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Biology

चूहों में प्रगतिशील प्रतिरोध प्रशिक्षण के लिए एक सरल और सस्ती रनिंग व्हील मॉडल

Published: April 28, 2022 doi: 10.3791/63933
Automatic Translation
1,2, 1,2,3
1Integrative Muscle Physiology Laboratory, Appalachian State University, 2Department of Health and Exercise Science, Appalachian State University, 3Department of Biology, Appalachian State University

Summary

यह प्रक्रिया चूहों में एक ट्रांसलेटेबल प्रगतिशील लोडेड रनिंग व्हील प्रतिरोध प्रशिक्षण मॉडल का वर्णन करती है। इस प्रतिरोध प्रशिक्षण मॉडल का प्राथमिक लाभ यह है कि यह पूरी तरह से स्वैच्छिक है, इस प्रकार जानवरों के लिए तनाव और शोधकर्ता पर बोझ को कम करता है।

Abstract

पहले विकसित कृंतक प्रतिरोध-आधारित व्यायाम मॉडल, जिसमें सहक्रियात्मक पृथक्करण, विद्युत उत्तेजना, भारित-सीढ़ी चढ़ाई, और हाल ही में, भारित-स्लेज पुलिंग शामिल हैं, कंकाल की मांसपेशियों के अनुकूलन को प्रेरित करने के लिए हाइपरट्रॉफिक उत्तेजना प्रदान करने में अत्यधिक प्रभावी हैं। जबकि ये मॉडल कंकाल की मांसपेशियों के अनुसंधान के लिए अमूल्य साबित हुए हैं, वे या तो आक्रामक या अनैच्छिक और श्रम-गहन हैं। सौभाग्य से, कई कृंतक उपभेद स्वेच्छा से लंबी दूरी तक चलते हैं जब उन्हें चलने वाले पहिये तक पहुंच दी जाती है। कृन्तकों में लोडेड व्हील रनिंग (एलडब्ल्यूआर) मॉडल आमतौर पर मनुष्यों में प्रतिरोध प्रशिक्षण के साथ देखे जाने वाले अनुकूलन को प्रेरित करने में सक्षम हैं, जैसे कि मांसपेशियों के द्रव्यमान और फाइबर हाइपरट्रॉफी में वृद्धि, साथ ही मांसपेशियों के प्रोटीन संश्लेषण की उत्तेजना। हालांकि, मध्यम पहिया भार के अलावा या तो चूहों को बड़ी दूरी तक चलने से रोकने में विफल रहता है, जो एक धीरज / प्रतिरोध प्रशिक्षण मॉडल का अधिक प्रतिबिंब है, या चूहों ने लोड आवेदन की विधि के कारण लगभग पूरी तरह से चलना बंद कर दिया है। इसलिए, चूहों के लिए एक नया हाई-लोड व्हील रनिंग मॉडल (एचएलडब्ल्यूआर) विकसित किया गया है जहां बाहरी प्रतिरोध लागू होता है और उत्तरोत्तर बढ़ता है, जिससे चूहों को पहले उपयोग किए जाने की तुलना में बहुत अधिक भार के साथ दौड़ना जारी रखने में सक्षम बनाया जाता है। इस उपन्यास एचएलडब्ल्यूआर मॉडल के प्रारंभिक परिणाम बताते हैं कि यह 9 सप्ताह के प्रशिक्षण प्रोटोकॉल पर हाइपरट्रॉफिक अनुकूलन को प्रेरित करने के लिए पर्याप्त उत्तेजना प्रदान करता है। यहां, चूहों में इस सरल लेकिन सस्ती प्रगतिशील प्रतिरोध-आधारित व्यायाम प्रशिक्षण मॉडल को निष्पादित करने के लिए विशिष्ट प्रक्रियाओं का वर्णन किया गया है।

Introduction

कंकाल की मांसपेशी द्रव्यमान में वयस्क मनुष्यों में शरीर द्रव्यमान का लगभग 40% शामिल है; इस प्रकार, पूरे जीवन में कंकाल की मांसपेशी द्रव्यमान को बनाए रखना महत्वपूर्ण है। कंकाल की मांसपेशी द्रव्यमान ऊर्जा चयापचय में एक अभिन्न भूमिका निभाता है, कोर शरीर के तापमान को बनाए रखता है, और ग्लूकोज होमियोस्टेसिस1. कंकाल की मांसपेशियों का रखरखाव प्रोटीन संश्लेषण और प्रोटीन क्षरण के बीच एक संतुलन है, लेकिन इन प्रक्रियाओं को चलाने वाले जटिल आणविक तंत्र की समझ में कई अंतराल अभी भी मौजूद हैं। आणविक तंत्र का अध्ययन करने के लिए जो मांसपेशियों के रखरखाव और विकास को नियंत्रित करते हैं, मानव विषयों के शोध मॉडल अक्सर प्रतिरोध व्यायाम-आधारित हस्तक्षेपों को नियोजित करते हैं, क्योंकि यांत्रिक उत्तेजना कंकाल की मांसपेशी द्रव्यमान के नियमन में एक अभिन्न भूमिका निभाती है। जबकि मानव विषय अनुसंधान सफल रहा है, आक्रामक प्रक्रियाओं (यानी, मांसपेशी बायोप्सी) के बारे में अनुकूलन और नैतिक चिंताओं को प्रदर्शित करने के लिए आवश्यक समय प्राप्त किए जा सकने वाले डेटा की मात्रा को सीमित करता है। जबकि प्रतिरोध व्यायाम के अनुकूलन स्तनधारी प्रजातियों में काफी सर्वव्यापी हैं, पशु मॉडल आहार और व्यायाम आहार को ठीक से नियंत्रित करने में सक्षम होने का लाभ प्रदान करते हैं, जबकि पूरे शरीर में पूरे ऊतकों के संग्रह की अनुमति देते हैं, जैसे कि मस्तिष्क, यकृत, हृदय और कंकाल की मांसपेशी।

कृन्तकों में उपयोग के लिए कई प्रतिरोध प्रशिक्षण मॉडल विकसित किए गए हैं: सहक्रियात्मक पृथक्करण2, विद्युत उत्तेजना 3,4, भारित सीढ़ी चढ़ाई5, भारित स्लेज पुलिंग6, और कैनवास्ड स्क्वाटिंग 7। यह स्पष्ट है कि ये सभी मॉडल, यदि सही ढंग से किए जाते हैं, तो कंकाल की मांसपेशियों के अनुकूलन को प्रेरित करने के लिए प्रभावी मॉडल हो सकते हैं, जैसे कि हाइपरट्रॉफी। हालांकि, इन मॉडलों के पतन यह हैं कि वे ज्यादातर अनैच्छिक हैं, सामान्य कृंतक व्यवहार का हिस्सा नहीं हैं, समय / श्रम-गहन और आक्रामक हैं।

