הפעלה קצר בעוצמה גבוהה מרווח אימון והערכה הליכון בעכברים בגילאי
Summary
קצר הפעלה (≤10 דקות) גבוה מרווח אימון אינטנסיביות (חבוט) מתגלה כאלטרנטיבה עוד שיטות התרגול, עדיין גרסאות קצרות רק לעתים נדירות הם עוצב במחקרים שנעשו בבעלי חיים. כאן, אנו מתארים ישמשו, 3 ימים בשבוע, הליכון במעלה הגבעה חבוט פרוטוקול זה מגביר את הביצוע הגופני אצל זכר, נקבה בגילאי עכברים.
Abstract
בעוצמה גבוהה מרווח אימון (חבוט) מתגלה כקבוצה גישה טיפולית כדי למנוע, לעכב או ברגעי חולשה. בפרט קצר מושב חבוט, עם משטרי שקטן או שווה ל 10 דקות הוא עניין מיוחד כמו מספר מחקרים אנושיים כוללים שגרות קצר ככל כמה דקות מספר פעמים בשבוע. עם זאת, יש במחסור של מחקרים שנעשו בבעלי חיים, זה מודל ההשפעות של הפעלה קצרה חבוט. כאן, אנו מתארים מתודולוגיה משטר חבוט המותאמים באופן אינדיבידואלי, המתקדמת הפעלה קצרה של 10 דקות בהתחשב 3 ימים בשבוע במשך בגילאי עכברים בהליכון נוטה. המתודולוגיה שלנו כולל גם פרוטוקולים להערכת הליכון. עכברים הם בתחילה התאקלם ההליכון, ולאחר מכן ניתן בסיסית שטוח והערכות הליכון במעלה הגבעה. תרגיל הפעלות להתחיל עם 3 דקות חימום, ואז שלוש במרווחים של 1 דקות מהיר בקצב, ואחריו 1 דקות בשחזור פעיל של קצב. בעקבות אלה מרווחי, העכברים ניתנות קטע סופי שמתחילה ב המהיר קצב ומאיץ עבור 1 דקות. פרוטוקול חבוט זה מותאמים אישית כמו המהירות ואת עוצמת כל עכבר נקבעים בהתבסס על תוצאות ההערכה הראשונית אנאירובית. בנוסף, אנחנו פירוט התנאים להגביר או להקטין את העוצמה עבור עכברים בודדים בהתאם הביצועים. לבסוף, בעוצמה מתגברת על עכברים כל אחת לשבועיים. בעבר דיווחנו במופע פיזי זה פרוטוקול משופרת בעכברים זכרים בגילאי, כאן היא גם מגדילה את ההליכון ביצועי הצג בגילאי עכברים הנשי. היתרונות של פרוטוקול שלנו כוללים ניהול נמוך זמן (בערך 15 דקות לכל עכברים 6, 3 ימים בשבוע), אסטרטגיה הכרוך עבור עכברים למודל יותר רשם תרגיל, ותכנון מודולרי המאפשר ההוספה או ההסרה של מספר ואורך במרווחי זמן כדי titrate יתרונות תרגיל.
Introduction
פעילות גופנית סדירה יעיל למנוע או לעכב מחלות רבות הקשורות בגיל, כגון sarcopenia ו חולשה1,2,3,–4. עם זאת, פחות מ 15% מאותן המלצות לפגוש 65 ומעלה של 150 דקות להתאמן שבוע בעוצמה בינונית פלוס כוח
אימון5,6. כמו חוסר זמן והפעלות ממושך הם חסמים נפוצים לממש, בעוצמה גבוהה מרווח אימון (חבוט) מתגלה כאלטרנטיבה משטרי מסורתיים. . חבוט כולל מספר צרורות קצרים של פעילות אינטנסיבית זה הם וביניהם תקופות קצרות של התאוששות פעילה, חלה בשנים המזהה את משטרי הקצר ביותר עדיין המניבים תוצאות מועילות. מחקרים כאלה כוללים 3 יום של משטרי שבוע הכוללים מועדי הפעלה סה כ 4 דקות7, 2-3 דקות8, 1.5 דקות9,10דקות ליחיד ואפילו 40 s11.
