Yöntem makalesi

Gebe Sıçanlarda Yüzme Egzersiz Protokolü ve Bakım Yöntemleri

DOI:

10.3791/66577

⸱

5 Nisan 2024

 ,  ,  ,  , 
1Department of Exercise Physiology, Beijing Sport University, 2Laboratory of Sports Stress and Adaptation of General Administration of Sport, Beijing Sport University, 3Key Laboratory of Physical Fitness and Exercise, Ministry of Education, Beijing Sport University

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada, eğitim sonrası gebe sıçanlar için sıçan yetiştirme yöntemlerini, yüzme eğitimi prosedürlerini ve üreme sonrası hemşirelik protokollerini tanımlamak için bir protokol sunuyoruz. Bu protokol, hamilelik sırasında maternal egzersizin yavrular ve altta yatan mekanizmalar üzerindeki etkilerini incelemek için bir hayvan modeli sağlar.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sağlık ve hastalık kavramının gelişimsel kökenleri, erken çevrelerin diyabet, kardiyovasküler hastalık ve kanser gibi kronik bulaşıcı olmayan hastalıklar üzerindeki etkisini vurgulamaktadır. Hayvan modellerini kullanan çalışmalar, yetersiz beslenme, aşırı beslenme, obezite ve kimyasallara veya hipoksiye maruz kalma gibi maternal faktörlerin fetal gelişimi ve yavru sağlığını nasıl etkilediğini ve düşük doğum ağırlığı, yüksek tansiyon, dislipidemi ve insülin direnci gibi sorunlara yol açtığını araştırmıştır. Üreme çağındaki kadınlar arasında aşırı kilo ve obezite prevalansının arttığı göz önüne alındığında, etkili müdahaleler kritik öneme sahiptir. Hamilelik sırasında anne egzersizi, hem anneye hem de yavrulara fayda sağlayan ve hastalık riskini azaltan önemli bir müdahale olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışma, üç egzersiz modelinin hamile sıçanlar üzerindeki farklılıklarını karşılaştırmaktadır: gönüllü tekerlek koşusu, motorlu koşu bandı ve yüzme. Yüzme, güvenli ve kontrollü yoğunluk seviyeleri nedeniyle en faydalı seçenektir. Bu protokol, sıçan yetiştirme yöntemlerini, hamilelik sırasında yüzme eğitimini ve üreme sonrası hemşirelik protokollerini detaylandırır. Çeşitli sıçan ve fare türleri için uygun olan bu model, anne egzersizinin yavru sağlığı ve nesiller arası sağlık üzerindeki faydalarını incelemek için yararlıdır.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sağlık ve Hastalığın Gelişimsel Kökenleri (DOHaD) kavramı son yirmi yılda ortaya çıkmış ve erken gelişim sırasındaki çevresel etkilerin, özellikle diyabet, kardiyovasküler hastalık vebazı kanser türleri olmak üzere kronik bulaşıcı olmayan hastalık (NCD) ile ilişkili daha sonraki patofizyolojik süreçlerin riskini etkilediğini göstermiştir1. Yavruların intrauterin ortama maruz kaldığı fetal gelişimin en plastik aşamasında, gen ve çevre etkileşimi ve uteroplasental perfüzyon, fetal yeniden programlamanın çok önemli faktörleridir2. Önceki çalışmalar, hamilelik sırasında annenin yetersiz beslenmesi, aşırı beslenmesi veya obezitesi ve doğum öncesi kimyasallara veya hipoksiye maruz kalma gibi fetal gelişim ve yavrularda uzun vadeli fenotipik etkiler üzerindeki zararlı etkileri araştırmak için ağırlıklı olarak hayvan modellerini kullanmıştır3. Bu, düşük doğum ağırlığı ve daha sonra büyümeye neden oldu ve yüksek kan basıncı, dislipidemi ve insülin direnci dahil olmak üzere yavrular üzerinde olumsuz etkiler yarattı4. Üreme çağındaki kadınlar arasında aşırı kilo ve obezite oranı hızla arttığından, bu zararlı anne bozukluklarının nesiller arası geçişini önlemek için etkili müdahalelerin oluşturulmasına acilen ihtiyaç duyulmaktadır ve bu da nüfus sağlığı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir 5,6.

Egzersiz uzun zamandır tip 2 diyabet, hipertansiyon ve diğer bazı hastalıklar için önemli bir önleyici terapötik olarak kabul edilmektedir7. Hamilelik sırasında egzersizin anne için yararlı etkileri vardır ve yavrular üzerinde yararlı etkiler sağlar, böylece hastalığın anneden yavrulara geçişini azaltır8. Birkaç yıl süren araştırmalar, gestasyonel diabetes mellitus 9,10 gibi yaygın gebelik koşullarında önemli azalmalar da dahil olmak üzere egzersizin güvenliğini ve derin faydalarını göstermiştir. Anne ve fetal güvenlik ile ilgili olarak, egzersiz eğitimi ve hemşirelik sonrası protokollerin yürütülmesi zordur.

