومدة فترة التأقلم يمكن أن تختلف. في هذه الدراسة، تم اختيار فترة أسبوع واحد للسماح للحيوانات لacclimيأكلون لجهاز مفرغه والضوضاء الحركية في القفص، الاحماء فترات هي خطوة هامة من نظام التمرينات. مماثلة لنظرائهم الإنسان، يجب أن تكون درجة حرارة الفئران حتى قبل الدخول في أي نظم ممارسة مكثفة لتجنب وقوع إصابات والتحف البيانات المحتملة. في هذه الدراسة، بدأنا الحزام في ادنى حد ممكن سرعة (4 م / دقيقة) مع تشغيل شبكات صدمة الخروج لمدة 15 دقيقة. عن كل الفئران تشارك لتشغيل وإيقاف الحزام. كانت شبكات صدمة ثم انقلب على والحفاظ على سرعة الحزام عند 4 م / دقيقة. لتجنب الإفراط في التشديد على الفئران، وضعنا الصدمات الكهربائية على مستوى معتدل (1 هرتز). في غضون أيام قليلة، وتكييفها جميع الفئران إلى حزام حلقة مفرغة.
ويمكن أيضا أن مدة التشغيل فضلا عن تسارع يكون متلائما مع كل التصميم التجريبي. وأوصى بدءا معدل التسارع هو 1 م / دقيقة. يجب تشغيل الممرات مفرغة من الفئران تظهر عليها علامات الإرهاق من الملعب مباشرة. عادة علامات الإرهاق التي أظهرتها ميلم في حلقة مفرغة هي كما يلي:
- التعرض المستمر لشبكة صدمة ل> 5-10 ثانية،
- فقدان القدرة على تشغيل مما أدى إلى صدمة التعرض الشبكة> 5X خلال ممارسة نظام واحد، و
- فقدان القدرة على تشغيل مما أدى إلى صدمة التعرض الشبكة> 2 ثانية على الأقل 3X خلال ممارسة نظام واحد.
القيم المذكورة أعلاه هي لاستخدامها في المقام الأول بمثابة مبادئ توجيهية لإجراء تجربة معينة. تحتاج هذه المعايير يتم تحديدها لكل بروتوكول ممارسة كما انها تختلف من سلالة إلى سلالة الماوس الماوس، تجربة لهذه التجربة، والباحث المحقق ل.
خلافا لممارسة عجلة القفص، يجب تكرار الدراسات مفرغه عدة مرات لإزالة آثار العوامل البيئية والبيولوجية على تشغيل الأداء. ليس من غير المألوف أن نرى تقلبات في إدارة الأداء بين الاختبارات حتى بالنسبة لنفس الحيوان. لأن كل ممارسة نظام تشغيل يفضح الفئران لتعزيز بنية الشعس، فاصل زمني مناسب بين اختبارات يستريح هو ضروري. في تجربتنا، 2-3 أيام يستريح الفترة بين كل اختبار كان كافيا بالنسبة للفئران لاسترداد.
مثل ممارسة مفرغه الإنسان، يتم تحديد السرعة لممارسة التحمل أفضل من معدل ضربات القلب أو تشبع الأكسجين في الدم، وهو إنجاز من الصعب من الناحية الفنية مع دراسات الماوس. الخطوة الأكثر أهمية الدراسات مفرغه هو تحديد الإرهاق، والتي تختلف عادة بين الفئران الفردية، وكان من المقرر أن 80٪ سرعة القصوى. في تجربتنا تسجيل النتائج قد تختلف اختلافا كبيرا بين الباحثين الأفراد، لأن المعايير لاستنفاد هي في معظمها ذاتية. وبالتالي، فإن التطبيق المتسق للمعايير نفسها خلال تسجيل أمر بالغ الأهمية.
Disclosures
والكتاب ليس لديهم ما يكشف.
Acknowledgments
وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة منح (HL 098256)، من خلال جائزة بحوث التنمية الوطنية وإرشادهم العلوم (K01 AR052840) وجائزة العلماء المستقلة (K02 HL105799) من المعاهد الوطنية للصحة منح لJP Konhilas ومنحة التخصصات التدريب في علوم القلب والأوعية الدموية (HL007249 ). وكان في استقبال الدعم من مركز سارفر القلب في جامعة أريزونا ومن مؤسسة ستيفن M. Gootter.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4-Vinylcyclohexene diepoxide (VCD) | Sigma | V-3630 | |
| 11.5 cm Diameter wheel with a 5.0 cm wide running surface | Petsmart | model 6208 | |
| Digital magnetic counter | Sigma Sport | model BC 600 | |
| Treadmill exercise | Columbus Instruments | model 1055SDRM |
References
- Lindheim, S. R., et al. Comparison of estimates of insulin sensitivity in pre- and postmenopausal women using the insulin tolerance test and the frequently sampled intravenous glucose tolerance test. J. Soc. Gynecol. Invest. 1, 150-154 (1994).
