Summary
קצר הפעלה (≤10 דקות) גבוה מרווח אימון אינטנסיביות (חבוט) מתגלה כאלטרנטיבה עוד שיטות התרגול, עדיין גרסאות קצרות רק לעתים נדירות הם עוצב במחקרים שנעשו בבעלי חיים. כאן, אנו מתארים ישמשו, 3 ימים בשבוע, הליכון במעלה הגבעה חבוט פרוטוקול זה מגביר את הביצוע הגופני אצל זכר, נקבה בגילאי עכברים.
Abstract
בעוצמה גבוהה מרווח אימון (חבוט) מתגלה כקבוצה גישה טיפולית כדי למנוע, לעכב או ברגעי חולשה. בפרט קצר מושב חבוט, עם משטרי שקטן או שווה ל 10 דקות הוא עניין מיוחד כמו מספר מחקרים אנושיים כוללים שגרות קצר ככל כמה דקות מספר פעמים בשבוע. עם זאת, יש במחסור של מחקרים שנעשו בבעלי חיים, זה מודל ההשפעות של הפעלה קצרה חבוט. כאן, אנו מתארים מתודולוגיה משטר חבוט המותאמים באופן אינדיבידואלי, המתקדמת הפעלה קצרה של 10 דקות בהתחשב 3 ימים בשבוע במשך בגילאי עכברים בהליכון נוטה. המתודולוגיה שלנו כולל גם פרוטוקולים להערכת הליכון. עכברים הם בתחילה התאקלם ההליכון, ולאחר מכן ניתן בסיסית שטוח והערכות הליכון במעלה הגבעה. תרגיל הפעלות להתחיל עם 3 דקות חימום, ואז שלוש במרווחים של 1 דקות מהיר בקצב, ואחריו 1 דקות בשחזור פעיל של קצב. בעקבות אלה מרווחי, העכברים ניתנות קטע סופי שמתחילה ב המהיר קצב ומאיץ עבור 1 דקות. פרוטוקול חבוט זה מותאמים אישית כמו המהירות ואת עוצמת כל עכבר נקבעים בהתבסס על תוצאות ההערכה הראשונית אנאירובית. בנוסף, אנחנו פירוט התנאים להגביר או להקטין את העוצמה עבור עכברים בודדים בהתאם הביצועים. לבסוף, בעוצמה מתגברת על עכברים כל אחת לשבועיים. בעבר דיווחנו במופע פיזי זה פרוטוקול משופרת בעכברים זכרים בגילאי, כאן היא גם מגדילה את ההליכון ביצועי הצג בגילאי עכברים הנשי. היתרונות של פרוטוקול שלנו כוללים ניהול נמוך זמן (בערך 15 דקות לכל עכברים 6, 3 ימים בשבוע), אסטרטגיה הכרוך עבור עכברים למודל יותר רשם תרגיל, ותכנון מודולרי המאפשר ההוספה או ההסרה של מספר ואורך במרווחי זמן כדי titrate יתרונות תרגיל.
Introduction
פעילות גופנית סדירה יעיל למנוע או לעכב מחלות רבות הקשורות בגיל, כגון sarcopenia ו חולשה1,2,3,-4. עם זאת, פחות מ 15% מאותן המלצות לפגוש 65 ומעלה של 150 דקות להתאמן שבוע בעוצמה בינונית פלוס כוח
אימון5,6. כמו חוסר זמן והפעלות ממושך הם חסמים נפוצים לממש, בעוצמה גבוהה מרווח אימון (חבוט) מתגלה כאלטרנטיבה משטרי מסורתיים. . חבוט כולל מספר צרורות קצרים של פעילות אינטנסיבית זה הם וביניהם תקופות קצרות של התאוששות פעילה, חלה בשנים המזהה את משטרי הקצר ביותר עדיין המניבים תוצאות מועילות. מחקרים כאלה כוללים 3 יום של משטרי שבוע הכוללים מועדי הפעלה סה כ 4 דקות7, 2-3 דקות8, 1.5 דקות9,10דקות ליחיד ואפילו 40 s11.
באופן דומה, יש כבר עניין משמעותי במודלים חייתיים חבוט. רוב המחקרים בשימוש עכברים12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21 או חולדות22,23,24,25 , בוצעו באמצעות הליכון, למרות כמה אחרים להשתמש שחייה פרוטוקולים26,27 , 28. רוב המחקרים הללו להשתמש VO2מקסימום כדי להגדיר את עוצמת הראשונית של תרגיל13,14,19,21,24. בנוסף, למרות יתרון מתואר לעתים קרובות של הקלף יש משטרי קצר יותר, כמעט כל אלה זוהו מחקרים תכונה משטרי הזה שעבר 30 דקות או יותר11,12,13,14 ,15,18,19,21, למעט אחד עם מעט יותר מ- 10 דקות משטר20, ועוד אחד עם 19 דקות לאורך שלושה שונים עוצמות16. הידע שלנו, הם לא מחקרים שנעשו בבעלי חיים שדווחה לבחון 10 דקות או פחות משטר חבוט, או להתאים את הטיפול בבעלי חיים בודדים, למעט שלנו מחקר שפורסם17 המשמש כבסיס עבור פרוטוקול זה.