David11ve ark. Kardiyovasküler sağlık araştırmalarına uygulanabilir hayvan egzersiz modellerini tanımladı. Yaygın olarak kullanılan üç egzersiz modeli, gönüllü tekerlek koşusu, motorlu koşu bandı ve yüzmenin avantajları ve dezavantajları vardır. İstemli çalışan tekerlek, sıçanların lokomotor davranışlarını yakından taklit ederek sirkadiyen ritimlerine göre hareket etmelerini sağlar. Bununla birlikte, bu tür bir egzersiz, yoğunluğun ve sürenin daha kesin bir şekilde düzenlenmesini gerektirir. Motorlu koşu bandı egzersiz yoğunluğunu, hacmini ve süresini kontrol edebilir, ancak bazen hayvanlarda fiziksel ve psikolojik stresi tetikleyebilecek elektrik stimülasyonuna ihtiyaç duyar. Yüzme, sıçanların doğal yüzme kabiliyeti nedeniyle kemirgen çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır, bu da elektrik stimülasyonunu veya ayaklarında ve kuyruklarında mekanik hasarı önleyebilir12. Doğum öncesi egzersiz modelleri13,14 üzerine yapılan çalışmalarda, yüzme yaygın olarak kullanılan bir egzersiz yöntemidir. Hamilelik ilerledikçe ve farenin karnı şiştikçe, koşu bandı ve tekerlek koşusu egzersizleri karnın sert yüzeylerle tekrar tekrar temasına neden olabilir. Buna karşılık, yüzmedeki su ortamı kaldırma kuvveti sağlayarak hamile hayvanlar için egzersizle ilgili yaralanma riskini azaltır.

Bu protokolde sıçan yetiştirme yöntemleri, gebelikte yüzme eğitiminin nasıl yapılacağı ve eğitim sonrası gebe sıçanlar için üreme sonrası hemşirelik protokolleri anlatılmaktadır. Bu hamile yüzme eğitimi modeli, çok çeşitli sıçan ve fare türlerine uygulanabilir, bu da anne egzersizinin yavru sağlığı üzerindeki yararlı etkilerini düzenleyen mekanizmaları ve nesiller boyunca egzersizin faydalarını incelemek için hayvan temelli modeller kullanarak gelecekteki araştırmalar için yararlı bir kemirgen modeli sağlayabilir.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada açıklanan tüm yöntemler, Pekin Spor Üniversitesi'ndeki hayvan etik komitesi tarafından onaylanmıştır ve Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) yönergelerine ve Çin hayvan koruma yasaları ve kurumsal yönergelerine uygun olarak yürütülmüştür.

1. Farelerin çiftleşmesi ve beslenmesi

  1. 10 haftalık Wistar dişi sıçanları ve 11 haftalık Wistar erkek sıçanları olarak derecelendirilmiş spesifik patojen içermeyen (SPF) satın alın.
  2. Uyarlanabilir beslemeyi uygulayın: Wistar sıçanlarını standart bir kemirgen diyetiyle ad libitum ile besleyin ve belirlenen besleme tesisinde bir hafta boyunca musluk suyuna erişim sağlayın. Tüm sıçanların 22 ° C sabit sıcaklıkta ve% 45-55 nemde 12 saatlik bir aydınlık-karanlık döngüsünde barındırıldığından emin olun.
  3. Dişi sıçanın kızgınlığını inceleyin.
    1. Temiz cam mikroskop slaytları, 2 mm çapında pamuklu çubuklar, salin solüsyonu (%0,9 NaCl) ve mikroskop dahil olmak üzere ekipman ve malzemeleri hazırlayın.
    2. Her mikroskop slaytını tarih ve sıçan kimliği ile etiketleyin.
    3. Stresi en aza indirmek için akşam 6 ile 7 arasında dişi fareyi nazikçe kısıtlayın. Kuyruğun tabanını başparmağınız ve işaret parmağınızla kavrayın, diğer parmaklarınızla farenin bel omuruna baskı uygulayın.
    4. Kuyruğun ucunu kaldırın ve vajinal kısmı ortaya çıkarın. Pamuklu bir bezi tuzlu su çözeltisiyle nemlendirin, ardından ucu vajinaya koyun ve vajinal salgıları toplamak için ucu hafifçe yuvarlayın.
    5. Swab ucunu slayt boyunca yuvarlayın ve aynı alana tekrar uygulanmasını önleyin.
    6. Smear'ı mikroskop altında inceleyin ve hücreleri bulmak ve gözlemlemek için düşük büyütme objektifini (10x) kullanın.
      NOT: Kızgınlık sırasında, vajinal sekresyonlar daha büyük epitel çekirdeklerine sahiptir, yerini bir höyükte biriken skuamöz pul pul dökülmüş keratinize epitel hücreleri alır.
    7. Her sıçan için kızgınlık döngüsünün aşamasını kaydedin.
  4. Akşam 7 ile 8 arasında, çiftleşme kafesine bir erkek ve bir dişi sıçan yerleştirin.
    NOT: Dişi sıçanların çiftleşmek için proöstrus veya kızgınlık içinde olmaları gerekir.
  5. İkinci gün, sabah 7 ile 8 arasında, çiftleşme kafesinde çiftleşme tapaları olup olmadığını kontrol edin. Çiftleşme kafesinin tabanında bir çiftleşme tıkaç bulunursa, adım 1.3.4- 1.3.6'da açıklanan yöntemin aynısını izleyerek dişi sıçan için bir vajinal sekresyon yayması oluşturmaya devam edin.
    NOT: Çiftleşme tıkaçları, vajinal sekresyonlarla birleştirilmiş erkek sıçan seminal vezikülü ve prostat salgılarından yapılmış süt beyazı veya sarımsı jelatinimsi malzemelerdir.
  6. Dişi sıçanda hamileliği onaylayın: çiftleşme kafesinde çiftleşme tıkaçları bulduktan sonra, vajinal sekresyon smear üzerinde sperm gözlemleyin. Bu günü gebelik günü 1 (GD1) olarak belirleyin.
  7. Hamile fareyi ayrı bir kafeste izole edin.
    NOT: Hamileliğin ilk aşamalarında, hamile bir farenin çevresinde yabancı erkek kimyasal ipuçlarıyla karşılaşmasını veya yabancı bir erkek sıçanla birlikte yaşamasını önlemek zorunludur.
  8. Sıçan gebelik dönemleri tipik olarak 21-23 gün sürer. Sıçanların vücut ağırlıklarını GD1'den GD20'ye kadar ölçün ve kaydedin.
  9. GD20'de, hamile farenin kafesini temiz bir tane ile değiştirin ve kafese tıbbi emici pamuğu (fareye benzer boyutta) yerleştirin. Yedi günlük hayatta kalma için yeterli su ve yiyecek sağlayın ve kafesi sessiz bir yere yerleştirin.
    NOT: Sıçan doğumundan sonra en az 1 hafta kafesi değiştirmeyin. Temiz bir kafese geçerken, farelerin yavrularının kokusunu tanıyabilmelerini sağlamak için kullanılmış emici pamuğu kirli kafesten yenisine aktarın.
  10. Doğumdan sonraki 21. günde , yavruları cinsiyetlerine göre ayırın ve iki kafese koyun.
    NOT: 21 günlük yavruların boyutunun daha küçük olması nedeniyle, sert besleme peletlerini kafesin içindeki bir cam petri kabına yerleştirin.

