Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Supramaximal yoğunluğu hipoksik egzersiz ve farelerde vasküler işlevi değerlendirme

Published: March 15, 2019 doi: 10.3791/58708
Automatic Translation
1,2, 3, 3, 1, 3, 1, 2
1Division of Angiology, Heart and Vessel Department, Lausanne University Hospital (CHUV), 2Institute of Sport Sciences, Faculty of Biology and Medicine, University of Lausanne, 3Neonatal Research Laboratory, Clinic of Neonatology, Department Woman-Mother-Child, Lausanne University Hospital

Summary

Hipoksi yoğun eğitim sprint yeteneği tekrarlanan vasküler uyarlamalar potansiyel olarak bazı hastalarda yararlı ikna etmek ve sporcuların geliştirmek için kanıtlanmış bir protokoldür. Burada, protokol ve ex vivo vasküler işlevi değerlendirme sistemini kullanarak bu vasküler uyarlamalar tanımlamak fizibilite eğitim fare kullanarak sınayın.

Abstract

Egzersiz eğitim sağlık bakımı ve birçok kronik hastalıkların önlenmesi için önemli bir stratejidir. Hastalarda kardiyovasküler hastalıklardan daha ayrıntılı olarak, alt ekstremite arter hastalıkları, nerede hastaların yürüme kapasitesi önemli ölçüde değişmiş, için uluslararası kurallar tarafından önerilen tedavinin ilk satırdır etkileyen onların yaşam kalitesi.

Geleneksel olarak, düşük sürekli egzersiz ve ara egzersiz kullanılmaya başlandı. Son zamanlarda, supramaximal eğitim sporcuların gösterileri ile vasküler uyarlamaları, diğer mekanizmaları arasında geliştirmek için de gösterilmiştir. Bu tür eğitim hipoksi ile bir arada bazı patolojiler için ilgi olabilir bir ek ve/veya sinerjik etkisi getirebilir. Burada, biz supramaximal yoğunluk eğitimler hipoksi %150 maksimum hızları, sağlıklı fareler üzerinde gerçekleştirmek bir motorlu koşu bandı ve hipoksik kutusunu kullanarak anlatan. Biz de faiz, organların almak için fareyi incelemek nasıl göstermek özellikle pulmoner arter, abdominal aorta ve iliyak arter. Son olarak, izometrik gerginlik çalışmalar kullanarak ex vivo vasküler işlev değerlendirmesi alınan damarları üzerinde gerçekleştirmek nasıl gösterir.

Introduction

Hipoksi, oksijen (O2) azalan ilham kısmını hipoksemi (hipoksi indirdi arteriyel basınç) ve bir değişmiş O2 taşıma kapasitesi1yol açar. Akut hipoksi yönettiği iskelet kas2 ve karşı bir 'telafi edici' kapakların doğru artan sempatik vasoconstrictor etkinlik neden olmaktadır.

Hipoksi submaximal yoğunlukta egzersiz, normoxic koşullarda aynı düzeyde göre 'telafi edici' Bu kapakların, iyi kurulmuş3var. Bu vazodilatasyon bir artar kan akımı ve bakım sağlamak (veya değişiklik sınırlamak için) esastır etkin kaslara oksijen teslimat. Adenozin önemli artar kapakların blunting ile nitrik oksit sentaz (NOS) inhibisyon hipoksik sırasında rapor edildi beri nitrik oksit (NO) birincil endotel kaynak gibi görünüyor olsa da bağımsız bir rol bu yanıt olarak değil-si olmak için gösterildi 4egzersiz. Birkaç diğer vazoaktif maddelerin büyük olasılıkla telafi kapakların hipoksik bir egzersiz sırasında bir rol oynuyorlar.

Bu gelişmiş hipoksik egzersiz hiperemi Arteryel O2 içeriğinde hipoksi indüklenen şelaleye doğru orantılı ve örneğin hipoksi yoğun artımlı egzersiz sırasında egzersiz yoğunluğu arttıkça, daha büyük.

Telafi edici kapakların NO-aracılı bileşeni ile artan egzersiz yoğunluğu3farklı yollar aracılığıyla düzenlenmiştir: β-adrenergic reseptör-hiçbir bileşen teşvik düşük yoğunluktaki hipoksik egzersiz sırasında olağanüstü görüntülenir , hiçbir katkı için telafi edici dilatasyon kaynak egzersiz yoğunluğu arttıkça β-adrenergic mekanizmaları üzerinde daha az bağımlı gibi görünüyor. Eritrositler ve/veya prostaglandin endotel kaynaklı gelen serbest ATP gibi daha yüksek yoğunluklu hipoksik egzersiz sırasında hiçbir yayın uyarıcı için diğer adaylar vardır.

Supramaximal egzersiz hipoksi (hipoksi [RSH] tekrarlanan sprint Eğitim Egzersiz Fizyolojisi literatürde adlı) performans geliştirme ekibi veya raket sporu oyuncular sağlayan bir son eğitim yöntemi5 ' tir. Bu yöntem hipoksi gerçekleştirilen eğitim aralığı farklı veya RSH gerçekleştirilen bu yana maksimum hız6 (Vmax) maksimum yoğunluk daha büyük kas perfüzyon ve oksijenlenme7 ve belirli kas transkripsiyon yol açar yanıt-e doğru8. RSH etkinliğini açıklamak için çeşitli mekanizmalar önerilmiştir: hipoksi içinde Sprint sırasında telafi vazodilatasyon ve ilişkili yüksek kan akımı lifler fast-seğirme lifler yavaş seğirme daha fazla yararlanacak. Sonuç olarak, RSH verimliliği fiber türü seçici ve yoğunluk bağımlı olması muhtemeldir. Damar sistemi geliştirilmiş yanıt RSH içinde her şeyden önemlidir spekülasyon.