כאן, אנו מתארים פרוטוקול עבור הקלף בעכברים בגילאי שנועדה דגם אינדיווידואליזציה, משתני הפעלה קצרה (≤10 דקות) בשימוש לאחרונה מחקרים בבני אדם7,8,9,10,11. השיטה כוללת משטר 10 דקות על הליכון נוטה (25°) עם 3 דקות להתחמם ארבע מרווחי 1 דקות בעוצמה גבוהה, וביניהם שלושה מקטעים שחזור פעיל 1 דקות. היתרונות של הפרוטוקול כוללים הרלוונטיות הקלינית גדול שכולל אסטרטגיות תפירת בעוצמה בודדים בבעלי חיים, הגדרת בעוצמות שלא מבוססים על VO2מקסימום, ובכך נמנע הצורך הליכונים מטבולית, ומודולרית עיצוב לפיה מספר מרווחי ואת לוח הזמנים הם מתכוונן בקלות. בנוסף, בתוך פרוטוקול זה אנו מספקים הנחיות שתי אסטרטגיות הערכה על ההליכון, הכוללים מרווח במול רציפה, במעלה הגבעה, לבחון את הסיבולת. באמצעות שיטות אלה, להרחיב את הממצאים הקודמים שלנו הפעלה קצרה זו שחבוט גדל קיבולת תפקודית עכברים זכרים בגילאי17, ואנו כעת להדגים חבוט משפר את הביצועים הליכון בעכברים נקבה בגיל העמידה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
כל המחקרים והפרוטוקולים ניסיוני, אושרו על ידי, בהתאם להנחיות של אוניברסיטת ב באפלו, VA ווסטרן ניו יורק חיה אכפת וועדות שימוש.
1. ניסוי וההתקנה עצות כלליות
הערה: בסך הכל עשרים וארבע עכברים הנשי על רקע C57BL/6J שימשו פרוטוקול זה החל בגיל 23 חודשים. העכברים נשא מותנה SIRTloxp-exon4-loxp מוטציה29, עם זאת, זה לא היה המושרה בניסוי זה.
- ודא כי עכברים לקבל מזהים קבוע כגון תגיות האוזן, שבבי RFID, או זנב קעקועים.
הערה: מומלץ גם להשתמש הסימונים הזמניים (למשל, סמן קבוע כדי לסמן זנבות) עבור זיהוי מהיר בתקופות הערכה. - לנקות את ההליכון עם 0.25-0.5% מלבין (v/v) או אתנול 70% (v/v) בסוף היום או להסיר צואה או שתן בין הניסויים ניסיוני. פתרונות יבש לחלוטין לפני ביצוע משפט חדש.
הערה: אתנול עשויה להגדיל ללבוש לחגורה הליכון. מומלץ לנקות את ההליכון בין כל הפעלה, אם עובד עם קבוצה שוכנו עכברים זכר כדי למזער בקרבות כלוב. מומלץ לבצע הערכות הליכון באותו זמן של יום נקודת זמן מחקרי האורך30,31,32, אם להיות בביצוע הערכות אחרות, הסדר צריכים להישאר זהה. החוקר עורכים את הניסוי צריך גם להיות עיוור וכינוים קבוצה של העכברים.
2. התאקלמות במקום עכברים מכשיר הליכון
הערה: ליזום אקלום עכברים חודש לפני ניסויים בסיסית.
-
הגדר את תוכנית האימונים הראשונית באמצעות התוכנה על ההליכון (v3.4.7) במצב ידני (איור 1 , טבלה 1).
- פתח את התוכנה על ההליכון. לאחר מכן, לחצו על הקובץ ופתח את הניסוי.
- קלט את הערכים המצוין בטבלה 1 בכרטיסיה ידני (איור 1) תחת והפיזיולוגי.
- קלט את ההפעלה מספר 1, מספר הערוצים פעיל כמו 1 עד 6 בהתאם למספר עכברים, מספר ביקורים לרשת 10 ולאחר מספר זעזועים כמו 20.
הערה: הלם בעוצמה לריצה הראשוני הזה מוגדר ברמה 1 (0.46 מא).
- הגדר את הנטייה של ההליכון 0° (שטוח).
- להחזיק עכברים בזנבו בעת הצבת ההליכון ולמקם עכברים ישירות על החגורה כדי להימנע החל עכברים על הרשת הלם.
- השתמש מברשת או לוחץ הלשון כדי לשמור על עכברים מן הרשת הלם כאשר אימונים או הערכת מתחילה. הסטת עכברים להתחיל לפעול כדי למנוע זעזועים לא מכוונות.
- לאחר כל עכבר ניתנת לתוכנית ההכשרה הראשונית, חזור על התוכנית לעיל עם עוצמת ההלם עלה לרמה 2 (0.59 mA) לפחות 15 דקות בין הדרכות.
-
1-2 ימים לאחר לתוכנית ההכשרה הראשונית לנהל את הסתגלות הליכון במעלה הגבעה.
- פתח את התוכנה על ההליכון. ולאחר מכן לחץ על הקובץ ולאחר מכן פתח את הניסוי.
- קלט את הערכים בכרטיסיה בסיסי כמצוין בטבלה 2 תחת והפיזיולוגי.
- תחת הלם זיהוי, קלט את ההפעלה מספר 1, מספר הערוצים פעיל כמו 1 עד 6 בהתאם למספר עכברים, מספר ביקורים לרשת 10 ולאחר מספר זעזועים כמו 20.
- לחץ על הכרטיסייה מצב פרופיל (איור 2), בשלב 1, קלט במהירות התחלה של 0 m/min, על קצה מהירות של 5 מ' לדקה עם תקופה של 5 s.