2. Doğum öncesi yüzme eğitim programı

  1. Tüm deney dişi sıçanlar için 5 gün boyunca adaptasyon eğitimi verin.
    1. En az 20 cm yüksekliğinde şeffaf bir plastik kap hazırlayın ve 34 ± 1°C'de 10 cm su ile doldurun.
    2. Farenin kuyruğunun ucunu kavrayın ve kaldırın, ardından fareyi suya koyun.
    3. 15 dakikalık uyarlanabilir egzersiz sırasında, sıcaklığı korumak için ılık su ekleyerek her 5 dakikada bir su sıcaklığını yakından izleyin.
    4. Eğitimden sonra, kürkünü yıkamak için fareyi 34 ± 1 ° C'de temiz suya aktarın. Ardından, fareyi havlulu bir kafese aktarın ve kürkünü kurutmak için bir saç kurutma makinesi kullanın.
      NOT: Gürültü ve sıcak bir ortam farelerde strese neden olabilir. Bu nedenle, sıcaklığı ayarlanabilir ve sessiz bir saç kurutma makinesi kullanılması önerilir.
    5. Lütfen fareyi kendi kafeslerine geri koyun.
  2. Sıçan çiftleşmesi (1.3-1.6 adımlarını izleyin).
  3. Adım 1.7'den sonra, hamile sıçanları rastgele bir hareketsiz gruba (SED) ve bir egzersiz grubuna (EX) atayın.
  4. Her egzersiz seansından önce fareyi günlük olarak tartın.
    NOT: Adaptif eğitim sırasında, sıçanların kilo kaybı 3 g / gün'ü geçmemelidir. Doğum öncesi eğitim sırasında, sıçanların ağırlığı yavaş yavaş artmalıdır. Sıçanlar günde 3 g'dan fazla kaybederse, iyileşmeye izin vermek için günlük eğitim süresini% 50 azaltın.
  5. EX için GD1'den GD20'ye kadar haftada 6 gün, sabah 8:00 - 9:00 saatleri arasında doğum öncesi yüzme eğitimi verin.
    1. 50 cm çapında ve minimum 50 cm yüksekliğinde dairesel bir su kovası hazırlayın ve 34 ± 1°C sıcaklıkta 40 cm su ile doldurun.
    2. GD1'den GD5'e kadar, başlangıçta yüzme eğitimini günde 20 dakika yapın ve kademeli olarak günde 60 dakikaya çıkarın.
    3. GD6'dan GD20'ye kadar, haftada 6 gün boyunca günde 60 dakika egzersiz eğitimine devam edin.
    4. Bakım sonrası bakım için 2.1.4-2.1.5 adımlarına bakın.
    5. Egzersizden sonra, beslenme desteği sağlamak için EX rat'a 5 g kemirgen ayçiçeği çekirdeği verin.
  6. Her gün EX antrenmanı sırasında, SED sıçanını adaptif antrenmanla aynı su ortamına yerleştirin (adım 2.1.1). SED sıçanının su ortamında EX sıçan ile aynı süreyi geçirmesine izin verin. Egzersizden sonra, SED faresine 5 g kemirgen ayçiçeği çekirdeği verin, böylece onlara besin desteği ve yatıştırıcı duygular sağlayın.
  7. Her yüzme antrenman seansından sonra, su kovaları ve havlular da dahil olmak üzere tüm ekipmanı ultraviyole ışıkla temizleyin ve dezenfekte edin.