Egzersiz eğitim kapsamlı farelerde, hem de sağlıklı bireyler ve patolojik fare modelleri9,10çalışılmıştır. Fareler eğitmek için en yaygın yolu kemirgen bir koşu bandı kullanıyor ve geleneksel olarak kullanılan rejimi düşük yoğunluklu eğitim, % 40-%60 (artımlı koşu bandı testi11kullanarak kararlı) Vmax 30-60 dk12için,13 vardır. ,14,15. Maksimal yoğunluğu ara egzersiz ve patolojileri üzerindeki etkisi fare16,17' yaygın olarak inceledik; Böylece, fareler için çalışan protokollerin eğitimi aralığı geliştirilmiştir. Bu protokoller genellikle bir kemirgen motorlu koşu bandı, 1-4 dk, aktif ya da pasif kalan16,18ile serpiştirilmiş için % 80-% 100 de Vmax çalışan yaklaşık 10 nöbetleri oluşur.

Hipoksi (yani, yukarıda Vmax) supramaximal şiddeti, egzersiz fareler ilgi mikrovasküler vasodilatory tazminat ve aralıklı egzersiz performans daha yüksek, hem de önceki sonuçlar gelir maksimal veya ılımlı yoğunluklarda, supramaximal daha. Ancak, bizim bilgi, farelerde, normoxia veya hipoksi supramaximal eğitim Protokolü'nün önceki rapor var.

Çalışmanın ilk amacı fare ve tolere edilebilir ve yeterli Protokolü (yoğunluk, sprint süresi, kurtarma, vb) belirlenmesi supramaximal yoğunluk eğitim fizibilite test etmekti. İkinci amaç vasküler işlevi farklı eğitim alay normoxia ve hipoksi etkilerini değerlendirmek için yapıldı. Bu nedenle, biz (1) fareler de hipoksi alıştırmada supramaximal tahammül ve bu protokol bir büyük gelişme vasküler işlevinde normoxia egzersiz daha aynı zamanda düşük yoğunluklarda, hipoksi egzersiz daha neden olmaktadır (2) hipotezler test edin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Yerel devletin hayvan bakımı Komitesi (hizmet de la Consommation et des Affaires Vétérinaires [SCAV], Lozan, İsviçre) tüm deneylerin onaylı (yetkilendirme VD3224; 01.06.2017) ve tüm deneylerin ilgili uygun olarak yapılmıştır kurallar ve düzenlemeler.

1. hayvan barınma ve hazırlık

  1. Evi yeni konut durumları alışmak için 6-8 haftalık C57BL/6J erkek fareler sırayla fareler için en az 1 hafta önce başına deneyler tesiste hayvan. Pratik nedenlerden dolayı fareler aynı deneysel grup içinde genellikle birlikte yerleştirilmiştir.
  2. Fareler bir ısı kontrollü Oda (22 ± 1 ° C) ad libitum erişimi olan bir 12 h ışık/karanlık döngü ile yiyecek ve su bulundurun.

2. maksimum hız ve performans iyileştirme koşu bandı artımlı Test tarafından standart değerlendirme belirlenmesi

Not: Aşağıdaki adımları eğitim protokolleri tamamlamak için kritik öneme sahiptir.

  1. Nerede fare 0 ° eğim ile birlikte, birden çok şerit üzerinde olabilir ve bir elektrikli ızgara ile monte fareler 0,2 için ayarlamak için bir motorlu koşu bandı kullanın fare çalıştırmak için teşvik etmek üzere lane, arkasında anne.
  2. İlk test önce aşağıdaki protokole göre fareler iklimlendirme için koşu bandı, 4 gün için gönderin.
    1. 1 gün, 10 dakikadır 4,8 m/dak koşmak fareler var.
    2. Gün 2, 10 dakikadır 6 m/dak koşmak fareler var.
    3. 3 günde 10 dakikadır 7.2 m/dak koşmak fareler var.
    4. 4 günde 10 dakikadır 8.4 m/dak koşmak fareler var.
  3. 5 günde, fareler için aşağıdaki protokolüne göre azalmasına ve dolayısıyla artımlı bir test için gönderin.
    1. Fare 4,8 m/min (at 0 ° eğim) 5 dk kadar sıcak izin.
    2. Yorgunluk, fareyi ya 3 ardışık saniye elektrikli ızgara üzerinde harcıyor. hangi ulaşılana kadar 1,2 m/dk her 3 dk (örneğin, 5 dk 4,8 m/dk, sonra 3 dk. 6 m/dk, 3 dk 7.2 m/dk, 3 dk 8.4 m/dak, vb) tarafından hızını artırmak veya 100 şoklara (cihaz tarafından görüntülenen) alır.
    3. (Vmaxkabul) elde hız yazmak süre, mesafe, şokların sayısı ve ızgara üzerinde harcanan toplam zaman.
      Not: Genellikle, Vmax oldu 28.8 ± 3.7 m/dak.
    4. Orta eğitim, fareler için bu test hızları (örneğin, eğitim protokolü 8 hafta sürer eğer, daha sonra 4 hafta bir orta eğitim artımlı sınama gerçekleştirmek. Güncellenme Zamanı Vmax farelerin için eğitim, yeniden düzenlemek için yeniden gönderin Bu durumda, bir zamanlanmış eğitimlerin testi ile değiştirin) ve bu yüzden daha performans iyileştirmeleri değerlendirmek için çalışma sonunda bunu.
    5. Bir 48 saat dinlenme süresi önce ve sonra bu testi uygulayın.
      Not: Sabah tüm artımlı testleri yapıldı.

