Gebe Sıçanlarda Yüzme Egzersiz Protokolü ve Bakım Yöntemleri
Summary
Burada, eğitim sonrası gebe sıçanlar için sıçan yetiştirme yöntemlerini, yüzme eğitimi prosedürlerini ve üreme sonrası hemşirelik protokollerini tanımlamak için bir protokol sunuyoruz. Bu protokol, hamilelik sırasında maternal egzersizin yavrular ve altta yatan mekanizmalar üzerindeki etkilerini incelemek için bir hayvan modeli sağlar.
Abstract
Sağlık ve hastalık kavramının gelişimsel kökenleri, erken çevrelerin diyabet, kardiyovasküler hastalık ve kanser gibi kronik bulaşıcı olmayan hastalıklar üzerindeki etkisini vurgulamaktadır. Hayvan modellerini kullanan çalışmalar, yetersiz beslenme, aşırı beslenme, obezite ve kimyasallara veya hipoksiye maruz kalma gibi maternal faktörlerin fetal gelişimi ve yavru sağlığını nasıl etkilediğini ve düşük doğum ağırlığı, yüksek tansiyon, dislipidemi ve insülin direnci gibi sorunlara yol açtığını araştırmıştır. Üreme çağındaki kadınlar arasında aşırı kilo ve obezite prevalansının arttığı göz önüne alındığında, etkili müdahaleler kritik öneme sahiptir. Hamilelik sırasında anne egzersizi, hem anneye hem de yavrulara fayda sağlayan ve hastalık riskini azaltan önemli bir müdahale olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışma, üç egzersiz modelinin hamile sıçanlar üzerindeki farklılıklarını karşılaştırmaktadır: gönüllü tekerlek koşusu, motorlu koşu bandı ve yüzme. Yüzme, güvenli ve kontrollü yoğunluk seviyeleri nedeniyle en faydalı seçenektir. Bu protokol, sıçan yetiştirme yöntemlerini, hamilelik sırasında yüzme eğitimini ve üreme sonrası hemşirelik protokollerini detaylandırır. Çeşitli sıçan ve fare türleri için uygun olan bu model, anne egzersizinin yavru sağlığı ve nesiller arası sağlık üzerindeki faydalarını incelemek için yararlıdır.
Introduction
Sağlık ve Hastalığın Gelişimsel Kökenleri (DOHaD) kavramı son yirmi yılda ortaya çıkmış ve erken gelişim sırasındaki çevresel etkilerin, özellikle diyabet, kardiyovasküler hastalık vebazı kanser türleri olmak üzere kronik bulaşıcı olmayan hastalık (NCD) ile ilişkili daha sonraki patofizyolojik süreçlerin riskini etkilediğini göstermiştir1. Yavruların intrauterin ortama maruz kaldığı fetal gelişimin en plastik aşamasında, gen ve çevre etkileşimi ve uteroplasental perfüzyon, fetal yeniden programlamanın çok önemli faktörleridir2. Önceki çalışmalar, hamilelik sırasında annenin yetersiz beslenmesi, aşırı beslenmesi veya obezitesi ve doğum öncesi kimyasallara veya hipoksiye maruz kalma gibi fetal gelişim ve yavrularda uzun vadeli fenotipik etkiler üzerindeki zararlı etkileri araştırmak için ağırlıklı olarak hayvan modellerini kullanmıştır3. Bu, düşük doğum ağırlığı ve daha sonra büyümeye neden oldu ve yüksek kan basıncı, dislipidemi ve insülin direnci dahil olmak üzere yavrular üzerinde olumsuz etkiler yarattı4. Üreme çağındaki kadınlar arasında aşırı kilo ve obezite oranı hızla arttığından, bu zararlı anne bozukluklarının nesiller arası geçişini önlemek için etkili müdahalelerin oluşturulmasına acilen ihtiyaç duyulmaktadır ve bu da nüfus sağlığı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir 5,6.
Egzersiz uzun zamandır tip 2 diyabet, hipertansiyon ve diğer bazı hastalıklar için önemli bir önleyici terapötik olarak kabul edilmektedir7. Hamilelik sırasında egzersizin anne için yararlı etkileri vardır ve yavrular üzerinde yararlı etkiler sağlar, böylece hastalığın anneden yavrulara geçişini azaltır8. Birkaç yıl süren araştırmalar, gestasyonel diabetes mellitus 9,10 gibi yaygın gebelik koşullarında önemli azalmalar da dahil olmak üzere egzersizin güvenliğini ve derin faydalarını göstermiştir. Anne ve fetal güvenlik ile ilgili olarak, egzersiz eğitimi ve hemşirelik sonrası protokollerin yürütülmesi zordur.