3. Fetüslerin fiziksel özellikleri

  1. GD20.5 sabahı, dişi sıçaanı% 3 izofluran ile uyuşturun ve bir CO2 odasında ötenazi yapın.
  2. Sıçanın alt karnında bir kesi yapmak için cerrahi bir bıçak kullanın. Kesinin karnın her iki tarafına doğru eğimli olduğundan ve uterusun tamamen açığa çıkmasını sağladığından emin olun.
  3. Fetüsleri ve plasentaları ortaya çıkarmak için forseps ve makas kullanarak uterusu dikkatlice açın. Fetüslere ve plasentalara makas kaynaklı hasarı önlemek için forseps kullanarak fetüsleri çevreleyen ince amniyonu nazikçe ayırın.
  4. Kan ve mukusu gidermek için steril gazlı bez kullanarak fetüslerin vücutlarını temizleyin. Fetüsleri ve plasentaları anatomik pozisyonlarına göre sırayla ayırın, sonra tartın.
  5. Fetüslerin cinsiyetini belirlemek için anüs ve genital bölge arasındaki mesafeyi gözlemleyin. Erkek fetüsler dişilerden daha büyük bir mesafeye sahiptir. İleride başvurmak üzere fetüslerin cinsiyetini ve miktarını kaydedin.
  6. Düz yatarken bir kumpas kullanarak fetüslerin uzunluğunu ölçün. Fetüsler hala hayatta olduklarından, parçalara ayrıldıktan sonra kıvrılabilirler, bu nedenle ölçüm yapmak için vücutlarını açın.
    NOT: Deney sonuçlarının tutarlılığını ve ölçüm yöntemlerinin tutarlı olmasını sağlamak için, aynı deneyci baştan sona aynı standartları korur. Fetüsler, kurumsal olarak önerilen kılavuzlara göre ötenazi yapıldı ve gerektiğinde daha fazla analiz için doku örnekleri toplandı.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sıçan yetiştirme yöntemleri bölümünde (Şekil 1) dişi sıçanların kızgınlık döngüsünü belirleyerek üreme başarı oranını artırmak için vajinal sekresyon slaytları yapıyoruz. Sıçanların kızgınlık döngüsü, proöstrus, östrus, metestrus ve diestrus dahil olmak üzere 4-5 gün sürer. Metestrus veya diestrus'taki dişi sıçanlar, kendilerini erkeklerden uzaklaştırmak gibi davranışlar sergilerler. Aynı zamanda, kızgınlık dönemindekiler çiftleşmeye isteklidir ve dişi sıçanlarda yumurtlama çoğunlukla kızgınlığın sonunda gerçekleşir. Proöstrus sırasında, vajinal smear örnekleri öncelikle ara sıra keratinize hücrelere sahip çekirdekli epitel hücreleri içerir. Östrusta, vajinal yayma ağırlıklı olarak yığınlar halinde bir araya toplanmış keratinize skuamöz epitel hücrelerinden oluşur ve metestrusta görülen epitel hücrelerinin genişlemiş çekirdeklerinin kaybolması ile oluşur. Metestrusta, vajinal smear esas olarak birkaç keratinize epitel hücresi ile beyaz kan hücreleri içerir. Diestrus evresi, ara sıra çekirdekli ve keratinize epitel hücreleri ile beyaz kan hücrelerinin baskınlığı ile karakterize edilir (Şekil 1A).

Çiftleşme tıpası, vajinal ve seminal sekresyonlardan oluşan jel benzeri bir maddedir. Dişi sıçan, diğer erkek sıçanların tekrar çiftleşmesini önlemek için çiftleştirici bir tıkaç oluştururken, aynı zamanda erkek sıçanın sperminin dışarı akmasını önlemek için dişi sıçanın vajinasını bloke eder. Çiftleşme tıkacının varlığı mutlaka başarılı üremeyi göstermez, daha ziyade sadece çiftleşme davranışının ortaya çıktığını gösterir. Bu nedenle, çiftleşmeden sonraki sabah tekrar dişi sıçan üzerinde vajinal smear slaytları yapmak gerekir. Vajinal smearda sperm bulunması başarılı üremeyi gösterir. Başarılı bir hamileliğin işareti olan başarılı bir hamilelik işareti olan kademeli olarak artıp artmadığını gözlemlemek için bu günden sonra dişi sıçanların ağırlığını izlemek önemlidir. Çiftleşmeden sonraki iki gün içinde çiftleşme tıkaç oluşumu olmazsa veya çiftleşme tıkaç oluşursa ancak smearde sperm gözlenmezse, erkek sıçanın değiştirilmesi ve tekrar üreme girişiminde bulunulması önerilir. Vajinal sekresyon slaytlarını mikroskop altında inceleyerek, dişi sıçanlarda kızgınlık döngüsünün aşamasını belirler ve üreme için proöstrus ve östrusta olanları kullanırız. Gebe sıçanlar rastgele olarak sedanter (SED) veya egzersiz (EX) grubuna atandı ve yüzme eğitimi GD1'den GD20'ye kadar gerçekleştirildi (Şekil 1B). Sıçan çiftleşmesinden sonra oluşan çiftleşme tıkaçlarını gözlemlemek için, sıçan çiftleşmesi için özel olarak tasarlanmış bir çiftleşme kafesi kullanıyoruz. Eşleşen kafes, bir taban tepsisi, bir tel örgü taban, tabansız bir kafes çerçevesi ve bir tel kafes kapağından oluşur (Şekil 1C).

Doğum yapmadan önce, hamile sıçanlar, yavruları için rahat ve sıcak bir yuva inşa etmek için çevrelerindeki malzemeleri kullanarak yuvalama davranışı gösterebilirler (Şekil 1E). GD20'deki yeni ve temiz bir kafese aktarılırken, hamile farenin boyutuna karşılık gelen miktarda yağı alınmış pamuğun kafese yerleştirilmesi önerilir. Genç fareleri incelemek için belli bir yaşa kadar yetiştirilmeleri gerekir. Sıçanlar doğumdan yaklaşık 21 gün sonra sütten kesilir. Bu nedenle, doğumdan sonraki 21. günde, yavru sıçanlar bireysel yetiştirme için cinsiyetlerine göre ayrılır (Şekil 1F). Sıçanların cinsiyetini belirleme yöntemi, cinsel organlar ile anüs arasındaki mesafeyi gözlemlemeyi içerir. Erkeklerde mesafe daha fazladır ve cinsel organlar ile anüs arasında kürkleri vardır. Erkek cinsel organları kadınlara göre daha belirgin ve belirgindir. Dişi sıçanların erkeklerden daha belirgin meme uçları vardır.

