Özet

Courte séance haute intensité Interval Training et évaluation de tapis de course chez les souris âgées

Published: February 02, 2019
doi:

Özet

Courte séance (≤ 10 min) de haute formation intervalle d’intensité (HIIT) émerge comme une alternative aux modalités d’exercice plus longtemps, mais les variantes plus courtes sont rarement modélisés dans les études animales. Ici, nous décrivons une 10 min, 3 jours par semaine, protocole HIIT tapis de course en montée qui améliore les performances physiques chez les mâles et femelles âgés de souris.

Abstract

Entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) s’impose comme une approche thérapeutique pour prévenir, retarder ou améliorer la fragilité. En particulier courte séance HIIT, avec des régimes qu’inférieures ou égales à 10 min est d’un intérêt particulier, car plusieurs études sur les humains sont dotés de routines aussi courtes que quelques minutes une ou deux fois par semaine. Cependant, il y a peu d’études sur l’animal qui modélisent les impacts de la courte séance HIIT. Nous décrivons ici une méthodologie pour un régime de HIIT individuellement adaptée et progressive courte séance de 10 min donné 3 jours par semaine pour les âgés de souris à l’aide d’un tapis roulant incliné. Notre méthodologie comprend également des protocoles d’évaluation de tapis roulant. Souris sont initialement acclimatés au tapis roulant et ensuite donnés base plate et évaluations de tapis de course en montée. Séances d’exercice commencent par un échauffement de 3 min, puis trois intervalles de 1 min à un rapide rythme, suivi de 1 min à une récupération active de l’APCE. Suite à ces intervalles, les souris sont donnés un segment final qui commence à la rapide allure et accélère pendant 1 min. Le protocole HIIT est adapté individuellement, car la vitesse et l’intensité pour chaque souris sont déterminées en fonction des scores de l’évaluation initiale anaérobie. Par ailleurs, nous détaillons les conditions pour augmenter ou diminuer l’intensité pour chaque souris selon la performance. Enfin, l’intensité est augmentée pour toutes les souris toutes les deux semaines. Nous avons signalé précédemment dans ce protocole amélioré la performance physique chez les souris mâles âgés et ici voir la dans qu’elle augmente aussi la performance des tapis roulant de souris femelles. Les avantages de notre protocole incluent temps d’administration faible (environ 15 min par 6 souris, 3 jours par semaine), stratégie d’individualisation pour les souris au meilleur modèle prescrit l’exercice et une conception modulaire permettant l’ajout ou la suppression du nombre et longueur des intervalles de titrer les avantages de l’exercice.

Introduction

L’exercice régulier est efficace pour prévenir ou de retarder des nombreuses maladies liées à l’âge comme la sarcopénie et fragilité1,2,3,4. Toutefois, moins de 15 % de ces recommandations répondent 65 ans et plues de 150 min une semaine d’intensité modérée exercer plus de force
formation de5,6. Alors que le manque de temps et de longues séances sont des obstacles communs à exercer, entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) se dégage comme une alternative aux traitements traditionnels. HIIT comporte plusieurs courtes rafales d’intense activité qui sont entrecoupées de courtes périodes de récupération active, et on a intérêt à identifier les schémas thérapeutiques plus courts qui donnent toujours des résultats bénéfiques. Ces études comprennent 3 jour un schémas de semaine mettant en vedette fois total session de 4 min7, 2-3 min8, 1,5 min9, un seul min10et même 40 s11.

De même, on constate un intérêt substantiel dans les modèles animaux de HIIT. La majorité des études utilisées souris12,13,14,15,16,17,18,19,20, rats ou 21 22,23,24,25 et ont été réalisées à l’aide d’un tapis roulant, bien que quelques autres utilisent natation protocoles26,27 , 28. une majorité de ces études utilisent VO2max de régler l’intensité initiale de l’exercice13,14,19,21,24. En outre, bien qu’un avantage souvent décrit de HIIT est ayant des schémas thérapeutiques plus courts, presque tous ces identifié schémas de fonction études ce dernier 30 min ou plus11,12,13,14 ,15,18,19,21, à l’exception de l’un avec un peu plus long que 10 min régime20et l’autre avec 19 min à travers trois différents intensités16. À notre connaissance, il n’y a aucune étude animale déclarés qui examine une 10 min ou moins régime HIIT, ou adapter le schéma thérapeutique pour chaque animal, à l’exception de notre étude publiée17 qui sert de base pour ce protocole.

