En metod för att undersöka effekterna av Kemiskt inducerad ovariesvikt på fysisk kapacitet och Hjärt-anpassning hos möss

Summary

Två tränings paradigm testades på en nyutvecklad kemiskt inducerad menopaus musmodell för att undersöka effekterna av klimakteriet på fysisk kapacitet och hjärt-anpassning att utöva.

Abstract

Risken för hjärt-kärlsjukdom (CVD) ökar i postmenopausala kvinnor, men ändå, betydelsen av motion, som en förebyggande åtgärd för CVD risk hos postmenopausala kvinnor har inte studerats tillräckligt. Därför undersökte vi effekten av frivillig bur-hjuls motion och tvångs löpband träning på hjärt-anpassning i klimakteriet möss. Det mest använda inducible modell för härma klimakteriet hos kvinnor är den ovariektomiserade (OVX) gnagare. Emellertid har OVX modell för några olikheter från klimakteriet hos människor. I denna studie, vi administrerade 4-vinylcyklohexen diepoxiden (VCD) till honmöss, vilket accelererar ovariesvikt som alternativ klimakteriet modell för att undersöka effekterna av träning i klimakteriet möss. VCD accelererar selektivt förlust av primära och primordiala folliklar vilket resulterar i ett endokrina tillstånd som nära efterliknar naturlig utveckling från förskolan till områden i närheten till efter klimakteriet hos människor. För att bedöma effekten av motion på motionkapacitet och hjärt-anpassning i VCD-behandlade honmöss har två metoder använts. Först utsätts vi en grupp av VCD-behandlade och obehandlade möss till en frivillig bur hjul. För det andra, använde vi tvungna löpband motion för att bestämma kondition i en separat grupp VCD-behandlade och obehandlade möss mätt som en tolerans för att utöva intensitet och uthållighet.

Introduction

Den naturliga uppkomsten av klimakteriet präglas av utarmningen av äggstock primordial folliklar genom atresi, så småningom resulterar i äggstock åldrande. I USA kommer över 30% av en kvinno livstid spenderas postmenopausal. Som svar på en minskning i äggstockarnas funktion, kan flera fysiologiska och psykologiska konsekvenser uppstår, inklusive ökad fetma, vaskulär instabilitet, och humör eller sömnstörningar. På grund av ökad fetma / fetma jämfört med premenopausala motsvarigheter ^1,2, postmenopausala kvinnor är särskilt mer mottagliga för metabola syndromet och tillhörande comorbidities, inklusive hjärt-kärlsjukdom (CVD) ^3. Dessutom har det blivit allt tydligare att framgångsrik hjärtrehabilitering för patienter CVD omfattar regelbunden aerob motion och att motion minskar kardiovaskulär morbiditet och mortalitet hos dessa patienter ^4,5. Men hur fysisk kapacitet changes under pre-till post-menopausal Övergången har inte studerats väl. Ännu viktigare, förblir betydelsen av motion som en förebyggande åtgärd för CVD risken hos postmenopausala kvinnor anmärkningsvärt understudied.

Det mest använda inducible modell för härma klimakteriet hos kvinnor är den ovariektomiserade (OVX) gnagare. Nyligen har den yrkes kemiska 4-vinylcyklohexen diepoxiden (VCD) visat sig särskilt till små primära och primordiala folliklar genom att påskynda den naturliga processen av atresi, vilket slutligen resulterar i ovariesvikt utan uppenbar toxicitet i andra vävnader ^6. Östrogencykeln för VCD-behandlade möss, som är analog med en mänsklig menstruationscykel upphör inom 2-3 månader efter slutförandet av VCD-injektioner, vilket i sin tur resulterar i en gradvis tillbakadragande av östrogen, som imiterar den peri-till post-menopausal övergång. Sålunda kan ett follikelstimulerande TÖMMA, äggstock-intakt djur nära ansluter det naturliga humanaprogression genom pre-att peri-till postmenopausala övergång ^7-9. Dessutom ger det en icke-kirurgisk alternativ till OVX-modellen minskar komplikationer efter operation, till exempel infektion. I denna studie använde vi VCD-inducerad menopaus möss för att undersöka effekterna av träning på hjärt-anpassning i klimakteriet möss.

