Как добраться до соответствия в принудительном упражнения в Грызунов: Критический Standard для оценки Упражнение воздействия в связанных со старением заболеваний и болезни

Summary

Exercise may alleviate behavioral impairments associated with neurodegenerative diseases. Studies of the mechanisms underlying exercise-mediated effects have increased in disease models, but the neurobiological background accompanying these diseases, specifically aging, is likely not considered. Here, we illustrate measures to increase the likelihood of a successful exercise paradigm in aged rats.

Abstract

Существует значительное увеличение осознания положительного влияния физических упражнений на улучшение несколько болезненных состояний с нейробиологических основе; к ним относятся улучшение когнитивных функций и физическую работоспособность. В результате происходит увеличение количества исследований на животных, использующих упражнения. Он утверждал, что один внутренняя стоимость принудительного осуществления является то, что следователь имеет контроль над факторами, которые могут повлиять на результаты воздействия физических упражнений на поведенческих результатов, в частности, осуществлять частоту, продолжительность и интенсивность режим упражнений. Однако соблюдение в вынужденных режимах упражнений может быть проблемой, особенно если потенциальные смешивает из использования ножной шок следует избегать. Важно также учитывать, что, поскольку большинство когнитивных и опорно-двигательного аппарата нарушения ударить в возрасте человека, определения влияния физических упражнений на этих нарушений следует рассмотреть возможность использования возрасте грызунов с максимально возможного уровня соответствия для обеспечения минимального необходимость испытательного суbjects. Здесь соответствующие шаги и соображения, необходимые для достижения почти 100% соответствия к бегущей дорожке, в возрасте грызунах будут представлены и обсуждены. Несмотря получить работу конкретные режим упражнений следователем, наш протокол должен быть полезным для исследователей, которые особенно заинтересованы в потенциальном воздействии принудительной упражнений на связанных со старением нарушений, в том числе связанных со старением паркинсонизма и болезни Паркинсона.

Introduction

Неинвазивные стратегии образа жизни, которые могут либо предотвращению или уменьшению нарушений к познанию и передвижения, как часто связано со старением, набирает обороты в качестве жизнеспособных методов для поддержания здоровья и благополучия ^1,2. Например, от умеренной до строгого упражнения на еженедельной и последовательной основе в мужчин среднего возраста может значительно увеличить возможности опорно-двигательного аппарата по сравнению с аналогичным возрасте сверстники с возрастом ^3. Кроме того, все больше доказательств свидетельствует о том, что эти стратегии образа жизни, такие как упражнения, может уменьшить или даже полностью нарушений, связанных с нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона (PD) ^4.

Усилия, чтобы понять молекулярные механизмы старения, связанных с нарушениями были также направлены на выявление как неинвазивные стратегии, как упражнения, отменить или ослабить механизмы, которые способствуют такие нарушения. Беговая дорожка упражнение является одним из таких стратEGY чаще используют в моделях PD ^5-7 и когнитивными нарушениями ^1, отличающийся тем, что механизмы, лежащие в улучшение двигательной или когнитивной функции до сих пор не определено. Тем не менее, важно отметить, что старение является нейробиологическое фон PD. Таким образом, для любой потенциальный перевод любого упражнения выгоды в животной модели будет реализован в человеческом состоянии он должен принимать во внимание нейробиологическую фон старения. Например, компенсаторные механизмы, что предотвратить двигательную нарушения во время прогрессирования PD может быть снижена в процессе старения ^8. Таким образом, само собой разумеется, что физические упражнения парадигмы должны быть разработаны, что не только рассмотреть последствия старения в присутствии или отсутствии патологии болезни, но это также может быть инициирован и поддерживается в возрасте грызунов.

Поэтому, с учетом старения на нейробиологической фоне, отбора штамма крысследует вдумчиво рассматривать следователем. Несколько линий крыс доступны для старения исследований, в частности, Фишер 344 и Браун-Норвегия / Фишер 344 F ₁ (БНФ) гибрид. Обычно используется Sprague Dawley крыс (штамм беспородных) также пригодны для такого использования, как это обычно используется в моделях нейродегенеративных заболеваний, таких как PD модель 6-гидроксидопамина. Наша лаборатория использует оба Sprague Dawley и БНФ штаммов в старении и нейродегенеративных работы заболевания. В этом отчете мы представим результаты, освещающие наши протоколы упражнения с использованием обоих штаммов. Для те исследователи, строго упором на возрастных исследований, штамм БНФ предлагает несколько важных преимуществ. Прежде всего, это сравнительно менее подвержены старению, связанных с нарушениями (таких как опухоли) и имеет исключительную долговечность (типичный срок службы превышает 30 месяцев) по сравнению с другими штаммами. Они также имеют меньшую вариабельность в различных физиологических и поведенческих результатов ^_9,д пригодны также для расследования подходы, которые вмешиваются в процесс старения. Кроме того, эксперименты, такие как принудительный упражнения требуют значительного обработку следователем, и мягкий характер деформации БНФ выгодно. Связанных со старением изменения в полосатой и среднего мозга содержанием дофамина ткани, а также опорно-двигательного аппарата изменения активности сходны в БНФ крыс и приматов ^10-11. Наша лаборатория имеет большой опыт работы с характеризующий и манипулирования полосатого тела и мозга сигнализацию дофамина, а также двигательную активность в штамме БНФ ^12-16. Поэтому, потому что риск других заболеваний нейробиологически основе увеличивает со старением, животных моделях нейродегенеративных заболеваний следует рассмотреть возможность использования видов грызунов с обширным послужным списком использования в старения исследований.