3. hipoksik ortamda

  1. Hipoksi yılında eğitim oturumlarına bir gaz Mikser bağlantılı koşu bandı hipoksik kutusunda (şekil 1) yerleştirin. Kalibre edilmiş oksimetre oksijen (FbenO2 [yani, hipoksi düzeyini]) ortam kısmını kutusunda düzenli olarak denetlemek için kullanın.
  2. Gaz Mikser azot (N2) % 100 ayarlayın ve oksimetre hipoksi düzeyini doğrulamak için kullanın. Bir kez FbenO2 0,13, = gaz Mikser parametre %100 N2 ' den % 13 O2olarak değiştirin.
  3. Hipoksi pasif güneşe maruz önlemek amacıyla, çöp ve zenginleştirme ile geçici küçük Kafesteki fareler koyun ve hızlı bir şekilde bu kutuya koyun bir kez F2 benO = 0.13 ulaştı. Çevre kafese koyarak sonra hala%2 13 O olduğunu doğrulayın; Eğer değilse, o yeniden ayarlayabilirsiniz.
  4. Düzenli olarak FiO2 olarak kalır emin olmak için bir eğitim oturumu boyunca O2 düzeyini doğrulamak = 0.13 ± 0,002.

4. Normoxic çevre

  1. Normoxia eğitim oturumlarında, koşu bandı hipoksik kutuda tutun, ancak böylece ortam havası eldivenleri çıkarmak (F2 benO 0.21 =). Amaç aynı eğitim ortamı olarak hipoksi farelerde yeniden sağlamaktır.

5. Supramaximal yoğunluk eğitim

  1. Fareler koşu bandı (at 0 ° eğim) bireysel şerit yerleştirin ve aşağıdaki protokol için gönderir.
    1. 5 dk kadar sıcak fare 4,8 m/dk, 5 dk 9 m/dk ardından var.
    2. Sprint %150 için önceden belirlenen Vmaksimumhızını.
      Not: Genellikle, sprint hız yapıldı 42.1 ± 5.5 m/dak.
    3. Fareler 5 x 10 s Sprint 20 ile dört setleri için tren her sprint arasında kalan s. İnterset gerisi 5 dk (Şekil 2) oldu.
      Not: Eğitim oturumu toplam iş yükünü başka bir eğitim grubu maç gerekiyorsa bekleme süresi nokta eklemek.
  2. Bu eğitimler arasında tercihen 48 h ile haftada 3 x eğitim gerçekleştirin.
  3. Pamuk temizleme bezi elektrik şoku için tamamlayıcı bir yöntem olarak çalıştırmak için fareler teşvik etmek için kullanın. Lane, fare ve elektrikli ızgara arasında üstündeki bir yarık bir pamuk bez koyun ve koşu bandı arkası ulaştığında yavaşça fare sürükle. Bu elektrik şokları teslimini önlemek ve daha yumuşak bir şekilde çalıştırmak için fareler teşvik.

6. yüksek yoğunluklu eğitim

  1. Fareler koşu bandı (at 0 ° eğim) bireysel şerit yerleştirin ve aşağıdaki protokol için gönderir.
    1. 5 dk kadar sıcak fare 4,8 m/dk, 5 dk 7.2 m/dk ardından var.
    2. Sürekli çalışan oturum hızını % 40 için önceden belirlenen Vmaxayarlayın.
      Not: Tipik olarak, sürekli çalışan hızı 9.9 m/dak yapıldı.
    3. Fareler 40 dk için tren.
    4. Bu eğitimler arasında tercihen 48 h ile haftada 3 x eğitim gerçekleştirin.
    5. Pamuk temizleme bezi elektrik şoku için tamamlayıcı bir yöntem olarak çalıştırmak için fareler teşvik etmek için kullanın.

