Evaluación in vivo de las propiedades mecánicas y viscoelásticas de la lengua de rata

El objetivo general de este procedimiento es evaluar la fuerza y las propiedades viscoelásticas de la lengua en ratas anestesiadas. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de los trastornos respiratorios del sueño, sobre la apnea obstructiva del sueño. Las principales ventajas de esta técnica son los datos cuantitativos del campo sobre el rendimiento muscular y, con el entrenamiento adecuado, se puede realizar fácilmente utilizando el bolígrafo que se encuentra comúnmente en la mayoría de los laboratorios de mecánica muscular.

Esos métodos pueden proporcionar información sobre la fisiología y la mecánica de la lengua de rata. También se puede aplicar a otros sistemas, incluidos los modelos de ratón. La idea de esta metodología fue cuando evaluábamos cómo la acumulación de grasa en la base de la lengua puede alterar las propiedades mecánicas de este músculo.

Después de confirmar el nivel apropiado de sedación por la falta de respuesta al pellizco de los dedos de los pies, use un par de tijeras operativas para resecar un área ovalada de piel sobre el cuello de la rata y retire la piel. Disecciona sin rodeos a través de cualquier tejido graso, las glándulas sublingual y submaxilar y la capa muscular que rodea la tráquea. Mediante electrocauterización, se reseca el músculo digástrico proximal al hueso hioides en los posibles sitios de contacto alrededor del nervio.

Luego, agregue una gota de aceite mineral sobre el nervio para protegerlo de la deshidratación. Use un par de pinzas finas para diseccionar el nervio hipogloso de la carne circundante. Usar un gancho para asegurarse de que al menos tres milímetros del nervio estén disponibles para conectarse al electrodo bipolar.

Con pinzas microhemastáticas, triture el nervio hipogloso lo más distalmente posible del hueso hioides, para evitar la propagación retrógrada del estímulo con cinco segundos de presión suave. Cuando el hemastático agarra el nervio, debe ser visible una breve contracción en la base de la lengua. Luego, repita la identificación y la alteración del nervio en el otro lado.

Para intubar la tráquea, primero, diseccione suavemente el músculo liso que rodea la tráquea, para exponer el tejido traqueal. A continuación, utilice un par de pinzas de sutura para levantar con cuidado la tráquea y pase una sutura de cuatro ceros por debajo de la tráquea, cerca del tórax. Haga un nudo suelto inicial entre el sexto y el séptimo anillo de la laringe y deslice el tallo de una pipeta de transferencia lubricada con aceite mineral debajo de la tráquea.

Cuando la pipeta esté en su lugar, haga una pequeña incisión entre el cuarto y el quinto anillo de la laringe. Con la canella conectada a la anestesia, inserte la canella suavemente en la incisión hasta una profundidad aproximada de cinco anillos. Asegure la canella a la sutura para crear un sello hermético y use pinzas de atado de sutura para agarrar la lengua con cuidado.

A continuación, pasa una sutura de seda negra de 20 centímetros de largo, trenzada con cinco ceros, empapada en PBS, medialmente a través de la punta de la lengua y ata un lazo de aproximadamente cuatro centímetros de ancho en la sutura. Para determinar la fuerza isométrica y las propiedades viscoelásticas de la lengua, coloque al animal en posición supina en la bandeja calentada del sistema de prueba de músculos incisos y use una brida de metal recubierta de plástico para asegurar la nariz del animal a la bandeja. Inserte un eslabón giratorio de tres vías atado a una línea de monofilamento de texto de nueve kilogramos, para mantener la boca en la posición abierta, y conecte el bucle de sutura al transductor de fuerza.

Pegar las extremidades y el abdomen para inmovilizar al animal durante las estimulaciones y conectar un gancho estimulante hecho a medida por electrodo polar a cada nervio hipogloso. Utilice un poste de unión doble apilable para convertir los dos terminales banana de cada electrodo en un solo conector BNC. A continuación, utilice un divisor BNC para conectar los electrodos al modo estimulador del aparato.

Después de confirmar que el cuello y la lengua están alineados con la palanca del transductor de fuerza, ajuste gradualmente la longitud de la lengua y aplique estimulaciones de contracción hasta obtener una fuerza máxima. Una vez obtenida la fuerza de contracción máxima, utilice un calibrador vernier para medir la longitud de la lengua desde la inserción en el hueso hioides hasta la punta de la lengua. Para medir la fuerza isométrica, aplique una contracción, seguida 20 segundos después por una estimulación tetánica, registrando la contracción máxima y las fuerzas tetánicas.

Para determinar las propiedades viscoelásticas de la lengua, sin cambiar la posición del animal, de tres a cinco minutos después de la determinación de la fuerza isométrica, aplique ciclos de estiramientos pasivos con desplazamiento creciente de la longitud óptima sin estimular los nervios hipoglosos. Aquí, se muestran los valores esperados para las fuerzas de contracción y tetánica en una rata Zucker de tres meses de edad. La fuerza tetánica desarrollada después de la estimulación, debería alcanzar su punto máximo rápidamente.

Seguido de una disminución lenta hasta que la estimulación se detiene. En este gráfico, se pueden observar contracciones fallidas en las que la cuarta generación no alcanzó un nivel de meseta antes del final de la estimulación, o en las que el estímulo desencadenó la contracción de los músculos del cuello. Estos bucles de trabajo representativos de Lissajous de trazas de longitud y fuerza, se obtuvieron estirando la lengua del 5% al 50% de la longitud óptima.

A continuación, los bucles se pueden combinar para generar trazas de bucle típicas de Lissajous. Una vez dominada, esta técnica se puede completar en aproximadamente una hora y media si se realiza correctamente. Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo exponer y aislar los nervios hipoglososos y cómo determinar las propiedades viscoelásticas mecánicas de la lengua.

Gracias por mirar y buena suerte con tus experimentos.