Short Session High Intensity Interval Training and Treadmill Assessment in Aged Mice

Kenneth  Ladd Seldeen; Yonas Z. Redae; Ramkumar Thiyagarajan; Reem  Nagi Berman; Merced  Marie Leiker; Bruce Robert Troen

doi:10.3791/59138

JoVE Journal > Behavior

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Davranış

Kısa oturum yüksek yoğunluklu ara egzersiz ve koşu bandı değerlendirme yaşlı farelerde

Published: February 02, 2019

doi:

10.3791/59138

Kenneth Ladd Seldeen¹, Yonas Z. Redae¹, Ramkumar Thiyagarajan¹, Reem Nagi Berman¹, Merced Marie Leiker¹, Bruce Robert Troen¹

¹Division of Geriatrics and Palliative Medicine, Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences,University at Buffalo and Research Service, Veterans Affairs Western New York Healthcare System

Özet

Kısa oturum (≤10 min) yüksek yoğunluk ara egzersiz (HIIT) daha uzun egzersiz yöntemleri için bir alternatif olarak ortaya çıkıyor, henüz daha kısa türevleri nadiren hayvan çalışmalarında modellenmiştir. Burada, biz 10 dk tarif, 3 gün bir hafta, yokuş yukarı koşu bandı HIIT protokolü bu erkek fiziksel performansını yükseltir ve dişi fareler yaşlı.

Abstract

Yüksek yoğunluklu ara egzersiz (HIIT) engelleme, gecikme veya zaaf iyileştirmek için bir tedavi yaklaşımı ortaya çıkıyor. Özellikle kısa oturum KEİTA, rutin birkaç dakika birkaç kez bir hafta gibi kısa birkaç insan çalışmaları özelliği olarak 10 dk eşit veya daha az belirli ilgi olduğunu rejimleri ile. Ancak, kısa oturum HIIT etkileri model hayvan çalışmaları bir yetersizliği vardır. Burada, bir ayrı ayrı tasarlanmış ve ilerici kısa oturum HIIT rejimi 10 dk 3 gün boyunca haftada bir eğimli koşu bandı kullanarak fare yaşlı verilen için bir metodoloji açıklayın. Metodolojimiz da koşu bandı değerlendirmesi için protokolleri içerir. Fareler başlangıçta acclimatized için koşu bandı ve temel düz ve yokuş yukarı koşu bandı değerlendirme göz önüne alındığında. 3 dk. ısınma, hızlı, 1 dk sonra üç aralıkları ile başlayan egzersiz seansları pace, etkin bir kurtarma 1 dk ardından. Bu aralıkları, fareler hızlı başlar son bir kesimi verilir hızı ve 1 dk. için hızlandırır. Hız ve yoğunluk her fare için ilk anaerobik değerlendirme puanları göre belirlenmiş HIIT Protokolü ayrı ayrı hazırlanmıştır. Ayrıca, büyütme veya küçültme yoğunluğu performansına bağlı olarak bireysel fareler için koşullar ayrıntı. Son olarak, yoğunluk için tüm fareler iki haftada artar. Daha önce bu iletişim kuralı Gelişmiş fiziksel performans yaşlı erkek farelerde rapor ve burada da koşu bandı performansı artırır Haritayı dişi fareler yaşlı. Bizim iletişim kuralı avantajları şunlardır düşük yönetim zaman (yaklaşık 15 dk 6 fare, haftada 3 gün başına), strateji fareler için daha iyi bir model için individualizing için reçete egzersiz ve ekleme veya kaldırma numarasını ve uzunluğu için sağlar bir modüler tasarım egzersiz faydaları titre aralıkları.

Introduction

Düzenli egzersiz önlenmesi veya¹^,²^,³^,⁴mücadele ve zaaf gibi birçok yaş ilişkili hastalıklar geciktirerek etkilidir. Ancak, bu 65 yaş ve üstü karşılamak öneriler 150 dk % 15 daha az haftada orta şiddette egzersiz gücü
Eğitim⁵^,⁶. Zaman ve uzun oturumları eksikliği olarak egzersiz için ortak engelleri, yüksek yoğunluklu ara egzersiz (HIIT) geleneksel rejimleri için bir alternatif olarak ortaya çıkıyor. HIIT aktif dinlenme kısa süreler ile serpiştirilmiş olan birden çok kısa yoğun faaliyet patlamaları özellikleri ve hala yararlı sonuçlar verim en kısa rejimleri belirlenmesinde son ilgi olmuştur. Bu tür çalışmalar 3 gün bir hafta rejimleri 4 dk.⁷, 2-3 dk⁸, 1,5 dk⁹, bir tek min¹⁰ve hatta 40 s¹¹Toplam oturum kez featuring içerir.