7. fareler ötenazi ve Organ çıkarma

  1. Eğitim protokolü ve en az 24 saat sonra son artımlı test sonunda, fareyi isoflurane (% 4-5 anestezi ikna etmek için O%2 ve % %100 O2 anestezi korumak için % 1-2) kullanarak bir indüksiyon odasında anestezi. Uygun anesthetization pençe retraksiyon refleks kullanarak onaylamak (sıkıca hayvanın pençe çimdik; hayvan için uyarıcı tepki zaman anestezi uygun sayılır).
  2. 25 G iğne kullanarak, en fazla kan hacmi yukarıda açıklanan19olarak toplamak için perkütan bir kardiyak ponksiyon, yerine getirin.
  3. Servikal yerindençıkmasına gerçekleştirebilir ve fare deri deri yuvarlak uçlu makas ile karın üzerinde ilk katman ile kesme ve belgili tanımlık kesme (doğru baş ve kuyruk) iki tarafında çekerek kaldırmak.
  4. Karın zarını göğüs kafesi altında fare sol tarafında dalak ulaşmak ve gerekirse ayıklamak için ince nokta uç makasla kesme.
    Not: Kasları gerekirse incelemek.
  5. Pulmoner arter incelemek.
    1. Küçük makas ve forseps kullanarak, göğüs kafesi kaldırın ve kalp-akciğer bölgeyi boşaltın.
    2. "Kendi kendine kapanma" cımbız ile apex ve yavaşça aort ve pulmoner arter germek için çekin mümkün olduğunca yakın kalp çimdik.
    3. Sağ elini kullanan, pulmoner arter ve aort ve sonra hareket cımbız altında Ekle eğri cımbız sadece pulmoner arter (şekil 3) tutmak için biraz geri.
    4. Sol el sağ el ile düzenlenen değiştirmek için cımbız başka bir çifti eklemek için kullanın.
    5. Keskin düz microscissors sağ elinde kullanarak, kalbine mümkün olduğunca yakın olarak pulmoner arter bir tarafta ve diğer tarafta olabildiğince uzağa incelemek.
      Not: Her ne kadar sağ eli ile sol ile kesmek daha kolay bulduk hangi alet hangi elini tutan önemli değil.
    6. Soğuk fosfat tamponlu tuz (PBS) arabellek ile 2 mL tüp koydum ve buz üzerinde tutun.
  6. Tüm vücut perfüzyon gerçekleştirin.
    1. Fareyi sağ alt bacak üst kısmında, cımbız dış-iç şu iliyak arter sağ femoral arter (inguinal ligament altında) aşağı temizlemek için kullanın. Keskin düz microscissors kullanarak, femoral arter tam bir kesim yapmak.
    2. Kalbin sol ventrikül içinde soğuk PBS ile dolu bir 5 mL 25 G şırınga yerleştirin ve hafifçe kalan kan damarları kaldırmak için soğuk PBS enjekte.
      Not: Pulmoner arter çıkarılması nedeniyle, PBS belgili tanımlık kesme ta dolaşımda değil mümkündür.
  7. Cımbız kullanarak, sol ve sağ inguinal ligament üzerinden aort kalp mümkün olduğunca iyice çevreleyen yumuşak doku kaldırın.
    Not: Kalp daha fazla çözümleme için gerekirse elde edilebilir.
  8. Cımbız ve microscissors kullanarak, dış iliyak arter (içinde sol ve sağ bacaklarda) en düşük noktasına kadar kalp dışarı teşrih ve tamamen disseke-out bölümü soğuk PBS ile 10 cm çapında çanak yerleştirin.
  9. Cımbız ve/veya microscissors kullanarak, hafifçe çekerek veya uzak damarları kesme aort ve damar çevresinde kalan yağ temizleme bitirmek.
  10. Microscissors kullanarak, sol İliak arter sol-sağ İliak arter çatallanma kesmek ve daha fazla analiz için saklayın.
  11. Microscissors kullanarak, altında sol renal arter abdominal aort kesmek ve soğuk PBS arabellek buz (şekil 4) ayıklanan gemi yer.
  12. Kalan temizlenmiş gemisi, aort sağ üstte sol renal arter, depolama için daha fazla çözümleme için tutmak.

Figure 4
Şekil 4 : Resim disseke gemilerin. Üst abdominal aort (altında sol renal arter) ayıklanan gemiden sonuna doğru iliyak arter, buz soğuk PBS arabellek yerleştirilmesi için hazır. (1) Abdominal aort. (2) sağ ortak iliyak arter. (3) dış iliyak arter. (4) iç iliyak arter. (5) Femoral arter. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

8. ex vivo vasküler işlev değerlendirmesi

Not: Bir yıkama boşaltma ve odaları ile Krebs dolumu karşılık gelir.

  1. Yukarıda açıklanan protokol20göre izole pulmoner arter, abdominal aort ve şu iliyak arter kesimleri 1.0-2.0 mm uzun vasküler yüzük içine kesmek ve Lümen geçirilen iki 0,1 mm çaplı stirrups üzerinde her halka monte.
  2. Gemi Yüzüklerin 10 mL değiştirilmiş Krebs-zil bikarbonat çözeltisi (118.3 mM NaCl, 4.7 mM KCl, 2.5 mM CaCl2, 1,2 mM MgSO4, 1,2 mM KH2PO4, 25.0 mM NaHCO3ve 11.1 mM ile dolu dikey organ odalarında askıya alma glikoz) 37 ° C'de muhafaza ve O2-5% CO2 (pH 7,4) ile % 95'i gazlı. Bir üzengi organ odası altına demirlemiş olan ve diğeri bir ağırlık ölçme esneklik detektörler gram izometrik kuvvet ölçümü için bağlı.
  3. Onların en iyi dinlenme gerginlik için gemiler getirmek: Yüzüklerin pulmoner arter için 0.5 g, iliyak arter için 1,5 g ve 2 g için karın aortu germek ve denge 20 dk süre sonra yıkayın. 1 x adımları yineleyin streç denge yıkama.
  4. Gemilerin canlılık test etmek için Yüzüklerin KCl 235 µL ile sözleşme (10-1 M) 10 dakikadır onları başka bir 10 dakikadır yıkamak ve tekrar KCl 235 µL ile sözleşme (10-1 M) bir plato ulaşan kadar yaklaşık 20 dk için.
  5. 10 dk daha kapları yıkamak ve endojen prostanoids mümkün girişimi engellemek için en az 20 dk 58,4 µL İndometazin (10-5 M), (bir inhibitörü Siklooksijenaz aktivitesi olan) ekleyin.
  6. Phenylephrine (Phe) toplu doz 10-9 (10 µL) 10-4 için M eklemek (veya 10-9 10-5 M pulmoner arter için; için 10-9 M yukarıda tüm konsantrasyonlarda için 9 µL) damarları sözleşme için.
  7. Gemilerin nispeten istikrarlı daralma devlet (Yaylası) ulaşana kadar Phe son doz sonra 1 h için bekleyin.
  8. 10-9 10-4 M için gelen endotel bağımlı vazodilatör asetilkolin (ACh), (10-9 M, için 58,4 µL ve dönüşümlü olarak 12.6 µL ve 10-9 M yukarıda tüm konsantrasyonlarda için 40 µL), nitrik ikna etmek için toplu doz Ekle oksit (NO)-gevşeme aracılı.
  9. Gevşeme eğrinin sonundaki 10 dk kapları yıkama ve İndometazin (10-5 M) 58,4 µL NG-nitro-L-NOS, en az 20 dk için bir inhibitörü olan arginin (NLA, 10-4 M), 184 µL ekleyin.
  10. Gemi tekrar nispeten istikrarlı bir daralma ikna etmek için Phe (10-5 ve 10-4 M için pulmoner arter ve 10-4 M abdominal aort ve iliyak arter) için 1 h, 10 µL benzersiz bir doz ile sözleşme.
  11. Ach 40 µL benzersiz bir doz ekleyin (10-4 M) kadar bir plato ulaştı.
  12. İndometazin (10-5 M) 58,4 µL eklemeden önce 10 dk, tekrar kapları yıkamak ve NLA 184 µL (10-4 M) 20 dk için.
  13. Gemi Phe (10-5 ve 10-4 M) 10 µL için 1 h ile sözleşme.
  14. Toplu dozlarda ekleyin (10-9 [58,4 µL] 10-4 M için [10-9 M yukarıda tüm konsantrasyonlarda için 40 µL]) Hayır donör diethylamine (DEA) / Hayır, içinde sipariş NO kaynaklı endotel bağımsız gevşeme değerlendirmek için.
  15. Deney sonunda, gemilerin gerekirse gelecekteki analizleri için sıvı azot depolamak.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bilgimizi, bu da çalışmanın bir program supramaximal yoğunluk eğitim normoxia ve hipoksi fareler için açıklamak için ilkidir. Bu protokol için fareler her sprint arasında 20 s kurtarma dört beş 10 s Sprint kümesini koştu. Bu grup kurtarma dönemleri ile 5 dk serpiştirilmiş. Fareler ve böyle bir protokol sürdürme yeteneğine sahip olması düzgün tamamlamak bilinmiyordu. Ancak, şekil 5göre vücut kilo supramaximal yoğunluk eğitim geçiren farelerin düşük yoğunluklu eğitim, normoxia ve hipoksi geçiren farelerin benzer.

