Einem Mausmodell der Muscle Training durch neuromuskuläre Elektrostimulation

Ein Mausmodell einer neuromuskulären Elektrostimulation (NME) eine sichere und kostengünstige klinische Modalität, um den vorderen Abteil Muskeln beschrieben. Dieses Modell hat den Vorteil, Modifizieren eines leicht verfügbaren klinischen Einrichtung zum Zweck hervorzurufen gezielten und spezifischen Muskelkontraktionen in Mäusen.

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, ein Murn-Modell des Muskeltrainings mit Hilfe der neuromuskulären Elektrostimulation zu demonstrieren. Dies wird erreicht, indem zunächst eine klinisch verfügbare Oberflächenelektrode, die für den Einsatz beim Menschen ausgelegt ist, an eine Oberflächenelektrode angepasst wird, die bei Mäusen verwendet werden kann, um das Tier anschließend zu betäuben und für die Stimulation zu positionieren. Platzieren Sie dann die Oberflächenelektrode direkt über dem tiefen Fibularnerv, direkt distal des Fibularkopfes.

Der letzte Schritt besteht darin, das Stimulationsprotokoll der vorderen Curl-Muskeln durchzuführen. Letztendlich zeigt die histologische Analyse eine Zunahme der Vaskularität der Skelettmuskulatur, und kontraktile In-situ-Tests zeigen eine erhöhte satanische Spitzenkraft. Hallo, mein Name ist Fabrizio.

Ich bin Assistenzprofessor in der Abteilung für Physikalische Medizin und Rehabilitation an der Universität Pittsburgh und Direktor des Cellular Rehabilitation Laboratory. Heute zeigen wir Ihnen ein Spiegelmodell des Muskeltrainings mit Hilfe der neuromuskulären Elektrostimulation. In diesem ersten Teil der Demonstration zeigen wir Ihnen, wie Sie eine klinisch verfügbare Oberflächenelektrode in eine Elektrode umwandeln, mit der Sie die Skelettmuskulatur bei Mäusen stimulieren können.

Im zweiten Teil zeigen wir, wie Sie dieses neuromuskuläre Elektrostimulationsprotokoll in Ihren Experimenten und der Entwicklung von Tiermodellen implementieren können, die die Modalitäten genau nachahmen. Die Nutzung der Klinik ist wichtig, weil sie uns helfen kann, Fragen zur Physiologie der Skelettmuskulatur zu beantworten, z. B. wie die Muskelaktivierung transduktive Reaktionen auf Mechano auslöst, und dabei können wir sie auf molekularer, zellulärer und Gewebeebene betrachten. Hallo, mein Name ist Ricardo Ferrari.

Ich bin Doktorandin der Huntington-Krankheit in der Abteilung für Physiotherapie an der Universität von Pittsburgh. In der Nähe der Muskeln ist die Elektrostimulation ein gängiges Verfahren, das in einer Klinik verwendet wird, um die Muskelkraft zu erhöhen und die Muskelheilung zu verbessern. Es bleiben jedoch viele Fragen zu den optimalen Parametern, die verwendet werden sollten.

Dieses Tiermodell kann bei der Entwicklung eines spezifischen elektrischen Stimulationsprotokolls für den Einsatz in einem klinischen Umfeld hilfreich sein. Um die Elektrode vorzubereiten, biegen Sie zunächst zwei sechs Millimeter lange Goldstifte in einem 90-Grad-Winkel. Legen Sie als Nächstes etwa sieben Zentimeter von zwei Kupferdrähten frei, indem Sie die äußere Isolierung entfernen.

Löten Sie dann die Drähte von den Steckern an die beiden Goldstifte, die im Abstand von etwa 3,5 Millimetern platziert sind. Nach diesem Platz schrumpfen Sie den Schlauch über die Verbindung zwischen den Kupferdrähten und den Goldstiften zur Isolierung und Stabilisierung, erhitzen Sie den Schrumpfschlauch, stellen Sie sicher, dass die Goldstifte parallel zueinander sind, und stecken Sie sie so durch die Leiterplatte, dass die Spitzen ausgerichtet sind. Betten Sie als Nächstes die Stifte in mehrere Anwendungen von klarem Epoxidharz ein, so dass das Epoxidharz zwischen den Anwendungen am Ende vollständig trocknen kann, schleifen Sie das Epoxidharz ab, um die Spitzen der Goldstifte freizulegen.