सौभाग्य से, कई माउस और चूहे के उपभेद स्वेच्छा से लंबी दूरी तक चलते हैं जब उन्हें चलने वाले पहिये तक पहुंच दी जाती है। इसके अलावा, फ्री-रनिंग व्हील (एफडब्ल्यूआर) व्यायाम मॉडल आंदोलन या मांसपेशियों की गतिविधिको मजबूर करने के लिए व्यापक कंडीशनिंग, सकारात्मक / नकारात्मक सुदृढीकरण, या संज्ञाहरण पर भरोसा नहीं करते हैं। रनिंग गतिविधि माउस तनाव, लिंग, आयु और व्यक्तिगत आधार पर बहुत निर्भर करती है। लाइटफुट एट अल ने 15 अलग-अलग माउस उपभेदों की चलने वाली गतिविधि की तुलना की और पाया कि दैनिक चलने की दूरी 2.93 किमी से 7.93 किमी तक होती है, जिसमें सी 57बीएल / 6 चूहे सबसे दूर दौड़ते हैं, सेक्स10 की परवाह किए बिना। एफडब्ल्यूआर को आमतौर पर कंकाल और हृदयकी मांसपेशियों में धीरज अनुकूलन को प्रेरित करने के लिए एक उत्कृष्ट मॉडल के रूप में स्वीकार किया जाता है 11,12,13,14,15,16; हालांकि, प्रतिरोध प्रशिक्षण मॉडल में पहिया चलाने का उपयोग करना आमतौर पर कम जांच की जाती है।

जैसा कि किसी को संदेह हो सकता है, पहिया चलाने के हाइपरट्रॉफिक प्रभाव को रनिंग व्हील में प्रतिरोध जोड़कर बढ़ाया जा सकता है, जिसे लोडेड व्हील रनिंग (एलडब्ल्यूआर) कहा जाता है, इस प्रकार प्रतिरोध प्रशिक्षण की अधिक बारीकी से नकल करने के लिए पहिया पर चलने के लिए अधिक प्रयासों की आवश्यकता होती है। लोड आवेदन के विभिन्न तरीकों का उपयोग करते हुए, पिछले अध्ययनों से पता चला है कि चूहों और चूहों का उपयोग करने वाले एलडब्ल्यूआर मॉडल ने नियमित रूप से 6-8 सप्ताह 17,18,19,20,21 के कुछ ही समय में 5% -30% के अंग मांसपेशी द्रव्यमान में वृद्धि प्रदर्शित की है। इसके अलावा, डी'हलस्ट एट अल ने प्रदर्शित किया कि एलडब्ल्यूआर के एक मुकाबले से एफडब्ल्यूआर22 की तुलना में प्रोटीन संश्लेषण सिग्नलिंग मार्ग के सक्रियण में 50% अधिक वृद्धि हुई। पहिया प्रतिरोध को आमतौर पर घर्षण-आधारित, निरंतर लोडिंग विधि द्वारा लागू किया गया है, जिससे पहिया प्रतिरोध 12,19,23,24 को लागू करने के लिए चुंबकीय ब्रेक या तनाव बोल्ट का उपयोग किया जाता है। घर्षण-आधारित, निरंतर भार विधि की एक चेतावनी यह है कि जब मध्यम से उच्च प्रतिरोध लागू किया जाता है, तो जानवर पहिया के आंदोलन को शुरू करने के लिए उच्च प्रतिरोध को दूर नहीं कर सकता है, प्रभावी रूप से प्रशिक्षण को रोकता है। सबसे महत्वपूर्ण बात, कृंतक चलने वाले पहिया मॉडल के लिए उपयोग किए जाने वाले पिंजरे और पहिया प्रणालियों में से कई काफी महंगे हैं और विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है।

हाल ही में, डुंगन एट अल ने एक प्रगतिशील भारित-पहिया-रनिंग (PoWER) मॉडल विकसित किया, जो पहिया के एक तरफ के बाहरी द्रव्यमान के माध्यम से पहिया पर एक भार को असमान रूप से लागू करता है। पीओवीआर मॉडल के असंतुलित पहिया लोडिंग और परिवर्तनीय प्रतिरोध को निरंतर चलने की गतिविधि को प्रोत्साहित करने और चूहों में लोड किए गए पहिया के छोटे विस्फोट को बढ़ावा देने के लिए माना जाता है, प्रतिरोध प्रशिक्षण17 के साथ किए गए सेट और पुनरावृत्ति की अधिक बारीकी से नकल करता है। औसत चलने की दूरी प्रति दिन 10-12 किमी होने के बावजूद, पीओडब्ल्यूईआर मॉडल ने प्लांटारिस मांसपेशी गीले द्रव्यमान और फाइबर क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र (सीएसए) में क्रमशः 16% और 17% की वृद्धि की। कई व्यावहारिक फायदों के बावजूद, एलडब्ल्यूआर के पीओडब्ल्यूआर मॉडल की कुछ सीमाएं हैं। जैसा कि लेखकों द्वारा मान्यता प्राप्त है, पीओडब्ल्यूईआर मॉडल एक उच्च मात्रा वाला "हाइब्रिड" उत्तेजना है जो एक मिश्रित धीरज / प्रतिरोध व्यायाम मॉडल (यानी, मनुष्यों में समवर्ती प्रशिक्षण) को प्रतिबिंबित करता है, जो अधिक सख्ती से प्रतिरोध व्यायाम-आधारित मॉडल के विपरीत है, संभावित रूप से एक हस्तक्षेप प्रभाव पेश करता है और कम स्पष्ट हाइपरट्रॉफी या विभिन्नतंत्रों में योगदान देता है जिसके द्वारा अतिवृद्धि प्रेरित होती है। . यह सुनिश्चित करना कि एक समवर्ती प्रशिक्षण घटना प्रतिरोध अभ्यास प्रशिक्षण मॉडल होने का इरादा नहीं है, अनिवार्य है। इसलिए, PoWER मॉडल को एक LWR मॉडल विकसित करने के लिए संशोधित किया गया था जो पहले की तुलना में अधिक भार का उपयोग करता है जो प्रतिरोध प्रशिक्षण मॉडल से अधिक निकटता से मिलता जुलता है। यहां, सी 57बीएल / 6 चूहों में एक सरल और सस्ती 9 सप्ताह प्रगतिशील प्रतिरोध प्रशिक्षण एलडब्ल्यूआर मॉडल के लिए विवरण प्रदान किए गए हैं।

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Protocol

इस अध्ययन को एपलाचियन स्टेट यूनिवर्सिटी की संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (# 22-05) द्वारा अनुमोदित किया गया था।

