Anreise nach Compliance im Zwangsübung in Nagetiere: Eine kritische Standard in Übung Auswirkungen in altersbedingten Erkrankungen und Krankheits Bewerten

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

Es ist eine große Zunahme der Sensibilisierung für den positiven Auswirkungen von Bewegung auf die Verbesserung mehrere Krankheitszustände mit neurobiologischen Grundlagen; Dazu gehören die Verbesserung der kognitiven Funktion und körperliche Leistungsfähigkeit. Als Ergebnis gibt es eine Zunahme in der Anzahl von Tierstudien unter Verwendung Übung. Es wird argumentiert, dass ein Eigenwert von Zwangs Übung ist, dass die Ermittler die Kontrolle über die Faktoren, die die Wirkung von Bewegung auf die Verhaltensergebnisse beeinflussen können, insbesondere ausüben Häufigkeit, Dauer und Intensität der Übung Regime. Jedoch kann die Einhaltung der Zwangs Übung Therapien ein Problem sein, insbesondere dann, wenn potenzielle verwechselt der Verwendung von Fuß-Schock zu vermeiden sind. Es ist auch wichtig, dass betrachten, da die meisten kognitiven und Bewegungsstörungen im Alter schlagen einzelne, Bestimmung Auswirkungen von Bewegung auf diesen Beeinträchtigungen sollten überlegen, im Alter von Nagetieren, die mit einem möglichst hohen Grad der Einhaltung minimaler Bedarf an Test su gewährleistenbjects. Hier werden die relevanten Schritte und Überlegungen notwendig, um fast 100% zu erreichen, um die Einhaltung Übung in einem Alter von Nagetiermodell Laufband vorgestellt und diskutiert werden. Ungeachtet der besonderen Trainingsprogramm durch die Ermittler beschäftigt, sollte unser Protokoll von Nutzen Ermittler, die besonders daran interessiert, die möglichen Auswirkungen der Zwangs Übung auf alterungsbedingte Beeinträchtigungen, einschließlich altersbedingten Parkinson und Parkinson-Krankheit sind sein.

Introduction

Nichtinvasive Lifestyle-Strategien, die entweder verhindern oder zu mildern können Beeinträchtigungen der Kognition und Fortbewegung, sowohl oft mit dem Altern verbunden sind an Zugkraft gewinnen als lebensfähig Practices für die Erhaltung der Gesundheit und des Wohlbefindens ^1,2. Zum Beispiel, mäßige bis strenge Ausübung auf einer wöchentlichen Basis und konsequent bei Männern im mittleren Alter deutlich Bewegungsmöglichkeiten im Vergleich zu ähnlich Alters Gleichaltrigen mit zunehmendem Alter ³ zu erhöhen. Weiterhin schlägt zunehmend Hinweise, dass diese Lebensstrategien, wie Bewegung, kann mildern oder sogar umkehren Beeinträchtigungen, die mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson-Krankheit (PD) ⁴ verbunden.

Um die molekularen Mechanismen des Alterns bedingten Beeinträchtigungen verstehen, werden auch auf die Feststellung, wie nicht-invasive Strategien, wie Bewegung, aufheben oder mildern die Mechanismen, die zu solchen Beeinträchtigungen beitragen gerichtet. Laufband-Training ist eine solche Stratgie zunehmend in Modellen der PD ^5-7 und kognitive Beeinträchtigung ¹ verwendet, wobei die Mechanismen hinter Verbesserungen in motorische oder kognitive Funktion werden noch festgelegt. Es ist jedoch wichtig, darauf hinzuweisen, dass das Altern ist die neurobiologische Hintergrund der PD. So kann jeder potentielle Übersetzung von jeder Übung Nutzen in einem Tiermodell, um in den menschlichen Zustand realisiert werden kann, muss Berücksichtigung der neurobiologische Hintergrund der Alterung zu nehmen. Zum Beispiel könnten Ausgleichsmechanismen, die aus Bewegungs Beeinträchtigung während PD Progression Daube durch den Prozess des Alterns ⁸ beeinträchtigt werden. Somit liegt es nahe, dass die Ausübung Paradigmen entwickelt werden, dass nicht nur die Auswirkungen des Alterns entweder die Anwesenheit oder Abwesenheit von Krankheitspathologie betrachten, sondern könnte auch initiiert und Alter Nagetiere gehalten werden.