Det finns flera exempel som tyder på att sambandet mellan östrogen och bur hjul träning hos gnagare av båda könen ^10-13. Östrogen utarmning av kirurgisk OVX minskar frivillig övning aktivitet hos möss och råttor ^14,15. Två metoder för övningen användes i denna studie för att testa fysisk kapacitet för VCD-inducerade menopausala möss. Cage hjul kör betraktas allmänt som en typ av frivillig övning i djurmodeller och utfört, förmodligen, under mindre stressande förhållanden. Men är inte ett tecken på den relativa fysisk kapacitet av djur, vilket kräver djuren att exerci bur hjul igångSE på mycket högre nivåer. Tvångs löpband motion användes för att bestämma fysisk kapacitet, mätt som en tolerans för att utöva intensitet och uthållighet. Dessutom har vi tidigare visat att buren hjul motion ger en stimulans för hjärthypertrofi och detta hypertrofisk tillväxten är könsberoende ^16. Därför mätte vi också hjärt anpassning till buren hjul övning i VCD-inducerade menopausala möss.

Protocol

Alla experiment, bostäder och vård av djur utfördes med hjälp av protokoll som anslutit sig till riktlinjerna och godkänts av Institutional Animal Care och användning kommittén vid University of Arizona, och till 2011 NIH riktlinjer för vård och användning av försöksdjur.

1. Behandlingen med 4-vinylcyklohexen diepoxid

1. VCD dosering protokoll: I ett dragskåp, tillsätt 0,587 ml VCD till en ren kolv, ta med den slutliga volymen till 10 ml med sesamolja, och sedan blanda genom att vända försiktigt, lock och tätning med Parafilm. Överför lösningen till en doseringsflaska, försegla den med Parafilm och förvara vid 4 ° C i upp till 7 dagar. Se till att alla reagenser är sterila.
   1. Använd sesamolja på fordonet kontroll som VCD löses i sesamolja. Butiks VCD (MV = 140,2 g / mol, densitet = 1,09 g / ml) vid -20 ° C.
   2. VCD injektionsprotokoll: Vid 2 månaders ålder, väger och administrera dagliga intraperitoneala injektioner av rums humörature VCD i en dos av 160 mg / kg under 20 dagar i följd. Injicera kontrollmöss på ett liknande sätt med fordonet lösning, sesamolja, vid en volym av 2,5 ml / kg.
      OBS: Under insprutningsperioden, försök att växla injektionsställena för att minska risken för lokal infektion. Använd följande ekvation för att beräkna den volym som krävs för injektion: Kroppsvikt (g) x kg / 1000 gx 2,5 ml / kg = volym (ml) av lösningen för att spruta resulterade i cirka 50 ml / injektion med användning av en 27 G nål. På grund av storleken av nålen inte behövs lokalanestetika.
   3. Estrous cykel övervakning: Efter injektionen perioden är klar, övervaka estruscyklerna dagligen genom att få vaginala utstryk. Hindra möss med användning av dorsum scruff metoden. Sätt i en pipett med 0,2 ml steril koksaltlösning i den vaginala öppningen till ett djup av 0,5 cm. Finfördela saltlösning (3x) och placera en droppe på en tom bild. Omedelbart utvärdera prov i mikroskop med hjälp av en vanlig ljus Microscopa på 100X magnitud.
      Anmärkning:. Vaginal cytologi är fast besluten att se till att förlust av cykling och därmed validera ovariesvikt Figur 2A visar typisk vaginal cytologi i olika faser av estrous cykel i möss, nämligen proestrus, estrus, metestrus, diestrus ^17-19. Under proestrus, celler inkluderar kärnförsedda epitelceller (Figur 2A, pilarna visar kärnförsedda celler); under estrus, celler övervägande kornifierade skvamösa epitelceller; Metestrus kännetecknas av en blandning av celltyper, med en dominans av leukocyter; Diestrus domineras av leukocyter. Justering av fokalplanet kan krävas för att visualisera celler och kärnor under hela provet. Såsom illustreras i fig. 2B, är ett typiskt murin estrus cykel 4-5 dagar. Möss anses acykliska efter 15 dagar i följd i ihållande diestrus. Kontinuerligt övervaka estruscyklerna under hela studien perIOD att bekräfta avsaknaden av estruscyklerna i VCD behandlade möss.

