הגעה לתאימות בתרגיל כפייה במכרסמים: רגיל קריטי להערכת השפעת המימוש בהפרעות ומחלות הקשורות להזדקנות

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

יש עלייה גדולה במודעות להשפעה החיובית של פעילות גופנית על השיפור כמה מדינות מחלה עם בסיס הנוירוביולוגי; אלה כוללים שיפור תפקוד הקוגניטיבי וביצועים פיזיים. כתוצאה מכך, יש עלייה במספר המחקרים בבעלי החיים העסקת תרגיל. הוא טען כי הערך פנימי אחד של פעילות גופנית בכפייה הוא שיש לו את החוקר שליטה על הגורמים שיכולים להשפיע את ההשפעה של פעילות גופנית על תוצאות התנהגותיות, בעיקר לממש את התדירות, משך, ועוצמה של משטר האימונים. עם זאת, עמידה במשטרי פעילות גופנית בכפייה עשויה להיות בעיה, במיוחד אם בלבול פוטנציאלי של העסקת רגל הלם יש להימנע. כמו כן, חשוב להביא בחשבון כי מאחר שרוב ליקויים קוגניטיביים ושל תנועה להכות באדם בגיל, קביעת השפעה של פעילות גופנית על ליקויים אלה צריכים לשקול שימוש במכרסמי בני עם רמה הגבוהה ביותר של עמידה על מנת להבטיח צורך מינימאלי למבחן subjects. הנה, הצעדים ושיקולים דרושים כדי להשיג ציות כמעט 100% להליכון תרגיל במודל מכרסם בגיל הרלוונטיים יוצגו ויידונו. על אף משטר אימונים מסוימים להיות מועסקים על ידי החוקר, הפרוטוקול שלנו צריך להיות שימוש לחוקרים כי הם מתעניינים במיוחד בהשפעה הפוטנציאלית של פעילות גופנית שנכפתה על ליקויים הקשורים להזדקנות, לרבות פרקינסון הקשורות להזדקנות ומחלת פרקינסון.

Introduction

אסטרטגיות אורח חיים לא פולשנית שיכול גם למנוע או להפחית ליקויים לקוגניציה ותנועה, שניהם קשורים לעתים קרובות עם הזדקנות, צוברות תאוצה כפרקטיקות קיימא לשמירה על בריאות ורווחת ^1,2. לדוגמא, בדרגה בינונית עד פעילות גופנית קפדנית על בסיס שבועי ועקבי בגברים בגיל העמידה יכולה להגדיל באופן משמעותי את היכולות של תנועה בהשוואה לבני גילם באופן דומה בגיל עם גיל מתקדם ^3. יתר על כן, ראיות מצביעות על כך שהגדלת אסטרטגיות אורח חיים אלה, כגון פעילות גופנית, יכולות להפחית או אפילו להפוך ליקויים הקשורים למחלות ניווניות כגון מחלת פרקינסון (PD) ^4.

מאמצים להבין את המנגנונים המולקולריים של ליקויים הקשורים להזדקנות גם הופנו כלפי זיהוי כיצד אסטרטגיות לא פולשנית, כמו פעילות גופנית, הפוכות או להחליש את המנגנונים שתורמים לליקויים מסוג זה. פעילות גופנית על הליכון היא strat אחד כזהEGY להיות מועסק יותר ויותר במודלים של PD ^5-7 ופגיעה קוגניטיבית ^1, בם המנגנונים שמאחורי שיפורים בשל תנועה או תפקוד הקוגניטיבי עדיין נחושים. עם זאת, חשוב להדגיש כי הזדקנות היא הרקע הנוירוביולוגי של PD. לפיכך, לכל תרגום פוטנציאל של כל הטבת תרגיל במודל של בעלי חיים להתממש במצבו של האדם זה חייב לקחת בחשבון את הרקע הנוירוביולוגי של הזדקנות. לדוגמא, מנגנוני פיצוי שלהדוף ירידת ערך של תנועה במהלך התקדמות פ"ד עלולים להיפגע על ידי התהליך של הזדקנות ^8. לפיכך, סביר להניח כי פרדיגמות תרגיל יש לפתח שלא רק לשקול את ההשפעה של הזדקנות בכל הנוכחות או עדר של פתולוגיה מחלה, אבל זה גם יכולות להיות יזם ומתוחזק במכרסמים בגיל.

