أكتوبر 3, 2025
هنا ، نقدم بروتوكولا جديدا لقياس علاقة عزم الدوران والسرعة الزاوية والقوة بشكل غير جراحي في الجسم الحي في عضلات الجرذ الأخمصية باستخدام تحفيز العضلات عبر الجلد. يتيح هذا الإعداد اختبارا بسيطا لتقلصات العضلات متساوية التوتر على نظام محول الطاقة/التحكم في الطول لتمثيل طبيعة الحمل المستمر للحركات اليومية بشكل أفضل.
نهدف إلى تطوير نظام بسيط وغير غازي في الجسم الحي في الفئران لاختبار الوظيفة الميكانيكية، وتحديدا القوة، وهي نتاج القوة والسرعة. سيوفر هذا رؤى حول كيفية تأثير الأمراض على الجهاز العضلي. كان مختبرنا له دور أساسي في فهم تكوين الساركوميروجين والشيخوخة.
تحديدا كيف تؤثر الانقباضات اللامركزية القصوى على تكون الساركوميروجينيس، لكن بعض الانقباضات القصوى في قوارض H تحسن عدد الساركوما المتسلسلة. حاليا أستخدم النظام لتدريب التحميل الزائد الغريب في الفئران السليمة من OVX والمبيض، لدراسة تأثيرات الإستروجين على وظيفة انقباض العضلات والاستجابة للتدريب. بعد تخدير الفأر، ضع الفأر مع وضع أنفه وفمه في مخروط أنف على منصة ساخنة.
راقب تنفس الفأر ومعدل نبضه باستمرار للحفاظ على عمق مخدر آمن ومتسق. باستخدام أداة تطبيق معقمة، افرد مرهم العيون على كلتا عيني الجرذ لمنع الجفاف أثناء الإجراء. باستخدام شفرة كهربائية، احلق كل شعر ساق الفأر اليسرى.
بعد ذلك، ضع كريم إزالة شعر تجاري بشكل متساو على كامل الساق باستخدام مسحة قطنية. بعد الانتظار لمدة ثلاث دقائق، قم بكشط الكريم باستخدام عدة عشاش قطنية حسب الحاجة لضمان أن تكون الساق خالية من الشعر قدر الإمكان. ثم بلل كرات القطن بالماء المقطر واستخدمها لمسح سطح الساق بالكامل، لإزالة أي كريمة أو بقايا متبقية.
جفف الساق باستخدام منشفة ورقية لتحضيرها لوضع الأقطاب. الآن لف شريط جراحي بإحكام حول قدم الجرذ ودواسة القدم لتثبيت القدم في مكانها. تأكد من تثبيت الكعب بإحكاما في الفتحة عند قاعدة دواسة القدم.
عدل وضع دواسة القدم باستخدام مقبض التعديل رقم ثلاثة لتقربه أو تبتعد حسب الحاجة، بحيث تكون الركبة ممتدة قدر الإمكان. ثم قم بتثبيت مشبك الظنبوب بدفعه بقوة إلى المنطقة القريبة الوسطى من عظم الساق لتثبيت الجزء السفلي من الساق. باستخدام مقابض الضبط واحد واثنان، قم بمحاذاة دواسة القدم مع المشبك لضمان وضعها الصحيح.
باستخدام الملقط، انشر الجل الموصل على سطح القطبي وعلى الجانب الخلفي من ساق الجرذ. لتحديد مواقع وضع الأقطاب، قم بلمس انتفاخ العضلة في الجانب الخلفي من الساق السفلية. ضع القطب البعيد أسفل عضلات المعدة والقارب القريب في الطرف العلوي من عضلة الهضم حيث يلتقيان بمفصل الركبة.
ثم قم بتدوير الترس لرفع الأقطاب الكهربائية بلطف لتلامس الساق، لضمان اتصال تحفيزي مستمر. لا تطبق قوة صعودية زائدة وتحقق من وجود انحناء طفيف في المحور الذي يثبت الأقطاب للحفاظ على استقرارها أثناء التحفيز. بمجرد تحميل بروتوكول 100 هرتز عند 90 درجة على المحفز، اضبط التيار على 20 ملي أمبير لتوفير تحفيز منخفض المستوى والتحقق من وضع القطب أو الهلام.
انقر على اختبار بدء لبدء البروتوكول، مع ملاحظة انقباضات عضلية مرئية. بمجرد اكتمال التحفيز، انقر على التحليل وتأكد من اختيار مربع تصحيح الأساس لتقييم عزم الدوران الناتج. بعد السماح بفترة راحة لمدة دقيقتين، زد تيار التحفيز إلى 30 مللي أمبير.
شغل البروتوكول مرة أخرى وقيم مقدار عزم الدوران في قسم التحليل، مؤكدا أن التصحيح الأساسي لا يزال محددا. زد تيار التحفيز إلى 40 ملي أمبير وأعد تشغيل البروتوكول. بعد راحة لمدة دقيقتين، إذا زاد عزم الدوران عند 30 مللي أمبير، ارفعه إلى 40 مللي أمبير وكرر.