Aynı şekilde, HIIT hayvan modellerinde önemli ilgi olmuştur. Çalışmalar bir çoğunluğu fareler¹²^,¹³^,¹⁴^,¹⁵^,¹⁶^,¹⁷^,¹⁸^,¹⁹^,²⁰^{kullanılır,}²²^,²³^,²⁴^,²⁵ ²¹ ya da fareler ve birkaç başka yüzme kullanılmış olmasına rağmen bir koşu bandı kullanarak gerçekleştirilen protokolleri²⁶^,²⁷ ^, ²⁸. bu çalışmaların çoğunluğu VO₂maksimum egzersiz¹³^,¹⁴^,¹⁹^,²¹^,²⁴ilk yoğunluğunu ayarlamak için kullanın. HIIT kez açıklanan bir yararı daha kısa rejimleri yaşıyor olsa da, buna ek olarak, neredeyse tüm bu çalışmalar özelliği rejimleri bu son 30 dakika veya daha uzun¹¹^,¹²^,¹³^,^{14 tespit} ^,¹⁵^,¹⁸^,¹⁹^,²¹, biri ile biraz daha uzun hariç 10 dk rejimi²⁰ve başka bir ile üç farklı genelinde 19 dk. daha yoğunluklarda¹⁶. Bilgimizi, bir 10 dakika veya daha az HIIT rejimi incelemek veya bireysel hayvanlar, bu iletişim kuralı için temel olarak hizmet vermektedir bizim yayımlanmış çalışma¹⁷ dışında rejimi terzi bildirilen hiçbir hayvan çalışmaları vardır.

Burada, biz bir protokol KEİTA için yaşlı fareler son insan çalışmaları⁷^,⁸^,⁹^,¹⁰^,¹¹‘ kullanılan kısa oturum (≤10 min) türevleri bireyselleştirilmiş, model için tasarlanmış açıklanmaktadır. Yöntem bir 10 min rejimi bir eğimli (25 °) koşu bandı ile 3 dk kadar sıcak ve yüksek yoğunluklu üç 1dk etkin kalkınma kesimleri ile serpiştirilmiş, dört 1 dk aralıklarla içerir. O bireysel hayvanlar, VO₂üzerinde en çok, böylece metabolik koşu bandı, ihtiyacını kaçınarak ve modüler dayalı olmayan yoğunluklarını ayarlama yoğunluk terzilik stratejileri şekil büyük klinik önemi protokol avantajları şunlardır Tasarım sayede aralıkları ve zamanlamaları sayısı kolayca ayarlanabilmektedir. Ayrıca, bu protokolde biz için yönergeler iki strateji koşu bandı değerlendirmesi için dayanıklılık incelemek için düz sürekli ve yokuş yukarı aralığı içeren sağlar. Bu yöntemleri kullanarak, biz bizim önceki bulgular HIIT artan yaşlı erkek fareler¹⁷fonksiyonel kapasitesi kısa oturum genişletmek ve şimdi HIIT artar koşu bandı performans yaşında dişi farelerde göstermek.

Protocol

Tüm çalışmalar ve deneysel protokoller tarafından ve Buffalo ve VA Batı New York hayvan bakım ve kullanım komiteler üniversitede kuralları uygun olarak kabul edildi. 1. deney Kur ve genel tavsiyeler Not: Yirmi dört dişi fareler C57BL/6J arka plan üzerinde toplam 23 ayda başlayan bu protokolündeki kullanılmıştır. Fareler bir koşullu SIRTloxp-exon4-loxp mutasyon29taşıdı, ancak, bu bu deneyde akı…

Representative Results

Toplam 25 dişi farelerin yetiştirilmiş ve evde yaşlı. C57BL/6J arka plan fareler SIRT1loxp-exon4-loxp mutasyon29taşıdı; Ancak, bu koşullu nakavt değil akımıdır ve bu nedenle tüm fareler tam uzunlukta Sirtuin1 sergilenen (veri gösterilmez). Yaş 24 ay fareler için koşu bandı dayanıklılık ve yokuş yukarı sprint kapasite öncesinde ve yönetim HIIT egzersiz iki ay sonra değerlendirildi (n = 14), veya kalan kafes sedanter (<e…

Discussion

Kısa oturumları faydaları bilimsel yakalar yüksek yoğunluklu ara egzersiz ve kamu yararı önemli bir yönü vardır. Ancak, hayvan çalışmaları nadiren 10 dk vardır HIIT rejimleri araştırmak veya daha az. Burada, bu koşu bandı yaşında dişi farelerde performansı daha iyi ve daha önce¹⁷yaşında erkek farelerde fiziksel performansı artırmak için göstermiştir bir 10 min kısa oturum HIIT yokuş yukarı treadmill egzersiz rejimi için bir protokol açıklayın. Bizim iletişim …

Açıklamalar

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Buffalo hayvan laboratuvar hayvan tesisinde Üniversitesi’nde hayvan bakımı personel teşekkür etmek istiyorum. Bu araştırma bir Veteran Affairs rehabilitasyon araştırma ve geliştirme Grant RX001066 ve Indian Trail Vakfı tarafından desteklenmiştir.

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

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).

Etiketler

– High Intensity Interval Training (HIIT)- Treadmill Assessment- Aging- Physical Performance- Acclimation- Treadmill Software- Shock Grid- Uphill Treadmill

Play Video

PDF

DOI

DOWNLOAD MATERIALS LIST

Bu Makaleden Alıntı Yapın

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).