To motion paradigmer blev testet på en nyudviklet kemisk induceret menopause musemodel at undersøge virkningen af overgangsalderen på arbejdskapacitet og hjerte-tilpasning til at udøve.
Risikoen for hjerte-kar-sygdom (CVD) stiger hos postmenopausale kvinder, men alligevel, den rolle af motion, som en forebyggende foranstaltning for CVD risiko hos postmenopausale kvinder er ikke blevet tilstrækkeligt undersøgt. Derfor undersøgte vi effekten af frivillig bur-wheel motion og tvungen løbebånd motion på hjerte-tilpasning i overgangsalderen mus. De hyppigst anvendte inducerbare model til at efterligne overgangsalderen hos kvinder er den ovarieektomiserede (OVX) gnaver. Men OVX model har et par forskelle fra menopausen hos mennesker. I denne undersøgelse har vi administreret 4-vinylcyclohexen diepoxidet (VCD) til hunmus, som accelererer ovariesvigt som alternativ overgangsalderen model til at undersøge virkningen af motion i overgangsalderen mus. VCD accelererer selektivt tab af primære og primordiale follikler resulterer i en endokrin tilstand, der nøje efterligner den naturlige udvikling fra præ-til peri-til post-overgangsalderen hos mennesker. For at bestemme effekten af motion på motionkapacitet og hjerte-tilpasning i VCD-behandlede hunmus blev brugt to metoder. Først, vi er udsat en gruppe af VCD-behandlede og ubehandlede mus til en frivillig bur hjul. For det andet, brugte vi tvunget løbebånd øvelse at bestemme motion kapacitet i en separat gruppe VCD-behandlede og ubehandlede mus målt som en tolerance træningsintensiteten og udholdenhed.
Den naturlige starten af overgangsalderen er kendetegnet ved nedbrydningen af æggestokkene primordiale follikler gennem atresi, i sidste ende resulterer i æggestokkene ældning. I USA, vil over 30% af en kvinders levetid blive brugt postmenopausale. Som reaktion på et fald i æggestokkene funktion, kan der forekomme flere fysiologiske og psykologiske konsekvenser, herunder øget overvægt, vaskulær ustabilitet, og humør eller søvnforstyrrelser. På grund af øget fedme / overvægt i forhold til præmenopausale modstykker 1,2, postmenopausale kvinder er særligt mere modtagelige for metabolisk syndrom og tilhørende følgesygdomme, herunder hjerte-kar-sygdom (CVD) 3.. Desuden er det mere og mere tydeligt, at en vellykket hjerterehabilitering for patienter med CVD omfatter regelmæssig aerob motion, og at motion reducerer kardiovaskulær morbiditet og mortalitet i disse fag 4,5. Men hvordan arbejdskapacitet changes under pre-til post-overgangsalderen overgang er ikke blevet godt undersøgt. Endnu vigtigere er, hvilken rolle motion som en forebyggende foranstaltning for CVD risiko hos postmenopausale kvinder er stadig bemærkelsesværdigt understudied.
De hyppigst anvendte inducerbare model til at efterligne overgangsalderen hos kvinder er den ovarieektomiserede (OVX) gnaver. For nylig har den erhvervsmæssige kemiske 4-vinylcyclohexen diepoxidet (VCD) vist sig at være målrettet mod små primære og primordiale ovariefollikler ved at fremskynde den naturlige proces af atresi, i sidste ende resulterer i ovariesvigt med nogen indlysende toksicitet findes i andre væv 6. Den estrale cyklus af VCD-behandlede mus, der er analog til et menneske menstruationscyklus, ophører inden for 2-3 måneder efter afslutningen af VCD injektioner, hvilket igen resulterer i en gradvis tilbagetrækning af østrogen, efterligne peri-til postmenopausale overgang. Således er en follikel-nedbryder, æggestok-intakt dyr nærmest det naturlige menneskeprogression gennem præ-til peri-til postmenopausale overgang 7-9. Endvidere giver det en kirurgisk alternativ til OVX model reducere komplikationer fra kirurgi, såsom infektion. I denne undersøgelse har vi ansat VCD-induceret overgangsalderen mus for at undersøge virkningen af motion på hjertets tilpasning i overgangsalderen mus.