- הוסף חמה עד שלב 2 עם מהירות התחלה של 5 מ'/min וקצה מהירות של 5 מ' לדקה למשך 30 שניות. הוסף שלב המעבר שמתחילה ב 5 מ'/min ועל מהירות קצה של 6 מטר/דקה 5 s.
- הוסף צעד מהירות מבחן זה מתחיל ב 6 מטר/דקה ומסתיים ב- 6 מטר/דקה על הוסף ס' 20 שלב מעבר זה מתחיל ב- 6 מטר/דקה ומסתיים ב- 5 מטר/דקה.
- הוספת מרווח זמן ההחלמה מתחיל ב- 5 מ' לדקה ומסתיים ב- 5 מ'/דקה 20 s (איור 2).
- חזור על שלב 2.6.4 להוסיף בדיקות מהירות צעדים כמצוין בטבלה מס ' 2 תחת והפיזיולוגי.
- שבועיים לפני הערכות בסיסית, המשך הסתגלות על-ידי מתן שתי הערכות יכולת אירובית במול הליכון כמתואר בסעיף 3, על ימים רצופים.
- 1-2 ימים לאחר השני מבין שני אימוני סיבולת, לספק שתי הערכות קיבולת אנאירובית במעלה הגבעה על ההליכון כמתואר בסעיף 4, בהתחשב באותו יום עם מינימום של 30 דקות בין הדרכות.
3. הערכת הליכון רציפה שטוח
- צור תוכנית הליכון כפי שמתואר בשלב 2.1, באמצעות ערכים המצוין בטבלה 1 תחת הערכה. תחת הלם זיהוי, להגדיר את הפעלת מספר 1, מספר הערוצים פעיל כמו 1 עד 6 בהתאם למספר עכברים, מספר ביקורים לרשת 10 ולאחר מספר זעזועים כמו 20.
- לפקח על העכברים לאורך כל המשפט ולהסיר עכברים מן המכשיר להגיע הקריטריונים קצה.
הערה: השלב זה כדי להימנע עכברים בשוגג לגעת ברשת הלם של השכנה עכברים, להשפיע על נתונים. פרמטרים כוללים את הזמן הכולל על החגורה, המרחק את השוקים ליחס ביקורים. מומלץ לבצע הערכות שני בכל נקודה בזמן, מופרדים על-ידי לפחות יום אחד בין הערכות.
4. הערכת הליכון מרווח במעלה הגבעה
- צור תוכנית הליכון כפי שמתואר בשלב 2.6, באמצעות ערכים המצוין בטבלה 2 תחת הערכה. תחת הלם זיהוי, להגדיר את הפעלת מספר 1, מספר הערוצים פעיל כמו 1 עד 6 בהתאם למספר עכברים, מספר ביקורים לרשת כמו 5 ולאחר מספר זעזועים כמו 10.
- הגדר את השדה מרווח בתוכנית ההליכון כדי 0.5.
הערה: דבר זה מאפשר נקודות נתונים להיות שנאספו כל שנייה במקום כל דקה, אשר מסייע בזיהוי המהירות בנקודת קצה עבור כל עכבר. התוכנית יעצור אוטומטית לאחר שלב 50 מטר/דקה עקב מגבלות תוכנה. פרמטרים כוללים הפעם על החגורה, את המרחק, מהירות הבדיקה הושלמה בהצלחה השלב האחרון לפני נקודת קצה. האחרון משמש לקביעת עוצמת בסיסית משטר חבוט שמתואר בשלב 5. מומלץ לבצע הערכות שני לכל נקודת זמן, מופרדים על ידי לפחות 30 דקות.
5. הפעלה בעוצמה גבוהה, מרווח אימון קצר
- הגדר את ההליכון במעלה ההר (25°) והסר את הכיסוי פלסטיק.
- לקבוע את העוצמה עבור כל עכבר. להשתמש את המהירות של השלב האחרון הושלמה בהצלחה (שלב 4.5) ולמצוא את עוצמת הקבוצה, המתאימים בסיס ספרינט, מהירויות דאש באמצעות טבלה 3.
-
לפתוח את התוכנה הליכון ולחץ על הקובץ כדי ליצור תוכנית חדשה.
- לחץ על הכרטיסיה פרופיל מצב ועל שלב 1, קלט במהירות התחלה של 0 m/min ועל מהירות סוף כמצוין תחת בסיס מהירות כמצוין בטבלה 3 עם תקופה של 5 s.
- להוסיף חמה עד שלב 2 עם מהירות התחלה על בסיס מהירות ומהירות הקצה במהירות בסיס עבור 180 s.
- מרווחי קלט 3 כל בצעד 1) המעבר שלומד מבסיס ספרינט עבור 5 s, 2) שלב- ספרינט מהירות של שנות השישים, 3) צעד מעבר העובר מן "ספרינט" לבסיס מעל 5 s, ו- 4) צעד עבור מרווח זמן התאוששות ב < c15 > בסיס מהירות 60 s.
- הוסף שלב המעבר שלומד מבסיס מהירות ריצה מעל 5 s וצעד סופי שלומד של Sprint מקף מהירות מעל 60 s.
הערה: תוכניות יכול להיות נשמר, שונה, -נטען מחדש.
- לבצע פעילות גופנית שלוש פעמים בשבוע לפחות יום אחד של מנוחה בין ההפעלות (קרי, שני, רביעי, שישי).