באופן דומה, יש כבר עניין משמעותי במודלים חייתיים חבוט. רוב המחקרים בשימוש עכברים12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21 או חולדות22,23,24,25 , בוצעו באמצעות הליכון, למרות כמה אחרים להשתמש שחייה פרוטוקולים26,27 , 28. רוב המחקרים הללו להשתמש VO2מקסימום כדי להגדיר את עוצמת הראשונית של תרגיל13,14,19,21,24. בנוסף, למרות יתרון מתואר לעתים קרובות של הקלף יש משטרי קצר יותר, כמעט כל אלה זוהו מחקרים תכונה משטרי הזה שעבר 30 דקות או יותר11,12,13,14 ,15,18,19,21, למעט אחד עם מעט יותר מ- 10 דקות משטר20, ועוד אחד עם 19 דקות לאורך שלושה שונים עוצמות16. הידע שלנו, הם לא מחקרים שנעשו בבעלי חיים שדווחה לבחון 10 דקות או פחות משטר חבוט, או להתאים את הטיפול בבעלי חיים בודדים, למעט שלנו מחקר שפורסם17 המשמש כבסיס עבור פרוטוקול זה.
כאן, אנו מתארים פרוטוקול עבור הקלף בעכברים בגילאי שנועדה דגם אינדיווידואליזציה, משתני הפעלה קצרה (≤10 דקות) בשימוש לאחרונה מחקרים בבני אדם7,8,9,10,11. השיטה כוללת משטר 10 דקות על הליכון נוטה (25°) עם 3 דקות להתחמם ארבע מרווחי 1 דקות בעוצמה גבוהה, וביניהם שלושה מקטעים שחזור פעיל 1 דקות. היתרונות של הפרוטוקול כוללים הרלוונטיות הקלינית גדול שכולל אסטרטגיות תפירת בעוצמה בודדים בבעלי חיים, הגדרת בעוצמות שלא מבוססים על VO2מקסימום, ובכך נמנע הצורך הליכונים מטבולית, ומודולרית עיצוב לפיה מספר מרווחי ואת לוח הזמנים הם מתכוונן בקלות. בנוסף, בתוך פרוטוקול זה אנו מספקים הנחיות שתי אסטרטגיות הערכה על ההליכון, הכוללים מרווח במול רציפה, במעלה הגבעה, לבחון את הסיבולת. באמצעות שיטות אלה, להרחיב את הממצאים הקודמים שלנו הפעלה קצרה זו שחבוט גדל קיבולת תפקודית עכברים זכרים בגילאי17, ואנו כעת להדגים חבוט משפר את הביצועים הליכון בעכברים נקבה בגיל העמידה.
Protocol
Representative Results
Discussion
יתרונות מהפעלות קצר הן להיבט בעוצמה גבוהה מרווח אימון הלוכד המדעי ואת האינטרס הציבורי. עם זאת, מחקרים שנעשו בבעלי חיים רחוקות לחקור משטרי חבוט כי הם 10 דקות או פחות. כאן, אנו מתארים עבור 10 דקות הפעלה קצרה חבוט הליכון במעלה הגבעה תרגיל משטר זה משופר הליכון ביצועים בעכברים הנשית בגילאי ואשר בע…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנחנו רוצים להודות אנשי טיפול בבעלי חיים באוניברסיטה תאו חיות מעבדה חיה במתקן. מחקר זה נתמך על ידי ותיק לענייני שיקום מחקר, פיתוח גרנט RX001066 ושל קרן שביל ההודי.
Materials
| Exer-3/6 Open Treadmill w/ Shock, Detection, auto-calibration and PC Interface/Software | Columbus Instruments | 1055-SDRM | The Columbus Instruments 3/6 treadmill allow up to 6 mice or 3 rats simultaneously. The device comes with controllers to allow manual control of treadmill belt speed and shock intensity, or connections to a computer and software to run and control these elements. |
| Bleach | Varies | Varies | 0.25-0.5% Bleach solution (V/V) is used to clean the treadmill belt between sessions |
| Ethanol | Varies | Varies | 70% ethanol solution (V/V) can alternatively be used to clean treadmill belt between runs and sesions. |
| Make-up Brush (large) | Varies | Varies | A make-up brush provides a soft surface and ample length to motivate mice to continue exercise. |
Referências
- Cameron, I. D., et al. A multifactorial interdisciplinary intervention reduces frailty in older people: randomized trial. BMC Medicine. 11 (65), (2013).