לכן, בתמורה לסך של הזדקנות על הרקע הנוירוביולוגי, הבחירה של זן העכבריםיש לשקול בכובד על ידי החוקר. זני עכברוש כמה זמינים למחקרי הזדקנות, בעיקר פישר 344 וF ₁ היברידי בראון נורווגיה / פישר 344 (BNF). העכברוש הנפוץ ספראג Dawley (זן outbred) הוא גם נוח לשימוש כזה, כפי שהוא משמש בדרך כלל במודלים של מחלות ניווניות, כגון מודל PD 6-hydroxydopamine. המעבדה שלנו משתמשת זני שניהם Dawley ספראג וBNF בהזדקנות ועבודת מחלה ניוונית של מערכת עצבים. בדו"ח זה, אנו מציגים תוצאות המדגישות פרוטוקולי התרגיל שלנו משתמשים בשתי הזנים. לחוקרים אלה מתמקדים אך ורק על לימודים הקשורים לגיל, מתח BNF מציע כמה יתרונות חשובים. ראשית, הוא יחסית פחות פגיע להפרעות הקשורות להזדקנות (כגון גידולים) ויש לו אריכות ימים יוצאות דופן (תוחלת חיים טיפוסית עולה 30 חודשים) בהשוואה לזנים אחרים. יש להם גם פחות השתנות במגוון של תוצאות פיסיולוגיות והתנהגותיים ^_9,ד מתאים גם לחקור גישות שתתערבנה בתהליך של הזדקנות. יתר על כן, בניסויים כגון פעילות גופנית נאלצה לדרוש טיפול ניכר על ידי החוקר, והאופי העדין של זן BNF הוא יתרון. שינויים הקשורים להזדקנות בתוכן רקמת דופמין striatal והמוח התיכון, כמו גם שינויי הפעילות של תנועה דומות בחולדות BNF ופרימטים ^10-11. המעבדה שלנו יש גם ניסיון רב באפיון ומניפולצית striatal ואיתות דופמין המוח התיכון, כמו גם פעילות של תנועה במתח BNF ^12-16. לכן, בגלל הסיכון של מחלות המבוססות על נוירו אחרים עולה עם הזדקנות, מודלים של בעלי חיים למחלות ניווניות של מערכת עצבים צריכים לשקול את השימוש בזנים של מכרסמים עם רקורד נרחב של שימוש במחקרי הזדקנות.

הפרוטוקול שלנו במסמך זה מתייחס גם לכמה בעיות קריטיות שהחוקר חייב לשקול בפרשנות של obtaine התוצאות שלהםד מפרוטוקול פעילות גופני. מנגנון הליכון מכרסמים (שהשימוש בם אנו נדגיש בדוח זה), מצויד בדרך כלל עם סלילי התחשמלות בחלק האחורי של כל מסלול של ההליכון שיכול להיות מנוטרל. עם זאת, כאשר סלילי התחשמלות אלה מופעלים, footshock קטן מועבר לנושא כפי שהוא בא במגע עם הסלילים. אסטרטגיה זו היא לעתים קרובות מועסק במחקרי פעילות גופני כדי להקל על תאימות להליכון תרגיל. זוהי נקודה קריטית בתמורה, במיוחד עבור אלה החוקרים המעורבים במחקרים התנהגותיים שמושפעים מdopamine- או נוראפינפרין-איתות. footshock חשמל הוא גורם דחק פיסיולוגי, והשפעתה על שני המערכות עצבי מתועדת היטב, עם הפעלה מוגברת של hydroxylase טירוזין ^17-18. לפיכך, עלה ביוסינתזה של שני הנוירוטרנסמיטר יכול לבלבל את הפרשנות של כל השפעת פעילות גופנית, מה שהופך את החוקר אחראי לפרשנות אם כלשינוי שנצפה בהתנהגות לאחר פעילות גופנית נובע אך ורק למשטר אימונים או מתח footshock. חשוב לציין, הציעו משטר האימונים נאלצו לא להעסיק את השימוש של footshock בכל נקודה בהסתגלות הליכון או לממש תקופות אימונים.