- לשכתב תוכניות פעילות גופנית כדי להגדיל את בסיס, ספרינט, דש במהירויות 1 מ' לדקה אחת לשבועיים.
הערה: ללא זעזועים חשמליים ניתנים במהלך התרגיל. - מוטיבציה עכברים לפעול באמצעות מברשת איפור (מומלץ) או לוחץ הלשון להניע בקלילות עכברים נופלים ליד או על הרשת הלם. אם העכבר אינו מגיב retry 5 s, ואז 10 s ולאחר מכן נסה שנית כל 30 s או במהלך מרווח זמן התאוששות עד סוף המושב.
הערה: לשקול הסרת עכברים מן המחקר אינן פועלות על ההליכון בעוצמה יש או אין אפשרות להשלים את המרווחים שלושת בעוצמה שהוגדרו עבור קבוצת בעוצמה הנמוכה ביותר (טבלה 3) - להעביר עכברים שלא ניתן מוטיבציה כדי להשלים את המרווחים הראשונים בשני מפגשים רצופים פעילות גופנית כדי להוריד את עוצמת קבוצות (טבלה 3).
- להעביר עכברים שאינם מצריכים מוטיבציה אצל שני מפגשים רצופים פעילות גופנית בעצימות גבוהה יותר בקבוצות (טבלה 3).
- לקחת שליטה בישיבה עכברים במקום הכלובים לצד ההליכון בעת ביצועה. לחלופין, אפשר למקם פקדים בישיבה בסמטאות של הליכון-המעבר במשך 10 דקות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
בסך הכל עשרים וחמש נקבות עכברים שגודלו, בגילאי בית. העכברים רקע C57BL/6J נשא של SIRT1loxp-exon4-loxp מוטציה29; עם זאת, זה נוקאאוט מותנה לא היה המושרה, לכן כל העכברים הציג באורך מלא Sirtuin1 (נתונים לא מוצג). בגיל 24 חודשים של גיל, עכברים היו שקובעת מסילת כושר סיבולת, קיבולת ספרינט במעלה הגבעה לפני כן, לאחר הממשל של חודשיים של פעילות גופנית חבוט (n = 14), או בישיבה הנותרים הכלוב (n = 11). הצג נתונים שלנו כל העכברים 14 ב. הכה הקבוצה זמן הליכון מוגברת על החגורה בהשוואה ל- 7-11 של העכברים SED (איור 4A, לזווג מבחן T של סטודנט p < 0.0001 עבור הקלף ו- p < 0.14 עבור SED). ב. חבוט הכולל עכברים הציג שיפור גדול יותר זמן על החגורה על סמך את המיטב בשני ניסויים (הקלף: ± 18.2 10.5 דקות ל- 31.8 ± מין 13.7, דלתא 13.6 ± 7.5 דקות לעומת SED: 19.9 ± 10.0 דקות ל- 25.3 ± 7.3 דקות, דלתא 5.3 ± מין 11.4, מבחן T של סטודנט אינטראקצית p < 0.0391).
בנוסף, אנו מזוהים גדולה יותר בתפקיד הליכון במעלה הגבעה כפי 12 של עכברים חבוט 14 מוגברת למהירות מירבית בזמן הבחנו הירידה 8 מתוך 11 עכברים SED (איור 4B, לזווג מבחן T של סטודנט p < 0.0022 עבור הקלף ו- p < 0.85 עבור SED). עכברים חבוט גם הדגימו שיפור גדול לעומת עכברים SED בהתבסס על המיטב בשני ניסויים למהירות מירבית (חבוט: 14.6 ± 4.3 מ' לדקה כדי 17.6 ± 5.5 מ'/min, דלתא 3.0 ± 3.0 מ' לדקה לעומת SED: 16.9 ± 3.8 מ' לדקה כדי 16.5 ± 5.0 מ' לדקה דלתא 0.5 ± 5.0 מ'/min, מבחן T p של סטודנט אינטראקצית = 0.0441). סובלנות הלם היה דומה בין שתי הקבוצות של עכברים (הלם לרשת לבקר יחס בסיסית - SED: 1.2 ± 0.1 מול חבוט: 1.4 ± 0.4, p = 0.24; קצה - SED: 1.2 ± 0.4 לעומת חבוט: 1.3 ± 0.4, p = 0.46).
איור 1: הליכון תוכנה במצב ידני הפרמטרים להערכת סיבולת על ההליכון. ההליכון תוכנה במצב ידני מאפשר התאמה עבור פרוטוקולים מעורבים האצה רציפה חגורה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2: הליכון תוכנה פרופיל פרמטרים מצב תוכנית להערכת ספרינט במעלה הגבעה. מצב פרופיל תוכנה הליכון, בשילוב עם האפשרויות בכרטיסיה במצב ידני (איור 1), מאפשר את היכולת ליצור פרוטוקולים עם מרווחי מהירות מותאם אישית. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3: משטר גבוה מרווח אימון אינטנסיביות סכמטי. בסיס, ספרינט, דש מהירויות מסומנים בטבלה3. מהירויות להגדיל על ידי 1 מ' לדקה אחת לשבועיים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
באיור 4. ההשפעות של הקלף על ההליכון הביצועים בעכברים בגילאי. עשרים - ארבע בת חודשים עכברים הנשי ניתנו חבוט (n= 14) או נשאר בישיבה (SED, n= 11) למשך חודשיים. הליכון סיבולת (A) נאמד לפני ואחרי ההתערבות תרגיל כמו מיטב בשני ניסויים על ימים רצופים על הליכון שטוח. קיבולת הריצה בעלייה (B) נאמד ממיטב האמרות של שני ניסויים עם לא פחות מ 30 דקות של מנוחה על ההליכון נוטה (25 °). הקווים מצביעים על עכברים בודדים. B היא בסיסית ו- E מהווה נקודת קצה, * * * לציין ערך-p של < 0.001 ו * * * מציין p < 0.0001 כפי שנקבע על-ידי השוואת מבחן T של תלמיד לזווג בתוך קבוצה שינוי בין הבסיס לבין קצה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
טבלה 1: תוכנית פרמטרים עבור הסתגלות סיבולת הליכון והערכה.