Der er flere tilfælde, der tyder på sammenhæng mellem østrogen og bur hjul øvelse i gnavere af begge køn 10-13. Østrogen udtømning ved kirurgisk OVX falder frivillig øvelse aktivitet hos mus og rotter 14,15. To metoder til motion blev anvendt i denne undersøgelse for at afprøve udøvelsen kapacitet VCD-inducerede overgangsalderen mus. Cage hjul kører er generelt betragtes som en form for frivillig øvelse i dyremodeller og udført, formentlig under mindre stressende forhold. Men bur hjul kører, er ikke udtryk for den relative fysiske kapacitet af dyr, som kræver dyr at exerciSE ved meget højere niveauer. Tvungen løbebånd øvelse blev brugt til at bestemme motion kapacitet, målt som en tolerance træningsintensiteten og udholdenhed. Desuden har vi tidligere vist, at bur hjul motion giver et incitament til hjerte hypertrofi og dette hypertrofisk vækst er sex-afhængige 16. Derfor har vi også målt cardiac tilpasning til bur hjul øvelse i VCD-inducerede overgangsalderen mus.
Både bur hjul motion og løbebånd kører motion regimer har været brugt i vores tidligere undersøgelser 16,21,22. Alle dyr er holdt i dedikerede motion værelser at minimere de miljømæssige eller menneskelige forstyrrelser. Enhver forstyrrelse af dyrenes biologiske rytme kan have stor indflydelse dyrenes øvelse ydeevne. Derfor bør hele dyret pleje, performance overvågning og registrering, og motion regimer skal gøres inden for den samme daglige tidsramme. Efterforskere bør stræbe efter at undgå ekstra stress for dyrene ved at udstille forholdsregler såsom at begrænse varigheden af stress eksponering og dækker bure når det er hensigtsmæssigt.
Cage hjul motion
Ved udarbejdelsen bur hjul apparatet, skal hjulet være let tilgængelige for musen til at montere og exit. Der bør minimal strøelse i bunden af buret for at forhindre mus fra indlejring rundt om hjulet og hindrer free hjul bevægelse. Den magnetiske sensor er placeret på den stationære del af hjulet og magneten fastgøres til den frie hjul, således at tælle hver rotation af hjulet, da musen udnyttes. Optagelsen enhed er knyttet til den magnetiske sensor skal placeres over wire låg af buret, og alle synlige ledninger skal enten tapes eller opbevares utilgængeligt fra mus, således at tilvejebringe en barriere mod tygge skader. Magnet og magnetiske sensor blev også tapede til de relevante strukturer for at hindre såvel beskadigelse uønsket bevægelse. Under indsamlingen daglig data, skal alle de tapede ledninger nøje kontrolleres for at sikre ledningerne forbliver intakt og bør være retaped som nødvendigt. Da det kan kræve flere dage for mus til at vænne sig til det nye miljø og begynde at motionere regelmæssigt, bør dataregistrering være skræddersyet til hvert enkelt dyr. Selv dyr har en tendens til at bruge mange hr på hjulet, de fleste af driften sker natten. Derfor kan nogle dyr afsløre HIGh ydeevne aktivitet, selv om de synes passiv i dagtimerne. Endvidere er det ikke ualmindeligt, at nogle dyr vil udvise begrænset bur hjul kører. Typisk bur hjul aktivitet, der svarer til en gennemsnitlig 1 km / dag eller mindre er resultatet af tilfældige bur aktivitet og ikke forbundet med nogen væsentlig kørende stimulus. Derfor bør dyr, hvis kørende parametre er på 1 km / dag eller 1 time / dag eller mindre udelukkes i den endelige dataanalyse nonrunners.
Afhængigt af de specifikke formål en individuel studieplan og stammer af mus involverede, kan længden af motion ændres. Vores tidligere undersøgelse viste, at for begge musestammer involverede de gennemsnitlige hjul kørende hastigheder og varigheden af motion på buret hjul gradvist over tid og plateaued af 4 uger.