משטרי תרגיל מוצלחים גם דורשים ציות מרבי לממש מנושאי בדיקה. העסקתו של footshock על מנת להשיג תאימות עלולה לבלבל את הפרשנות של תוצאות ניסוי, כאשר המדד התלוי קשור למוליך עצבי איתות שמושפע footshock (כפי שנדון בעבר). לפיכך, האתגר הוא להגיע מכרסמים, ומכרסמים בגיל מסוימים, כדי לעמוד במשטר אימונים. מטרה רצויה של כל משטר אימונים היא להשיג כמעט 100 ציות%, כמו זה יהיה להפחית את מספר בעלי החיים דרושים כדי להשלים את משטר אימונים. באופן ספציפי, תאימות מקסימלית למימוש ופרשנות של תוצאות משטר אימונים יכולה בדואר שהתקבל במשטר האימונים שלנו, כתוצאה ממספר הליכים לפני אימון ובכלל, 1) מחזור אור כהה הפוך המאפשר לבעלי חיים להתאמן בזמן המחזור שלהם הפעיל (בעקבות), 2) קווי התחלה לביצועים של תנועה הבטחה שווה לפני הפרדה קבוצות שליטה והפעילות גופנית, ו3) מציגים את נושאי בדיקה לתקופת הסתגלות שמציגה אותם בהדרגה לדרישות של משטר האימונים. כאן, השיקולים האמורים הניסיוניים והצעדים דרושים כדי להשיג ציות כמעט 100% להליכון תרגיל במכרסמים בגיל (> גיל 18 חודשים) יוערכו והציגו. לבסוף, הסביבה הקשורים בפעילות גופנית עשויה להיות מלחיצה, ובתור שכזה, הווה פוטנציאל מבלבל כדי לקבוע את ההשפעות פיסיולוגיות ספציפיות לפעילות גופנית. הפרוטוקול שלנו שולט גם לחשיפה לסביבה וישכנע לחץ הפוטנציאלי של ההליכון על ידי הכללת קבוצת nonexercise בכל היבט של שלב ההסתגלות (מו כוללריצת dest הליכון) ומעמיד אותם על הליכון הנייח במהלך אימוני פעילות גופני על הליכון. לפיכך, פרוטוקול זה נועד לתאר את האמצעים דרושים כדי לקבוע את ההשפעה הפיזיולוגית של פעילות גופנית לבד.

Protocol

כל הנהלים הבאים נערכו בהתאם לוועדה המוסדית טיפול בבעלי חיים והשימוש בLSU למדעי בריאות המרכז-Shreveport, ועולה בקנה אחד עם המכון הלאומי לבריאות הנחיות. .1 נהלים לפני אימון הערה: ציר זמן של כל הנהלים הר?…

Representative Results

תרשים של ציר הזמן של אירועים בכל שלושת השלבים של משטר האימונים נאלצו מוצג באיור 1. בנוסף להיפוך מחזור האור כהה, מדי יום טיפול לפני כל בדיקה ניסיונית, ושלב 1 של הכשרת הסתגלות, שבו נושאים לשבת על הליכון הנייח ל5-10 דקות / יום במשך 3 ימים ברציפות, יושמו כדי להגדיל את ה…

Discussion

יש עדויות לכך שאסטרטגיות אורח החיים, כגון פעילות גופנית, עשוי להפחית את הסיכון למחלות כרוניות הקשורות לגיל ותסמיני הקרדינל שלהם, כוללים אלה של מחלות ניוון עצביות כמו אלצהיימר ופרקינסון ^20. התועלת של פעילות גופנית בכפייה על הליכון, בניגוד לפעילות גופני מרצון על ?…

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