1. जानवर

  1. इन-हाउस माउस कॉलोनी से सी 57बीएल / 6 चूहों की खरीद करें।
    नोट: अध्ययन की शुरुआत में 5-8 महीने की उम्र के नर चूहों का उपयोग किया गया था। 26 साल की उम्र के लगभग 9-10 सप्ताह में दैनिक चलने की गतिविधि चरम पर होती है। पिछले अध्ययनों से पता चला है कि पुराने चूहे (22-24 महीने) भी 27 चलने वाले लोडेड व्हील का प्रदर्शनकरेंगे।
  2. चूहों को व्यक्तिगत रूप से एक मानक कृंतक पिंजरे में तार के ढक्कन के साथ रखें और पिंजरे को नियंत्रित वातावरण में रखें (12:12 घंटे प्रकाश के साथ 20-24 डिग्री सेल्सियस: अंधेरे चक्र)।
  3. मानक कृंतक चाउ और पानी एड लिबिटम प्रदान करें।

2. रनिंग व्हील उपकरण

  1. रनिंग व्हील सेटअप:
    नोट: 1 ग्राम या 2.5 ग्राम लोड मैग्नेट जोड़ने को छोड़कर, सभी चल रहे प्रोटोकॉल के लिए रनिंग व्हील्स को समान रूप से इकट्ठा / सेट किया जाता है।
    1. रनिंग व्हील की बाहरी मध्य परिधि के लिए एक एकल 1 ग्राम सेंसर चुंबक गोंद करें (चित्रा 1)।
    2. व्हील अनुकूलन के केवल पहले सप्ताह के लिए एकल 1 ग्राम सेंसर चुंबक के साथ इस पहिया का उपयोग करें।
    3. लोडेड व्हील रनिंग (एलडब्ल्यूआर; PoWER17 के समान लोडिंग प्रोटोकॉल): चरण 2.1.4-2.1.6 का पालन करें।
    4. एलडब्ल्यूआर के लिए सप्ताह 2 के लिए 2 ग्राम लोड की आवश्यकता होती है (तालिका 1 देखें)।
    5. पहिया की बाहरी परिधि पर दो 1 ग्राम मैग्नेट को साथ-साथ गोंद करें (चित्रा 2 ए)।
      नोट: यहां, चुंबक को पकड़ने के लिए टेप का उपयोग करना सहायक है जब तक कि गोंद मजबूती से सूख न जाए; अन्यथा, वे सेंसर चुंबक की ओर आकर्षित हो सकते हैं और हटा दिए जा सकते हैं।
    6. पहले से मौजूद चुम्बकों में से किसी एक के शीर्ष पर एक और 1 ग्राम चुंबक रखकर सप्ताह 3, 4 और 6 में अतिरिक्त लोड लागू करें।
      नोट: कोई गोंद आवश्यक नहीं है क्योंकि मैग्नेट दृढ़ता से एक दूसरे का पालन करते हैं। उदाहरण के लिए, सप्ताह 6 में 6 ग्राम लोड के साथ, मैग्नेट प्रत्येक को तीन-उच्च (चित्रा 2 बी) स्टैक किया जाएगा।
    7. उच्च लोडेड व्हील रनिंग (HLWR): चरण 2.1.8-2.1.11 का पालन करें।
      नोट: एचएलडब्ल्यूआर प्रोटोकॉल को पहियों के तीन सेट की आवश्यकता होती है। पहियों के विभिन्न सेटों को इकट्ठा करने से शोधकर्ता को अन्य चूहों के लिए व्हील सेटअप का पुन: उपयोग करने की अनुमति मिलती है जब पहिया को अच्छी तरह से साफ और साफ किया जाता है (प्रत्येक सेट की संख्या शोधकर्ता द्वारा कोहोर्ट / समूह आकार के आधार पर निर्धारित की जानी चाहिए)।
    8. पहियों के पहले सेट (केवल सप्ताह 2 के लिए आवश्यक) में एक एकल 2.5 ग्राम चुंबक होगा; गोंद (चरण 2.1.5 के नीचे नोट देखें) पहिया की बाहरी परिधि पर एक 2.5 ग्राम चुंबक (चित्रा 3 ए)।
    9. पहियों के दूसरे सेट (केवल सप्ताह 3 के लिए आवश्यक) में दो 2.5 ग्राम मैग्नेट होंगे; गोंद (चरण 2.1.5 के नीचे नोट देखें) पहिया की बाहरी परिधि पर दो 2.5 ग्राम मैग्नेट साथ-साथ (चित्रा 3 बी)।
    10. पहियों के तीसरे सेट (सप्ताह 4 और उससे आगे के लिए आवश्यक) में तीन 2.5 ग्राम मैग्नेट होंगे; गोंद (चरण 2.1.5 के नीचे नोट देखें) पहिया की बाहरी परिधि पर तीन 2.5 ग्राम मैग्नेट साथ-साथ (चित्रा 3 सी)।
    11. पहले से मौजूद चुम्बकों में से किसी एक के ऊपर एक और 2.5 ग्राम चुंबक रखकर सप्ताह 6 और 8 के लिए अतिरिक्त लोड लागू करें (आंकड़े 3 डी, ई)।

Figure 1
चित्र 1: एकल 1 ग्राम सेंसर चुंबक के साथ मूल रनिंग व्हील व्हील की मध्य बाहरी परिधि से चिपका हुआ है। कृपया इस आंकड़े के बड़े संस्करण को देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 2
चित्र 2: सेंसर चुंबक और 1 ग्राम लोडिंग मैग्नेट के साथ लोडेड रनिंग व्हील (LWR ) (A) 2 ग्राम लोड का उदाहरण, दो 1 ग्राम मैग्नेट पहिया के बाहरी किनारे पर साथ-साथ चिपके हुए; (बी) 6 ग्राम भार का उदाहरण, दो 1 ग्राम मैग्नेट अतिरिक्त 4 ग्राम लोड के साथ पहिया के बाहरी किनारे पर साथ-साथ चिपके हुए हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 3
चित्र 3: सेंसर चुंबक और 2.5 ग्राम लोडिंग मैग्नेट के साथ उच्च लोडेड रनिंग व्हील (HLWR) (A) 2.5 ग्राम लोड का उदाहरण, पहिया के बाहरी किनारे पर चिपका हुआ एक 2.5 ग्राम चुंबक; (बी) 5 ग्राम भार का उदाहरण, दो 2.5 ग्राम मैग्नेट पहिया के बाहरी किनारे पर साथ-साथ चिपके हुए हैं; (सी) 7.5 ग्राम भार का उदाहरण, तीन 2.5 ग्राम मैग्नेट पहिया के बाहरी किनारे पर साथ-साथ चिपके हुए हैं; (डी) 10 ग्राम भार का उदाहरण, तीन 2.5 ग्राम मैग्नेट पहिया के बाहरी किनारे पर साथ-साथ चिपके हुए हैं, जिसमें अतिरिक्त 2.5 ग्राम लोड लगाया गया है; (ई) 12.5 ग्राम भार का उदाहरण, तीन 2.5 ग्राम मैग्नेट पहिया के बाहरी किनारे पर साथ-साथ चिपके हुए हैं, जिसमें अतिरिक्त 5 ग्राम भार लगाया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