2. Frivillig Cage-hjuls Motion

Inavlade C57BL / 6 och B6C3F1 honmöss, i åldern 7 månader, är utsatta för frivillig bur hjul igång. Hus djur individuellt i en bur (47 cm x 26 cm x 14,5 cm) med ohindrad tillgång till en bur hjul för 28 dagar.

1. Utrustning setup: Buren hjul Utrustningen består av en 11,5 cm diameter hjul med en 5,0 cm bred löpyta utrustad med en digital magnetisk disk som aktiveras av hjulrotationen. Före varje hjul kör testet, kalibrera buren hjulet enligt tillverkarens anvisningar. Mät den inre diametern av löphjul, beräkna omkretsen och ange detta värde till den digitala räknaren eftersom hjulstorleken.
   1. Fäst datordelen av digitala magnetiska mot hjulställ med tejp.
   2. Fäst datorportion av den digitala magnetiska mot hjulställ med tejp.
   3. Fäst den fria magneten för den digitala magnetiska mot den centrala bar på samma sida som magneten kabel till datorn, återigen tejpa tillräckligt för att skydda magneten från att tugga skador. Magneterna bör placeras så att varje rotation av hjulet registreras av datorn utan någon inblandning eller motstånd för att fullborda hjulrotationen.
      OBS: Silvertejp har använts framgångsrikt för att fästa komponenterna i den digitala magnetiska disken till driften hjulet. Taping bör vara tillräcklig för att helt täcka magneten och skydda mot tuggning av djuret. Magneten bör placeras så nära som möjligt till hjulet utan att hindra dess rörelse. Emellertid bör inställnings övervakas dagligen för tugg skador och vid behov reparerats.
   4. Montera hjulet till buren genom att skjuta hjulet står genom den översta ledningsdragning av djuret buren. Fäst hjulställ till tHan bur ledningar med bindemedel klipp.
      Anm: Klämman bör vara på toppen av ledningarna, bort från djuret. Mata datordelen och någon extra kabel genom ledningar av buren. Placera datorn och överskottskabel oåtkomligt för djuret. Detta kan åstadkommas genom att placera en medelstor plast väger skålen på toppen av ledningar av buren för att hålla datorn och överskottskabel.
2. Övning: För en given kull, slumpmässigt tilldela möss till antingen stillasittande kontroll eller träningsprogram. Ge alla djur vatten och standard hårt gnagare chow ad lib.
   1. Manuellt spela in dagliga värden för avståndet sprang (km / dag) och total tid kör (tim / dag), som ges av den magnetiska disken. Rekord avstånd och tidsvärden inom samma 1 timme tidsram varje dag för exakta och konsekventa värden under hela 28 dagars varaktighet av utnyttjandeperioden. Klar (noll) den magnetiska disken efter varje dags inspelning för att säkerställa korrekta avläsningar uppföljningenningsdagen.
   2. Beräkna medelvärdena för avstånd och hastighet för varje grupp. Beräkna hastighet utifrån de givna värden på avstånd och tid varje dag för varje mus. Data kan visas som dagligen eller veckomedelvärden för varje uppmätt parameter.
3. Vävnads skörd: I slutet av den särskilda uppgiften perioden, avliva utövas och stillasittande kontrolldjur inom 30 min för avlägsnande från burar genom halshuggning i inhalerad narkos. Väg kroppsmassa och snabbt punkt hjärtan, skelettmuskel, och äggstockarna.
   1. Vid tidpunkten för vävnadsskörd, montera och fläcka de uppsamlade äggstockar med hemotoxylin och eosin (H &E; figur 2C). Under förstoring, räkna och klassificera folliklar som primordial, primär, sekundär, eller antral för varje VCD-behandlade och kontroll djur ^20. En primordiala follikeln innehåller en liten primär oocyt, ett enkelt lager av tillplattade eller skvamösa granulosaceller nära motsats till den oocyt, och en basallamina. En primär follikel definieras genom närvaron av en eller flera cuboidal granulosa-celler som är anordnade i ett enda skikt som omger oocyten. En sekundär follikel innehåller granulosa celler som bildar flera lager runt äggcellen och en teka. En antral follikelstimulerande karaktäriseras av en hålighet eller "antrum" som innehåller vätska.
   2. För att skära ut hjärtat, gör en medial snitt på den ventrala sidan och visualisera hjärtat efter att ha öppnat membranet. Snabbt utklippning hjärtat vid basen och placera i kall fosfatbuffrad koksaltlösning för att tillräckligt tvätta ut rest ventrikulär blod. Trimma hjärtat av överflödig vävnad, väger hela hjärtat och snap-frysa i flytande kväve.
   3. Tvätta alla andra utskurna vävnader med en modifierad iskall fosfatbuffrad saltlösning (PBS), och snap-frysa i isopentan kyld i flytande kväve.

