שיטת אימון כוח סטטית לעכברים סוכרתיים מסוג 2
Summary
פרוטוקול זה מספק שיטה פשוטה להכנת ציוד אימון סטטי לעכברים. המכשיר שומר על התכווצות איזומטרית שרירים של גפיים של עכברים כדי לאמת את השפעת ההתערבות של פעילות גופנית מסורתית על סוכרת מסוג 2 (T2DM) ומספק טיפול גופני חדש לטיפול קליני בסוכרת סוג 2.
Abstract
הטיפול בסוכרת מסוג 2 (T2DM) מהווה קושי משמעותי בשיפור בריאות החולה. פעילות גופנית היא אחת ההתערבויות העיקריות עבור סוכרת סוג 2. אימוני כוח סטטיים הם אחת מצורות המפתח של הספורט המסורתי בסין. מחקרים מראים כי אימון כוח סטטי הוא שיטה קלינית יעילה להתערבות T2DM, אך אין מכשיר ניסיוני המתאים לאימון סטטי בעכברים. אחד הקשיים במעבר ממחקר קליני למחקר בסיסי הוא לתכנן מכשירים ניסיוניים מתאימים. על מנת להמשיך ולחקור את מנגנון ההתערבות באימון סטטי בסוכרת סוג 2, מוצגת במאמר זה שיטה פשוטה ליצירת מכשיר אימון סטטי לעכברים. מכשיר זה יש את היתרונות של פעולה פשוטה, חומר זול, היתכנות גבוהה. מחקרים קודמים שנערכו תחת פרוטוקול זה הראו כי אימון סטטי יכול להפחית ביעילות את רמות הגלוקוז בדם ולשפר את תפקוד המיטוכונדריה של תאי שריר השלד בעכברי סוכרת סוג 2. מטרת החדרת מכשיר זה היא לקדם מחקר על מנגנון התרגול המסורתי בהתערבות של סוכרת סוג 2 ולהניח בסיס להתערבות כמותית של פעילות גופנית.
Introduction
סוכרת מסוג 2 (T2DM) היא מחלה כרונית המאופיינת בתנגודת לאינסולין ובתפקוד לקוי של תאי β המהווה איום משמעותי על הבריאות העולמית1. פעילות גופנית היא התערבות חיונית בניהול סוכרת מסוג 2. מחקרים רבים הראו כי שיטות תרגול סיניות מסורתיות, כגון טאי צ’י ובא דואן ג’ין, משפרות באופן משמעותי את רמות הגלוקוז בדם ואת איכות החיים של אנשים עם סוכרת סוג 2,3,4,5. כדי לבצע תנועות אלה, על המאמן לשמור על גוף יציב ותנוחה משותפת לתקופה מסוימת. התנוחה הסטטית נשמרת על ידי ביצוע התכווצויות שרירים סטטיות, המכונה בדרך כלל כוח סטטי6.
עם זאת, מנגנון ההתערבות באימוני כוח סטטיים בסוכרת סוג 2 לא הובהר. כדי לענות על שאלה זו, ניסויים בבעלי חיים הם חיוניים. במהלך תרגילים איזומטריים, השרירים מופעלים, לשמור על אורך קבוע, בבטחה להשיג מתח מקסימלי7. בניסויים באימוני כוח סטטיים, חיית הניסוי נדרשת לבצע התכווצויות שרירים איזומטריות ולשמור על מצב זה של כיווץ שרירים. כיצד ליישם אימוני כוח סטטיים על עכברים, חולדות וחיות מעבדה אחרות הפך לבעיה גדולה במחקר. ראשית, בעלי חיים מתקשים לציית לפקודות ומכווצים את שריריהם כנדרש. שנית, קשה לבעל החיים לשמור על עמדה יציבה תחת התנגדות, ולא ניתן להשיג את מטרת התכווצות השרירים האיזומטרית. בעת מתן אפשרות לבעלי חיים להתאמן כנדרש, חשוב לטפל בדאגות הקשורות לרווחת בעלי חיים, כגון הקלה על מתח וחרדה, מזעור כאב ושיפור התנאים הכלליים. פרוטוקול זה מתייחס למודל אימון סטטי עבור חולדות 8,9, וכאן אנו מציגים מכשיר פשוט לאימון סטטי של עכברים. כאשר רגליהם האחוריות של עכברים מורמות, שרירי הבטן שלהם מתכווצים עקב רפלקס הימין, הכפות הקדמיות אוחזות במוט הצולב, ואז הגפיים הקדמיות והאחוריות מתכווצות כנגד כוח הכבידה. העכברים אינם יכולים לזוז לאחר אחיזת המוט הקצר, וכתוצאה מכך השרירים שלהם נמצאים במצב של כיווץ איזומטרי.