3. केज असेंबली

  1. व्यायाम (एच) और यात्रा की दूरी (किमी) की निगरानी के लिए डिजिटल बाइक कंप्यूटर से लैस पिंजरे का उपयोग करके चलने वाले पहियों को इकट्ठा करें। औसत गति (किमी/घंटा) अंकगणितीय रूप से व्युत्पन्न होती है।
    1. सुनिश्चित करें कि असेंबली से पहले बाइक कंप्यूटर में एक ताजा बैटरी डाली गई है।
    2. प्रारंभिक बाइक कंप्यूटर प्रोग्रामिंग के दौरान पहिया आकार सेट करें (निर्माता के निर्देश देखें); रनिंग व्हील की बाहरी परिधि को मापकर प्रति क्रांति दूरी की गणना करें (उदाहरण के लिए, यहां उपयोग किए जाने वाले पहिया प्रकार के लिए 3,580 मिमी)।
  2. बाइक कंप्यूटर सेंसर को पिंजरे के ढक्कन के बाहर एक ठोस सतह के भीतर रखें, सीधे ऊपर जहां पहिया का सेंसर चुंबक स्थित है। सुनिश्चित करें कि चूहों को घटकों को चबाने से रोकने के लिए पिंजरे के बाहर एक ठोस बाधा के भीतर सभी कंप्यूटर और सेंसर घटक निहित हैं।
    1. चुंबकीय बाइक सेंसर के रहने के लिए एक छोटे आयत कटे हुए एक खाली पिपेट टिप बॉक्स के ढक्कन का उपयोग करें, और बाइक कंप्यूटर और तार को पकड़ने के लिए बॉक्स के मुख्य भाग (टिप रैक ग्रिड को हटाने के साथ) का उपयोग करें (चित्रा 4 ए)।
    2. पिंजरे के बाहर चुंबकीय बाइक सेंसर और रनिंग व्हील स्टैंड को सुरक्षित करने के लिए ठोस सतह के कोनों के माध्यम से दो छेद ड्रिल करें (चित्रा 4 ए)।
  3. पिंजरे के ढक्कन में अंतराल के माध्यम से, लेकिन चरण 3.2 (चित्रा 4 बी) में वर्णित ठोस सतह के शीर्ष पर रनिंग व्हील बेस डालें।
    1. व्हील बेस और कंप्यूटर सेंसर को हार्डवेयर (चित्रा 4 सी, डी) के साथ पिंजरे के शीर्ष पर सुरक्षित करें।
  4. सुनिश्चित करें कि सेंसर चुंबक और कंप्यूटर सेंसर को पहिया आंदोलन की उचित रिकॉर्डिंग की अनुमति देने के लिए 1 सेमी से अधिक दूर नहीं रखा गया है (अधिकांश मानक बाइक कंप्यूटर सेंसर द्वि-दिशात्मक हैं और रोटेशन की दोनों दिशाओं में सकारात्मक पहिया आंदोलन रिकॉर्ड करेंगे)।
  5. पिंजरे के ढक्कन के अंदर से व्हील बेस पर उपयुक्त रनिंग व्हील (जैसा कि ऊपर वर्णित है) संलग्न करें, और सुरक्षित रूप से ढक्कन को पिंजरे पर रखें (चित्रा 4 ई, एफ)।
  6. पिंजरे के ढक्कन से लटकने वाले पहिये के साथ, पिंजरे के फर्श से कम से कम 2.5 सेमी निकासी सुनिश्चित करें। पिंजरे में बिस्तर सामग्री की न्यूनतम मात्रा रखें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि पहिया स्वतंत्र रूप से घूमता है लेकिन बिस्तर के निर्माण से बाधित नहीं होता है।
  7. प्रयोग के दौरान, सटीक गतिविधि निगरानी सुनिश्चित करने के लिए एक सुसंगत अंतराल अनुसूची पर बाइक कंप्यूटर से डेटा रिकॉर्ड करें।
    1. पहचानें कि चूहे एक निशाचर प्रजाति हैं; इसलिए, उनकी अधिकांश प्राकृतिक पिंजरे गतिविधि (पहिया चलाने सहित) प्रकाश चक्र के अंधेरे घंटों के दौरान की जाएगी।

Figure 4
चित्र 4: रनिंग व्हील केज असेंबली। (ए) ठोस सतह / ट्रे में रखा बाइक कंप्यूटर और चुंबकीय सेंसर; (बी) ठोस सतह/ट्रे और सेंसर के शीर्ष पर रखा उल्टा व्हील बेस (शीर्ष दृश्य; हार्डवेयर के साथ पिंजरे के ढक्कन के आधार को सुरक्षित करने के लिए सेंसर सतह/ट्रे में दो छेदों पर ध्यान दें), (सी) हार्डवेयर के साथ उल्टा व्हील बेस इकट्ठा (नीचे दृश्य); (डी) हार्डवेयर इकट्ठे (शीर्ष दृश्य) के साथ उल्टा पहिया आधार; (ई) पूर्ण पिंजरे विधानसभा (शीर्ष दृश्य); और (एफ) पूर्ण पिंजरे असेंबली (साइड व्यू)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

4. व्यायाम प्रशिक्षण लोडिंग प्रोटोकॉल

  1. किसी भी दौड़ को रोकने के लिए एक बंद रनिंग व्हील वाले पिंजरे में 9 सप्ताह के लिए व्यक्तिगत रूप से गतिहीन (एसईडी) चूहों को रखा जाता है।
    नोट: तालिका 1 प्रयोगात्मक डिजाइन में उपयोग किए जाने वाले एलडब्ल्यूआर (पीओडब्ल्यूईआर) और एचएलडब्ल्यूआर प्रोटोकॉल के लिए लोडिंग शेड्यूल प्रदान करता है।
  2. यदि आवश्यक हो, तो एलडब्ल्यूआर और एचएलडब्ल्यूआर समूहों के लिए भार कम करें, यह सुनिश्चित करने के लिए कि चूहे पूरे 9 सप्ताह के प्रोटोकॉल के लिए व्यायाम करना जारी रखें।

सप्ताह
1 2 3 4 5 6 7 8 9
LWR (n = 4) लोड (जी) 0.0 2.0 3.0 4.0 5.0 5.0 6.0 6.0 6.0
%BM -- 8% 11% 15% 19% 19% 23% 23% 23%
HLWR (n = 7) लोड (जी) 0.0 2.5 5.0 7.5 7.5 10.0 10.0 12.5 12.5
%BM -- 10% 19% 28% 28% 38% 38% 48% 48%

