Statische krachttrainingsmethode voor type 2 diabetische muizen
Summary
Dit protocol biedt een eenvoudige methode om statische trainingsapparatuur voor muizen te maken. Het apparaat handhaaft de isometrische spiercontractie van de ledematen van muizen om het interventie-effect van traditionele lichaamsbeweging op diabetes type 2 (T2DM) te verifiëren en biedt nieuwe oefentherapie voor de klinische behandeling van T2DM.
Abstract
De behandeling van diabetes mellitus type 2 (T2DM) is een grote moeilijkheid bij het verbeteren van de gezondheid van de patiënt. Lichaamsbeweging is een van de belangrijkste interventies voor T2DM. Statische krachttraining is een van de belangrijkste vormen van traditionele sporten in China. Onderzoek toont aan dat statische krachttraining een effectieve klinische methode is voor T2DM-interventie, maar er is geen experimenteel apparaat dat geschikt is voor statische training bij muizen. Een van de moeilijkheden bij de overgang van klinisch naar fundamenteel onderzoek is het ontwerpen van geschikte experimentele apparaten. Om het mechanisme van statische trainingsinterventie bij T2DM verder te bestuderen, wordt in dit artikel een eenvoudige methode geïntroduceerd voor het maken van een statisch trainingsapparaat voor muizen. Dit apparaat heeft de voordelen van eenvoudige bediening, goedkoop materiaal en hoge haalbaarheid. Eerdere studies die onder dit protocol zijn uitgevoerd, hebben aangetoond dat statische training de bloedglucosespiegel effectief kan verlagen en de mitochondriale functie van skeletspiercellen bij T2DM-muizen kan verbeteren. Het doel van de introductie van dit apparaat is om onderzoek naar het mechanisme van traditionele lichaamsbeweging bij de interventie van T2DM te bevorderen en om een basis te leggen voor de kwantitatieve interventie van lichaamsbeweging.
Introduction
Diabetes mellitus type 2 (T2DM) is een chronische ziekte die wordt gekenmerkt door insulineresistentie en β-celdisfunctie die een aanzienlijke bedreiging vormt voor de wereldwijde gezondheid. Lichaamsbeweging is een cruciale interventie bij de behandeling van diabetes type 2. Talrijke onderzoeken hebben aangetoond dat traditionele Chinese trainingsmethoden, zoals Tai Chi en Ba Duan Jin, de bloedsuikerspiegel en de kwaliteit van leven van personen met T2DM 2,3,4,5 aanzienlijk verbeteren. Om deze bewegingen uit te voeren, moet de trainer gedurende een bepaalde tijd een stabiel lichaam en gewrichtspositie aanhouden. De statische positie wordt ondersteund door statische spiercontracties uit te voeren, die gewoonlijk statische sterkte6 worden genoemd.
Het mechanisme van statische krachttrainingsinterventie bij T2DM is echter niet opgehelderd. Om deze vraag te beantwoorden zijn dierproeven essentieel. Tijdens isometrische oefeningen worden de spieren geactiveerd, behouden ze een constante lengte en bereiken ze veilig maximale spanning7. Bij experimenten met statische krachttraining is het proefdier nodig om isometrische spiercontracties uit te voeren en deze toestand van spiercontractie te behouden. Het implementeren van statische krachttraining op muizen, ratten en andere proefdieren is een groot probleem geworden in het onderzoek. Ten eerste hebben dieren moeite om commando’s te gehoorzamen en hun spieren samen te trekken als dat nodig is. Ten tweede is het moeilijk voor het dier om een stabiele positie onder weerstand te behouden en kan het doel van isometrische spiercontractie niet worden bereikt. Hoewel dieren naar behoefte kunnen trainen, is het belangrijk om zorgen met betrekking tot dierenwelzijn aan te pakken, zoals het verlichten van stress en angst, het minimaliseren van pijn en het verbeteren van de algehele omstandigheden. Dit protocol heeft betrekking op een statisch trainingsmodel voor ratten 8,9, en hier introduceren we een eenvoudig apparaat voor statische training van muizen. Wanneer de achterpoten van muizen worden opgetild, trekken hun buikspieren samen als gevolg van de oprichtende reflex, de voorpoten grijpen de dwarsbalk aan de voorkant vast en vervolgens trekken de voorste en achterste ledematen samen tegen de zwaartekracht in. De muizen kunnen niet bewegen nadat ze de korte stang hebben vastgepakt, waardoor hun spieren in een staat van isometrische contractie zijn.