| תוכנית פרמטר | להתאקלמות | הערכה |
| מרווח | 1 | 0.5 |
| משך | 5 | 90 |
| הפעלת מצב פרופיל | לא מסומן | לא מסומן |
| צעד אקסל | 1.0 m/min | 1 מ' לדקה |
| אקסל Int | 60 שניות | 120 שניות |
| מהירות מקס | 10 מ' לדקה | 35 מ' לדקה |
| S_speed | 5 מטר/דקה | 5 מטר/דקה |
| נציג הלם בקצב | 1 הרץ | 1 הרץ |
| הלם בעוצמה | 1 ואז 2 | 3 |
טבלה 2: תוכנית פרמטרים עבור הסתגלות הריצה בעלייה והערכה.
| תוכנית פרמטר | להתאקלמות | הערכה |
| מרווח | 0.5 | 0.5 |
| משך | 10 | 90 |
| הפעלת מצב פרופיל | בדקתי | בדקתי |
| צעד אקסל | N/A | N/A |
| אקסל Int | N/A | N/A |
| מהירות מקס | 15 מטר/דקה | 35 מ' לדקה |
| S_speed | 5 מטר/דקה | 5 מטר/דקה |
| נציג הלם בקצב | 1 הרץ | 1 הרץ |
| הלם בעוצמה | 2 | 3 |
| מצב פרופיל (עיין אל דמויות 1 ו-2 כדי להגדיר תוכנית פרמטרים) | ||
| מרווחי זמן הבדיקה | 8, 10, 10, 10 מ' לדקה | 6, 8, 10, 11, 12... 51, 52 מטר/דקה |
טבלה 3: עוצמת וכינוים עבור הקלף תרגיל עכברים.
| עוצמת הקבוצה | ציון הריצה בעלייה בסיסית | תרגיל ראשוני מהירויות | ||
| בסיס | ספרינט | מקף | ||
| 0 | < 8 מטר / דקה | 5 מטר/דקה | שבעה מ' לדקה | 10 מ' לדקה |
| 1 | 8-16 m/min | 5 מטר/דקה | 10 מ' לדקה | 15 מטר/דקה |
| 2 | 17-25 מ' לדקה | 8 מטר/דקה | 13 מ' לדקה | 18 מ' לדקה |
| 3 | > 25 מ' לדקה | 11 מ'/min | 16 מ' לדקה | 21 מטר/דקה |
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
יתרונות מהפעלות קצר הן להיבט בעוצמה גבוהה מרווח אימון הלוכד המדעי ואת האינטרס הציבורי. עם זאת, מחקרים שנעשו בבעלי חיים רחוקות לחקור משטרי חבוט כי הם 10 דקות או פחות. כאן, אנו מתארים עבור 10 דקות הפעלה קצרה חבוט הליכון במעלה הגבעה תרגיל משטר זה משופר הליכון ביצועים בעכברים הנשית בגילאי ואשר בעבר הראינו כדי לשפר את הביצועים הפיזיים עכברים זכרים בגילאי17פרוטוקול. חוזק של פרוטוקול שלנו הוא בנוסף לפרוטוקול להיות רק 10 דקות אורכו, העיצוב הוא מודולרי כך ניתן ניתן להוסיף או להסיר כדי להפוך הפרוטוקלים אפילו דקה אחת באורך של מספר המרווחים. בנוסף, משך המרווחים ניתן לשנות מתן אסטרטגיות מרובות titrate תרגיל ולהעריך את ההשפעות.
כוח נוסף של פרוטוקול זה היא כי אנו כוללים מערכת כדי להתאים את משטר האימונים ליכולות פיזיות של עכברים בודדים, אשר לידע שלנו אחד בלבד אחרים המחקר33 מלבד הדוח שלנו עכברים זכרים בגילאי17 יש להשתמש בהם. למרות בנפרד תפירה התערבות התרגיל מציג את השתנות על עיצוב ניסיוני, יתרון חשוב של שיטה זו הוא כי זה עדיף מודלים הממשל של תרגיל שנקבע בהגדרות קליניים אנושי. יתר על כן, חיות לא התאמן אצל בעוצמות מדי קל או קשה, אשר יכול להיות גורם משמעותי בניסויים שבו האוכלוסייה חיה תערוכות גיוון בתפקיד תרגיל (דהיינו במהלך ההזדקנות). אחד היתרונות האחרים של מתודולוגיה זו היא כי היא אינה דורשת שימוש הליכונים חילוף החומרים כדי לקבוע VO2מקסימום כמו עוצמת פעילות גופנית המותאמים הביצועים של החיה, מושג ו"אמונה על-ידי Picoli et al.34.