तालिका 1. लोडेड व्हील रनिंग प्रोटोकॉल

5. सीटू मांसपेशी समारोह परीक्षण, ऊतक कटाई और ऊतक विश्लेषण में

  1. 9 सप्ताह के प्रशिक्षण हस्तक्षेप के बाद, पूरक ऑक्सीजन के साथ इनहेल्ड आइसोफ्लुरेन (4% प्रेरण; 2% रखरखाव) का उपयोग करके चूहों को एनेस्थेटाइज करें, और पूरी प्रक्रिया में उचित एनेस्थेटिक विमान निगरानी सुनिश्चित करें।
  2. आइसोमेट्रिक पेशीशक्ति का परीक्षण करने के लिए गैस्ट्रोकेनेमस, प्लांटारिस, सोलस (जीपीएस) कॉम्प्लेक्स पर एक सीटू मांसपेशी समारोह परीक्षण करें। 1-300 हर्ट्ज के बीच 11 आरोही आवृत्तियों पर 27 जी इलेक्ट्रोड सुइयों के साथ साइटिक तंत्रिका को सीधे उत्तेजित करके एक बल-आवृत्ति वक्र स्थापित करें, जिसमें टेटेनिक संकुचन 100-150 हर्ट्ज29 के आसपास होता है।
  3. मांसपेशियों के कार्य परीक्षण के तुरंत बाद, गर्भाशय ग्रीवा अव्यवस्था के माध्यम से चूहों को इच्छामृत्यु दें और हृदय को हटाकर इच्छामृत्यु की पुष्टि करें। प्लांटारिस और सोलस मांसपेशियों को सावधानीपूर्वक एक्साइज करें और गीले ऊतक द्रव्यमान को रिकॉर्ड करें।
  4. प्रत्येक मांसपेशी के नमूने को एक एम्बेडिंग माध्यम (ओसीटी) में कोट करें और इसे कॉर्क पर माउंट करें। इसे तरल नाइट्रोजन-कूल्ड आइसोपेंटेन में फ्रीज करें, और इसे -80 डिग्री सेल्सियस पर स्टोर करें जब तक कि मांसपेशियों के ऊतकों (10 μm मोटी) के वर्गों पर आगे इम्यूनोहिस्टोकेमिकल (आईएचसी) विश्लेषण नहीं किया जाता है।
  5. लैमिनिन के लिए इम्यूनोफ्लोरेसेंस का उपयोग करके मांसपेशी फाइबर सीएसए का विश्लेषण करें। एक स्वचालित छवि परिमाणीकरण मंच30 का उपयोग करके फाइबर सीएसए को मापें।

6. सांख्यिकीय विश्लेषण

  1. सभी डेटा को एसडी के औसत ± रूप में व्यक्त करें।
  2. पी ≤ 0.05 पर निर्धारित महत्व के साथ सांख्यिकीय विश्लेषण सॉफ्टवेयर का उपयोग करके सांख्यिकीय विश्लेषण करें।
  3. बार-बार माप दो-तरफा एनोवा के साथ व्हील रनिंग और ट्रेनिंग वॉल्यूम डेटा की तुलना करें।
  4. एक तरफा एनोवा के साथ शरीर द्रव्यमान, ऊतक द्रव्यमान, सीएसए और मांसपेशियों के कार्य की तुलना करें। यदि महत्वपूर्ण एफ-अनुपात पाए जाते हैं, तो फिशर एलएसडी पोस्ट हॉक विश्लेषण का उपयोग करके समूह के भीतर अंतर की तुलना करें।
  5. प्रभाव आकार की गणना करें, फिर उन्हें क्रमशः छोटे, मध्यम और बड़े प्रभाव आकारों के लिए 0.01, 0.06 और 0.14 के रूप में व्याख्या करें।

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Representative Results

इस अध्ययन में, 24 C57BL/6 चूहों (इस अध्ययन की शुरुआत में 6.3 ± 0.7 महीने) को यादृच्छिक रूप से तीन उपचार समूहों में से एक को सौंपा गया था: गतिहीन (SED), लोडेड व्हील रनिंग (LWR; डुंगन एट अल.17 द्वारा वर्णित PoWER के समान), या उच्च LWR (HLWR), और फिर अपने संबंधित 9 सप्ताह प्रोटोकॉल को पूरा किया। अनुकूलन सप्ताह (सप्ताह 1) के बाद, चलने की दूरी या प्रशिक्षण मात्रा (चित्रा 5) में कोई समूह या समूह एक्स समय अंतर नहीं था।

Figure 5
चित्र 5: LWR (हरे भरे हुए वर्ग) और HLWR (लाल भरे हुए त्रिभुज) समूहों के लिए रनिंग व्हील विशेषताएं। (A) औसत दैनिक चलने की दूरी (किमी); (बी) औसत प्रशिक्षण मात्रा (किमी / दिन ) दैनिक चलने की दूरी (किमी / दिन) के रूप में व्यक्त की जाती है, जिसे दैनिक पहिया भार (जी में) से गुणा किया जाता है। डेटा को समूह माध्य ± एसडी के रूप में व्यक्त किया जाता है। HLWR, n = 7. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

फाइबर सीएसए (पी = 0.536) (चित्रा 6 ए) में कोई अंतर नहीं होने के बावजूद, एसईडी समूह (पी < 0.001) की तुलना में एचएलडब्ल्यूआर समूह में सामान्यीकृत सोलस द्रव्यमान 21.4% बड़ा था। यद्यपि प्लांटारिस मांसपेशी द्रव्यमान और औसत फाइबर सीएसए ने सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर प्रदर्शित नहीं किया (पी = 0.573 और पी = 0.111, क्रमशः), एसईडी और एलडब्ल्यूआर (चित्रा 6 बी) की तुलना में एचएलडब्ल्यूआर के प्लांटारिस में एक बड़े सीएसए के साथ फाइबर के अनुपात में बदलाव प्रतीत होता है। समूहों के बीच जीपीएस कॉम्प्लेक्स के ट्विच या पीक बल में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था जैसा कि एक सीटू मांसपेशी समारोह परीक्षण (तालिका 2) द्वारा मापा गया था।

Figure 6
चित्र 6: फाइबर क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र अनुपात। (ए) सोलस और (बी) प्लांटारिस मांसपेशी फाइबर अनुपात (%) एसईडी (काले भरे हुए सर्कल), एलडब्ल्यूआर (हरे भरे वर्ग), और एचएलडब्ल्यूआर (लाल भरे हुए त्रिकोण) समूहों (एन = 3-4/समूह) के लिए क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र द्वारा। सोलस मांसपेशी में सभी समूहों में समान फाइबर सीएसए अनुपात होता है। एसईडी और एलडब्ल्यूआर समूहों की तुलना में एचएलडब्ल्यूआर समूह की प्लांटारिस मांसपेशी में बड़े सीएसए के साथ फाइबर का अनुपात अधिक होता है। डेटा को प्रत्येक फाइबर आकार श्रेणी के लिए समूह माध्य के रूप में व्यक्त किया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