Cage hjul kører, er en form for frivillig øvelse i dyremodeller, der generelt opfattes som at blive udført under mindre stressende forhold. Ubegrike løbebånd øvelse, hvor bestemte parametre kan indstilles, alle kører i testen buret er frivillig og let påvirket af miljømæssige eller adfærdsmæssige signaler. Derfor er sammenligninger mellem forskellige eksperimentelle indstillinger typisk undgås, medmindre der anvendes store eksperimentelle grupper tal. Andre potentielle forskningsområder, der kan drage fordel af denne type øvelse paradigme er undersøgelser, der inkorporerer adfærdsmæssige reaktioner med fysiologiske konsekvenser såsom kognitiv neurovidenskab. For forsøg med frivillig bur hjul paradigme, de mest kritiske trin er bur oprettet og overvågning af motionsaktiviteter.
Løbebånd motion
Akklimatisering skridt er nødvendige for at forberede dyrene til løbebånd protokollen. Afhængigt af det specifikke formål med den individuelle undersøgelse, kan varigheden af akklimatiseringsperiode varierer. I denne undersøgelse blev en periode på en uge valgt at tillade, at dyr acclimspiste på løbebåndet apparater og motorstøj i buret, varme op perioder er et vigtigt skridt i træning regime. Svarende til menneskelige modstykker, skal musene varmes op før det bliver til nogen intensiv motion regimer for at undgå skader og potentielle data artefakter. I denne undersøgelse, begyndte vi bæltet på det lavest mulige hastighed (4 m / min) med chok net slukket i 15 min. Alle mus involverede begyndte at løbe til og fra båndet. De chok gitre blev derefter tændes og bæltet hastighed fastholdes på 4 m / min. For at undgå overbelastning af musene, vi sætte elektrisk stød på en mild niveau (1 Hz). Inden for få dage, alle mus tilpasset løbebåndet.
Varigheden af drift samt acceleration kan også skræddersys til hver eksperimentelle design. En anbefalet start acceleration er 1 m / min. Løbebåndet baner af mus viser tegn på udmattelse skal slukkes øjeblikkeligt. Typisk tegn på udmattelse udstillet af mice på løbebåndet er som følger:
De ovenfor anførte værdier skal primært anvendes som retningslinjer for et bestemt eksperiment. Disse parametre skal bestemmes for hver øvelse protokollen som det varierer fra mus stamme til musestamme, eksperiment til eksperiment, og investigator til investigator.
I modsætning til bur hjul motion skal trædemølle undersøgelser gentages flere gange for at fjerne virkningerne af miljømæssige og biologiske faktorer på at køre ydeevne. Det er ikke ualmindeligt at se udsving i køreklar præstationer mellem tests, selv for det samme dyr. Da hver øvelse regime udsætter kører mus til en stress en passende hvile intervallet mellem test er nødvendig. Det er vores erfaring, 2-3 dage hvileperiode mellem hver test var tilstrækkeligt for mus til at komme sig.
Ligesom menneskelige løbebånd motion, hastigheden for udholdenhedstræning bedst bestemmes af puls eller blod iltmætning, en teknisk vanskelig bedrift med museforsøg. Det mest kritiske skridt løbebånd studier er bestemmelsen af udmattelse, som normalt varierer mellem de enkelte mus, og blev sat som 80% maksimal hastighed. I vores egen erfaring registrering af resultater kan afvige væsentligt mellem de enkelte forskere, da kriterierne for udmattelse er for det meste subjektive. Således konsekvent anvendelse af de samme kriterier under optagelsen er kritisk.
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev støttet af NIH tilskud (HL 098.256), af et nationalt og mentored Forskning Science Development Award (K01 AR052840) og uafhængig Scientist Award (K02 HL105799) fra NIH tildelt JP Konhilas og Interdisciplinært Training Grant i Kardiovaskulær Sciences (HL007249 ). Der blev modtaget fra Sarver Heart Center ved University of Arizona og fra Steven M. Gootter Foundation.
4-vinylcyclohexene diepoxide (VCD) | Sigma, cat# V-3630 | ||
11.5-cm-diameter wheel with a 5.0-cm-wide running surface | Petsmart,model 6208 | ||
Digital magnetic counter | Sigma Sport,model BC 600 | ||
Treadmill exercise | Columbus Instruments , model 1055SDRM |