Protocol
Representative Results
Discussion
אימוני כוח סטטיים יכולים להפחית את הצטברות השומן, לסייע לירידה במשקל ולהגביר את חילוף החומרים8. בנוסף, הוא משפר את הביטוי של PGC-1α וביוגנזה מיטוכונדריאלית בתאי שרירי השלד, מה שמוביל לשיפור חילוף החומרים של גלוקוז בעכברים עם סוכרת מסוג 2 וכתוצאה מכך לירידה ברמות הגלוקוז בדם<sup clas…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי האצווה השנייה של פרויקטי מחקר מדעיים מיוחדים של בסיס המחקר הקליני הלאומי לרפואה סינית מסורתית (JDZX2015127, המבוסס על בית החולים המחוזי Anhui לרפואה סינית).
Materials
| Acrylic boards | Transparent acrylic boards with 5mm thickness. The size should be larger than 20cm×20cm | ||
| Boxes | Two boxes of the same height (15~20cm) | ||
| ELISA KIT | H203-1-2 | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | |
| Hot melt glue gun | Avoid touching the gun head to cause burns | ||
| Knives | No special requirement | ||
| Metformin tablets | 1396309 | Sigma | |
| scissors | No special requirement | ||
| Sticks | Several wooden sticks with a diameter of 3mm | ||
| Streptozotocin | S0130 | Sigma | |
| Tape | No special requirement | ||
| Transmission Electron Microscope (TEM) | HT7700 | HITACHI |
References
- Zheng, Y., Ley, S. H., Hu, F. B. Global aetiology and epidemiology of type 2 diabetes mellitus and its complications. Nat Rev Endocrino. 14 (2), 88-98 (2018).
- Li, X., et al. Effects of fitness qigong and tai chi on middle-aged and elderly patients with type 2 diabetes mellitus. Public Lib Sci. 15 (12), e0243989 (2020).
- Qin, J., et al. Effect of tai chi on quality of life, body mass index, and waist-hip ratio in patients with type 2 diabetes mellitus: A systematic review and meta-analysis. Front Endocrino. 11, 543627 (2020).
- Yang, H., Wu, X., Wang, M. Effect of conventional medical treatment plus Qigong exercise on type 2 diabetes mellitus in Chinese patients: A Meta-analysis. J Trad Chinese Med. 38 (2), 167-174 (2018).
- Yu, X., Chau, J. P. C., Huo, L. The effectiveness of traditional Chinese medicine-based lifestyle interventions on biomedical, psychosocial, and behavioral outcomes in individuals with type 2 diabetes: A systematic review with meta-analysis. Int J Nurs Stud. 80, 165-180 (2018).
- Ağgön, E., et al. Effect of dynamic and static strength training on hormonal activity in elite boxers. Baltic J Health Phys Activity. 12 (3), 1-10 (2020).
- Merico, A., et al. Effects of combined endurance and resistance training in Amyotrophic Lateral Sclerosis: A pilot, randomized, controlled study. Eur J Translat Myo. 28 (1), 7278 (2018).
- Liu, Y., et al. Eight weeks of high-intensity interval static strength training improves skeletal muscle atrophy and motor function in aged rats via the PGC-1α/FNDC5/UCP1 pathway. Clin Interven Aging. 16, 811-821 (2021).
- Jun, X., et al. Animal model for static massage training. Massage Guid. (02), 5-6 (2000).
- Wei, J., et al. Mechanism by which static exercise improves insulin resistance in skeletal muscle of type 2 diabetes. Chinese J Tiss Eng Res. 28 (08), 1271-1276 (2024).
- Zhenrui, L., Fang, L., Wu, W., Huang, J. The effect of static training on upper limb motor ability in aged rats was studied based on PGC-1α signal pathway RNA interference. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research. 30 (01), 247-249 (2019).
- Lee, S. H., Park, S. Y., Choi, C. S. Insulin resistance: From mechanisms to therapeutic strategies. Diab Metab J. 46 (1), 15-37 (2022).
- Campos, J. C., et al. Exercise preserves physical fitness during aging through AMPK and mitochondrial dynamics. Proc Natl Acad Sci U S A. 120 (2), e2204750120 (2023).