Daher, unter Berücksichtigung der Alterung auf die neurobiologische, die Auswahl des Rattenstammsollte nachdenklich durch die Ermittler in Betracht gezogen werden. Mehrere Rattenstämme sind für die Alterung Studien zur Verfügung, vor allem die Fischer 344 und der Brown-Norway / Fischer 344 F ₁ (BNF) Hybrid. Die üblicherweise verwendeten Sprague Dawley Ratte (ein ausgezüchteten Stamm) ist auch zugänglich für eine derartige Verwendung, wie sie im allgemeinen bei neurodegenerativen Krankheitsmodellen verwendet werden, wie 6-Hydroxydopamin PD-Modell. Unser Labor verwendet sowohl die Sprague Dawley und die BNF-Stämme in Altern und neurodegenerativen Erkrankung Arbeit. In diesem Bericht werden wir unsere Ergebnisse Hervorhebung Übung mit beiden Protokollen Stämme zu präsentieren. Für diejenigen, die sich auf Ermittler streng altersbedingten Studien, bietet die BNF-Stamm einige wichtige Vorteile. Erstens ist es relativ weniger anfällig für alterungsbedingte Störungen (wie Tumoren) und hat außergewöhnliche Haltbarkeit (typische Lebensdauer 30 Monate überschreitet) im Vergleich zu anderen Stämmen. Sie haben auch weniger Variabilität in einer Vielzahl von physiologischen und Verhaltensergebnisse ^_9, eind sind ebenfalls geeignet, um Ansätze, die mit dem Alterungsprozeß eingreifen zu untersuchen. Außerdem Experimente wie Zwangs Übung verlangen erhebliche Handhabung durch den Ermittler, und die Sanftmut der BNF Stamm ist von Vorteil. Alterungsbedingte Veränderungen im Striatum und Mittelhirn Dopamin Gewebe Inhalt, sowie der Bewegungsaktivität Veränderungen sind ähnlich in der BNF Ratten und Primaten ^10-11. Unser Labor verfügt über umfangreiche Erfahrung mit der Charakterisierung und Manipulation von Striatum und Mittelhirn Dopamin Signalisierung sowie der Bewegungsaktivität in der BNF-Stamm ^12-16. Deshalb, weil das Risiko von anderen neurobiologisch-basierte Krankheiten, die mit Alterung erhöht, Tiermodellen von neurodegenerativen Erkrankung sollte die Verwendung von Nagerstämmen mit einer umfangreichen Erfolgsbilanz der Einsatz in Alterungsstudien berücksichtigen.

Unser Protokoll hier auch behebt einige kritische Fragen, die der Prüfer muss bei der Interpretation ihrer Ergebnisse obtaine betrachtend von einer Übung Protokoll. Das Nagetier Laufbandvorrichtung (die Verwendung von dem wir in diesem Bericht hervorheben), wird in der Regel mit Elektroschockwendeln auf der Rückseite jeder Spur von dem Laufband, die deaktiviert werden kann. Jedoch, wenn diese elektrischen Schlag Spulen aktiviert werden, wird eine kleine Fußschock dem Subjekt geliefert, wie es in Kontakt mit den Spulen kommt. Diese Strategie wird häufig in Studien eingesetzt, um Übung zu erleichtern, um die Einhaltung Laufband. Dies ist ein kritischer Punkt für die Prüfung, insbesondere für die Ermittler in Verhaltensstudien beteiligt, die durch Dopamin oder Noradrenalin-Signalisierung beeinflusst werden. Elektrische Fußschock ist ein physiologischer Stressor, und ihre Auswirkungen auf beide Neurotransmitter-Systeme ist gut dokumentiert, mit einer erhöhten Aktivierung der Tyrosin-Hydroxylase ^17-18. So erhöhte Biosynthese von beiden Neurotransmitter könnte die Auslegung einer Übung Wirkung verwechseln, so dass die Ermittler haftet für die Auslegung, ob einebeobachtete Veränderung im Verhalten nach dem Training ist streng aufgrund der Trainingsprogramm oder die Fuß-Schock Stress. Wichtig ist, dass die vorgeschlagene Zwangstrainingsprogramm nicht die Verwendung von Fußschock beschäftigen an jedem Punkt in dem Laufband oder ausüben Akklimatisierung Ausbildungszeiten.