Verwenden Sie anschließend ein Voltmeter, um zu überprüfen, ob die Kabel nicht elektrisch kurzgeschlossen sind. Verwenden Sie dann Kunststoffschläuche, um die Metallstifte der Zweiwege-Buchse zu isolieren. Schließen Sie als Nächstes die Elektrodenkabel vom NMES-Gerät an die Zwei-Wege-Kabelbuchse an.

Alle Verfahren wurden von der University of Pittsburgh Iacuc überprüft und genehmigt und in PHS Assured und Alac durchgeführt. International akkreditierte Programme und Einrichtungen betäuben das Tier durch Inhalation von Isof-Fluor. Das Tier sollte während der gesamten NMES-Sitzung betäubt bleiben.

Die Anästhesie sollte mit einem Zehenquetsch-Streckreflextest bestätigt werden. Setzen Sie das Tier dann in die seitliche Liegeposition. Rasieren Sie anschließend die hintere Extremität, wischen Sie sie mit Alkohol ab und wischen Sie die Elektrode mit 3% Bleiche ab.

Stellen Sie dann mit Wasser die Stimulationsparameter ein, einschließlich der Pulsdauer von 150 Mikrosekunden und einer Frequenz von 50 PP s. Stellen Sie dann die Stimulationszeit auf fünf Sekunden ein, wobei Sie 0,5 Sekunden nach oben und 0,5 Sekunden nach unten fahren. Dies ermöglicht es dem Muskel, sich allmählich an die Stimulation zu gewöhnen, und ist für das Tier angenehmer.

Stellen Sie danach die Ausschaltzeit zwischen den Kontraktionen auf 10 Sekunden ein. Dies kann je nach gewünschtem Effekt angepasst werden, aber verkürzte Ausschaltzeiten führen zu einem schnelleren Beginn der Muskelermüdung. Als nächstes sterilisieren Sie die Elektrode mit 3% Bleiche und dann Wasser und tragen Sie leitendes Gel auf die Elektrode auf, um die vorderen Kompartimentmuskeln zu stimulieren, einschließlich des vorderen Tibiamuskels und des längsten Musculus extensor digitorum. Platzieren Sie die Oberflächenelektrode direkt über dem gemeinsamen Dammnerv des Tieres, der sich direkt distal des lateralen Femurkondylus befindet.

Die Platzierung der Elektrode wird bestätigt, wenn die Stimulation eine vollständige Dorsalflexion des Knöchels und eine vollständige Streckung der Finger hervorruft. Auf der anderen Seite deutet eine Dorsalflexion der Pfote ohne Zehenstreckung darauf hin, dass nur der vordere Musculus tibialis stimuliert wird. Als nächstes initiieren Sie die NMES-Intensität bei neun Milliampere, schließen Sie zwei Kontraktionssätze für insgesamt 20 Kontraktionen mit einer fünfminütigen Pause zwischen den Sätzen während der Ruhephase ab, die Stimulation der kontralateralen Extremität wird durchgeführt.

Setzen Sie nun das Tier in die Auffangkammer. Nach vierwöchiger NMES-Behandlung bei drei bis fünf Monate alten MDX-Skid-Mäusen zeigt die Hämatin- und Eoin-Skelettmuskelfärbung keinen Anstieg der Anzahl der zentralkernhaltigen Fasern im Vergleich zu den nicht stimulierten Kontroll-Pendants. Dies deutet darauf hin, dass die Anwendung von NMES die Regenerationskaskade der Degeneration nicht in Gang setzt.

Die Immunhistochemie von CD 31 als Marker für Endothelzellen zeigt, dass im Vergleich zu Kontrollmäusen, die keine Stimulation erhielten, vier Wochen NMES zu einer signifikanten Angiogenese des behandelten Muskels führten. Diese Abbildung zeigt die erhöhte titanische Spitzenkraft der NMES-behandelten Muskeln im Vergleich zur Kontrolle unbehandelter Muskeln. Sobald Sie diese Technik beherrschen, sollte die Fertigstellung des Protokolls etwa 15 Minuten pro Tier dauern.

Der schwierigste Teil dieses Protokolls besteht darin, die richtige Platzierung für Ihre Elektrode zu finden, um die gewünschte Muskelreaktion hervorzurufen. Danke für das Aufpassen. Bei Fragen können Sie sich gerne an unser Labor wenden.