समूह
SED LWR HLWR P-मान प्रभाव आकार (2)
पूर्व-प्रशिक्षण शरीर द्रव्यमान (जी) 26.35 ± 2.12 28.07 ± 3.42 25.71 ± 2.22 0.299 0.324
प्रशिक्षण के बाद शरीर द्रव्यमान (जी) 26.82 ± 1.96 28.91 ± 2.80 27.43 ± 2.07 0.251 0.341
सोलस द्रव्यमान (mg / g BM) 0.28 ± 0.03 0.31 ± 0.02 0.34 ± 0.03# 0.003 0.611
प्लांटारिस द्रव्यमान (मिलीग्राम / जी बीएम) 0.61 ± 0.06 0.64 ± 0.03 0.63 ± 0.06 0.573 0.239
सोलस CSA (μm²) 2042 ± 320 1964 ± 357 1800 ± 206 0.536 0.130
Plantaris CSA (μm²) 2032 ± 159 2483 ± 579 2754 ± 109 0.111 0.519
ट्विच बल (एन / जी जीपीएस) 2.96 ± 0.47 3.19 ± 0.58 3.42 ± 0.78 0.254 0.340
अधिकतम टेटनिक बल (एन / जी जीपीएस) 11.43 ± 1.77 13.04 ± 2.87 13.13 ± 1.70 0.136 0.395
# - एसईडी की तुलना में प्रतीकात्मक रूप से अलग संकेत देता है; प्रभाव आकार (2): छोटा = 0.01; मध्यम = 0.06; बड़ा = 0.140

तालिका 2. पशु विशेषताओं, ऊतक द्रव्यमान, मांसपेशी बल, और फाइबर क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र

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Discussion

कृन्तकों में मौजूदा प्रतिरोध व्यायाम मॉडल कंकाल की मांसपेशियों के अनुसंधान के लिए अमूल्य साबित हुए हैं; हालांकि, इनमें से कई मॉडल आक्रामक, अनैच्छिक और / या समय- और श्रम-गहन हैं। एलडब्ल्यूआर एक उत्कृष्ट मॉडल है जो न केवल अन्य अच्छी तरह से स्वीकृत प्रतिरोध व्यायाम प्रशिक्षण मॉडल में देखे गए समान मांसपेशियों के अनुकूलन को प्रेरित करता है, बल्कि शोधकर्ता द्वारा न्यूनतम समय / श्रम प्रतिबद्धता के साथ जानवर के लिए एक पुरानी, कम तनाव व्यायाम उत्तेजना भी प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, चूंकि एलडब्ल्यूआर मॉडल को शोधकर्ता से न्यूनतम प्रत्यक्ष हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है, चूहों के पूरे समूहों को आसानी से लघु या दीर्घकालिक हस्तक्षेप अध्ययनों के लिए एक साथ व्यायाम-प्रशिक्षित किया जा सकता है। हालांकि, मध्यम पहिया भार का अनुप्रयोग या तो चूहों को बड़ी दूरी (बहुत कम प्रतिरोध) चलाने से रोकने में विफल रहता है, या चूहों ने लोड आवेदन (बहुत अधिक प्रतिरोध) की विधि के कारण लगभग पूरी तरह से चलना बंद कर दिया। डुंगन एट अल (2019)17 द्वारा विकसित प्रगतिशील भारित-पहिया-रनिंग (PoWER) LWR मॉडल महत्वपूर्ण मांसपेशियों के अनुकूलन उत्पन्न करता है, जैसे कि फाइबर हाइपरट्रॉफी, लेकिन अधिक ऑक्सीडेटिव फेनोटाइप में बदलाव को भी बढ़ावा देता है। वास्तव में "प्रतिरोध-आधारित" मॉडल के रूप में PoWER की सीमा यह है कि यह एक उच्च-मात्रा (दूरी) और कम-भार (प्रतिरोध) उत्तेजना प्राप्त करता है, जो प्रतिरोध और धीरज उत्तेजना दोनों का संयोजन प्रदान करने वाले हाइब्रिड प्रशिक्षण आहार का अधिक प्रतिबिंबित करता है। इसलिए, चूहों के लिए एक नया हाई-लोडेड व्हील रनिंग (एचएलडब्ल्यूआर) मॉडल विकसित किया गया है, जिसने पीओडब्ल्यूईआर मॉडल को एक प्रतिरोध-पक्षपाती उत्तेजना प्रदान करने के लिए संशोधित किया है जहां बाहरी भार लागू होता है और उत्तरोत्तर बढ़ाया जाता है, जिससे चूहों को दौड़ना जारी रखने में सक्षम बनाया जाता है, लेकिन पहले उपयोग किए गए भार की तुलना में बहुत अधिक भार पर। हमारे मॉडल ने पीओडब्ल्यूईआर मॉडल के रूप में असंतुलित व्हील लोडिंग की एक ही अवधारणा का उपयोग किया लेकिन एक सरल और कम महंगी प्रणाली के साथ। चूहों के "सामान्य" छिटपुट (ऑन और ऑफ) चलने वाले पहिया व्यवहार के अलावा, असंतुलित पहिया लोडिंग चूहों को बाधित "स्पर्स" में चलाने का कारण बनता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि माउस को क्रांति के पहले छमाही के दौरान चक्र (गुरुत्वाकर्षण का विरोध) के शीर्ष पर भार खींचने की आवश्यकता होती है, केवल "तट" या "मुक्त पहिया" के लिए क्योंकि क्रांति के दूसरे छमाही के दौरान भार गुरुत्वाकर्षण के साथ नीचे की ओर गिरता है।