Sıçan gebeliği sırasında GD1'den GD20'ye kadar günlük tartım ve kayıt önerilir (Şekil 2). Sıçan ağırlığı gebelik sırasında giderek artmalı (Şekil 2A) ve günlük ağırlıklar bir önceki günün ağırlığı ile karşılaştırılmalıdır. Bu çok önemlidir, çünkü sıçanlar düşük yaptıktan sonra embriyolarını tüketme eğilimindedir ve bu da yalnızca gözlem yoluyla tespit edilmesini zorlaştırır. Ek olarak, sıçan ağırlığının izlenmesi aşırı egzersizin belirlenmesine yardımcı olabilir. Sıçanın ağırlığı 3 g'dan fazla azalırsa, o gün için egzersiz eğitiminin süresini% 50 oranında azaltın. GD20.5'te, gebe sıçanlar fetüsler ve plasentalar elde etmek için diseke edilir ve fetal ağırlığın plasental ağırlığa oranı plasental etkinlik olarak tanımlanır (Şekil 2B). Fetal vücut uzunluğunu elde etmek için bir cetvel kullanarak fetüsün uzunluğunu başın ucundan poponun altına kadar yanal pozisyonda ölçün (Şekil 1G ve 2C).

figure-results-1
Şekil 1: Sıçan gebelik modeli. (A) Vajinal smear sonuçları, farklı östrus dönemlerinde, sıçanların çiftleşme tıkaç görüntülerinde ve çiftleşmeden sonraki ikinci günde vajinal smearlerde sperm varlığı. (B) Doğum öncesi yüzme eğitim programını gösteren şema. (C) Sıçanlar için çiftleşme kafesinin genel görünümleri. (D) Kullanılan su kovasının çapını gösteren hamile sıçanlar için yüzme eğitiminin bir fotoğrafı. (E) Sıçanların yuva kurma davranışı. (F) 21 günlükken erkek ve dişi sıçanlarda farklı üreme organı görünümleri. (G) Fetüslerin ve plasentaların görünümü ve fetüs vücut uzunluğunu ölçme yönteminin şematik bir gösterimi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-2
Şekil 2: Gebe sıçanların vücut ağırlığı ve fetüslerin fiziksel özellikleri. (A) Gebe sıçanların SED ve EX gruplarında GD1'den GD20'ye ağırlık değişimleri (her biri n = 9). (B) İki grup arasındaki plasental verimlilik farkı. (C) SED ve EX grupları arasındaki fetüslerin vücut uzunluğundaki değişim. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-3
Şekil 3: Gebe dişi sıçanlar için farklı egzersiz yöntemlerinin karşılaştırılması. Hamile dişi sıçanlar için farklı egzersiz yöntemlerinin avantajları ve dezavantajları: gönüllü tekerlek koşusu (VWR), motorlu koşu bandı (MT) ve yüzme. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-4
Şekil 4: Yüzme egzersiz programı. (A) Dişi Wistar sıçanları kullanılarak protokol adımları 1.1-1.10'da açıklanan çiftleşme, hamilelik, yüzme egzersizi, doğum ve emzirme sürecinin tamamı. (B) Adaptasyon eğitimi ve örgün eğitim de dahil olmak üzere, protokol adımları 2.1-2.6'da tanımlanan hamilelik sırasında yüzme eğitimi süreci. Su sıcaklığı proses boyunca 34 ± 1 °C'de tutulur. Adaptasyon eğitimi sırasında su derinliği 10 cm iken, örgün eğitim sırasında SED için 10 cm ve EX için 40 cm'dir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 1: Gebe sıçanlarda yüzme egzersizi ve doğum sonrası bakımda olası sorunlar ve çözümleri. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 2: Gebe dişi ve erkek sıçanlarda veya farelerde egzersiz programlarının karşılaştırmalı bir analizi. MT: motorlu koşu bandı; VWR: gönüllü tekerlek çalıştırma; MLC: maksimum yük kapasitesi testi. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, gebe sıçanlar için ayrıntılı sıçan çiftleşme yöntemleri, yüzme eğitim protokolleri ve fetüslerde fizyolojik göstergeleri değerlendirmek için araştırma yöntemleri dahil olmak üzere uygulanabilir bir egzersiz programı oluşturmayı amaçlamaktadır. Protokolde ortaya çıkabilecek olası sorunlara karşılık gelen çözümlerle birlikte, uygulama yoluyla bir doğum öncesi yüzme egzersizi eğitim modeli geliştirdik (Tablo 1). Bu protokol onu daha pratik hale getirecek ve araştırmacılara doğum öncesi egzersiz modelleri oluşturmada yardımcı olacaktır.

