[发明专利]一种用于实验鼠高强度间歇训练的设备

说明书

一种用于实验鼠高强度间歇训练的设备，完成实验鼠水中高强度间隙训练，能够根据实验鼠训练状态，实时调整难度调整，减少实验鼠运动劳损，并能够统计实验鼠训练状态信息。对实验鼠高强度训练后，辅助进行理疗按摩，缓解实验鼠运动疲劳。

技术领域

本发明涉及医疗动物实验技术领域，具体涉及一种用于实验鼠高强度间歇训练的设备。

背景技术

高强度间歇训练(High-intensity interval training,HIIT)是一种由短时间(30s～4min)高强度运动[≥85％最大心率(HRmax),工作负荷接近或超过最大有氧能力]搭配短暂(30～40s)休息或低强度运动(40％～60％HRmax)、重复多次的运动方式，即短期高强度训练和短期休息/低强度恢复交替进行的运动。

高强度间歇训练(High intensity interval training,HIIT)被证明能够显著促进脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)的表达，提高认知功能，然而其潜在的神经生物学机制还未完全阐明。研表明运动能调控线粒体质量控制系统，促进线粒体产能功能，为神经元活动供能量，这可能是HIIT提高认知功能的重要原因。而HIIT过程中产生的高水平乳酸被证明可调控L6、SY5Y细胞内线粒体相关基因、蛋白表达。因此，我们推测HIIT通过提高脑内乳酸水平，调控线粒体质量控制系统进而促进突触可塑性。本研究通过在体实验和离体实验，探究HIIT影响突触可塑性的线粒体相关机制，并揭示乳酸在其中的介导作用。

研究方法:⑴在体实验：7周龄雄性C57BL/6J小鼠64只，在进行1周应性饲养后，随机分为两组：安静对照组(Control group,Ctl group)和高强度歇训练组(HIIT group)。HIIT组小鼠进行为期6周的高强度间歇训练。使用乳酸盐分析仪在训练的第2周、第4周及第6周运动后即刻检测小鼠血乳平。在6周HIIT训练后即刻，Ctl组和HIIT组小鼠各随机挑选10只使用酶标仪检测两组小鼠的海马乳酸水平。在训练完成24h后每组各随机选取15只动物取海马组织用于生化指标检测(n＝12)和取脑用于形态学观察(n＝3)。使用高尔基染色观察小鼠海马树突复杂度。使用Western blot和RT-PCR技术检测小鼠海马内BDNF蛋白表达；乳酸转运体MCT1、MCT4和乳酸受体GPR81的表达；线粒体融合蛋白OPA1、MFN1、MFN2，分蛋白DRP1、FIS1，线粒体自噬蛋白PINK1、PARKIN、P62、LC，线粒体生物发生蛋白PGC-1α、NRF1、NRF2、TFAM和mt DNA表达。使用RT-PCR技术检测小鼠海马氧化磷酸化相关基因NDUFS8、SDHb、Uqcrc1、COX5b、Atp5a的表达。使用多功能酶标仪检测小鼠海马ATP水平。每组各剩余7只小鼠在6周高强度间歇训练完成后进行5天Morris水迷宫测试。⑵离体实验：取新生1天以内的C57BL/6J小鼠的海马组织，进行原代小鼠海马细胞培养。培养7天后进行乳酸和GPR81激动剂3-chloro-5-hydroxybenzoic Acid treatment group(3Cl-5OH-BA)干预实验。分照组(Control group,Ctl group)、乳酸干预组(L-lactate treatment group,L-lac group)和GPR81激动剂干预组(3Cl-5OH-BA treatment group,3Cl-5OH-BA group)。干预后检测氧化磷酸化5个复合物基因、ATP水平、BDNF以及线粒体质量控制系统的蛋白表达。

现有技术存在的问题是：传统实验鼠进行高强度间歇训练，采用简单水车型跑道作为运动器材，通过强制跑道运转，驱使实验鼠进行运动，难以有效激发实验鼠的主动性。缺乏根据个体差异，调节实验鼠运动量的功能，盲目的规划运动，极容易造成实验鼠个体运动过程中受伤，导致实验数据失准。

发明内容