Hayvanların sağlık haftada iki kez, skor sayfası, aşağıdaki ölçütlere göre kullanmayı takip: görünüm, doğal davranış ve vücut ağırlığı. Her biri bu kriterlere puanı 3 kadar kademeli ve bu koşullardan herhangi birini 3 puanı olan bir fare ağrı ve/veya sıkıntı nedeniyle sürekli iletişim kuralı olarak kabul ve euthanized zorunda. Hiç fare hiç bir 3 herhangi bir eğitim rejimleri (Tablo 1) boyunca skoruna.

Giriş bölümünde sunulan bu onaylanmadığına karar o supramaximal özellikle zaman hipoksi ile birlikte eğitim, telafi edici bir vazodilatasyon neden. Bu olay böylece için supramaximal yoğunluk eğitim kombinasyonu tarafından geliştirilmiş O2 supply and demand ve hipoksi arasındaki dengesizliği telafi sözleşme kaslara yeterli O2 sunmayı amaçlamaktadır. Bu hipotez araştırmak için biz burada anlatılan eski ikinci tekniği kullanılan vivo vasküler işlevi değerlendirme, pulmoner arter, abdominal aorta ve şu iliyak arter. Şekil 6 protokol, bir fare supramaximal şiddeti hipoksi, grup eğitimden abdominal aort sonunda elde edilen doz-yanıt eğrileri göstermektedir. Bu grafik kasılma-gevşeme farklı farmakolojik ajanlar eklenmesinden sonra gözlenen tüm süreci gösterir (KCL, Phe, ACh, NLA ve [DEA] / Hayır) organ banyosu içinde.

Şekil 7 ACh konsantrasyonları artan şu iliyak arter doz-yanıt gevşeme eğrisini gösterir. İki temsil grup normoxia içinde supramaximal yoğunluk grubu (SupraN) ve supramaximal yoğunluğu içinde hipoksi grubu (SupraH) vardır. Ön sonuçlar SupraH SupraN için 10-5 M ve 10-4 M önemli farklılıklar ile karşılaştırıldığında ACh kaynaklı gevşeme geliştirmek eğilimi gösterir.