3. Forcerad löpband Motion

1. Vid anställning av en påtvingad övning paradigm to mäta fysisk kapacitet, använder ett löpband och ställa upp enligt följande:
   1. Placera en elektrisk stöt galler vid basen av löpbandet rampen. Denna chock genereras fungerar som en stimulans för motion. Intensiteten och frekvensen av de elektriska stimuli styrs manuellt av användarna. Galler kan aktiveras eller inaktiveras individuellt för varje bana. All datainsamling sker manuellt.
   2. Periodvis kalibrera löpbandet enligt tillverkarens riktlinjer.
      1. Se till att löpband Controller frontpanelen växla står på "STOP".
      2. Placera hastighetssensor på löpbandet lane1 och fäst med skruv mutter på plats som visas nedan.
      3. Med hjälp av ratten på löpband Controller frontpanelen, justera hastigheten till 88,7 m / min Ställ sedan in den elektriska stimulans frekvens på 2 Hz på löpband Controller frontpanel.
      4. Tryck på "ODOMETER RESET" för att initiera kalibreringen.
         
2. Acklimatisering: acklimatisera möss till löpbandet 3-7 dagar före experimentet dagligen. För att göra detta, placera möss i löpbandet med bältes unmoving och stöt galler av, men med bandmotorn på (buller). Lämna möss ostörd under åtminstone 15 min.
3. Uppvärmning: Värm upp stegen som används i detta protokoll är följande:
   1. Placera varje mus på löpbandet. Inaktivera chock rutnät och öka bandhastigheten till 4 m / min under 15 min.
   2. Aktivera chocken rutnät och bibehålla bandhastighet vid4 m / min bandhastighet under ytterligare 10 min.
4. Övning utbildning regimer
   1. Efter uppvärmning, hålla chockgaller på och öka bandhastigheten till 5 m / min under 15 min.
   2. Öka bandhastigheten till 15 m / min under ytterligare 15 min.
   3. Efter träning, överför möss tillbaka till sina burar.
      OBS: I denna studie var träning utförs dagligen i 1 vecka.
   4. Akut träningsprogram: En akut träningsprogram är utformat för att fastställa de kort-och långsiktiga effekter av extrem träning stressen.
      1. Efter uppvärmning, ökar bandhastighet från 5 m / min till 10, 15, 20, 25 och 30 m / min i 10 min intervaller.
         OBS: Avsluta motion om möss inte kan fortsätta att köra eller visar tecken på utmattning eller ångest. I vår studie, var de flesta djuren stannade vid 25 m / min, och inget djur passerade 30 m / min skede.
      2. Testa varje mus tre gånger, så 2-3 dagar mellan varje test. Beräkna medelvärden i alla utnyttprecisa sessioner för varje mus.
   5. Träningsprogram för uthållighet: En uthållighetsträning protokoll är utformad för att utbilda möss under en längre exponering för löpband motion stimulans. Denna typ av protokoll testar förmågan att tolerera de långsiktiga effekterna av måttlig motion stress.
      1. Börja med den bandhastighet beskrivs under uppvärmningsperioden, 4 m / min.