פרוטוקול זה כולל שתי הערכות לביצועים הליכון, בצורה של מבחן הליכון שטוח מאיץ לאט, נוטה incrementing מרווח. הבדיקה על ההליכון, בהתאמה. ישנם פרוטוקולים מרובים שפורסמו לקביעת הליכון רציפה ביצועים בעכברים באמצעות הליכונים16,34,35, כולל סעיף36של יופיטר. מספר פרמטרים שונים על פני מחקרים אלה ועל -פני הספרות, לרבות: הנטייה (בדרך כלל 0° או 5° לבדיקת סיבולת), הלם בעוצמה (החל 0.25-1.12 מא), וכל הכללים עבור הגדרת תשישות. זה היה גם שם לב זעזועים רציפים 5 היו בשימוש נפוץ להגדרת תשישות מעבר מחקרים רבים. למרות אסטרטגיה זו עשוי לגרום עייפות גדולה יותר מן החוקים שהשתמשנו המחקר שלנו, פרוטוקול זה, המערכת מניחה גם שעכברים כל יש סף כאב דומה, וייתכן שזה לא נכון בהתאם לתנאי הניסוי. ההגדרה שלנו המיצוי של ביקורים 10 או 20 זעזועים הכולל מספק מסגרת כדי להעריך אם יש סף הכאב שונה. בסופו של דבר, ישנם יתרונות, חסרונות אסטרטגיות והן ההחלטה להגדרת נקודת הקצה ליישר בצורה הטובה ביותר עם מטרות המחקר. בנוסף, כמה פרוטוקולים הערכת הליכון עבור עכברים עוצבו ללא שימוש זעזועים כמו גירוי37. למרות שיש יתרונות הגישה הזה37, מספר חסרונות לשקול לכלול את השימוש על הקביעה של תשישות זה סובייקטיבי ואת הקושי פוטנציאליים להעריך עכברים מרובים בו-זמנית.
בנוסף, אחרים השתמשו עבודה וכוח כפרמטרים כדי לתאר את ההליכון ביצועים35,38,39. המהירות של החגורה, קצב ההאצה מיוצגים גם diversely בספרות. כמו ברוב הפרוטוקולים תכונה הגדלת מהירות, התוצאה תניב תערובת של קיבולת ואנאירוביים העכבר, עם פרוטוקולים איטי מתן דגש יותר על רכיב אירובי. לכן תיכננו שלנו הבדיקה מרווח במעלה הגבעה על ההליכון כדי לספק דגש גדול יותר על רכיב אנאירובי ה-17. כדי להשיג זאת, פרוטוקול שלנו כולל במרווחי זמן הבדיקה קצר עם שחזור פעיל בין בדיקות, המאפשרות עכברים להשיג במהירויות גבוהות וסילוק אנאירובית ולכן גדול יחסית להערכתנו סיבולת הליכון במול רציפה. עבור פרוטוקול שלנו השתמשנו תקופה שחזור פעיל 20 s בין המרווחים, חצי הזמן reoxygenation של רקמת שריר, רקמות אנושיות40. עם זאת, יש לציין מגבלה של שיטה זו הוא כי השפעות ספציפיות על מטבוליזם אנארובי צריך עדיין להיות הובהר, כולל בחינת פרמטרים אנאירובית כגון חילוף החומרים glycolytic, ניצול phosphocreatine קינטיקה לקטאט יחזק בשיטה זו. בנוסף, מחקרים חדשים לחקור את ההשפעות של שינוי הבמה ואת השאר הפעיל משכים הנטייה, דרגות מהירות שונות יחזק גם בשיטה זו.
המתודולוגיה המתוארת בעלון פרוטוקול זה, כולל את הערכות שני הליכון, מיועדים לבעלי מבוגר במיוחד, וכולל ככזה גדול יותר זמן להתאקלמות של עכברים לפרוטוקולים. מתאים להתאקלמות היא צעד קריטי לעיצוב הניסיונית כדי להבטיח נקודות קצה בשל תשישות, לא מספיקים ללמוד על ידי העכבר. להתאקלמות לא תקין סביר לכאורה במחקרים האורך - ובכל זאת, חשוב לציין, לא ניתן להבחין במחקרים crosssectional. למרות, קצר להתאקלמות הפרוטוקולים אולי יהיה אפשרי גדודים הצעיר, מניסיוננו עכברים בוגרים דורשות להתאקלמות רבתי, פרוטוקול שפורסמו עבור תרגיל אימונים בגילאי חולדות יוזם להתאקלמות 1 חודש מראש עם 10 ימים הכולל עבור הליכון הסתגלות41. עם זאת, אנו מסכימים עם קסטרו ואח כי מתן מוגזם להתאקלמות עשוי להשפיע על התנהגות ועל השפעות על עכברים35 וההמלצה של 3 עד 10 ימים סה כ35, אשר פרוטוקול הסתגלות שלנו עולה בקנה אחד עם אלה המלצות. יתר על כן, בעלי חיים בוגרים התערוכה גם גיוון גדול בביצועים תרגיל ומסיבה זו שאנו כוללים בשני ניסויים לכל נקודת זמן הערכה. חיים צעירים להציג הומוגניות יותר בביצועים, ולכן משפט יחיד עשוי להיות מספיק. יתר על כן, המגוון של חיות בגילאי עשוי לערוך השוואות חתך ישיר של התערבות קשה לפרש, יותר הצלחה יכול להיעשות על-ידי השוואת השינוי מקו כפי שנעשה בהניתוח של העכברים נקבה בגיל. אנחנו גם לציין בתור אזהרה כי שלא בדקנו הפגישה שלנו קצר חבוט פרוטוקול בעכברים צעירים, איפה זה אפשרי שאפקט תקרה בביצועים עשוי להסוות את היתרונות של הפגישה שלנו קצר חבוט פרוטוקול. הפרוטוקול שימש גם רק ב המתח העכבר C57BL/6J, לכן ההשפעה של התרגיל הזה של זנים אחרים העכבר נשאר כדי להיות הובהר. בנוסף, העכברים C57BL6/J השתמשו בניסוי זה נשא של SIRT1loxp-exon4-loxp מוטציה29, זה לא היה המושרה. עכברים אלה היו בגילאי בית מלידה; עם זאת, מספרים לא מספיקות היו זמינות ב- 24 חודשים של גיל לשלטון 4 קבוצות. לכן התמקדנו הניסוי רק חבוט וקבוצות בישיבה. נציין כי קבוצה הנוכחי של עכברים הנשית בגילאי והן עמיתינו שפורסמו בעבר של עכברים זכרים בגילאי17 שני שופר הביצוע הגופני באמצעות פרוטוקול חבוט זה הפעלה קצרה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