Figure 1
Resim 1 : Hipoksik Kur. Koşu bandı bir gaz Mikser bağlantılı ev yapımı torpidoda içinde yer alıyor. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Resim 2 : Bir supramaximal yoğunluk eğitim oturumu açıklaması. Fareler dört beş 10 s Sprint, 20 ile serpiştirilmiş kümesini gerçekleştirilen s dinlenme. İnterset gerisi 5 dk oldu. Bu rakam Faiss vd21uyarlanmıştır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3 : Pulmoner aort almak için teknik şematik gösterim. (1) yer cımbız aort ve pulmoner arter altında. (2) çekme geri yönünde cımbız cımbız pulmoner aort sadece altında tutmak için 2 sipariş numara. (3) son konumunu cımbız. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 5
Şekil 5 : Vücut ağırlığı evrim deneyi boyunca. Yeşil, düşük yoğunluklu eğitim grupları; Kırmızı supramaximal yoğunluk eğitim grupları. Herhangi biri, herhangi bir zaman Puan gruplar arasında anlamlı bir fark yoktu (n = 4 fareler her grubu; verileri ± SD demek olarak sunulan). İstatistiksel analiz iki yönlü bir ANOVA tekrarlanan ölçü birimi kullanılarak gerçekleştirilen). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 6
Şekil 6 : Vasküler işlev değerlendirmesi eğrileri. Arkaya kasılma ve gevşeme aşamaları boyunca gram cinsinden ifade edilen tüm iletişim kuralı, indüklenen. Yanıt uygulanan maddelere bir yüzük bir fareden izole abdominal aort damar gerginlik değişimler temsilcisi kayıt supramaximal şiddeti hipoksi, eğitimli. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 7
Şekil 7 : Phenylephrine (Phe) için asetilkolin (ACh) ile preconstructed izole bir iliyak arter farmakolojik yanıt. Toplu doz-yanıt gevşeme eğrisi ACh konsantrasyonları artan sağ İliak arter (10-9 10-4 M için). Sonuçları demek ± SD vazodilatör tarafından indüklenen gerilim değişiklik yüzdesi olarak ifade edilir = n ile 3 SupraN ve n = 4 SupraH içinde. İstatistiksel analiz kullanarak iki yönlü ANOVA tekrarlanan ölçüler test için gerçekleştirildi. p < 0.05 SupraN vs. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Table 1
Tablo 1: tipik skor levha hipoksi supramaximal şiddeti, bir fare eğitim. Skor sayfaları fareler refah izlemek için kullanılır. (Görünüm, doğal davranış ve vücut ağırlığı) puanı 3 koşullardan herhangi birini içinde belirtilen veya hayvan demek 5 (tarafından ek puanı her kategorinin) Toplam Puan acı çekiyordu ve ötenazi zorunda kaldı.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Bu çalışmanın ilk hedefi farelerde hipoksik yoğun eğitim fizibilite değerlendirmek için ve iyi fareler tarafından tolere Protokolü yeterli özelliklerini belirlemek için yapıldı. Supramaximal (yani, daha fazla Vmax) yoğunluk eğitim farelerde kullanarak veri beri amaçsız, önceki iletişim kuralları, beş all-out Sprint (yaklaşık %200 4-5 kümelerinden oluşan sporcular ile geliştirilen dayalı çalışmalar gerçekleştirmek zorunda Vmax), 5 dk21,22interset bir aktif dinlenme ile 20 s etkin iyileşme ile serpiştirilmiş. Bu nedenle, altı kümelerinden birini altı 10 s Sprint %200 20 ile serpiştirilmiş Vmax, ilk protokol oluşuyordu s pasif kurtarma ve 3 dk, haftada beş kez gerçekleştirilen interset bir pasif kurtarma ile. Sonra bir kaç deneme çalışır, Vmax% 200'de, fareler dikkate yüksek bir yoğunluk sürdürülmesi sorun vardı, %150 Vmaxhız düşürmek karar verdi. Bununla yoğunluklu egzersiz, biz fareler uzunluğunu tam bir iletişim kuralı çalıştırmak için çalıştı ve Sprint her kümesi içinde sayısını ve her oturum için kümesi sayısı. Son olarak, kurtarma süresini setleri arasında artan ve eğitim toplantıları sıklığı azalmıştır. Deneme yanılma yöntemi sporcular üzerinde kullanılan ve fareler için bu supramaximal yoğunluğu testi tahammül etmek mümkün kılan bir çok benzer bir son en iyi Protokolü kurduk.

Önceki çalışmalarda hayvan egzersiz protokolleri23,24kullanan arasındaki büyük farklar üzerinden gözlemlediği gibi farelerin performansını ciddi göz ardı ki, hafif bir olasılık vardır. Ancak, mevcut çalışma, ön deneme değerlere göre bu daha yüksek bir göreli yoğunluk oturumu tüm tekrarlanan sprint tamamlamak için ihtiyaç göz önüne alındığında hayvanlar üzerinde empoze etmek imkansız olurdu. Ayrıca, Vmax değerleri rapor bu çalışmada (28.8 ± 3.7 m/dak) daha önce aynı C57BL/6J zorlanma25,26,27,28içinde rapor değerleri aralığında gibi görünmektedir. Örneğin, Lightfoot vd.25 ~ 28 m/dak değerler ve Muller ve ark.27 değerleri 28,3 m/dak bildirdi. Bu nedenle, biz supramaximal yoğunluk sprint eğitim yoğunluğu bu farelerde karşılık gelen eminiz.

Her ne kadar kritik hız (CS) (1) egzersiz yoğunluğu sağlıklı insan ve hasta29 reçete için değerli bir kaba olmak ve mükemmel fareler23,24,30' u, egzersiz (2) belirlenecek gösterilmiştir yoğunluk reçete Vmax belirlenmesi dayanarak alakalı kalır. Bu farelerde, kararlı VO2peak ve protokol bağlı VO2max bilinen ve olarak insanlarla, VO2max bir rampa egzersiz protokolü11ile belirlenebilir. Çalışmanın amacı belirlemek için olduğu için sprint farelerde supramaximal fizibilite tekrarlanan ve CS alaka rağmen biz Vmax kullanarak bu çalışmada hedefleri ile ilgili olarak bir kusur olurdu inanmıyorum.

Fare davranışı kesilmediğini gözleyerek, koşu bandı ve arkasında elektrikli ızgara kuşkusuz fare çalıştırmak için teşvik belli oldu; Ancak, bu da onların yorgunluk için katkıda bulunmak için görünüyordu. Gerçekten de, biraz çalışan grubudur kaymıştır kılavuz, lane üzerinde geri almak için fazladan çaba oluşturmak fare vardı. Bu uyarımı ile başka daha yumuşak, bir, hangi hayvanlar tarafından alınan şokların sayısı azalmış ve onları geri kılavuz şerit için almak zorunda engelledi Yani pamuk çubukla stimülasyon, tamamlayacak karar verdik. Kregel ve ark.31tavsiyeleriyle rağmen belirsiz olup olmadığını stres elektrikli ızgara32' ye göre hava puf stimülasyon kullanılarak azaltılır kalır.