      2. Successivt öka bandhastigheten genom 1m/min tills en sluthastighet av 20 m / min uppnås. Total längd för en typisk studieprotokoll är 50 min.
      3. Efter träningsprogram, överför möss tillbaka till sina burar.
         OBS: Köra möss till utmattning undviks. Om vid någon tidpunkt under försöket en mus visar tecken på utmattning, avaktivera stöt rutnät och låt musen för att vila och återhämta sig.

4. Data och statistisk analys

1. Presentera resultat som medel ± SEM och använda 2-vägs ANOVA (behandlingsgrupp och exercise som huvudfaktorer) följt av en Student-Newman Keuls post hoc test eller en students t-test för att jämföra skillnader mellan medelvärden.
2. Bestäm den procentuella förändringen i hjärt massa med motion genom att jämföra massan av varje utövas djur till den genomsnittliga hjärt massa stillasittande gruppen. Skillnaden i hjärt massa uttrycktes sedan i procent förändring från stillasittande djur för respektive djur. p-värden av <0,05 anses statistiskt signifikant.

Representative Results

Ett typiskt försöksprotokoll, såsom den som används i denna studie, är illustrerad i Figur 1. Efter 20 dagar i följd av VCD behandling togs vaginal cytologi användas för att bestämma närvaron eller frånvaron av cyclicity i den VCD-injicerade möss; fordons-injicerade möss också övervakas. Den fas i estrus cykel bestämdes genom proportionen av epitelceller, förhornade epitelceller och leukocyter i det vaginala utstryk (Figur 2A). Förekomsten av endast cornified epitelceller indikerade musen var i brunst, och därför fortfarande cykla. Östrogencykeln i möss varar normalt fyra dagar, därför VCD injicerade djur ansågs acyklisk efter 15 dagar av ihållande diestrus där vaginal cytologi avslöjade en majoritet av leukocyter (Figur 2A). Östrogencykeln för VCD-behandlade möss blev oregelbunden och därefter upphörde inom 2 till 3 månader efter starten av VCD-injektioner (Figur 2B) (figur 2C).

För att testa effekten av VCD-inducerad ovariesvikt på motion prestanda, vi randomiserade 7 månader gammal VCD-och fordons-behandlade möss (två stammar, C57BL / 6 och B6C3F1) till antingen stillasittande eller bur hjulmotionsgrupperna 4-6 veckor efter upphörande av cykling (figur 1). Daglig motion värden registrerades för tid och avstånd för varje utövas djur under 4 veckors träningsperiod. Veckogenomsnitt av dagsvärden för avstånd, tid och hastighet visas i figur 3 för C57BL / 6 möss som behandlats med fordon eller VCD. Vi såg stora skillnader i motion prestanda mätt med genomsnittlig daglig tid, distans och hastighet på buren hjulet mellan VCD-och fordonsbehandlade grupper i antingen C57BL / 6 eller B6C3F1 musstam (Figur 4A). De beräknade hjulgående hastigheter gradvis ökat under 4-veckorsdriftperiod såsom tidigare visats ^16, men var inte signifikant olika mellan experimentgrupperna. Dessa studier tyder på att effekten av VCD-inducerad ovariesvikt på frivillig bur hjul motion överskrider minst 2 musstammar.