David11ve ark. Kardiyovasküler sağlık araştırmalarına uygulanabilir hayvan egzersiz modellerini tanımladı. Yaygın olarak kullanılan üç egzersiz modeli, gönüllü tekerlek koşusu, motorlu koşu bandı ve yüzmenin avantajları ve dezavantajları vardır. İstemli çalışan tekerlek, sıçanların lokomotor davranışlarını yakından taklit ederek sirkadiyen ritimlerine göre hareket etmelerini sağlar. Bununla birlikte, bu tür bir egzersiz, yoğunluğun ve sürenin daha kesin bir şekilde düzenlenmesini gerektirir. Motorlu koşu bandı egzersiz yoğunluğunu, hacmini ve süresini kontrol edebilir, ancak bazen hayvanlarda fiziksel ve psikolojik stresi tetikleyebilecek elektrik stimülasyonuna ihtiyaç duyar. Yüzme, sıçanların doğal yüzme kabiliyeti nedeniyle kemirgen çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır, bu da elektrik stimülasyonunu veya ayaklarında ve kuyruklarında mekanik hasarı önleyebilir12. Doğum öncesi egzersiz modelleri13,14 üzerine yapılan çalışmalarda, yüzme yaygın olarak kullanılan bir egzersiz yöntemidir. Hamilelik ilerledikçe ve farenin karnı şiştikçe, koşu bandı ve tekerlek koşusu egzersizleri karnın sert yüzeylerle tekrar tekrar temasına neden olabilir. Buna karşılık, yüzmedeki su ortamı kaldırma kuvveti sağlayarak hamile hayvanlar için egzersizle ilgili yaralanma riskini azaltır.
Bu protokolde sıçan yetiştirme yöntemleri, gebelikte yüzme eğitiminin nasıl yapılacağı ve eğitim sonrası gebe sıçanlar için üreme sonrası hemşirelik protokolleri anlatılmaktadır. Bu hamile yüzme eğitimi modeli, çok çeşitli sıçan ve fare türlerine uygulanabilir, bu da anne egzersizinin yavru sağlığı üzerindeki yararlı etkilerini düzenleyen mekanizmaları ve nesiller boyunca egzersizin faydalarını incelemek için hayvan temelli modeller kullanarak gelecekteki araştırmalar için yararlı bir kemirgen modeli sağlayabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışma, gebe sıçanlar için ayrıntılı sıçan çiftleşme yöntemleri, yüzme eğitim protokolleri ve fetüslerde fizyolojik göstergeleri değerlendirmek için araştırma yöntemleri dahil olmak üzere uygulanabilir bir egzersiz programı oluşturmayı amaçlamaktadır. Protokolde ortaya çıkabilecek olası sorunlara karşılık gelen çözümlerle birlikte, uygulama yoluyla bir doğum öncesi yüzme egzersizi eğitim modeli geliştirdik (Tablo 1). Bu prot…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (32071174, 32200941, 32371183 ve 31771312) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Caliper | Mitutoyo Measuring Instruments (Shanghai) Co., Ltd | 530-101 N15 | Fetus dissect |
| Circular water bucket | Naliya | N/A | Rat swimming |
| Experimental Surgical Instrument | Shenzhen RWD Life Technology Co., LTD | SP0001-G | Fetus dissect |
| Glass Microscope Slides | Jiangsu Shitai experimental equipment Co., LTD | 80312-3161 | Vaginal smear |
| Glass petri dish | Merck Life Technologies | BR455751-10EA | Offspring rearing |
| Hairdryer | Panasonic | EH-WNE5H | Post-swimming care |
| Information Card | Zhongke Life Science | SS3 | Rat mating |
| Isoflurane | Shenzhen RWD Life Technology Co., LTD | R510-22-10 | Fetus dissect |
| Light microscope | Olympus | IX71-F22PH | Vaginal smear |
| Mating cage | Zhongke Life Science | SS3 | Rat mating |
| Medical Absorbent Cotton | Hongxiang Sanitary Materials Co., LTD | N/A | The pregnant rats are anticipating giving birth |
| Rodent Anesthesia Machine, Gas Anesthesia | Shenzhen RWD Life Technology Co., LTD | R500IE | Fetus dissect |
| Rodent breeding feed | Beijing Huafukang Biotechnology Co., LTD | 1032 | Pregnant rat feeding |
| Rodent maintenance feed | Beijing Huafukang Biotechnology Co., LTD | 1022 | Offspring rearing |
| Rodent sunflower seeds | Jolly | JP241 | Nutritional supplement |
| Soundproof cotton | Kufu Medical Instrument | N/A | The pregnant rats are anticipating giving birth |
| Sterile Cotton Swab (2 mm diameter) | Kufu Medical Instrument | N/A | Vaginal smear |
| Sterile gauze | Kufu Medical Instrument | N/A | Fetus dissect |
| Stroke-physiological Saline Solution (0.9% NaCl) | Shandong Hualu Pharmaceutical Co., LTD | N/A | Vaginal smear |
| Thermometer | Beekman organism | N/A | The monitoring of rat swimming |
| Towels | Grace | N/A | Post-swimming care |
| Transparent plastic container | Naliya | N/A | Swimming adaptive training |
| Ultraviolet light | Merck Life Technologies | Z169633-1EA | Post-swimming care |
| Water heater | Haier | EC6001-Q6S | Rat swimming |
| Weight Scale | Electronlc Acale | JM.A10001 | Body weight measurement |
| Wistar Rats | Vital river Laboratory Animal Technology Co., LTD | N/A | Experiment |
References
- Hanson, M. A., Gluckman, P. D. Early developmental conditioning of later health and disease: Physiology or pathophysiology. Physiol Rev. 94 (4), 1027-1076 (2014).
