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Artículo de método

Comprensión integral de la alteración de la marcha inducida por la inactividad en roedores

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DOI:

10.3791/63865

6 de julio de 2022

En este artículo

Resumen

El presente protocolo describe el seguimiento/evaluación tridimensional del movimiento para representar la alteración del movimiento de la marcha de las ratas después de la exposición a un entorno de desuso simulado.

Resumen

Es bien sabido que el desuso afecta a los sistemas neuronales y que los movimientos articulares se alteran; sin embargo, aún no está claro qué resultados exhiben adecuadamente estas características. El presente estudio describe un enfoque de análisis de movimiento que utiliza la reconstrucción tridimensional (3D) a partir de capturas de video. Usando esta tecnología, se observaron alteraciones evocadas por el desuso de los rendimientos de caminar en roedores expuestos a un entorno de microgravedad simulado descargando su extremidad posterior por la cola. Después de 2 semanas de descarga, las ratas caminaron en una cinta de correr, y sus movimientos de marcha fueron capturados con cuatro cámaras de dispositivo de carga acoplada (CCD). Los perfiles de movimiento 3D se reconstruyeron y compararon con los de los sujetos de control utilizando el software de procesamiento de imágenes. Las medidas de resultado reconstruidas retrataron con éxito distintos aspectos del movimiento distorsionado de la marcha: hiperextensión de las articulaciones de la rodilla y el tobillo y posición más alta de las articulaciones de la cadera durante la fase de postura. El análisis de movimiento es útil por varias razones. Primero, permite evaluaciones cuantitativas del comportamiento en lugar de observaciones subjetivas (por ejemplo, aprobado / reprobado en ciertas tareas). En segundo lugar, se pueden extraer múltiples parámetros para satisfacer necesidades específicas una vez que se obtienen los conjuntos de datos fundamentales. A pesar de los obstáculos para una aplicación más amplia, las desventajas de este método, incluida la intensidad y el costo de la mano de obra, pueden aliviarse determinando mediciones integrales y procedimientos experimentales.

Introducción

La falta de actividad física o el desuso conduce al deterioro de los efectores locomotores, como la atrofia muscular y la pérdida ósea1 y el desacondicionamiento de todo el cuerpo2. Además, recientemente se ha observado que la inactividad afecta no solo a los aspectos estructurales de los componentes musculoesqueléticos, sino también a los aspectos cualitativos del movimiento. Por ejemplo, las posiciones de las extremidades de las ratas expuestas a un entorno de microgravedad simulado fueron diferentes de las de los animales intactos incluso 1 mes después de que la intervención terminara 3,4<....

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Protocolo

El presente estudio fue aprobado por el Comité Experimental de Animales de la Universidad de Kyoto (Med Kyo 14033) y realizado de conformidad con las directrices del Instituto Nacional de Salud (Guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio, 8ª edición). Se utilizaron ratas Wistar macho de 7 semanas de edad para el presente estudio. En el Fichero Suplementario 1 se presenta un esquema que representa la secuencia de procedimientos.

1. Familiarizar a las ratas con caminar en la cinta de correr

NOTA: Consulte el informe13 publicado anteriormente para ob....

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Resultados

12 animales fueron asignados aleatoriamente a uno de dos grupos: el grupo de descarga (UL, n = 6) o el grupo de control (Ctrl, n = 6). Para el grupo UL, las extremidades posteriores de los animales fueron descargadas por la cola durante 2 semanas (período UL), mientras que los animales del grupo Ctrl se dejaron libres. 2 semanas después de la descarga, el grupo UL mostró un patrón de marcha distinto en comparación con el grupo Ctrl. La Figura 1 muestra trayectorias articulares normalizadas d.......

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Discusión

La alteración de los ambientes conduce a la fluctuación de los aspectos funcionales y componentes musculoesqueléticos de los sistemas locomotores26,27. Las aberraciones en estructuras o ambientes contráctiles pueden afectar las capacidades funcionales, persistiendo incluso después de resolver distorsiones mecánicas/ambientales19. El análisis de movimiento objetivo ayuda a medir cuantitativamente esas habilidades funcionales. Como se muestr.......

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Divulgaciones

Los autores declaran que no existe conflicto de intereses.

Agradecimientos

Este estudio fue apoyado en parte por la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (JSPS) KAKENHI (no. 18H03129, 21K19709, 21H03302, 15K10441) y la Agencia Japonesa para la Investigación y Desarrollo Médico (AMED) (no. 15bk0104037h0002).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Cinta adhesivaNICHIBAN CO.,LTD.SEHA25FCinta adhesiva para asegurar el hilo en las colas de las ratas para la descarga de las extremidades traseras
Aparato anestésico para animales pequeñosSHINANO MFG CO., LTD.SN-487-0T Clicker
automáticoN.A.N.D.software gratuito disponible para descargar a PC (https://www.google.com/search?client=firefox-b-1-d&q=auto+clicker)
Cámara CCDTeledyne FLIR LLCGRAS-03K2C-CCÁMARAS CCD (Charge-Coupled Device) para captura de video
Cotton ThreadN.A.N.D.Hilo para colgar colas de ratas del techo de la jaula
Solución de inhalación de isofluranoPfizer Japan Inc.(01)14987114133400
Marcador de juntasTOKYO MARUI Co., Ltd0.12g BB6 mm perdigones de airsoft que se utilizaron como marcadores semiesféricos con modificación
Kine AnalyzerKISSEI COMTEC CO.,LTD.N.D.Software para análisis
Konishi AronAlpha TOAGOSEI CO., LTD.#31204Súper pegamento para fijar marcadores esféricos en marcas de ranas
Grabadora de movimientoKISSEI COMTEC CO.,LTD.N.D.Software para la grabación de vídeo
Marcador de pinturaMITSUBISHI PENCIL CO., LTDPX-21.13Marcador de pintura a base de aceite para marcar los dedos de los pies de los animales
Aparato de captura de movimiento tridimensional (KinemaTracer para animales pequeños)KISSEI COMTEC CO., LTD.N.D.Sistema de análisis de movimiento 3D que consta de cuatro cámaras (https://www.kicnet.co.jp/solutions/biosignal/animals/kinematracer-for-animal/ o https://micekc.com/en/)
Calculadora tridimensional (3D)KISSEI COMTEC CO., LTD.N.D.Software de seguimiento de marcadores
Cinta de correrMUROMACHI KIKAI CO.,LTDMK-685Cinta de correr equipada con carcasa transparente, descargacho eléctrico y unidad
de control de velocidad Wistar Rats (macho, 7 semanas de edad)N.A.N.D.Disponible comercialmente en animales de experimentación

Referencias

  1. Bloomfield, S. A. Changes in musculoskeletal structure and function with prolonged bed rest. Medicine and Science in Sports and Exercise. 29 (2), 197-206 (1997).
  2. Booth, F. W., Roberts, C. K., Laye, M. J. Lack of exercise is a major cause of chronic....

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Reimpresiones y permisos

Etiquetas

Análisis del movimiento de roedoresmovimiento articularreconstrucción tridimensionaldescarga de las extremidades posterioresmarcha en cinta rodantefase de apoyohiperextensión de la rodillahiperextensión del tobilloevaluación conductual cuantitativa