Protocol
Representative Results
Discussion
Statische krachttraining kan vetophoping verminderen, helpen bij het afvallen en de stofwisseling verhogen8. Bovendien verbetert het de expressie van PGC-1α en mitochondriale biogenese in skeletspiercellen, wat leidt tot een verbeterd glucosemetabolisme bij muizen met diabetes mellitus type 2 en een daaruit voortvloeiende verlaging van de bloedglucosespiegels11. Om de impact en het mechanisme van statische training op T2DM te bevestigen, moeten geschikte apparaten worden o…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door de tweede reeks speciale wetenschappelijke onderzoeksprojecten van de National Clinical Research Base of Traditional Chinese Medicine (JDZX2015127, gebaseerd op het Anhui Provincial Hospital of Chinese Medicine).
Materials
| Acrylic boards | Transparent acrylic boards with 5mm thickness. The size should be larger than 20cm×20cm | ||
| Boxes | Two boxes of the same height (15~20cm) | ||
| ELISA KIT | H203-1-2 | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | |
| Hot melt glue gun | Avoid touching the gun head to cause burns | ||
| Knives | No special requirement | ||
| Metformin tablets | 1396309 | Sigma | |
| scissors | No special requirement | ||
| Sticks | Several wooden sticks with a diameter of 3mm | ||
| Streptozotocin | S0130 | Sigma | |
| Tape | No special requirement | ||
| Transmission Electron Microscope (TEM) | HT7700 | HITACHI |
References
- Zheng, Y., Ley, S. H., Hu, F. B. Global aetiology and epidemiology of type 2 diabetes mellitus and its complications. Nat Rev Endocrino. 14 (2), 88-98 (2018).
- Li, X., et al. Effects of fitness qigong and tai chi on middle-aged and elderly patients with type 2 diabetes mellitus. Public Lib Sci. 15 (12), e0243989 (2020).
- Qin, J., et al. Effect of tai chi on quality of life, body mass index, and waist-hip ratio in patients with type 2 diabetes mellitus: A systematic review and meta-analysis. Front Endocrino. 11, 543627 (2020).
- Yang, H., Wu, X., Wang, M. Effect of conventional medical treatment plus Qigong exercise on type 2 diabetes mellitus in Chinese patients: A Meta-analysis. J Trad Chinese Med. 38 (2), 167-174 (2018).
- Yu, X., Chau, J. P. C., Huo, L. The effectiveness of traditional Chinese medicine-based lifestyle interventions on biomedical, psychosocial, and behavioral outcomes in individuals with type 2 diabetes: A systematic review with meta-analysis. Int J Nurs Stud. 80, 165-180 (2018).
- Ağgön, E., et al. Effect of dynamic and static strength training on hormonal activity in elite boxers. Baltic J Health Phys Activity. 12 (3), 1-10 (2020).
- Merico, A., et al. Effects of combined endurance and resistance training in Amyotrophic Lateral Sclerosis: A pilot, randomized, controlled study. Eur J Translat Myo. 28 (1), 7278 (2018).
- Liu, Y., et al. Eight weeks of high-intensity interval static strength training improves skeletal muscle atrophy and motor function in aged rats via the PGC-1α/FNDC5/UCP1 pathway. Clin Interven Aging. 16, 811-821 (2021).
- Jun, X., et al. Animal model for static massage training. Massage Guid. (02), 5-6 (2000).
- Wei, J., et al. Mechanism by which static exercise improves insulin resistance in skeletal muscle of type 2 diabetes. Chinese J Tiss Eng Res. 28 (08), 1271-1276 (2024).
- Zhenrui, L., Fang, L., Wu, W., Huang, J. The effect of static training on upper limb motor ability in aged rats was studied based on PGC-1α signal pathway RNA interference. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research. 30 (01), 247-249 (2019).
- Lee, S. H., Park, S. Y., Choi, C. S. Insulin resistance: From mechanisms to therapeutic strategies. Diab Metab J. 46 (1), 15-37 (2022).
- Campos, J. C., et al. Exercise preserves physical fitness during aging through AMPK and mitochondrial dynamics. Proc Natl Acad Sci U S A. 120 (2), e2204750120 (2023).