אנחנו רוצים להודות אנשי טיפול בבעלי חיים באוניברסיטה תאו חיות מעבדה חיה במתקן. מחקר זה נתמך על ידי ותיק לענייני שיקום מחקר, פיתוח גרנט RX001066 ושל קרן שביל ההודי.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Exer-3/6 Open Treadmill w/ Shock, Detection, auto-calibration and PC Interface/Software | Columbus Instruments | 1055-SDRM | The Columbus Instruments 3/6 treadmill allow up to 6 mice or 3 rats simultaneously. The device comes with controllers to allow manual control of treadmill belt speed and shock intensity, or connections to a computer and software to run and control these elements. |
| Bleach | Varies | Varies | 0.25-0.5% Bleach solution (V/V) is used to clean the treadmill belt between sessions |
| Ethanol | Varies | Varies | 70% ethanol solution (V/V) can alternatively be used to clean treadmill belt between runs and sesions. |
| Make-up Brush (large) | Varies | Varies | A make-up brush provides a soft surface and ample length to motivate mice to continue exercise. |
References
- Cameron, I. D., et al. A multifactorial interdisciplinary intervention reduces frailty in older people: randomized trial. BMC Medicine. 11 (65), (2013).
- Manas, A., et al. Reallocating Accelerometer-Assessed Sedentary Time to Light or Moderate- to Vigorous-Intensity Physical Activity Reduces Frailty Levels in Older Adults: An Isotemporal Substitution Approach in the TSHA Study. Journal of the American Medical Directors Association. 19 (185), (2018).
- Rogers, N. T., et al. Physical activity and trajectories of frailty among older adults: Evidence from the English Longitudinal Study of Ageing. PLoS One. 12, e0170878 (2013).
- Yamada, M., Arai, H., Sonoda, T., Aoyama, T. Community-based exercise program is cost-effective by preventing care and disability in Japanese frail older adults. Journal of the American Medical Directors Association. 13, 507-511 (2012).
- de Rezende, L. F., Rey-Lopez, J. P., Matsudo, V. K., do Carmo Luiz, O. Sedentary behavior and health outcomes among older adults: a systematic review. BMC Public Health. 14 (333), (2014).
- Wullems, J. A., Verschueren, S. M., Degens, H., Morse, C. I., Onambele, G. L. A review of the assessment and prevalence of sedentarism in older adults, its physiology/health impact and non-exercise mobility counter-measures. Biogerontology. 17, 547-565 (2016).
- Tjonna, A. E., et al. Low- and high-volume of intensive endurance training significantly improves maximal oxygen uptake after 10-weeks of training in healthy men. PLoS One. 8, e65382 (2013).
- Burgomaster, K. A., et al. Similar metabolic adaptations during exercise after low volume sprint interval and traditional endurance training in humans. Journal of Physiology. 586, 151-160 (2008).
- Cavar, M., et al. Effects of 6 Weeks of Different High-Intensity Interval and Moderate Continuous Training on Aerobic and Anaerobic Performance. Journal of Strength and Conditioning Research. , (2018).
- Gillen, J. B., et al. Twelve Weeks of Sprint Interval Training Improves Indices of Cardiometabolic Health Similar to Traditional Endurance Training despite a Five-Fold Lower Exercise Volume and Time Commitment. PLoS One. 11, e0154075 (2016).
- Metcalfe, R. S., Babraj, J. A., Fawkner, S. G., Vollaard, N. B. Towards the minimal amount of exercise for improving metabolic health: beneficial effects of reduced-exertion high-intensity interval training. European Journal of Applied Physiology. 112, 2767-2775 (2012).
- Belmonte, L. A. O., et al. Effects of Different Parameters of Continuous Training and High-Intensity Interval Training in the Chronic Phase of a Mouse Model of Complex Regional Pain Syndrome Type I. The Journal of Pain. , (2018).
- Chavanelle, V., et al. Effects of high-intensity interval training and moderate-intensity continuous training on glycaemic control and skeletal muscle mitochondrial function in db/db mice. Scientific Reports. 7 (204), (2017).
- de Oliveira Sa, G., et al. High-intensity interval training has beneficial effects on cardiac remodeling through local renin-angiotensin system modulation in mice fed high-fat or high-fructose diets. Life Sciences. 189, 8-17 (2017).