- Calkins, K., Devaskar, S. U. Fetal origins of adult disease. Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care. 41 (6), 158-176 (2011).
- Chavatte-Palmer, P., Tarrade, A., Rousseau-Ralliard, D. Diet before and during pregnancy and offspring health: The importance of animal models and what can be learned from them. Int J Environ Res Public Health. 13 (6), 586 (2016).
- Lapehn, S., Paquette, A. G. The placental epigenome as a molecular link between prenatal exposures and fetal health outcomes through the dohad hypothesis. Curr Environ Health Rep. 9 (3), 490-501 (2022).
- Shrestha, A., Prowak, M., Berlandi-Short, V. M., Garay, J., Ramalingam, L. Maternal obesity: A focus on maternal interventions to improve health of offspring. Front Cardiovasc Med. 8, 696812 (2021).
- Haire-Joshu, D., Tabak, R. Preventing obesity across generations: Evidence for early life intervention. Annu Rev Public Health. 37, 253-271 (2016).
- Kusuyama, J., Alves-Wagner, A. B., Makarewicz, N. S., Goodyear, L. J. Effects of maternal and paternal exercise on offspring metabolism. Nat Metab. 2 (9), 858-872 (2020).
- Blaize, A. N., Pearson, K. J., Newcomer, S. C. Impact of maternal exercise during pregnancy on offspring chronic disease susceptibility. Exerc Sport Sci Rev. 43 (4), 198-203 (2015).
- Hinman, S. K., Smith, K. B., Quillen, D. M., Smith, M. S. Exercise in pregnancy: A clinical review. Sports Health. 7 (6), 527-531 (2015).
- Acog committee. Physical activity and exercise during pregnancy and the postpartum period: Acog committee opinion, number 804. Obstet Gynecol. 135 (4), e178-e188 (2020).
- Poole, D. C., et al. Guidelines for animal exercise and training protocols for cardiovascular studies. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 318 (5), H1100-H1138 (2020).
- Beleza, J., et al. Self-paced free-running wheel mimics high-intensity interval training impact on rats’ functional, physiological, biochemical, and morphological features. Front Physiol. 10, 593 (2019).
- August, P. M., Rodrigues, K. D. S., Klein, C. P., Dos Santos, B. G., Matté, C. Influence of gestational exercise practice and litter size reduction on maternal care. Neurosci Lett. 741, 135454 (2021).
- Li, S., et al. Prenatal exercise reprograms the development of hypertension progress and improves vascular health in shr offspring. Vascul Pharmacol. 139, 106885 (2021).
- Li, S., et al. Exercise during pregnancy enhances vascular function via epigenetic repression of ca(v)1.2 channel in offspring of hypertensive rats. Life Sci. 231, 116576 (2019).
- Musial, B., et al. Exercise alters the molecular pathways of insulin signaling and lipid handling in maternal tissues of obese pregnant mice. Physiol Rep. 7 (16), e14202 (2019).
- Dos Santos, A. S., et al. Resistance exercise was safe for the pregnancy and offspring’s development and partially protected rats against early life stress-induced effects. Behav Brain Res. 445, 114362 (2023).
- Barnes, M. D., Heaton, T. L., Goates, M. C., Packer, J. M. Intersystem implications of the developmental origins of health and disease: Advancing health promotion in the 21st century. Healthcare. 4 (3), 45 (2016).
- Bakrania, B. A., George, E. M., Granger, J. P. Animal models of preeclampsia: Investigating pathophysiology and therapeutic targets. Am J Obstet Gynecol. 226, S973-S987 (2022).
- Ferrari, N., et al. Exercise during pregnancy and its impact on mothers and offspring in humans and mice. J Dev Orig Health Dis. 9 (1), 63-76 (2018).
- Lerman, L. O., et al. Animal models of hypertension: A scientific statement from the american heart association. Hypertension. 73 (6), e87-e120 (2019).
- Mangwiro, Y. T. M., et al. Exercise initiated during pregnancy in rats born growth restricted alters placental mtor and nutrient transporter expression. J Physiol. 597 (7), 1905-1918 (2019).
- Kim, H., Lee, S. H., Kim, S. S., Yoo, J. H., Kim, C. J. The influence of maternal treadmill running during pregnancy on short-term memory and hippocampal cell survival in rat pups. Int J Dev Neurosci. 25 (4), 243-249 (2007).
- Harris, J. E., et al. Exercise-induced 3′-sialyllactose in breast milk is a critical mediator to improve metabolic health and cardiac function in mouse offspring. Nat Metab. 2 (8), 678-687 (2020).
- Zhang, Y., et al. Maternal exercise represses nox4 via sirt1 to prevent vascular oxidative stress and endothelial dysfunction in shr offspring. Front Endocrinol. 14, 1219194 (2023).
- Shan, M., et al. Maternal exercise upregulates the DNA methylation of agtr1a to enhance vascular function in offspring of hypertensive rats. Hypertens Res. 46 (3), 654-666 (2023).