Nous décrivons ici un protocole pour HIIT chez les souris âgées conçus pour modèle individualisé, variantes de session courte (10 min) récemment utilisés dans les études chez l’homme,7,8,9,10,11. La méthode comprend un régime de 10 min sur un tapis incliné (25°) avec un échauffement de 3 min et quatre intervalles de 1 min à haute intensité, entrecoupées de trois segments de récupération active de 1 min. Les avantages du protocole comprennent une plus grande pertinence clinique puisqu’il dispose de stratégies pour adapter l’intensité à chaque animal, le réglage des intensités qui ne dépendent pas de VO2max, évitant ainsi la nécessité pour les tapis roulants métaboliques et modulaire conception selon laquelle le nombre d’intervalles et timings est facilement réglable. En outre, au sein de ce protocole nous fournissent des instructions pour deux stratégies pour évaluation de tapis roulant, incluent l’intervalle plat continu et en montée, pour examiner l’endurance. En utilisant ces méthodes, nous prolongeons nos conclusions précédentes cette courte séance que HIIT a augmenté la capacité fonctionnelle dans des souris mâles âgés de17et maintenant démontrer HIIT augmente rendement de tapis de course chez les souris femelles âgées.

Protocol

Toutes les études et les protocoles expérimentaux ont été approuvées par et conformément aux directives de l’Université de Buffalo et VA Western New York Animal Care et comités de l’utilisation. 1. expérimenter le programme d’installation et conseils généraux Remarque : Un total de vingt-quatre des souris femelles sur un fond de C57BL/6J ont été utilisés dans le présent protocole, à partir de 23 mois d’âge. Les souris fait un…

Representative Results

Un total de vingt-cinq souris femelles ont été élevés et âgés dans la maison. Les souris de fond C57BL/6J porté un SIRT1loxp-exon4-loxp mutation29; Toutefois, ce masquage conditionnel n’est pas induite et par conséquent toutes les souris exposées pleine longueur Sirtuin1 (données non présentées). À l’âge de 24 mois, les souris ont été évalués pour tapis de course endurance et la capacité de sprint en montée avant et après l’adm…

Discussion

Avantages de courtes sessions sont un aspect essentiel de la formation d’intervalle de haute intensité qui capture scientifique et l’intérêt public. Toutefois, les études chez l’animal examine rarement schémas HIIT qui sont 10 min ou moins. Nous décrivons ici un protocole pour un 10 min courte séance HIIT tapis de course en montée régime d’exercice qui amélioré performance de tapis de course chez les souris femelles âgées et dont nous avons déjà montré pour augmenter les performances physiques dan…

Açıklamalar

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nous tenons à remercier le personnel de soins aux animaux à l’Université de Buffalo Animal Laboratory Animal Facility. Cette recherche a été financée par un vétéran affaires Rehabilitation Research et Development Grant RX001066 et la fondation du sentier indien.

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.

Referanslar

  1. Cameron, I. D., et al. A multifactorial interdisciplinary intervention reduces frailty in older people: randomized trial. BMC Medicine. 11 (65), (2013).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Marcinko, K., et al. High intensity interval training improves liver and adipose tissue insulin sensitivity. Molecular Metabolism. 4, 903-915 (2015).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. Vieira, J. M., et al. Caffeine prevents changes in muscle caused by high-intensity interval training. Biomedicine and Pharmacotherapy. 89, 116-123 (2017).
  29. 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).
  30. 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).
  31. Hanell, A., Marklund, N. Structured evaluation of rodent behavioral tests used in drug discovery research. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8 (252), (2014).
  32. 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).
  33. 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).
  34. Picoli, C. C., et al. Peak Velocity as an Alternative Method for Training Prescription in Mice. Frontiers in Physiology. 9 (42), (2018).
  35. Castro, B., Kuang, S. Evaluation of Muscle Performance in Mice by Treadmill Exhaustion Test and Whole-limb Grip Strength Assay. Bio-protocol. 7, (2017).
  36. 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).
  37. 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).
  38. 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).
  39. 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).
  40. 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).
  41. 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).

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Seldeen, K. L., Redae, Y. Z., Thiyagarajan, R., Berman, R. N., Leiker, M. M., Troen, B. R. Short Session High Intensity Interval Training and Treadmill Assessment in Aged Mice. J. Vis. Exp. (144), e59138, doi:10.3791/59138 (2019).

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