Araştırma sonuçlarımız, tasarladığımız sıçan gebeliği yüzme eğitim programını kullanmanın, sıçanların normal gebelik sürecine müdahale etmediğini ve olumsuz gebelik sonuçlarına yol açmadığını göstermektedir. Sıçanlarda doğum öncesi egzersizin gebelik sonuçları üzerindeki etkisi, düşük oranları ve altlık boyutu ölçülerek değerlendirildi. Çalışma, doğum öncesi egzersizin bu faktörleri anlamlı olarak etkilemediği sonucuna varmıştır15,16. Fetüsleri incelemek için araştırmacılar, fetal örnekler elde etmek için GD20.5'teki hamile sıçanları inceler. Diseksiyon sırasında fetüsler ve plasentalar toplanır ve fetal sayıların ve fetal vücut uzunluğunun hesaplanmasını gerektiren gebelik sonuçlarını belirlemek için çöp başına düşen yavru sayısını izlemek çok önemlidir. Ek olarak, plasental verimlilik, fetal ağırlığın plasenta ağırlığına oranıdır ve hem fetal hem de plasental ağırlıkların ölçülmesini gerektirir. Önceki bulgularımız, prenatal egzersizin fetal vücut uzunluğunu önemli ölçüde etkilemediğini, ancak hipertansif egzersiz grubunda hipertansif kontrol grubuna kıyasla plasenta etkinliğini önemli ölçüde artırdığını göstermiştir15. Anne davranışı13,17, hamilelik sırasında egzersizin anne üzerindeki etkisini değerlendirmek için bir gösterge olarak hizmet edebilir. Bu nedenle, düşük oranı, altlık boyutu, fetal vücut uzunluğu ve ağırlığı, plasental verimlilik ve anne davranışı gibi göstergeler, gestasyonel egzersizin fetal sonuçlar üzerindeki etkilerini değerlendirmek için kullanılabilir. Bu nedenle, deney hayvanlarına gereksiz zarar vermemek için gebelik egzersiz modellerini şekillendirirken deneysel protokolümüzü uygulamanızı öneririz.

DOHaD teorisinin geliştirilmesinden bu yana, erken yaşam çevresel değişkenlerinin bireysel sağlık üzerindeki etkisini keşfetmeye daha fazla vurgu yapılmıştır18. Hayvan modelleri kullanılarak fetal kaynaklı bozukluklarda varsayılan patofizyolojik yolları araştırmak için çok sayıda çalışma yapılmıştır19. Hamilelik sırasında egzersiz içeren kemirgen modelleri bu süreci başarılı bir şekilde taklit edebildiğinden, çeşitli fetal kaynaklı hastalıkları olan hayvan modellerinde çeşitli egzersiz türleri araştırılmaktadır20. Otonom koşu tekerlekleri, koşu platformları, ağırlık taşıyan tırmanma ekipmanları ve yüzme protokolleri, yaygın egzersiz tekniklerine örnektir. Obezite, diyabet ve hipertansiyon tipik hayvan modelleridir21. Çeşitli araştırma çalışmalarında kullanılan egzersiz yöntemlerinin sınıflandırılması ve karşılaştırılmasından farklı egzersiz rutinlerinin belirgin avantajları ve dezavantajları olduğunu görebiliriz 15,16,21,22,23,24 (Şekil 3 ve Tablo 2).

Bu protokolde sıçan gebelik kontrolü, yüzme egzersiz rutininin uygulanması ve fetüslerin ve döllerin değerlendirilmesi hakkında ayrıntılı bir açıklama sunuyoruz. Sıçanların çiftleşme davranışlarını dikkatli bir şekilde kontrol ederek, hamileliğin ne kadar sürdüğüne dair daha doğru bir tahmin elde etmek mümkün oldu. Bu, hamilelik sırasında egzersiz müdahalelerini mümkün kıldı ve doğum öncesi egzersizi incelemek için bir model oluşturdu. Gebeliğin 21. gününde, hamilelik sırasında maternal aktivitenin plasental fonksiyon ve fetal gelişim üzerindeki nesiller arası etkilerini değerlendirmek için fetüsler ve plasenta örnekleri diseke edilebilir. Ayrıca, gestasyonel egzersiz farelerinin yavruları, bu etkilerin altında yatan uzun vadeli fizyolojik ve patolojik süreçleri incelemek için yetişkinliğe ve hatta yaşlılığa kadar beslendi.

Sıçanlar için bir yüzme eğitim programı oluştururken, köşelerde saklanarak, havuzdan çıkarak, diğer sıçanlara tutunarak ve hatta kürklerindeki hava kabarcıkları üzerinde yüzerek yüzmekten kaçınmaya çalışabileceklerini göz önünde bulundurmak önemlidir. Bunu önlemek için yüzme havuzu plastikten yapılmalı ve silindirik olmalıdır. Havuzdaki su, burnundan kuyruğunun sonuna kadar ölçülen sıçanın uzunluğunun 1,5 katından daha derin olmalıdır. Suyun derinliği öncelikle 50 cm'nin üzerinde olmalı ve yüzey alanı sınırsız yüzmeye izin verecek kadar büyük olmalıdır. Sıçanlara en az 1000 cm2 yüzme alanı sağlanması önemlidir11. Bu nedenle 55 cm yüksekliğinde ve 50 cm çapında bir kovadan oluşan bir yüzme eğitim aparatı tasarladık. Yüzme eğitimi sırasında su seviyesi 40 cm, su yüzey çapı ise 45 cm olmalıdır. Ek olarak, su sıcaklığının 34 ± 1°C'de tutulması önemlidir. Bu cihaz, bir seferde bir farenin eğitilmesi için uygundur. Hamile sıçanlar için yüzme eğitiminin yoğunluğunu kademeli olarak artırmak önemlidir. Bu, egzersiz ve su ortamına uyum sağlamalarını sağlar. Yoğunluktaki ani değişiklikler stres reaksiyonlarına neden olabilir ve bu da düşük yapma riskini artırabilir. Ayrıca, egzersize bağlı yorgunluğu önlemek için haftada en az bir dinlenme günü olması önerilir.

