Farelerde Progresif Direnç Eğitimi için Basit ve Ucuz Bir Koşu Tekerleği Modeli

Bu protokol, araştırmacıların ticari olarak temin edilebilen koşu tekerleği ekipmanlarını kullanan modellere kıyasla çok daha düşük bir maliyetle büyük fare kohortlarını direnç trenine dönüştürmelerini sağlar. Bu direnç eğitim modelinin birincil avantajı, tamamen gönüllü olmasıdır, bu da hayvanlar için stresi ve araştırmacı için zaman taahhüdünü azaltır. Bu model, egzersiz eğitimine yanıt olarak kas kütlesini düzenleyen hücresel ve moleküler mekanizmaların daha iyi anlaşılmasına yardımcı olabilir.

Tasarım gereği, bu yüklü tekerlek çalışma modelinin yürütülmesi nispeten basittir. Bununla birlikte, araştırmacıların deneyden önce farelerin çalışma performansını tahmin etmek için benzersiz laboratuvar ortamında pilot testler yapmaları önerilir. Bu prosedürü gösteren, laboratuvarımda lisansüstü araştırma görevlisi olan PJ Koopmans olacak.

Koşu tekerleği aparatını kurmak için, tek bir gramlık sensör mıknatısını koşu tekerleğinin dış orta çevresine yapıştırın ve bu tekerleği yalnızca tekerlek alışmasının ilk haftası için kullanın. Yüklü tekerleğin çalışması iki gram yük gerektirir, bu nedenle bir gramlık iki mıknatısı tekerleğin dış çevresine yan yana yapıştırın. Yapıştırıcı sıkıca kuruyana kadar mıknatısları yerinde tutmak için bir bant kullanılabilir.

Haftalar geçtikçe, 3, 4, 5 ve 7. haftalarda, zaten mevcut olan her iki mıknatısın üzerine bir gram daha mıknatıs yerleştirerek ek yük uygulayın. Bu mıknatıslar birbirine sıkıca yapıştığından, yapıştırıcı gerekmez. Yüksek yüklü tekerlek çalıştırma kurulumu, üç set tekerlek gerektirir.

İkinci hafta için gerekli olan ilk tekerlek seti, tekerleğin dış çevresine yapıştırılmış tek bir 2,5 gramlık mıknatısa sahiptir. Sadece üçüncü hafta için gerekli olan ikinci tekerlek seti, tekerleğin dış çevresine yan yana yapıştırılmış iki adet 2,5 gramlık mıknatısa sahiptir. Dört hafta ve sonrası için gerekli olan üçüncü tekerlek seti, tekerleğin dış çevresine yan yana yapıştırılmış üç adet 2,5 gramlık mıknatısa sahiptir.

Mevcut mıknatıslardan herhangi birinin üzerine 2,5 gramlık başka bir mıknatıs yerleştirerek altıncı ve sekizinci hafta için ek yük uygulayın. Montajdan önce bisiklet bilgisayarına yeni bir pil takıldığından emin olun. Ardından, egzersiz sırasında kat edilen zamanı ve mesafeyi izlemek için dijital bisiklet bilgisayarıyla donatılmış bir kafes kullanarak koşu tekerleklerini monte edin.

Saatte kilometre cinsinden ortalama hız aritmetik olarak türetilir. İlk bisiklet bilgisayar programlaması sırasında tekerlek boyutunu ayarlayın ve koşu tekerleğinin dış çevresini ölçerek devir başına mesafeyi hesaplayın. Tüm bilgisayar ve sensör bileşenlerinin, farelerin bileşenleri çiğnemesini önlemek için kafesin dışındaki katı bir bariyer içinde bulunduğundan emin olmak için, manyetik bisiklet sensörü için küçük bir dikdörtgen kesime sahip boş bir pipet ucu kutusunun kapağını ve bisiklet bilgisayarını tutmak için kutunun ana kısmını kullanın, ve tel.