9 सप्ताह के प्रशिक्षण के बाद, एचएलडब्ल्यूआर चूहों की सोलस मांसपेशी ने मांसपेशियों में 21.4% की वृद्धि प्रदर्शित की, लेकिन फाइबर सीएसए में कोई अंतर नहीं। जबकि एचएलडब्ल्यूआर चूहों की प्लांटारिस मांसपेशियों ने मांसपेशियों में कोई महत्वपूर्ण वृद्धि नहीं दिखाई, बड़े सीएसए वाले तंतुओं का अनुपात बढ़ गया। कोन्हिलास एट अल और सोफे एट अल ने19,23 चलने वाले कम प्रतिरोध और उच्च प्रतिरोध पहिया के बीच मांसपेशियों की वृद्धि में कोई अंतर नहीं देखा; हालांकि, वर्तमान अध्ययन में, एलडब्ल्यूआर और एचएलडब्ल्यूआर समूहों में सोलस द्रव्यमान क्रमशः ~ 10% और ~ 20% बढ़ गया। ऐसा लगता है कि उपन्यास एचएलडब्ल्यूआर प्रतिरोध प्रशिक्षण मॉडल के जवाब में मांसपेशी अतिवृद्धि मांसपेशी और फाइबर-प्रकार विशिष्ट हो सकती है; हालांकि, इस धारणा की पुष्टि करने के लिए आगे की जांच की आवश्यकता है। सीटू मांसपेशी समारोह परीक्षण एकल तीव्र सत्र के रूप में किया गया था, केवल 9 सप्ताह के प्रोटोकॉल के अंत में माउस के दाहिने अंग पर, इच्छामृत्यु और ऊतक संग्रह से ठीक पहले। मांसपेशी द्रव्यमान (शरीर द्रव्यमान के लिए सामान्यीकृत गीला द्रव्यमान) केवल माउस के बाएं अंग से है, क्योंकि शल्य चिकित्सा प्रक्रिया से महत्वपूर्ण सूजन / एडिमा है जो दाहिने अंग की मांसपेशियों में गीले द्रव्यमान को बदल सकती है।

इस उपन्यास एचएलडब्ल्यूआर मॉडल का महत्व यह है कि यह दर्शाता है कि चूहे पहिया पर लागू अपेक्षाकृत उच्च भार के साथ दौड़ना जारी रखेंगे। सी 57बीएल /6 चूहों के औसत शरीर द्रव्यमान (% बीएम) के संबंध में व्हील लोड इस परियोजना (~ 26 ग्राम) में उपयोग किए जाने वाले चूहों के औसत शरीर द्रव्यमान पर आधारित है। औसत माउस शरीर द्रव्यमान तनाव, उम्र और सेक्स के आधार पर अलग-अलग होगा। एचएलडब्ल्यूआर मॉडल में 10-12.5 ग्राम का उच्चतम भार (माउस के शरीर द्रव्यमान के ~ 40% -50% के बराबर) पीओवेआर मॉडल (अधिकतम = 6 ग्राम) की तुलना में काफी अधिक है, या पहिया प्रतिरोध से लगभग दोगुना है। हालांकि सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण नहीं है, लेकिन चलने की दूरी में भारी गिरावट दिखाई देती है क्योंकि व्हील लोड सप्ताह 6 में और एचएलडब्ल्यूआर मॉडल से आगे 7.5 ग्राम से आगे बढ़ गया, जबकि एलडब्ल्यूआर ने 9 सप्ताह के प्रोटोकॉल के शेष के लिए एक निरंतर औसत चलने की दूरी बनाए रखी। चलने की दूरी को कम करने के लिए एचएलडब्ल्यूआर मॉडल में उच्च पहिया भार की विफलता इन निष्कर्षों के लिए एक सीमा है; हालांकि, इसे बड़े कॉहोर्ट आकारों के साथ कम किया जा सकता है क्योंकि समूहों के भीतर चलने वाले प्रदर्शन में बहुत अधिक परिवर्तनशीलता थी।

व्हील रनिंग के अनुकूलन के पहले सप्ताह के भीतर लगातार चलने के लिए माउस के झुकाव का आकलन करना मुश्किल हो सकता है। चूंकि कुछ चूहे मांसपेशियों के अनुकूलन को प्रेरित करने के लिए पर्याप्त नहीं चलेंगे, इसलिए पहिया चलने वाले समूहों में किसी विशेष माउस के निरंतर समावेश के लिए न्यूनतम सीमा कट-ऑफ के कार्यान्वयन की सिफारिश की जाती है। न्यूनतम सीमा कट-ऑफ अनुकूलन के पहले सप्ताह के दौरान कम से कम 1 किमी / दिन की औसत चलने वाली दूरी होनी चाहिए। यदि माउस पहले सप्ताह के दौरान औसतन कम से कम 1 किमी / दिन नहीं चलता है, तो यह संभावना नहीं है कि माउस अनुकूलन के लिए पर्याप्त उत्तेजना प्रदान करने के लिए 9 सप्ताह के प्रोटोकॉल के शेष में चलने की दूरी में काफी वृद्धि करेगा। इस मामले में, यदि कोई विशेष माउस पहले अनुकूलन सप्ताह के बाद 1 किमी / दिन की न्यूनतम सीमा को पूरा नहीं करता है, तो पहिया को लॉक करें और उस माउस को गतिहीन समूह में फिर से असाइन करें। इस न्यूनतम सीमा कट-ऑफ को लागू करने से चलने वाले आंकड़ों में परिवर्तनशीलता कम हो जाएगी और यह सुनिश्चित होगा कि चूहों को 9 सप्ताह के प्रोटोकॉल पर पर्याप्त प्रशिक्षण उत्तेजना प्राप्त होगी। यह पशु अनुसंधान के तीन "आर" की भावना में है, विशेष रूप से कमी। दूसरा, एक अंतर्निहित आकस्मिक योजना होना महत्वपूर्ण है यदि एक माउस उच्च पहिया भार लागू होने पर एक निश्चित दूरी चलाने में विफल रहता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि चूहे पूरे 9 सप्ताह के प्रोटोकॉल के लिए व्यायाम करना जारी रखते हैं, लोड को पिछले सप्ताह के लिए कम किया जाना चाहिए यदि लगातार 3 दिनों के लिए चलने की दूरी 0.25 किमी / दिन से नीचे गिर जाती है। इस मामले में, यदि कोई विशेष माउस लोड जोड़ने के बाद लगातार 3 दिनों में कम से कम 0.25 किमी की औसत से नहीं चलता है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए व्हील लोड को पिछले लोड पर वापस कम करना आवश्यक हो सकता है कि माउस 9 सप्ताह के प्रोटोकॉल के शेष के लिए प्रशिक्षण जारी रखेगा। इस अध्ययन में, यह देखा गया कि अधिकांश चूहे एचएलडब्ल्यूआर प्रोटोकॉल (चित्रा 5 ए) में उच्चतम भार (12.5 ग्राम) के साथ भी 0.25 किमी / दिन के > चलने की दूरी जारी रखने में सक्षम थे। हालांकि, इस आकस्मिक योजना को एचएलडब्ल्यूआर समूह में सात चूहों में से तीन के लिए लागू किया गया था, जिससे 9 सप्ताह के प्रशिक्षण प्रोटोकॉल के दौरान एक बिंदु पर भार को 10 ग्राम या 7.5 ग्राम तक कम करने की आवश्यकता थी। यह दुर्भाग्यपूर्ण होगा कि प्रोटोकॉल के बहुमत के लिए एक माउस सफलतापूर्वक चलाया जाए, केवल अध्ययन से हटा दिया जाए क्योंकि यह बहुत अधिक पहिया भार पर अगले चरण तक नहीं पहुंच सका। निरंतर दौड़ सुनिश्चित करने के लिए लोड को थोड़ा कम करना कल्याण से समझौता किए बिना एक व्यक्तिगत जानवर के उपयोग को अधिकतम करता है। अंत में, यह सुनिश्चित करने के लिए दैनिक (या कम से कम साप्ताहिक) भोजन की खपत को ट्रैक करना भी महत्वपूर्ण है कि चूहे बढ़ी हुई शारीरिक गतिविधि की भरपाई के लिए पर्याप्त भोजन का उपभोग कर रहे हैं। यह अपेक्षाकृत सरल है जब चूहों को व्यक्तिगत रूप से रखा जाता है। गतिहीन चूहों की तुलना में ~ 20% की भोजन सेवन में वृद्धि की उम्मीदहै।

