短时高强度间歇训练及老年小鼠跑步机评估

我们的目标是在衰老过程中延长健康寿命，即使在疾病存在的情况下也是如此。高强度间歇训练（HIIT）正日益展现出在提升身体机能方面巨大的潜力。

该技术的主要优势在于，每周进行数次短时间训练即可显著提升运动表现。该研究框架探讨了高强度间歇训练对衰老的影响。随着年龄增长，身体机能表现的变异性会增加。

我们方法的一个关键方面是，该方案的强度可根据个体情况进行调整。本研究的一个重要目标是开发或改进适用于人类的短时程高强度间歇训练（HIIT）方案，从而为临床研究提供一个模板。

本实验操作将由本实验室的研究助理 Yonas Redae 演示。在本实验中，观察了24只C57-BL6J背景的雌性小鼠，观察从23月龄开始。确保小鼠具有永久性标识，例如耳标、射频识别芯片（RFID）或尾部纹身。

每天实验结束后，使用 0.25% 至 0.5% 的次氯酸钠溶液或 70% 乙醇清洁跑台；或在不同实验阶段之间清除粪便或尿液时进行清洁。在开始下一次实验前，务必彻底干燥跑台。

使用跑步机软件的手动模式设置初始训练程序。打开跑步机软件，然后点击文件，打开实验，并切换到手动选项卡。

在此处输入表一中驯化条件下的指定数值。将实验次数输入为1。活动通道的数量根据小鼠数量在1到6之间。

在网格上的停留次数为10次，电击次数为20次。将跑步机的倾斜角度设置为0度。

将小鼠放入跑台时，应抓住其尾巴。直接将小鼠放置在跑带表面，避免从小鼠起始位置开始使用电击网格。在训练或评估开始时，使用刷子或压舌板使小鼠远离电击网格。

轻推小鼠使其开始奔跑，以避免意外电击。每只小鼠完成初始训练程序后，重复该程序，将电击强度增加至二级，且每次训练之间至少间隔15分钟。

在初始训练计划后的1至2天内进行跑台坡度适应。打开跑台软件，然后点击文件并打开实验程序。

在基本选项卡中输入数值。在震颤检测下，将实验会话编号设为1。活动通道的数量根据小鼠数量而定，介于1到6之间。

访问网格的次数为10次，电击次数为20次。现在，点击“配置文件模式”选项卡，在第一步中输入起始速度为0米/分钟，结束速度为5米/分钟，持续时间为5秒。

添加一个热身步骤二，起始速度为5米/分钟，结束速度为5米/分钟，持续30秒。添加一个过渡步骤，起始速度为5米/分钟，结束速度为6米/分钟，持续5秒。然后添加一个测试速度步骤，起始速度为6米/分钟，结束速度为6米/分钟，持续20秒。

添加一个过渡阶段，起始速度为 6 米/分钟，结束速度为 5 米/分钟。最后添加一个恢复阶段，起始速度为 5 米/分钟，结束速度也为 5 米/分钟，持续 20 秒。重复上述步骤，按照表二中适应性训练部分所示添加测试阶段。

对于平地持续跑台评估，按照表一中“评估”部分所示数值，创建跑台程序。在整个实验过程中监测小鼠状态，并将达到终点标准的小鼠从仪器中移除。对于上坡间歇跑台评估，按照表二中“评估”部分所示数值，以相同方式创建跑台程序。

在冲击检测下，将实验次数设置为1次。活动通道数量根据小鼠数量设置为1或6，访问网格的次数设置为5次，电击次数设置为10次。

将跑步机程序中的间隔字段设置为 0.5。为了进行短时间的高强度间歇训练，首先将跑步机倾斜至 25 度，并移除塑料盖。确定每只小鼠的运动强度。

使用上一个成功完成阶段的速度，找到对应的强度组别以及基础、冲刺和快跑参数。打开跑步机软件，点击文件以创建新程序。然后点击轮廓模式选项卡。

第一步，设置起始速度为 0 米/分钟，结束速度为相应的基础速度，持续时间为 5 秒。添加第二步热身阶段，起始速度和结束速度均为基础速度，持续 180 秒。接下来，输入三个间歇阶段，每个间歇均包含一个从基础速度过渡到冲刺速度的阶段，持续 5 秒。

以冲刺速度进行60秒的运动。一个在五秒内从冲刺速度过渡到基础速度的转换阶段。以及以基础速度进行60秒的恢复阶段。

添加一个从基础速度过渡到冲刺速度的步骤，持续五秒；再添加一个从冲刺速度过渡到疾跑速度的步骤，持续60秒。每周进行三次锻炼，每次锻炼之间至少间隔一天休息。

每两周将基础速度、冲刺速度和短跑速度各提高1米/分钟，重新编写训练程序。使用化妆刷或压舌板轻轻刺激落在电击网格附近或其上的小鼠，以激励其奔跑。若小鼠无反应，5秒后重试一次，然后10秒后再次重试，之后每30秒重试一次，或在恢复间隔期间进行重试，直至训练阶段结束。

在对多只小鼠进行操作时，施加动力可能会比较困难，可能需要使用两把刷子。此外，操作人员必须识别出表现困难或出色的小鼠，以便适当地调整测试方案。

对于连续两次训练阶段均无法通过激励完成前三个运动区间的动物，应将其调整至较低强度组；对于连续两次训练阶段均无需激励即可完成的动物，应将其调整至较高强度组。在24月龄时，对小鼠进行跑台耐力测试。

在进行两个月的高强度间歇训练（HIIT）或保持笼内久坐状态前后，小鼠的上坡冲刺能力。数据显示，在HIIT组的14只小鼠中，所有小鼠在跑带上的时间均较训练前增加，而久坐组的11只小鼠中仅有7只时间增加。总体而言，根据两次试验中的最佳表现，HIIT组小鼠在跑带上的持续时间改善更为显著。

此外，在跑步机坡度能力方面，HIIT小鼠的提升更为显著：14只HIIT小鼠中有12只最大速度提高，而11只久坐小鼠中有8只最大速度下降。根据两次试验中的较优结果，HIIT小鼠在最大速度方面的改善也显著优于久坐小鼠。两组小鼠的电击耐受性相似。

请记得每两周重新编写一次高强度间歇训练（HIIT）方案以增加强度。程序文件可以复制并修改，以使这些步骤更加简便。此外，若加入无氧参数（如糖酵解代谢、磷酸肌酸利用以及乳酸动力学），可进一步强化该方法，从而阐明运动对有氧和无氧呼吸的影响。