降低肌肉损伤风险的小鼠剂量调整阻力训练

该协议是首批使科学家能够在小鼠中进行剂量调整阻力训练的研究之一，类似于在人类中进行的方式。该技术的主要优点是它允许研究人员精确调整小鼠的胫骨前肌在阻力训练期间必须工作的阻力。此外，由于肌肉收缩偏向，因此收缩引起的肌肉损伤的可能性较低。

我们的剂量调整阻力训练技术可以纳入小鼠的基础和临床前研究，以开发改善或维持各种疾病条件下肌肉质量和力量的干预措施。该方案最具挑战性的方面是精确刺激坐骨神经的腓骨分支，该神经支配胫骨前肌。为了减少不准确的电刺激，请调整电极位置和刺激幅度，直到测功机记录最大抽搐扭矩。

首先，使用等温凝胶加热垫为鼠标提供热支持，并将加热灯放置在鼠标上方 1 米处。要为DART或ISOM准备皮肤，请通过涂抹脱毛膏去除左后肢的皮毛。2分钟后，用浸泡在蒸馏水中的湿巾清洁腿部，以去除皮肤上的皮毛和所有残留的乳霜。

使用聚维酮碘擦洗液和70%乙醇对皮肤进行消毒，然后使用干净的棉签在眼睛和脱毛皮肤上涂抹保护剂以防止干燥。接下来，在胫骨上涂抹 5% 利多卡因乳膏以麻痹该区域。将 1/2 英寸 26 号无菌皮下注射针穿过胫骨近端最宽的部分。

固定稳定针后，用无菌止血器握住针头并弯曲塑料部分直到其折断，然后将鼠标置于仰卧位。确保鼠标仍牢固地连接到鼻锥以保持麻醉。用一对无菌尖端镊子将胫骨别针送入金属鳄鱼夹中，使胫骨别针的末端由鳄鱼夹固定。

移动鳄鱼夹的可调节臂，以确保鼠标的脚放在 DART 设备的踏板上。用实验室胶带将鼠标脚绑在 DART 设备脚板上。确保脚相对于小鼠胫骨的长轴呈 90 度角放置。

将 18 号的 1.5=英寸长的皮下注射针穿过 DART 装置量角器上预先钻好的孔以创建跖屈止动块，然后将踏板放在足底屈止动块上。为了优化电极放置，请将双极、经皮和 NMES 电极放在小鼠膝关节的下外侧。使用实验室电刺激器施加 1 赫兹的单脉冲来刺激坐骨神经的腓骨分支。

观察胫骨前部或 TA 腹部肌肉和肌腱，寻找电诱发抽搐收缩的证据。现在，将缝合线绑在测功机地板上，然后优化NMES刺激器输出的电压幅度，使NMES仅限于腓总神经和TA肌肉。要将刺激器设置为产生重复的脉冲序列，请将脉冲频率的刻度盘调整为 125 赫兹，将序列持续时间调整为 500 毫秒，将每秒列车数调整为 1。

打开拨动开关以重复脉冲序列。设置刺激器以产生持续时间为 500 毫秒的脉冲序列，脉冲序列之间穿插 500 毫秒的休息。将跖屈止动块移动到量角器上的孔上，该孔对应于胫骨长轴上的 160 度。

在DART中，为了使TA肌肉同心工作，通过悬挂合适的重量（例如5克）来施加阻力，并将非弹性丝线绑在DART设备踏板上。通过施加 1 次重复最大值的 50% 重量来调整阻力。确保足部至少拉过可用背屈活动范围的一半。

进行单轮 DART 训练，包括 1 组 10 次重复同心收缩和两组之间的休息 2 分钟。对于ISOM训练，将鼠标的脚与胫骨的长轴成160度。通过将真丝缝合线粘在机器人测功机的踏板上来保持静态位置。

进行单轮 ISOM 训练，包括 4 组 10 次重复等长收缩和两组之间的休息 2 分钟。作为小鼠的术后护理，采取预防措施以保持运动后肢的卫生并减少针头部位疼痛。在DART或ISOM训练3天后研究了TA肌肉的组织学变化。

苏木精和伊红染色表明，DART组和ISOM组肌肉损伤程度较低，但ISOM组肌肉损伤略明显。重要的是要专门刺激胫骨前肌的收缩，并精确调整这些肌肉在剂量调整阻力训练期间必须工作的阻力。在此过程之后，研究人员将能够以对疲劳的易感性和反复肌肉收缩对阻力的损伤的形式评估运动耐力。

该技术可以纳入各种基础和临床前研究应用，例如小鼠模型，肌肉萎缩症等神经肌肉疾病的研究和运动损伤的小鼠模型。