- Dubnov-Raz, G., Pines, A., Berry, E. M. Diet and lifestyle in managing postmenopausal obesity. Climacteric. 10 Suppl 2, 38-41 (2007).
- Grundy, S. M. Metabolic syndrome: connecting and reconciling cardiovascular and diabetes worlds. J. Am. Coll. Cardiol. 47, 1093-1100 (2006).
- Sharma, S., Firoozi, S., McKenna, W. J. Value of exercise testing in assessing clinical state and prognosis in hypertrophic cardiomyopathy. Cardiol. Rev. 9, 70-76 (2001).
- Guyatt, G. H., Devereaux, P. J. A review of heart failure treatment. Mt. Sinai. J. Med. 71, 47-54 (2004).
- Mayer, L. P., et al. Long-term effects of ovarian follicular depletion in rats by 4-vinylcyclohexene diepoxide. Reprod. Toxicol. 16, 775-781 (2002).
- Mayer, L. P., Devine, P. J., Dyer, C. A., Hoyer, P. B. The follicle-deplete mouse ovary produces androgen. Biol. Reprod. 71, 130-138 (2004).
- Lohff, J. C., Christian, P. J., Marion, S. L., Hoyer, P. B. Effect of duration of dosing on onset of ovarian failure in a chemical-induced mouse model of perimenopause. Menopause. 13, 482-488 (2006).
- Wright, L. E., et al. Comparison of skeletal effects of ovariectomy versus chemically induced ovarian failure in mice. J. Bone Miner Res. 23, 1296-1303 (2008).
- Ogawa, S., Chan, J., Gustafsson, J. A., Korach, K. S., Pfaff, D. W. Estrogen increases locomotor activity in mice through estrogen receptor alpha: specificity for the type of activity. Endocrinology. 144, 230-239 (2003).
- Roy, E. J., Wade, G. N. Role of estrogens in androgen-induced spontaneous activity in male rats. J. Comp. Physiol. Psychol. 89, 573-579 (1975).
- Fahrbach, S. E., Meisel, R. L., Pfaff, D. W. Preoptic implants of estradiol increase wheel running but not the open field activity of female rats. Physiol. Behav. 35, 985-992 (1985).
- Morgan, M. A., Pfaff, D. W. Effects of estrogen on activity and fear-related behaviors in mice. Horm. Behav. 40, 472-482 (2001).
- Gorzek, J. F., et al. Estradiol and tamoxifen reverse ovariectomy-induced physical inactivity in mice. Med. Sci. Sports Exerc. 39, 248-256 (2007).
- Kadi, F., et al. The effects of physical activity and estrogen treatment on rat fast and slow skeletal muscles following ovariectomy. J. Muscle Res. Cell Motil. 23, 335-339 (2002).
- Konhilas, J. P., et al. Sex modifies exercise and cardiac adaptation in mice. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 287, 2768-2776 (2004).
- Caligioni, C. S.
- Goldman, J. M., Murr, A. S., Cooper, R. L. The rodent estrous cycle: characterization of vaginal cytology and its utility in toxicological studies. Birth Defects Res. B. Reprod. Toxicol. 80, 84-97 (2007).
- McLean, A. C., Valenzuela, N., Fai, S., Bennett, S. A. Performing vaginal lavage, crystal violet staining, and vaginal cytological evaluation for mouse estrous cycle staging identification. J. Vis. Exp. , (2012).
- McKee, L. A., et al. Sexually dimorphic myofilament function and cardiac troponin I phosphospecies distribution in hypertrophic cardiomyopathy mice. Arch. Biochem. Biophys. 535, 39-48 (2013).
- Konhilas, J. P., et al. Exercise can prevent and reverse the severity of hypertrophic cardiomyopathy. Circ. Res. 98, 540-548 (2006).
- Perez, N. J., Chen, H., Regan, J. A., Emert, A., Constantopoulos, E., Lynn, M., Konhilas, J. P. The impact of chemically-induced ovarian failure on voluntary cage wheel exercise and cardiac adaptation in mice. Compar. Med. In press, (2013).