- Manas, A., et al. Reallocating Accelerometer-Assessed Sedentary Time to Light or Moderate- to Vigorous-Intensity Physical Activity Reduces Frailty Levels in Older Adults: An Isotemporal Substitution Approach in the TSHA Study. Journal of the American Medical Directors Association. 19 (185), (2018).
- Rogers, N. T., et al. Physical activity and trajectories of frailty among older adults: Evidence from the English Longitudinal Study of Ageing. PLoS One. 12, e0170878 (2013).
- Yamada, M., Arai, H., Sonoda, T., Aoyama, T. Community-based exercise program is cost-effective by preventing care and disability in Japanese frail older adults. Journal of the American Medical Directors Association. 13, 507-511 (2012).
- de Rezende, L. F., Rey-Lopez, J. P., Matsudo, V. K., do Carmo Luiz, O. Sedentary behavior and health outcomes among older adults: a systematic review. BMC Public Health. 14 (333), (2014).
- Wullems, J. A., Verschueren, S. M., Degens, H., Morse, C. I., Onambele, G. L. A review of the assessment and prevalence of sedentarism in older adults, its physiology/health impact and non-exercise mobility counter-measures. Biogerontology. 17, 547-565 (2016).
- Tjonna, A. E., et al. Low- and high-volume of intensive endurance training significantly improves maximal oxygen uptake after 10-weeks of training in healthy men. PLoS One. 8, e65382 (2013).
- Burgomaster, K. A., et al. Similar metabolic adaptations during exercise after low volume sprint interval and traditional endurance training in humans. Journal of Physiology. 586, 151-160 (2008).
- Cavar, M., et al. Effects of 6 Weeks of Different High-Intensity Interval and Moderate Continuous Training on Aerobic and Anaerobic Performance. Journal of Strength and Conditioning Research. , (2018).
- Gillen, J. B., et al. Twelve Weeks of Sprint Interval Training Improves Indices of Cardiometabolic Health Similar to Traditional Endurance Training despite a Five-Fold Lower Exercise Volume and Time Commitment. PLoS One. 11, e0154075 (2016).
- Metcalfe, R. S., Babraj, J. A., Fawkner, S. G., Vollaard, N. B. Towards the minimal amount of exercise for improving metabolic health: beneficial effects of reduced-exertion high-intensity interval training. European Journal of Applied Physiology. 112, 2767-2775 (2012).
- Belmonte, L. A. O., et al. Effects of Different Parameters of Continuous Training and High-Intensity Interval Training in the Chronic Phase of a Mouse Model of Complex Regional Pain Syndrome Type I. The Journal of Pain. , (2018).
- Chavanelle, V., et al. Effects of high-intensity interval training and moderate-intensity continuous training on glycaemic control and skeletal muscle mitochondrial function in db/db mice. Scientific Reports. 7 (204), (2017).
- de Oliveira Sa, G., et al. High-intensity interval training has beneficial effects on cardiac remodeling through local renin-angiotensin system modulation in mice fed high-fat or high-fructose diets. Life Sciences. 189, 8-17 (2017).
- Marcinko, K., et al. High intensity interval training improves liver and adipose tissue insulin sensitivity. Molecular Metabolism. 4, 903-915 (2015).
- Niel, R., et al. A new model of short acceleration-based training improves exercise performance in old mice. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports. 27, 1576-1587 (2017).
- Seldeen, K. L., et al. High Intensity Interval Training (HIIT) improves physical performance and frailty in aged mice. The Journals of Gerontology Series A Biological Sciences. 73 (4), 429-437 (2017).
- Tuazon, M. A., McConnell, T. R., Wilson, G. J., Anthony, T. G., Henderson, G. C. Intensity-dependent and sex-specific alterations in hepatic triglyceride metabolism in mice following acute exercise. Journal of Applied Physiology. 118, 61-70 (2015).
- Wang, N., Liu, Y., Ma, Y., Wen, D. High-intensity interval versus moderate-intensity continuous training: Superior metabolic benefits in diet-induced obesity mice. Life Sciences. 191, 122-131 (2017).