Hamilelik sırasında egzersizle ilgili önceki araştırmamızda25 kullanılan hayvan modelleri, spontan hipertansif sıçanlar (SHR) ve normotansif Wistar Kyoto (WKY) sıçan kontrollerini içeriyordu ve bu protokolün egzersiz rutinini hipertansif sıçanlar veya diğer hastalık modelleri için eşit derecede uygun hale getiriyordu. Çalışmamız, hamilelik sırasında egzersizin 3 aylık hipertansif yavrularda kan basıncını önemli ölçüde azalttığını ve doğum öncesi egzersizin kardiyovasküler reaktiviteyi azaltmada önemli bir etkisi olduğunu bulmuştur14. Maternal egzersizin, hipertansif yavrularda vasküler fonksiyonu iyileştirmek için L tipi voltaj kapılı Ca2+ kanal α1C (Cacna1c) geni, anjiyotensin II tip 1 reseptörü (Agtr1a) geni ve NADPH oksidaz-4 (Nox4) geninin epigenetik modifikasyonlarını indüklediği de keşfedilmiştir 14,25,26.

Sıçanlarda üreme sürecini birden fazla faktör etkileyebilir. Sıçan yaşı, sağlık durumu, sperm hareketliliği, dişi sıçan kızgınlığı, üreme habitatındaki sıcaklık, nem ve ışık değişimleri çiftleşmeyi etkiler. Ayrıca, üreme sırasındaki iç mekan gürültüsü ve titreşimleri hipertansif sıçanlarda ajitasyona neden olabilir, düşüklere yol açabilir veya doğum sonrası beslenmeyi reddedebilir. Ses geçirmez pamuk, bu etkileri azaltmak için üreme sırasında hayvan kafeslerini kaplar.

Bu protokolde, sıçan çiftleştirme yöntemleri, gebe sıçanlar için yüzme egzersiz programı, gebe sıçanlar için doğum sonrası bakım, yavru sıçan yetiştirme yöntemleri ve fetüslerin fiziksel özelliklerini ölçmek için gözlemsel teknikler hakkında kapsamlı bir rehber sunuyoruz. Araştırma bulgularımız, maternal egzersizin nesiller arası kalıtımının incelenmesine katkıda bulunmakta ve rasyonel ve etkili bir araştırma yaklaşımı göstermektedir. Egzersiz fizyolojisi alanında gebeler için etkili bir yüzme egzersiz modeli oluşturmayı ve bu alanda gelecekte yapılacak araştırmalara yardımcı olmayı amaçlıyoruz.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hiç kimse.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (32071174, 32200941, 32371183 ve 31771312) tarafından desteklenmiştir.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
KaliperMitutoyo Ölçüm Aletleri (Şangay) Co, Ltd530-101 N15Fetüs diseksiyonu
Dairesel su kovasıNaliyaN / ASıçan yüzme
Deneysel Cerrahi Alet  Shenzhen RWD Life Technology Co., LTDSP0001-GFetüs diseksiyon
Cam Mikroskop SlaytlarıJiangsu Shitai deney ekipmanları Co., LTD80312-3161Vajinal smear
Cam petri kabıMerck Life TechnologiesBR455751-10EAYavru yetiştirme
Saç kurutma makinesiPanasonicEH-WNE5HYüzme sonrası bakım
Bilgi KartıZhongke Yaşam BilimleriSS3Sıçan çiftleşme
IsofluranShenzhen RWD Life Technology Co., LTDR510-22-10Fetüs diseksiyon
Işık mikroskobuOlympusIX71-F22PHVajinal smear
Çiftleşme kafesiZhongke Yaşam BilimleriSS3Sıçan çiftleşme
Tıbbi Emici PamukHongxiang Sıhhi Malzemeler A.Ş., LTDN/AHamile sıçanlar Doğum yapmayı öngören
Kemirgen Anestezi Makinesi, Gaz AnesteziShenzhen RWD Life Technology Co., LTDR500IEFetüs diseksiyonu
Kemirgen yetiştirme yemiBeijing Huafukang Biotechnology Co., LTD1032Hamile sıçan besleme
Kemirgen bakım yemiBeijing Huafukang Biotechnology Co., LTD1022Yavru yetiştirme
Kemirgen ayçiçeği tohumlarıJollyJP241Besin takviyesi
Ses geçirmez pamukKufu Tıbbi AletN/AHamile sıçanlar doğum yapmayı bekliyor
Steril Pamuklu Çubuk (2 mm çap)Kufu Tıbbi AletN/AVajinal smear
Steril gazlı bezKufu Tıbbi AletN/AFetüs diseksiyonu
İnme-fizyolojik Salin Çözeltisi (% 0.9 NaCl)Shandong Hualu Pharmaceutical Co., LTD N/AVajinal smear
TermometreBeekman organizmaN/ASıçan yüzmenin izlenmesi
HavluGraceN/A Yüzmesonrası bakım
Şeffaf plastik kapNaliyaN/AYüzme uyarlanabilir eğitim
Ultraviyole ışıkMerck Life TechnologiesZ169633-1EAYüzme sonrası bakım
Su ısıtıcıHaierEC6001-Q6SSıçan
yüzme Ağırlık ÖlçeğiElectronlc AcaleJM. A10001Vücut ağırlığı ölçümü
Wistar SıçanlarHayati nehir Laboratuvar Hayvan Teknolojisi Co, LtdYokDeney