Наш протокол здесь также рассматриваются некоторые важные вопросы, которые следователь должен рассмотреть в интерпретации их результатов obtaineд от протокола упражнений. Грызун беговая дорожка аппарат (использование которых мы выделим в данном отчете), как правило, оснащены электрическими катушками ударных в задней части каждой полосы движения на беговой дорожке, что может быть отключена. Тем не менее, когда эти электрическим током катушки активируются, небольшой Footshock доставляется к предмету, как он вступает в контакт с катушек. Эта стратегия часто используется в упражнении исследований в целях содействия соблюдению в бегущей дорожке. Это критическая точка для рассмотрения, в частности, для тех исследователей, участвующих в поведенческих исследований, которые под влиянием допамином или норадреналина сигнализации. Электрические Footshock является физиологическим стрессором, и его влияние на обеих системах нейромедиаторов хорошо документированы, с повышенной активации тирозингидроксилазы ^17-18. Таким образом, увеличивается биосинтез либо медиатора может затруднить интерпретацию любой тренировки эффекта, что делает следователь ответственности за интерпретации ли любаяНаблюдаемое изменение поведения после тренировки строго за осуществление режима или Footshock стресса. Важно отметить, что предлагаемый вынуждены режим упражнений не используют использования Footshock в любой точке беговой дорожки акклиматизации или осуществлять учебные периоды.

Успешные схемы упражнения также требуют максимального соответствия осуществлять от испытуемых. Применение Footshock для достижения соответствия может путать интерпретацию экспериментальных результатов, когда в зависимости мера связана с нейротрансмиттеров сигнализации, которые влияют Footshock (как описано выше). Таким образом, задача состоит в том, чтобы получить грызунов, и в частности в возрасте грызунов, соблюдать осуществлять режим. Желательно цель любого режим упражнений является достижение почти 100 соблюдение%, так как это позволит сократить количество животных, необходимых для завершения режим упражнений. В частности, максимальная соблюдение осуществлять и интерпретация результатов осуществлять режим можно бэ получены в нашей режим упражнений в результате нескольких процедур предварительного упражнения в том числе, 1) в обратном цикле свет-темнота, что позволяет животным осуществлять в период их активной (бодрствование) цикла, 2) обеспечение базовые характеристики опорно-двигательного аппарата равны перед сегрегации управления и упражнения группы, и 3) введение испытуемых к акклиматизации, что постепенно знакомит их с требованиями режим упражнений. Здесь, вышеупомянутые экспериментальные соображения и шаги, необходимые для достижения почти 100% соответствия к бегущей дорожке в возрасте грызуна (> 18-месячного возраста) будут оценены и представлены. Наконец, окружающей среды, связанные с осуществлением может быть стресс, и как таковой, присутствует потенциал смешивает определить физиологические эффекты конкретные осуществлять. Наш протокол также контролирует для воздействия на потенциального стресса вызывающие среде беговой дорожке, включив nonexercise группу в каждом аспекте фазы акклиматизации (в том числе моприемник беговая дорожка работает) и размещение их на стационарном беговой дорожке во время тренировки на бегущей дорожке. Таким образом, этот протокол имеет целью описать меры, необходимые для определения физиологического воздействия физических упражнений в одиночку.

Protocol

Все из следующих процедур проводятся в соответствии с уходу и использованию комитета Институциональная Животных в ЛГУ Health Sciences Center-Шривпорте, и соблюдать Национального института принципов здравоохранения. 1. Процедуры перед упражнениями Примечание: хро?…

Representative Results

Схема временной шкале событий во всех трех фазах принудительного режим упражнений показано на рисунке 1. Кроме вспять цикла свет-темнота, ежедневно обработки до любой экспериментальной проверки, и этап 1 из акклиматизации обучения, где предметы сидеть на стационарном беговой …

Discussion

Существует доказательства того, что стратегии образа жизни, такие как упражнения, может снизить риск хронических возрастных заболеваний и их основных симптомов, в том числе из нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона ^20. Благо принудительного ?…

Materials

 

Table of Specific Materials/Equipment
Name of Material/Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Exer-4 Treadmill for Rats	Columbus Instruments	96157-2	Columbus has a variety of treadmills for animals with varying numbers of lanes, and other options such as metabolic measurements
Animal Activity Meter: Opto-Varimex 4-Auto Track	Columbus Instruments	0170-R4	Columbus has several options for activity chambers with varying arena sizes, beam spacing, and sensors