Efter det att varaktigheten av den frivilliga bur hjulet övningsprotokollet var kropps Morfometri registreras och hjärtan snabbt ut och vägdes. Vi har tidigare visat att frivilliga bur hjul motion inducerar en ökning av hjärtmassa ^16. Här visar vi även hjärthypertrofi som svar på buren hjul motion mätt med absolut hjärtvikt (HW) och HW normaliserad till tibial längd (TL) (tabell 1). Den absoluta hjärta massan och HW / TL-förhållande var signifikant större i fordons och VCD-behandlade möss jämfört med stillasittande motsvarigheter. Det fanns dock ingen mätförbara skillnader i hjärthypertrofi mellan kontroll och VCD-inducerad ovariesvikt möss efter frivillig bur hjul motion.

Därefter använde vi ofrivilligt (påtvingad) löpband körs för att avgöra den fysiska kapaciteten. Vi utsätts först möss till en högintensiv protokoll som ökad medelhastighet stegvis var 10 min tills utmattning. I genomsnitt, den maximala hastigheten på fordonet behandlade möss var 26,7 ± 0,95 m / min och den maximala hastigheten på VCD behandlade mössen var 28 ± 1,4 m / min före utmattning. Vi använde lägre intensitet körs vid 20 m / min (ca 80% av maximal) för att analysera för uthållighet kapacitet. Som visas i figur 4B, sågs ingen signifikant skillnad i hög eller låg intensitet fysisk kapacitet finns mellan fordon och VCD-behandlade gruppen, vilket indikerar att VCD-inducerad ovariesvikt hade ingen effekt på mus fysisk kapacitet.

Sammanfattningsvis, menopaus inducerad av VCD behandling har ingen effekt på vare sig frivillig eller påtvingad r unning kapacitet, liksom hjärt adaptiva svar på motion.

VCD-administration och försöksprotokoll. Möss Figur 1. Administrerades VCD (160 mg / kg) eller sesamolja (fordonsstyrning) med start vid 2 månaders ålder under 20 dagar i följd. Efter VCD eller fordons injektioner, var estruscyklerna övervakas och cyclicities bestämdes enligt beskrivningen i avsnittet Metoder. Förlust av äggstocksfunktion inträffade inom 60-90 dagar och bekräftades av vaginal cytologi. Vid 7 månaders ålder, exponerades möss för frivillig bur hjul träning i 4 veckor eller utsätts för löpband motion-protokollet.

oad/51083/51083fig2highres.jpg "src =" / files/ftp_upload/51083/51083fig2.jpg "/>
. Figur 2 VCD-inducerad ovariesvikt hos möss A:. Cytologi av en ofärgade vaginala smear från ett fordon injicerade mus som visar de fyra stegen i estrous cykeln: 1) proöstrus, främst bestående av kärnförsedda epitelceller 2) Estrus, som kännetecknas av un -kärnförsedda cornified celler; 3) metestrus, som består av kärnförsedda epitelceller (pilar), un-kärn cornified epitelceller (pilar) och leukocyter; 4) diestrus, bestående främst av leukocyter; och b:. Genomsnittlig längd (dagar) i Östrogencykeln för fordon-och VCD-injicerade grupper. En cykel mäts från den första dagen i estrus till den första dagen i nästa period i brunst. Vaginal cytologi började ca 6 veckor efter starten av injektioner. De estruscyklerna av VCD-injicerade djur blir oregelbunden, jämfört med bil-injicerade djurs, och efter 12 estrus cykler, cytologi av alla VCD injicerade djuren inte längre anges cykling C:. H & E färgning av äggstocksvävnad vid 8 månaders ålder. Tvärsnitt göras vid 5 pm tjocklek för fordon behandlade (till vänster) och VCD-behandlad (högra panelen) möss vid 20X (övre panelen) och 200X (nedre panelen) förstoring. Äggstocksvävnad vid 200 gångers förstoring visar ett antal folliklar i fordons jämfört med VCD-behandlade möss. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3. Frivillig bur hjul prestanda i bil-eller VCD-behandlad C57BL/6J honmöss. Vänster panel: Genomsnittlig körsträcka (km /dag) för varje 1 veckor under 4 veckor långa studieperioden mellersta panel:. Procentuell drifttid (tim / dag) för varje 1 veckor under 4 veckor långa studieperioden Höger panel:. Genomsnittlig löphastighet (km / h) för varje 1 vecka period över 4 veckor långa studieperioden. klicka god här för att se en större version av denna siffra.

