تدريب المقاومة المعدل بالجرعة في الفئران مع تقليل خطر تلف العضلات

هذا البروتوكول هو واحد من أولى الدراسات التي تمكن العلماء من إجراء تدريب مقاومة معدل الجرعة في الفئران على غرار الطريقة التي يتم بها إجراؤها على البشر. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها تسمح للمحققين بضبط المقاومة بدقة والتي يجب أن تعمل عليها عضلات الظنبوب الأمامية للفأر أثناء تدريب المقاومة. علاوة على ذلك ، نظرا لأن تقلصات العضلات متحيزة بشكل غريب الأطوار ، فهناك فرصة أقل لإصابة العضلات الناجمة عن الانقباض.

يمكن دمج تقنية تدريب المقاومة المعدلة الجرعة في الدراسات الأساسية وما قبل السريرية في الفئران لتطوير تدخلات لتحسين أو الحفاظ على كتلة العضلات وقوتها عبر مجموعة متنوعة من الحالات المرضية. الجانب الأكثر تحديا في البروتوكول هو تحفيز الفرع الشظوي للعصب الوركي بدقة ، والذي يعصب عضلات الظنبوب الأمامية. لتقليل التحفيز الكهربائي غير الدقيق ، اضبط موضع القطب وسعة التحفيز حتى يتم تسجيل أقصى عزم دوران نشل بواسطة مقياس ديناميكي.

للبدء ، قم بتوفير الدعم الحراري للماوس باستخدام وسادة تسخين هلام متساوية الحرارة وضع مصباح حراري على ارتفاع 1 متر فوق الماوس. لتحضير الجلد ل DART أو ISOM ، قم بإزالة الفراء من الطرف الخلفي الأيسر عن طريق وضع كريم مزيل الشعر. بعد 2 دقيقة ، قم بتنظيف الساق بمناديل مبللة بالماء المقطر لإزالة الفراء وجميع الكريمات المتبقية من الجلد.

تطهير الجلد باستخدام محلول تنقية اليود بوفيدون و 70 ٪ من الإيثانول ، ثم استخدام مسحة قطن نظيفة لتطبيق واقية على العينين والجلد المزيل لمنع الجفاف. بعد ذلك ، ضع كريم ليدوكائين بنسبة 5٪ على الساق لتخدير المنطقة. مرر إبرة تحت الجلد معقمة قياس 1/2 بوصة 26 من خلال أوسع جزء من الجزء القريب من عظم الظنبوب.

بمجرد تأمين دبوس التثبيت ، أمسك الإبرة بمرقئ معقم وثني الجزء البلاستيكي حتى ينفصل ، ثم ضع الماوس في وضع ضعيف. تأكد من أن الماوس لا يزال متصلا بإحكام بمخروط الأنف للحفاظ على التخدير. باستخدام زوج من الملقط المعقم ذي الرؤوس ، قم بتغذية دبوس الظنبوب في مشبك تمساح معدني ، بحيث يتم تثبيت نهاية دبوس الظنبوب بواسطة مشبك التمساح.

حرك الذراع القابل للتعديل لمشبك التمساح للتأكد من وضع قدم الماوس على صفيحة قدم جهاز DART. اربط قدم الماوس على صفيحة قدم جهاز DART بشريط مختبر لاصق. تأكد من وضع القدم بزاوية 90 درجة بالنسبة للمحور الطويل لعظم الظنبوب الفأر.

ضع إبرة تحت الجلد بطول 18 مقياس 1.5 = بوصة من خلال الثقوب المحفورة مسبقا على منقلة جهاز DART لإنشاء توقف انثناء أخمصي ، ثم ضع صفيحة القدم على توقف الانثناء الأخمصي. لتحسين وضع القطب ، ضع قطبا ثنائي القطب وعبر الجلد و NMES على الجانب السفلي من مفصل ركبة الفأر. استخدم محفزا كهربائيا مختبريا لتطبيق نبضات مفردة من 1 هرتز لتحفيز الفرع الشظوي للعصب الوركي.

راقب عضلة ووتر الظنبوب الأمامي أو TA البطني للحصول على دليل على تقلصات الارتعاش المستنبطة كهربائيا. الآن ، اربط الخيط بلوحة أرضية مقياس القوة ، ثم قم بتحسين سعة خرج الجهد من محفز NMES بحيث يقتصر NMES على العصب الشظوي المشترك وعضلة TA. لضبط المحفز لإنتاج قطارات نبضية متكررة ، اضبط الأقراص لتردد النبض إلى 125 هرتز ، ومدة القطار إلى 500 مللي ثانية ، والقطارات في الثانية إلى 1.

قم بتشغيل مفتاح التبديل لتكرار قطارات النبض. اضبط المحفز لإنتاج قطارات نبضية مدتها 500 مللي ثانية تتخللها راحة 500 مللي ثانية بين قطارات النبض. حرك توقف الثني الأخمصي إلى الفتحة الموجودة على المنقلة التي تتوافق مع 160 درجة على المحور الطويل للساق.

في DART ، لكي تعمل عضلة TA بشكل مركز ، قم بتطبيق المقاومة عن طريق تعليق وزن مناسب مثل 5 جرامات بخياطة حريرية غير مرنة مرتبطة بلوحة قدم جهاز DART. اضبط المقاومة بتطبيق وزن 50٪ من الحد الأقصى للتكرار 1. تأكد من أن القدم تسحب ما لا يقل عن نصف النطاق النشط المتاح من الانثناء الظهري.

أداء نوبة واحدة من التدريب DART التي تنطوي على 1 مجموعة من 10 تكرار من الانقباضات متحدة المركز و 2 دقيقة الراحة بين مجموعات. لتدريب ISOM ، ضع قدم الماوس عند 160 درجة على المحور الطويل للساق. حافظ على الوضع الثابت عن طريق لصق خياطة الحرير على صفيحة القدم لمقياس القوة الآلي.

أداء نوبة واحدة من تدريب ISOM الذي يتضمن 4 مجموعات من 10 التكرار إلى تقلصات متساوي القياس وراحة 2 دقيقة بين مجموعات. كرعاية ما بعد الإجراء للفئران ، اتخذ الاحتياطات اللازمة للحفاظ على نظافة الطرف الخلفي الذي تم تمرينه وتقليل ألم موقع الإبرة. تمت دراسة التغيرات النسيجية في عضلة TA بعد 3 أيام من تدريب DART أو ISOM.

أشار تلطيخ الهيماتوكسيلين ويوزين إلى أن مدى تلف العضلات كان منخفضا في كل من مجموعتي DART و ISOM ، لكن تلف العضلات كان أكثر وضوحا قليلا في مجموعة ISOM. من المهم تحفيز الانقباضات على وجه التحديد في عضلات الظنبوب الأمامية وضبط المقاومة التي يجب أن تعمل عليها هذه العضلات بدقة أثناء تدريب المقاومة المعدل بالجرعة. بعد هذا الإجراء ، سيتمكن الباحثون من تقييم تحمل التمرين في شكل قابلية للإرهاق والإصابة من تقلصات العضلات المتكررة ضد المقاومة.

يمكن دمج هذه التقنية في مجموعة واسعة من تطبيقات البحوث الأساسية وما قبل السريرية ، مثل الدراسات على نماذج الفئران ، للأمراض العصبية العضلية مثل ضمور العضلات ونماذج الفئران للإصابات الرياضية.