Erfolgreiche Übung Therapien erfordern auch größtmögliche Übereinstimmung von Testpersonen auszuüben. Der Einsatz von Fuß-Schock, um die Einhaltung zu erreichen könnte Interpretation der experimentellen Ergebnisse zu verwechseln, wenn die abhängige Maßnahme steht im Zusammenhang mit Neurotransmitter signalisiert, dass durch Fußschock beeinflusst (wie zuvor beschrieben). So ist die Herausforderung, um Nagetiere zu bekommen, insbesondere im Alter von Nagetieren, mit einem Trainingsprogramm zu erfüllen. Eine wünschenswerte Ziel jeder Trainingsprogramm ist auf nahezu 100% Übereinstimmung zu erreichen, da dies die Anzahl der Tiere notwendig, um die Trainingsprogramm absolvieren zu reduzieren. Insbesondere maximale Compliance zu trainieren und die Interpretation der Ergebnisse Trainingsprogramm kann be in unserem Trainingsprogramm als Ergebnis von mehreren Vor-Übungsverfahren, einschließlich, 1) eine umgekehrte Licht-Dunkel-Zyklus, der Tiere ermöglicht, die während ihrer aktiven (Wake) Zyklus ausüben erhalten, 2) die Gewährleistung der Bewegungs Performance Baselines sind gleich vor der Trennung von Steuerung und Bewegung Gruppen und 3) Einführen der Testpersonen auf einer Akklimatisierungszeit die allmählich führt sie an die Anforderungen des Übungsprogramm. Hier werden die oben genannten experimentellen Überlegungen und Schritte notwendig, um fast 100% zu erreichen, um die Einhaltung Übung in einem Alter von Nagetier Laufband (> 18 Monate alt) werden ausgewertet und dargestellt werden. Schließlich kann die Umgebung mit Übung verbunden stressig sein, und als solche, verwechselt vorhanden Potenzial, bestimmte physiologische Wirkungen ausüben zu bestimmen. Unser Protokoll steuert auch für die Belichtung auf das Potential verspannungsinduzierenden Umfeld des Laufband durch die Einbeziehung der Nichtausübung Gruppe in jedem Aspekt der Akklimatisierung Phase (einschließlich modest Laufband) und sie auf dem Laufband während des stationären Laufband-Training. So soll dieses Protokoll zu der notwendig ist, die physiologischen Auswirkungen von Bewegung allein bestimmen, Maßnahmen zu beschreiben.

Protocol

Alle folgenden Verfahren werden in Übereinstimmung mit der Institutional Animal Care und Use Committee an der LSU Health Sciences Center-Shreveport durchgeführt und entsprechen dem National Institute of Health Richtlinien. 1. Pre-Übungsverfahren Hinweis: Eine Zeitleiste alle relevanten Verfahren in diesem Trainingsprogramm gezwungen ist in Abbildung 1 schematisch dargestellt. <img…

Representative Results

Ein Diagramm der Zeitleiste der Ereignisse in allen drei Phasen der Zwangstrainingsprogramm ist in Abbildung 1 dargestellt. Neben Umkehrung der Hell-Dunkel-Zyklus, täglichen Umgang vor einer experimentellen Prüfung, und die Stufe 1 der Akklimatisierung Training, bei dem Probanden sitzen an dem stationären Laufband für 5-10 min / Tag für 3 aufeinanderfolgende Tage durchgeführt wurden, um die Einhaltung der erzwungenen Bewegung Regime zu erhöhen. Diese Verfahren wurden an das Protokoll, um Stress m…

Discussion

Es gibt Hinweise darauf, dass der Lebensstil-Strategien, wie Bewegung, kann das Risiko für chronische Alterskrankheiten und ihre Kardinalsymptome, auch die der neurodegenerativen Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit und PD ²⁰ zu reduzieren. Der Vorteil der Zwangs Übung auf einem Laufband, als freiwillige Übung im Gegensatz zu einem Laufrad, das ist die Ermittler können die Frequenz, die Geschwindigkeit und / oder Intensität der Übung, und die Dauer der Trainingseinheit zu bestimmen. So spezifischen …

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