Bildiğimiz gibi yalnızca bir çalışma "ara egzersiz sprint"33kullandı. Ancak, beri en yüksek yoğunluk çalışma % 75-%80 için Vmax tekabül ve sprint süresi 1,5 dk idi o protokolü mevcut çok farklı oldu (yani, Vmax% 150 '; 10 s). Bilinmeyen supramaximal yoğunluk fareler tarafından tolere. Bu da çalışmanın, biz bu supramaximal yoğunluk eğitim, hipoksi ve normoxia hem de hayvanlar çok iyi performans gösterilen sonuçları sağlar. Örneğin, şekil 5 artış vücut ağırlığı eğitim döneminde benzer düşük yoğunluktaki gruplarında gözlenen gösterir. Benzer şekilde, Tablo 1 puanı 3 tüm gruplarında daha düşük olan refah düzeyini yansıtır. Özet olarak, bu fizyolojik parametreler hipoksi ve supramaximal yoğunluk eğitim Fareler tarafından çok iyi tolere gösterir.

Çalışmanın ikinci amacı vasküler fonksiyonu pulmoner arter, abdominal aorta ve izometrik gemi gerginlik çalışmalar20kullanarak iliyak arter değerlendirmek için yapıldı. Bu teknik faiz müdahale sözleşme ve farmakolojik ilaçlar karşılık olarak dinlenmek damarlarının yeteneği etkilenen olup olmadığını belirleme sağlar. Şekil 7' de gösterildiği gibi iliyak arter ACH artan konsantrasyonları kullanarak rahat oldu. Gözlenen eğrileri yansıtacak daha SupraH grubu için işaretlenmiş gemiler, gevşeme ilerici bir artış. Herhangi gözlenen eğrilerinin tamamen düz olup yaklaşık %0 gevşeme, demek ki bu ilaç organ odasına teslim edilmedi veya gemilerin diseksiyon ve üzengi montaj sırasında hasar görmüş veya bu ilaçların oldu yok t en uygun doz veya uzun süre yeterli yönetilen.

Hipoksi supramaximal yoğunluk eğitimde şimdi fareler için transfer edilir ve patolojik modellerde izometrik gemi gerginlik çalışmalar kullanarak değerlendirilebilir vasküler işlevi de dahil olmak üzere çeşitli parametreleri geliştirmek için potansiyel olarak kullanılabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Yazarlar Danilo Gubian ve hipoksik kuruluşunu yaratın yardım için Lozan Üniversitesi Hastanesi (CHUV) mekanik atölyesinden Stephane Altaus teşekkür etmek istiyorum. Yazarlar ayrıca Diane Macabrey ve Melanie Sipion hayvanlar eğitim yardımları için teşekkür etmek istiyorum.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Cotton swab Q-tip
Gas mixer Sonimix 7100 LSI Swissgas, Geneva, Switzerland Gas-flow: 10 L/min and 1 L/min for O2 and CO2, respectively
Hypoxic Box  Homemade Made in Plexiglas
Motorized rodents treadmill Panlab LE-8710 Bioseb, France
Oximeter Greisinger GOX 100 GREISINGER electronic Gmbh, Regenstauf, Germany
Sedacom software Bioseb, France
Strain gauge PowerLab/8SP; ADInstruments