Figur 4. Frivillig bur hjul och löpband prestanda i bil-och VCD-behandlade möss. A: (Top Panel) C57BL / 6 genomsnittlig körsträcka (km / dag) och tid på hjulet (h / dygn) för varje 24 timmar under 4 veckor långa studieperioden. (Bottom Panel) & #160; B6C3F1 genomsnittlig körsträcka (km / dag) och tid på hjulet (tim / dag) för varje 24 timmar under 4 veckor långa studieperioden B: C57BL / 6 löpband kör parametrar.. Maximal tid (Top Panel) och maximal hastighet (Botoom Panel) med hjälp av protokoll som beskrivs i metodavsnittet.

Discussion

Både bur hjul motion och löpband kör motion regimer har använts i våra tidigare studier ^16,21,22. Alla djur hålls i särskilda rum motion för att minimera miljö-och mänskliga störningar. Varje störning av djurens biologiska rytm kan påtagligt påverka djurens motion prestanda. Därför bör hela djurvård, övervakning och registrering prestanda och motion regimer ske inom samma dagliga tidsram. Utredarna bör sträva efter att undvika extra stress för djuren genom att ställa ut försiktighetsåtgärder såsom att begränsa varaktigheten av spänningsexponering och täcker burarna när det är lämpligt.

Cage wheel motion

Vid utarbetandet av buren hjulet apparaten, ska hjulet vara lättillgänglig för musen för att montera och avsluta. Det bör minimala strö i botten av buren för att hindra möss från att bygga bo runt hjulet och hindra freke hjulrörelser. Den magnetiska sensorn placerades på den stationära delen av hjulet och magneten är fäst vid den fria hjulet, för att räkna varje rotation av hjulet som musen utnyttjas. Inspelningen enhet ansluten till den magnetiska sensorn ska placeras ovanför tråd locket på buren, och alla utsatta ledningar måste antingen tejpas eller förvaras utom räckhåll från mössen, för att ge en barriär mot att tugga skador. Magneten och magnetiska sensorn också tejpade till lämpliga strukturer för att förebygga både skador och oönskade rörelser. Under insamling dagliga uppgifter måste alla tejpade kablar noggrant kontrolleras för att försäkra ledningarna förblir intakta och bör vara retaped behov. Eftersom det kan ta flera dagar för möss att acklimatisera sig till den nya miljön och börja träna regelbundet, bör uppgifter inspelning skräddarsys för varje enskilt djur. Även djur har en tendens att spendera många timmar på hjulet, de flesta av driften sker på natten. Därför kan vissa djur avslöja HIGh prestanda aktivitet även om de verkar vilande under dagtid. Dessutom är det inte ovanligt att vissa djur kommer att uppvisa begränsad bur hjulet körs. Normalt är bur hjul verksamhet som uppgår till i genomsnitt 1 km / dag eller mindre ett resultat av slump bur aktivitet och inte förknippas med någon betydande rinnande stimulans. Därför bör djur vars löpning parametrar är på 1 km / dag eller 1 tim / dag eller mindre uteslutas i de slutliga dataanalys nonrunners.