- Wilson, R. A., Deasy, W., Stathis, C. G., Hayes, A., Cooke, M. B. Intermittent Fasting with or without Exercise Prevents Weight Gain and Improves Lipids in Diet-Induced Obese Mice. Nutrients. 10, (2018).
- Hafstad, A. D., et al. High intensity interval training alters substrate utilization and reduces oxygen consumption in the heart. Journal of Applied Physiology. 111, 1235-1241 (2011).
- Brown, M. B., et al. High-intensity interval training, but not continuous training, reverses right ventricular hypertrophy and dysfunction in a rat model of pulmonary hypertension. American Journal of Physiology Regulatory. Integrative and Comparative Physiology. 312, R197-R210 (2017).
- Hoshino, D., Yoshida, Y., Kitaoka, Y., Hatta, H., Bonen, A. High-intensity interval training increases intrinsic rates of mitochondrial fatty acid oxidation in rat red and white skeletal muscle. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 38, 326-333 (2013).
- Rahimi, M., et al. The effect of high intensity interval training on cardioprotection against ischemia-reperfusion injury in wistar rats. EXCLI Journal. 14, 237-246 (2015).
- Songstad, N. T., et al. Effects of High Intensity Interval Training on Pregnant Rats, and the Placenta, Heart and Liver of Their Fetuses. PLoS One. 10, e0143095 (2015).
- Motta, V. F., Aguila, M. B., Mandarim-De-Lacerda, C. A. High-intensity interval training (swimming) significantly improves the adverse metabolism and comorbidities in diet-induced obese mice. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 56 (5), 655-663 (2015).
- Pimenta, M., et al. High-intensity interval training beneficial effects on body mass, blood pressure, and oxidative stress in diet-induced obesity in ovariectomized mice. Life Sciences. , 75-82 (2015).
- Vieira, J. M., et al. Caffeine prevents changes in muscle caused by high-intensity interval training. Biomedicine and Pharmacotherapy. 89, 116-123 (2017).
- Price, N. L., et al. SIRT1 is required for AMPK activation and the beneficial effects of resveratrol on mitochondrial function. Cell Metabolism. 15, 675-690 (2012).
- Bains, R. S., et al. Assessing mouse behaviour throughout the light/dark cycle using automated in-cage analysis tools. Journal of Neuroscience Methods. 300, 37-47 (2018).
- Hanell, A., Marklund, N. Structured evaluation of rodent behavioral tests used in drug discovery research. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8 (252), (2014).
- Hopkins, M. E., Bucci, D. J. Interpreting the effects of exercise on fear conditioning: the influence of time of day. Behavioral Neuroscience. 124, 868-872 (2010).
- Hollinski, R., et al. Young and healthy C57BL/6 J mice performing sprint interval training reveal gender- and site-specific changes to the cortical bone. Scientific Reports. 8, 1529 (2018).
- Picoli, C. C., et al. Peak Velocity as an Alternative Method for Training Prescription in Mice. Frontiers in Physiology. 9 (42), (2018).
- Castro, B., Kuang, S. Evaluation of Muscle Performance in Mice by Treadmill Exhaustion Test and Whole-limb Grip Strength Assay. Bio-protocol. 7, (2017).
- Dougherty, J. P., Springer, D. A., Gershengorn, M. C. The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse. Journal of Visualized Experiments. , 111 (2016).
- Conner, J. D., Wolden-Hanson, T., Quinn, L. S. Assessment of murine exercise endurance without the use of a shock grid: an alternative to forced exercise. Journal of Visualized Experiments. 90, e51846 (2014).
- Aguiar, A. S., Speck, A. E., Amaral, I. M., Canas, P. M., Cunha, R. A. The exercise sex gap and the impact of the estrous cycle on exercise performance in mice. Scientific Reports. 8, 10742 (2018).
- Barbato, J. C., et al. Spectrum of aerobic endurance running performance in eleven inbred strains of rats. Journal of Applied Physiology. 85, 530-536 (1998).
- Nagasawa, T. Slower recovery rate of muscle oxygenation after sprint exercise in long-distance runners compared with that in sprinters and healthy controls. Journal of Strength and Conditioning Research. 27, 3360-3366 (2013).
- Arnold, J. C., Salvatore, M. F. Getting to compliance in forced exercise in rodents: a critical standard to evaluate exercise impact in aging-related disorders and disease. Journal of Visualized Experiments. (90), (2014).