- Marcinko, K., et al. High intensity interval training improves liver and adipose tissue insulin sensitivity. Molecular Metabolism. 4, 903-915 (2015).
- Niel, R., et al. A new model of short acceleration-based training improves exercise performance in old mice. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports. 27, 1576-1587 (2017).
- Seldeen, K. L., et al. High Intensity Interval Training (HIIT) improves physical performance and frailty in aged mice. The Journals of Gerontology Series A Biological Sciences. 73 (4), 429-437 (2017).
- Tuazon, M. A., McConnell, T. R., Wilson, G. J., Anthony, T. G., Henderson, G. C. Intensity-dependent and sex-specific alterations in hepatic triglyceride metabolism in mice following acute exercise. Journal of Applied Physiology. 118, 61-70 (2015).
- Wang, N., Liu, Y., Ma, Y., Wen, D. High-intensity interval versus moderate-intensity continuous training: Superior metabolic benefits in diet-induced obesity mice. Life Sciences. 191, 122-131 (2017).
- Wilson, R. A., Deasy, W., Stathis, C. G., Hayes, A., Cooke, M. B. Intermittent Fasting with or without Exercise Prevents Weight Gain and Improves Lipids in Diet-Induced Obese Mice. Nutrients. 10, (2018).
- Hafstad, A. D., et al. High intensity interval training alters substrate utilization and reduces oxygen consumption in the heart. Journal of Applied Physiology. 111, 1235-1241 (2011).
- Brown, M. B., et al. High-intensity interval training, but not continuous training, reverses right ventricular hypertrophy and dysfunction in a rat model of pulmonary hypertension. American Journal of Physiology Regulatory. Integrative and Comparative Physiology. 312, R197-R210 (2017).
- Hoshino, D., Yoshida, Y., Kitaoka, Y., Hatta, H., Bonen, A. High-intensity interval training increases intrinsic rates of mitochondrial fatty acid oxidation in rat red and white skeletal muscle. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 38, 326-333 (2013).
- Rahimi, M., et al. The effect of high intensity interval training on cardioprotection against ischemia-reperfusion injury in wistar rats. EXCLI Journal. 14, 237-246 (2015).
- Songstad, N. T., et al. Effects of High Intensity Interval Training on Pregnant Rats, and the Placenta, Heart and Liver of Their Fetuses. PLoS One. 10, e0143095 (2015).
- Motta, V. F., Aguila, M. B., Mandarim-De-Lacerda, C. A. High-intensity interval training (swimming) significantly improves the adverse metabolism and comorbidities in diet-induced obese mice. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 56 (5), 655-663 (2015).
- Pimenta, M., et al. High-intensity interval training beneficial effects on body mass, blood pressure, and oxidative stress in diet-induced obesity in ovariectomized mice. Life Sciences. , 75-82 (2015).
- Vieira, J. M., et al. Caffeine prevents changes in muscle caused by high-intensity interval training. Biomedicine and Pharmacotherapy. 89, 116-123 (2017).
- Price, N. L., et al. SIRT1 is required for AMPK activation and the beneficial effects of resveratrol on mitochondrial function. Cell Metabolism. 15, 675-690 (2012).
- Bains, R. S., et al. Assessing mouse behaviour throughout the light/dark cycle using automated in-cage analysis tools. Journal of Neuroscience Methods. 300, 37-47 (2018).
- Hanell, A., Marklund, N. Structured evaluation of rodent behavioral tests used in drug discovery research. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8 (252), (2014).
- Hopkins, M. E., Bucci, D. J. Interpreting the effects of exercise on fear conditioning: the influence of time of day. Behavioral Neuroscience. 124, 868-872 (2010).
- Hollinski, R., et al. Young and healthy C57BL/6 J mice performing sprint interval training reveal gender- and site-specific changes to the cortical bone. Scientific Reports. 8, 1529 (2018).
- Picoli, C. C., et al. Peak Velocity as an Alternative Method for Training Prescription in Mice. Frontiers in Physiology. 9 (42), (2018).
- Castro, B., Kuang, S. Evaluation of Muscle Performance in Mice by Treadmill Exhaustion Test and Whole-limb Grip Strength Assay. Bio-protocol. 7, (2017).
- Dougherty, J. P., Springer, D. A., Gershengorn, M. C. The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse. Journal of Visualized Experiments. , 111 (2016).
- Conner, J. D., Wolden-Hanson, T., Quinn, L. S. Assessment of murine exercise endurance without the use of a shock grid: an alternative to forced exercise. Journal of Visualized Experiments. 90, e51846 (2014).
- Aguiar, A. S., Speck, A. E., Amaral, I. M., Canas, P. M., Cunha, R. A. The exercise sex gap and the impact of the estrous cycle on exercise performance in mice. Scientific Reports. 8, 10742 (2018).
- Barbato, J. C., et al. Spectrum of aerobic endurance running performance in eleven inbred strains of rats. Journal of Applied Physiology. 85, 530-536 (1998).
- Nagasawa, T. Slower recovery rate of muscle oxygenation after sprint exercise in long-distance runners compared with that in sprinters and healthy controls. Journal of Strength and Conditioning Research. 27, 3360-3366 (2013).
- Arnold, J. C., Salvatore, M. F. Getting to compliance in forced exercise in rodents: a critical standard to evaluate exercise impact in aging-related disorders and disease. Journal of Visualized Experiments. (90), (2014).