Beroende på de specifika syften en individuell studieplan och stammar av möss som är inblandade, kan längden på övningen modifieras. Vår tidigare studie visade att både musstammar inblandade, den genomsnittliga hjulgående hastigheter och varaktigheten av motion på buren hjulet ökade gradvis över tiden och planade av 4 veckor.

Cage hjul kör är en typ av frivillig träning i djurmodeller, som i allmänhet tas som utförs under mindre stressande förhållanden. Unlike löpband motion där vissa parametrar kan förinställas, alla kör i test buren är frivillig och påverkas lätt av miljö-eller beteendemässiga signaler. Därför är jämförelser mellan olika experimentella inställningar normalt undvikas såvida inte stora experimentella grupper nummer används. Andra potentiella forskningsområden som kan dra nytta av denna typ av träning paradigm finns studier som innehåller beteendemässiga reaktioner med fysiologiska konsekvenser såsom kognitiv neurovetenskap. För studier som använder den frivilliga bur hjulet paradigm, de mest kritiska stegen är bur inrättas och övervakning av motionsaktiviteter.

Löpband motion

Acklimatisering åtgärder är nödvändiga för att förbereda djuren för löpband motion-protokollet. Beroende på det specifika syftet med den individuella studie, kan varaktigheten för den acklimatiseringsperiod variera. I denna studie var en period av en vecka valt att tillåta att djur acclimåt till löpbandet apparater och motorljud i buren, värma upp perioder är ett viktigt steg i träning regim. Liknar mänskliga motsvarigheter, måste mössen värmas upp innan de fick in några intensiva motion regimer för att undvika skador och eventuella uppgifter artefakter. I denna studie började vi bandet på lägsta möjliga hastighet (4 m / min) med stöt galler avstängd i 15 min. Alla möss inblandade började köra på och av bältet. Stöt galler sedan påslagen och bandhastigheten hålls vid 4 m / min. För att undvika överbelastas mössen, vi ställer in elstötar vid en mild nivå (1 Hz). Inom några dagar, alla möss anpassad att löpbandet.

Varaktigheten av driften samt accelerationen kan också skräddarsys för varje experimentell design. Ett rekommenderat utgångs acceleration är en m / min. Löpbandet gränderna i möss visar tecken på utmattning måste stängas omedelbart. Typiskt tecken på utmattning ut av milce på löpbandet är som följer:

1. Kontinuerlig exponering för stöt nätet för> 5-10 sekunder,
2. Förlust av rinnande kapacitet resulterar i chock rutnät exponering> 5x under en enda övning regimen, och
3. Förlust av rinnande kapacitet resulterar i rutnät exponering chock> 2 sek minst 3x under ett och samma träningsprogram.

De värden som anges ovan är att i första hand användas som riktlinjer för ett specifikt experiment. Dessa parametrar måste bestämmas för varje övningsprotokoll som det varierar från mus-stam till mus-stam, experiment till experiment, och utredare till utredare.

Till skillnad bur hjul motion, måste löpband studier upprepas flera gånger för att eliminera effekterna av miljömässiga och biologiska faktorer på driftsprestanda. Det är inte ovanligt att se variationer i driftsprestanda mellan tester även för samma djur. Eftersom varje övning regimen utsätter kör möss till en stress, en lämplig vila intervall mellan proven är nödvändig. Enligt vår erfarenhet, 2-3 dagar viloperiod mellan varje test var tillräckligt för möss att återhämta sig.

Liksom den mänskliga löpband motion, är hastigheten för uthållighetsträning bäst bestäms av hjärtfrekvens eller blod syremättnad, en tekniskt svår bedrift med mus studier. Det mest kritiska steget i löpband studier är bestämning av utmattning, vilket vanligtvis varierar mellan individuella möss och fastställdes till 80% maximal hastighet. I vår egen erfarenhet inspelningen av resultat kan avsevärt skilja sig mellan enskilda forskare, eftersom kriterierna för utmattning är mestadels subjektiv. Således är en konsekvent tillämpning av samma kriterier under inspelningen kritisk.

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