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hanson, M. A., Gluckman, P. D. Early developmental conditioning of later health and disease: Physiology or pathophysiology. Physiol Rev. 94 (4), 1027-1076 (2014).
  2. Calkins, K., Devaskar, S. U. Fetal origins of adult disease. Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care. 41 (6), 158-176 (2011).
  3. Chavatte-Palmer, P., Tarrade, A., Rousseau-Ralliard, D. Diet before and during pregnancy and offspring health: The importance of animal models and what can be learned from them. Int J Environ Res Public Health. 13 (6), 586(2016).
  4. Lapehn, S., Paquette, A. G. The placental epigenome as a molecular link between prenatal exposures and fetal health outcomes through the dohad hypothesis. Curr Environ Health Rep. 9 (3), 490-501 (2022).
  5. Shrestha, A., Prowak, M., Berlandi-Short, V. M., Garay, J., Ramalingam, L. Maternal obesity: A focus on maternal interventions to improve health of offspring. Front Cardiovasc Med. 8, 696812(2021).
  6. Haire-Joshu, D., Tabak, R. Preventing obesity across generations: Evidence for early life intervention. Annu Rev Public Health. 37, 253-271 (2016).
  7. Kusuyama, J., Alves-Wagner, A. B., Makarewicz, N. S., Goodyear, L. J. Effects of maternal and paternal exercise on offspring metabolism. Nat Metab. 2 (9), 858-872 (2020).
  8. Blaize, A. N., Pearson, K. J., Newcomer, S. C. Impact of maternal exercise during pregnancy on offspring chronic disease susceptibility. Exerc Sport Sci Rev. 43 (4), 198-203 (2015).
  9. Hinman, S. K., Smith, K. B., Quillen, D. M., Smith, M. S. Exercise in pregnancy: A clinical review. Sports Health. 7 (6), 527-531 (2015).
  10. Acog committee. Physical activity and exercise during pregnancy and the postpartum period: Acog committee opinion, number 804. Obstet Gynecol. 135 (4), e178-e188 (2020).
  11. Poole, D. C., et al. Guidelines for animal exercise and training protocols for cardiovascular studies. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 318 (5), H1100-H1138 (2020).
  12. Beleza, J., et al. Self-paced free-running wheel mimics high-intensity interval training impact on rats' functional, physiological, biochemical, and morphological features. Front Physiol. 10, 593(2019).
  13. August, P. M., Rodrigues, K. D. S., Klein, C. P., Dos Santos, B. G., Matté, C. Influence of gestational exercise practice and litter size reduction on maternal care. Neurosci Lett. 741, 135454(2021).
  14. Li, S., et al. Prenatal exercise reprograms the development of hypertension progress and improves vascular health in shr offspring. Vascul Pharmacol. 139, 106885(2021).
  15. Li, S., et al. Exercise during pregnancy enhances vascular function via epigenetic repression of ca(v)1.2 channel in offspring of hypertensive rats. Life Sci. 231, 116576(2019).
  16. Musial, B., et al. Exercise alters the molecular pathways of insulin signaling and lipid handling in maternal tissues of obese pregnant mice. Physiol Rep. 7 (16), e14202(2019).
  17. Dos Santos, A. S., et al. Resistance exercise was safe for the pregnancy and offspring's development and partially protected rats against early life stress-induced effects. Behav Brain Res. 445, 114362(2023).
  18. Barnes, M. D., Heaton, T. L., Goates, M. C., Packer, J. M. Intersystem implications of the developmental origins of health and disease: Advancing health promotion in the 21st century. Healthcare. 4 (3), 45(2016).
  19. Bakrania, B. A., George, E. M., Granger, J. P. Animal models of preeclampsia: Investigating pathophysiology and therapeutic targets. Am J Obstet Gynecol. 226, S973-S987 (2022).
  20. Ferrari, N., et al. Exercise during pregnancy and its impact on mothers and offspring in humans and mice. J Dev Orig Health Dis. 9 (1), 63-76 (2018).
  21. Lerman, L. O., et al. Animal models of hypertension: A scientific statement from the american heart association. Hypertension. 73 (6), e87-e120 (2019).
  22. Mangwiro, Y. T. M., et al. Exercise initiated during pregnancy in rats born growth restricted alters placental mtor and nutrient transporter expression. J Physiol. 597 (7), 1905-1918 (2019).
  23. Kim, H., Lee, S. H., Kim, S. S., Yoo, J. H., Kim, C. J. The influence of maternal treadmill running during pregnancy on short-term memory and hippocampal cell survival in rat pups. Int J Dev Neurosci. 25 (4), 243-249 (2007).
  24. Harris, J. E., et al. Exercise-induced 3'-sialyllactose in breast milk is a critical mediator to improve metabolic health and cardiac function in mouse offspring. Nat Metab. 2 (8), 678-687 (2020).
  25. Zhang, Y., et al. Maternal exercise represses nox4 via sirt1 to prevent vascular oxidative stress and endothelial dysfunction in shr offspring. Front Endocrinol. 14, 1219194(2023).
  26. Shan, M., et al. Maternal exercise upregulates the DNA methylation of agtr1a to enhance vascular function in offspring of hypertensive rats. Hypertens Res. 46 (3), 654-666 (2023).

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Maternal EgzersizS an retim Y ntemleriPrenatal Y zme E itimiYavru Sa lGestasyonel Bak mY ksek Ya l DiyetEpigenetik MekanizmaFetal Geli im

İlgili makaleler