इन परिणामों (जैसे, चलने वाली दूरी) की तुलना मूल रूप से PoWER मॉडल के लिए प्रकाशित लोगों से करना मुश्किल है। डुंगन एट अल ने प्रति दिन ~ 10-12 किमी की दौड़ की दूरीकी सूचना दी, जबकि एलडब्ल्यूआर प्रोटोकॉल का प्रदर्शन करने वाले वर्तमान प्रोटोकॉल में चूहों ने प्रति दिन ~ 5-6 किमी दौड़ लगाई। डंगन एट अल द्वारा उपयोग किए जाने वाले मादा चूहों की तुलना में वर्तमान प्रोटोकॉल में उपयोग किए जाने वाले नर चूहों के लिए भारी विसंगति को जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, क्योंकि मादा चूहों को ~ 20% -40% दूर10,32 तक दौड़ते हुए देखा गया है। इसके अलावा, डुंगन एट अल ने धातु की छड़ चलने वाली सतह के साथ धातु के पहियों का उपयोग किया, जिससे वर्तमान प्रोटोकॉल में उपयोग किए जाने वाले प्लास्टिक रनिंग पहियों की तुलना में बेहतर चलने वाला प्रदर्शन हो सकता है। यह पहले बताया गया है कि युवा महिला C57BL /6 चूहों ने एक ही प्लास्टिक रनिंग व्हील सेटअप33 पर औसतन 8-10 किमी / दिन दौड़ लगाई। इसलिए, यह दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है कि तनाव, लिंग, पहिया प्रकार और व्यक्तिगत भिन्नता जैसे कारकों के कारण चूहों के चलने वाले प्रदर्शन को निर्धारित करने के लिए व्यक्तिगत प्रयोगशाला सेटिंग्स के लिए पायलट परीक्षण किया जाए।

यहां वर्णित उच्च लोड प्रतिरोध पहिया चलने वाले मॉडल का मुख्य लाभ यह है कि यह अन्य मॉडलों की तुलना में बहुत अधिक लागत प्रभावी है जिन्हें महंगे विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है। इस रनिंग व्हील सेटअप के लिए उपकरण वाणिज्यिक विक्रेताओं से उपलब्ध विशेष रनिंग व्हील उपकरणों का एक अंश खर्च करता है। अंत में, लोड किए गए व्हील रनिंग मॉडल पशु अनुसंधान-शोधन के तीन "आर" में से एक को पूरा करते हैं। चूंकि व्हील रनिंग एक पूरी तरह से स्वैच्छिक उत्तेजना है, ये मॉडल अन्य हाइपरट्रॉफी मॉडल की तुलना में चूहों के लिए गैर-आक्रामक और काफी कम तनावपूर्ण हैं, विशेष रूप से सिनर्जिस्ट एब्लेशन या अन्य मॉडल जिन्हें ऑपरेटिंग कंडीशनिंग के दिनों या हफ्तों की आवश्यकता होती है। भविष्य के अध्ययनों से यह पुष्टि होनी चाहिए कि एचएलडब्ल्यूआर मॉडल एलडब्ल्यूआर मॉडल के मिश्रित धीरज / प्रतिरोध उत्तेजना की तुलना में अधिक हाइपरट्रॉफिक उत्तेजना प्रदान करता है। अंत में, यदि सही तरीके से प्रदर्शन किया जाता है, तो इस उपन्यास, प्रगतिशील, उच्च-भार प्रतिरोध पहिया चलने वाले मॉडल का संभावित अनुप्रयोग चूहों के लिए एक सरल लेकिन सस्ती, उच्च-थ्रूपुट और कम तनाव प्रतिरोध व्यायाम हस्तक्षेप है।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए हितों का कोई टकराव नहीं है।

Acknowledgments

हम इस परियोजना का समर्थन करने के लिए धन प्रदान करने के लिए स्नातक छात्र सरकार संघ, छात्र अनुसंधान कार्यालय, और एपलाचियन स्टेट यूनिवर्सिटी में स्वास्थ्य और व्यायाम विज्ञान विभाग को धन्यवाद देना चाहते हैं। इसके अतिरिक्त, हम पशु अनुसंधान सुविधा के दैनिक संचालन की देखरेख के लिए मोनिक एकर्ड और थेरिन विलियम्स-फ्रे को धन्यवाद देना चाहते हैं।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1 g disc neodymium magnets Applied Magnets ND018-6 Used for all sensor magnets and 1 g increments of wheel loading
2.5 g disc neodymium magnets Applied Magnets ND022 Used for 2.5 g increments of wheel loading
8-32 x 1" stainless steel screws Amazon https://www.amazon.com/gp/product/B07939RS23/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1
8-32 Wing Nuts Amazon https://www.amazon.com/gp/product/B07YYWW2SB/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&th=1
10 µL pipette tip box (empty) Thermo Scientific 2140 We used empty ART Pipette tip boxes, but any similar sized boxes/trays would suffice
Extreme Liquid Glue Loctite
Laminin primary antibody Novus Biologicals NB300-144AF647 primary antibody conjugated with AF657; 1:200 in PBS containing 10% normal goat serum
Lithium 3 V battery n/a CR2032
M10 (3/16" x 1 1/4") stainless steel fender washers Amazon https://www.amazon.com/gp/product/B00OHUHEU8/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&th=1
MyoVision: Automated Image Quantification Platform  Wen et al. (2017) v1.0 https://www.uky.edu/chs/center-for-muscle-biology/myovision
Polycarbonate rodent cage (430 mm L x 290 mm W x 201 mm H), with narrow width stainless steel wired bar lid Orchid Scientific Polycarbonate Rat Cage Type II https://orchidscientific.com/product/rat-cage/ - 1519974600758-c29bc1c5-6dfa
Sigma Sport 509 Bike Computer Sigma Sport Does not need to be this model in particular, but must have distance and time monitoring capabilities
Silent Spinner Running Wheel (mini 11.4 cm) Kaytee SKU# 100079369 https://www.kaytee.com/all-products/small-animal/silent-spinner-wheel

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