إذا انخفض العزم عند 40 مللي أمبير، اضبط 30 ملي أمبير كأفضل منبه. إنشاء بروتوكول تحفيز يحفز انقباضا إيزومتري لمدة 500 مللي ثانية عند 100 هرتز مع وضع الكاحل بزاوية 70 درجة. شغل البروتوكول وسجل أقصى عزم نشط ناتج أثناء الانكماش.
في شاشة البروتوكول، أنشئ بروتوكولا جديدا يحرك الكاحل إلى وضعية مثنية، ويطبق تحفيزا لمدة 500 مللي ثانية، ثم يعيد الكاحل إلى وضعية محايدة. احسب قيم مشبك الحمل المتساوي التوني التي تمثل 10، 20، 30، 40، 50، 60، 70، و80٪ من أقصى عزم نشط مسجل سابقا. لكل قيمة مشبك حمل، أضف عزم الدوران السلبي الأساسي لتحديد إجمالي قوة المشبك.
شغل بروتوكولات التحفيز باستخدام هذه المشابك بترتيب عشوائي. في برنامج DMC الإصدار 5.5، اذهب إلى صندوق القوة الإزاحة. أدخل قيمة عزم الدوران المحسوبة لأول مشبك تحميل من القائمة التي تم إنشاؤها سابقا.
قم بتحميل العضلة المتساوية التي تم إنشاؤها سابقا وسيتم تطبيق قوة الانحراف الجديدة تلقائيا أثناء التشغيل. انقر على بدء الاختبار لتشغيل بروتوكول إيزوتونيك، مما يسمح بحدوث انقباض متساوي التوتر. أظهرت الطرق الثلاث العلاقة المميزة لسرعة العزم الزائد، حيث تنخفض السرعة الزاوية مع زيادة العزم، وأن القوة القصوى تحدث عند قيم العزم والسرعة المتوسطة.
تنبأ منحنى إيزوتونيك بسرعة قصوى أعلى بكثير من كلا منحنيين ISOK الحركيين. كانت القوة القصوى أعلى في المنحنى المتساوي التون، مقارنة بالمنحنى الإيزوكينيتيكي باستخدام متوسط عزم الدوران، لكنها لم تكن مختلفة بشكل ملحوظ عند استخدام عزم الدوران الأقصى. تم المبالغة في تقدير العزم عند القدرة القصوى بواسطة منحنى إيزوكينتيك باستخدام عزم الدوران الأقصى، بينما كان المنحنى الإيزوكينيتيكي باستخدام متوسط عزم الدوران يتطابق بشكل وثيق مع المنحنى الإيزوتوني.
تم التقليل من تقدير السرعة عند القدرة القصوى بواسطة منحنى الإيسوكينيتيك باستخدام متوسط عزم الدوران، وتم التقليل قليلا حتى عند استخدام عزم الدوران القصوى. انحناء منحنى سرعة العزم انخفض بشكل كبير عند استخدام العزم الأقصى في منحنى الإيسوكينيتيك مقارنة باستخدام متوسط عزم الدوران. جميع النماذج كانت تتوافق قوية مع معادلة التل، رغم أن المنحنى متساوي التوتر كان له قيمة R مربعة أقل قليلا من كلا المنحنيين الإيسوكينيتيين.
تقدم هذه الدراسة بروتوكولاً غير باضع لقياس العلاقة بين عزم الدوران والسرعة الزاوية والقدرة في الجسم الحي في العضلات القابضة الأخمصية للجرذ باستخدام التحفيز العضلي عبر الجلد. وتسمح هذه الطريقة باختبار بسيط للانقباضات العضلية متساوية التوتر، مما يوفر رؤى حول الوظيفة العضلية وتأثير الأمراض.
يتيح التوصيف الكمي للعلاقات بين عزم الدوران والسرعة والقدرة في نماذج عضلات القوارض رؤية ترجمية حول الأداء العضلي الديناميكي، مما يدعم التحقق من الأهداف في المراحل المبكرة من أبحاث الأمراض العضلية الهيكلية والأيضية. كما أن القدرة على مقارنة ملامح الانقباض متساوي التوتر ومتساوي الحركة في الجسم الحي تعزز الثقة التنبؤية للفعالية في المرحلة قبل السريرية وتقليل المخاطر الميكانيكية. يعزز هذا البروتوكول الجسر الرابط بين مخرجات النماذج الحيوانية وظروف الحركة ذات الصلة بالبشر، مما يوجه قرارات المحفظة في خطوط تطوير العلاجات التي تستهدف العضلات.
يندمج هذا البروتوكول في التسلسل الممتد من مرحلة الاكتشاف إلى المرحلة قبل السريرية من خلال تمكين إجراء تقييم قوي لوظائف العضلات داخل الجسم الحي، مما يدعم كلاً من التحقق المبكر من الأهداف والدراسات الانتقالية اللاحقة.