Manyetik bisiklet sensörünü ve koşu tekerleği standını kafesin dışına sabitlemek için pipet ucu kutusu kapağının köşelerinden iki delik açın ve çalışan tekerlek tabanını kafes kapağındaki boşluklardan baş aşağı ancak katı yüzeyin üzerine yerleştirin. Dingil mesafesini ve bilgisayar sensörünü donanımla kafesin üst kısmına sabitleyin. Bisiklet bilgisayar sensörünün ve pipet ucu kutusu kapağının, tekerleğin sensör mıknatısının bulunduğu yerin hemen üzerinde olduğundan ve tekerlek hareketinin doğru şekilde kaydedilmesini sağlamak için sensör mıknatısı ile bilgisayar sensörünün birbirinden en fazla bir santimetre uzakta olduğundan emin olun.

Kapağı kafese yerleştirmeden önce uygun koşu tekerleğini dingil mesafesine takın, ardından kapağı kafese güvenli bir şekilde yerleştirin. Tekerlek kafes kapağından asılıyken, kafes tabanından en az 2,5 santimetre boşluk bırakın. Ardından, tekerleğin serbestçe dönmesini, ancak yatak takımlarının birikmesiyle engellenmemesini sağlamak için kafese minimum miktarda yatak malzemesi yerleştirin.

Fareler gece bir tür olduğundan, tekerlek koşusu da dahil olmak üzere doğal kafes aktivitelerinin çoğu, ışık döngüsünün karanlık saatlerinde gerçekleştirilecektir. Deney sırasında, doğru etkinlik izlemeyi sağlamak için bu verileri bisiklet bilgisayarından zamanlanmış tutarlı bir aralıkta kaydedin. Herhangi bir koşuyu önlemek için kilitli bir koşu tekerleği içeren bir kafeste dokuz hafta boyunca sedanter fareleri ayrı ayrı barındırın.

Farelerin yükleme programına göre haftada dokuz protokolün tamamı boyunca egzersiz yapmaya devam etmesini sağlamak için gerekirse yüklü tekerlek koşusu ve yüksek yüklü tekerlek çalışma grupları için yükü azaltın. Çalışma sırasında, fareler rastgele üç tedavi grubundan birine, yani hareketsiz, yüklü tekerlek koşusuna veya yüksek yüklü tekerlek çalışmasına atandı ve daha sonra ilgili dokuz haftalık protokollerini tamamladılar. Bir haftalık alışmadan sonra, koşu mesafesi veya antrenman hacminde zamana göre grup veya grup farklılıkları yoktu.

Normalize soleus kütlesi, fiber kesit alanında fark olmamasına rağmen, yüksek yüklü tekerlek çalışma grubunda sedanter gruba göre %21.4 daha büyüktü. Plantaris kas kütlesi ve ortalama lif kesit alanı istatistiksel olarak anlamlı farklılıkların yerini almamasına rağmen, sedanter ve yüklü tekerlek çalışmasına kıyasla yüksek yüklü tekerlek çalışmasının plantarisinde daha büyük bir kesit alanına sahip liflerin oranında bir kayma olduğu görülmektedir. NC2 kas fonksiyon testi ile ölçülen gruplar arasında GPS kompleksinin seğirme veya tepe kuvvetinde anlamlı bir fark yoktu.

Tekerleğin kafes içinde serbestçe dönmesini sağlamak ve tekerlek sensörü mıknatısının bisiklet bilgisayar sensörüne yakın olmasını sağlamak önemlidir, böylece tekerlek dönüşü engellenmez ve bisiklet bilgisayarı çalışan verileri doğru bir şekilde kaydeder. Bu prosedürü takiben, araştırmacılar egzersiz eğitimine çeşitli fizyolojik yanıtları daha fazla incelemek için kontraktil fonksiyon veya immünohistokimyasal teknikler gibi sonraki analizleri yapabilirler.