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Calbet, J. A., et al. Determinants of maximal oxygen uptake in severe acute hypoxia. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 284 (2), 291-303 (2003).
  2. Hanada, A., Sander, M., González-Alonso, J. Human skeletal muscle sympathetic nerve activity, heart rate and limb haemodynamics with reduced blood oxygenation and exercise. The Journal of Physiology. 551, Pt 2 635-647 (2003).
  3. Casey, D. P., Joyner, M. J. Compensatory vasodilatation during hypoxic exercise: mechanisms responsible for matching oxygen supply to demand. The Journal of Physiology. 590 (24), 6321-6326 (2012).
  4. Casey, D. P., et al. Nitric oxide contributes to the augmented vasodilatation during hypoxic exercise. The Journal of Physiology. 588, Pt 2 373-385 (2010).
  5. Girard, O., Brocherie, F., Millet, G. P. Effects of Altitude/Hypoxia on Single- and Multiple-Sprint Performance: A Comprehensive Review. Sports Medicine. 47 (10), 1931-1949 (2017).
  6. Faiss, R., Girard, O., Millet, G. P. Advancing hypoxic training in team sports: from intermittent hypoxic training to repeated sprint training in hypoxia. British Journal of Sports Medicine. 47, Suppl 1 45-50 (2013).
  7. Brocherie, F., Girard, O., Faiss, R., Millet, G. P. Effects of Repeated-Sprint Training in Hypoxia on Sea-Level Performance: A Meta-Analysis. Sports Medicine.(Auckland, N.Z). 47 (8), 1651-1660 (2017).
  8. Brocherie, F., et al. Repeated maximal-intensity hypoxic exercise superimposed to hypoxic residence boosts skeletal muscle transcriptional responses in elite team-sport athletes. Acta Physiologica. 222 (1), 12851 (2018).
  9. Pellegrin, M., et al. New insights into the vascular mechanisms underlying the beneficial effect of swimming training on the endothelial vasodilator function in apolipoprotein E-deficient mice. Atherosclerosis. 190 (1), 35-42 (2007).
  10. Picard, M., et al. Acute exercise remodels mitochondrial membrane interactions in mouse skeletal muscle. Journal of Applied Physiology. 115 (10), 1562-1571 (2013).
  11. Ayachi, M., Niel, R., Momken, I., Billat, V. L., Mille-Hamard, L. Validation of a Ramp Running Protocol for Determination of the True VO2max in Mice. Frontiers in Physiology. 7, (2016).
  12. Pellegrin, M., et al. Running Exercise and Angiotensin II Type I Receptor Blocker Telmisartan Are Equally Effective in Preventing Angiotensin II-Mediated Vulnerable Atherosclerotic Lesions. Journal of Cardiovascular Pharmacology and Therapeutics. 22 (2), (2016).
  13. Semin, I., Acikgöz, O., Gönenc, S. Antioxidant enzyme levels in intestinal and renal tissues after a 60-minute exercise in untrained mice. Acta Physiologica Hungarica. 88 (1), 55-62 (2001).
  14. Cho, J., et al. Treadmill Running Reverses Cognitive Declines due to Alzheimer Disease. Medicine & Science in Sports & Exercise. 47 (9), 1814-1824 (2015).
  15. Schill, K. E., et al. Muscle damage, metabolism, and oxidative stress in mdx mice: Impact of aerobic running. Muscle & Nerve. 54 (1), 110-117 (2016).
  16. Cho, J., Kim, S., Lee, S., Kang, H. Effect of Training Intensity on Nonalcoholic Fatty Liver Disease. Medicine & Science in Sports & Exercise. 47 (8), 1624-1634 (2015).
  17. Sabatier, M. J., Redmon, N., Schwartz, G., English, A. W. Treadmill training promotes axon regeneration in injured peripheral nerves. Experimental Neurology. 211 (2), 489-493 (2008).
  18. Rolim, N., et al. Aerobic interval training reduces inducible ventricular arrhythmias in diabetic mice after myocardial infarction. Basic Research in Cardiology. 110 (4), 44 (2015).
  19. Lab Animal Research. Blood Withdrawal I. JoVE Science Education Database. , Available from: https://www.jove.com/science-education/10246/blood-withdrawal-i (2018).
  20. Peyter, A. -C., et al. Muscarinic receptor M1 and phosphodiesterase 1 are key determinants in pulmonary vascular dysfunction following perinatal hypoxia in mice. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 295 (1), 201-213 (2008).
  21. Faiss, R., et al. Significant Molecular and Systemic Adaptations after Repeated Sprint Training in Hypoxia. PLOS ONE. 8 (2), (2013).
  22. Faiss, R., et al. Repeated Double-Poling Sprint Training in Hypoxia by Competitive Cross-country Skiers. Medicine & Science in Sports & Exercise. 47 (4), 809-817 (2015).
  23. Billat, V. L., Mouisel, E., Roblot, N., Melki, J. Inter- and intrastrain variation in mouse critical running speed. Journal of Applied Physiology. 98 (4), 1258-1263 (2005).
  24. Ferguson, S. K., et al. Effects of living at moderate altitude on pulmonary vascular function and exercise capacity in mice with sickle cell anemia. The Journal of Physiology. , (2018).
  25. Lightfoot, J. T., Turner, M. J., Debate, K. A., Kleeberger, S. R. Interstrain variation in murine aerobic capacity. Medicine & Science in Sports & Exercise. 33 (12), (2001).
  26. Wojewoda, M., et al. Running Performance at High Running Velocities Is Impaired but V'O2max and Peripheral Endothelial Function Are Preserved in IL-6-/- Mice. PLOS ONE. 9 (2), (2014).
  27. Muller, C. R., Américo, A. L. V., Fiorino, P., Evangelista, F. S. Aerobic exercise training prevents kidney lipid deposition in mice fed a cafeteria diet. Life Sciences. 211, 140-146 (2018).
  28. Petrosino, J. M., et al. Graded Maximal Exercise Testing to Assess Mouse Cardio-Metabolic Phenotypes. PLOS ONE. 11 (2), 0148010 (2016).
  29. Poole, D. C., Jones, A. M. Oxygen Uptake Kinetics. Comprehensive Physiology. , (2012).
  30. Copp, S. W., Hirai, D. M., Musch, T. I., Poole, D. C. Critical speed in the rat: implications for hindlimb muscle blood flow distribution and fibre recruitment. The Journal of Physiology. 588, Pt 24 5077-5087 (2010).
  31. Kregel, K., et al. Resource Book for the Design of Animal Exercise Protocols. , American Physiological Society. (2006).
  32. Lamy, S., et al. Air puffs as refinement of electric shocks for stimulation during treadmill exercise test. The FASEB Journal. 30, 1 Supplement 1014 (2016).
  33. Koenen, K., et al. Sprint Interval Training Induces A Sexual Dimorphism but does not Improve Peak Bone Mass in Young and Healthy Mice. Scientific Reports. 7, (2017).

Tags

Davranış sorunu 145 Supramaximal yoğunluğu hipoksi vasküler işlevi fareler koşu bandı çalışan
Supramaximal yoğunluğu hipoksik egzersiz ve farelerde vasküler işlevi değerlendirme
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lavier, J., Beaumann, M.,… More

Lavier, J., Beaumann, M., Ménetrey, S., Mazzolai, L., Peyter, A. C., Pellegrin, M., Millet, G. P. Supramaximal Intensity Hypoxic Exercise and Vascular Function Assessment in Mice. J. Vis. Exp. (145), e58708, doi:10.3791/58708 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter