April 5th, 2011
Nous décrivons une méthode peu invasive et indolore pour mesurer la force musculaire des membres postérieurs canine et de la réponse musculaire à répétition des contractions excentriques.
L’objectif global de cette procédure est de mesurer et de caractériser les propriétés mécaniques des muscles des membres postérieurs chez le chien vivant à l’aide de méthodes non invasives. Ceci est accompli en positionnant d’abord correctement le chien dans le dispositif de physiologie. La deuxième étape de la procédure consiste à mesurer et à enregistrer le couple de contraction isométrique et le couple de flexion du tarse tibial titanesque.
La troisième étape de la procédure consiste à effectuer des contractions excentriques. La dernière étape de la procédure consiste à mesurer et à enregistrer les contractions isométriques, le couple et le couple titanesque lors de l’extension du tarse tibial. En fin de compte, on peut obtenir des résultats qui montrent la force musculaire des membres postérieurs et la réponse aux contractions excentriques répétées grâce à une méthode physiologique non invasive.
Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes telles que les tests musculaires isolés ex vivo, qui sont des études finales, est que la méthode utilisée ici peut être répétée au fil du temps car elle est non invasive et bien tolérée. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la physiologie musculaire, telles que la réponse des muscles aux blessures induites par la contraction ou à la fatigue. Les implications de cette technique s’étendent à la thérapie ou au diagnostic des dystrophies musculaires, car les méthodes mesurent la fonction musculaire chez les chiens ou d’autres grands mammifères.
Des animaux de cette taille sont nécessaires dans les études précliniques de nombreuses nouvelles thérapies avant les essais cliniques et les patients. Bien que cette méthode puisse donner un aperçu des modèles canins, elle peut également être appliquée à d’autres systèmes de modèles animaux tels que les primates non humains. En général, les personnes qui débutent dans cette méthode auront du mal à placer les électrodes de stimulation et à savoir à quoi s’attendre des tracés de couple. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle car les étapes de positionnement des électrodes sont difficiles à apprendre en raison de la précision requise pour obtenir la réponse de couple maximale des muscles.
Deux protocoles écrits dans le logiciel de contrôle dynamique musculaire ou DMC sont utilisés pour définir les paramètres de stimulation et d’enregistrement des données. Le premier protocole, le protocole de contraction isométrique, est utilisé à la fois pour les contractions de contraction et de tétanos. Le deuxième protocole appelé protocole de blessure d’étirement excentrique est utilisé pour les contractions excentriques, les paramètres du stimulateur et les séquences logicielles utilisées pour chaque protocole sont donnés dans le tableau présenté ici, les contractions de contraction sont provoquées avec une stimulation hertz.
Les contractions titanesques et excentriques sont provoquées par une stimulation de 50 hertz. Dans le cas de la contraction excentrique, un étirement se superpose au muscle qui se contracte. Ces expériences consistent à provoquer plusieurs types de contractions musculaires, à stimuler le nerf péronier pour provoquer une contraction titanesque ou des contractions excentriques d’un muscle fléchisseur, et à stimuler le nerf tibial pour provoquer des contractions ou des contractions titanesques d’un muscle extenseur.
Après avoir anesthésié le chien, vérifiez le réflexe de clignement des yeux pour vous assurer que l’animal est profondément anesthésié. Surveillez de près le dioxyde de carbone, l’oxymétrie de pouls et la température. Pendant la procédure, rasez les poils dans le grasset latéral où les électrodes de stimulation seront placées.
Ensuite, placez le chien sur la table de physiologie. En position couchée dorsale, positionnez le membre pelvien de manière à ce que le fémur et le tibia forment un angle droit et que le tibia soit parallèle à la table, vérifiez que la pédale de force est capable de tourner en toute sécurité. Il doit être raide lorsqu’il est déplacé manuellement.
Ensuite, allumez le système de physiologie et activez la pédale. Le mouvement de la pédale est contrôlé par le moteur serva, qui est contrôlé par l’ordinateur. Maintenant, reposez doucement la patte du chien dans la pédale, mesurez et enregistrez la longueur de la patte du chien de l’axe central de rotation à l’extrémité du doigt latéral.
Fixez ensuite la patte du chien dans la pédale à l’aide d’une enveloppe élastique auto-adhésive. Le transducteur dans la pédale enregistre la force des contractions musculaires des jambes. Configurez les électrodes de stimulation en connectant les électrodes monopolaires blindées de calibre 24 à l’unité d’isolation du stimulus.
Avec des mains gantées, nettoyez la peau du chien avec de l’alcool et palpez le nerf péronier commun juste distal au péroné proximal latéral avec un doigt marquant la zone du nerf, insérez soigneusement l’électrode cathodique noire sous la peau et juste à l’extérieur du périoste, placez l’électrode anode rouge sous la peau parallèle et légèrement distale à l’électrode cathodique. Les deux électrodes doivent maintenant être internes au nerf péronier commun, juste distal par rapport à la tête fibulaire. Ensuite, activez le stimulateur à un hertz et observez la réponse de contraction sur le moniteur.
Faites de petits ajustements dans les positions des électrodes si nécessaire pour obtenir la plus grande amplitude de contraction possible. Une fois que les électrodes sont bien positionnées, activez le logiciel DMC pour recueillir une réponse de contraction. L’étape suivante consiste à provoquer une contraction du Titanic sans déplacer les électrodes.
Réglez le stimulateur comme spécifié dans le tableau pour une contraction titanesque. Activez ensuite le protocole de contraction isométrique dans le logiciel pour générer une contraction titanesque isométrique du muscle. L’expérience suivante, le protocole de blessure par étirement excentrique, est également réalisée sans déplacer les électrodes.
Réglez le stimulateur pour une contraction excentrique et lancez la stimulation. Dans ce protocole, le nerf est stimulé 10 fois à 50 hertz pendant une seconde. Au cours de cette seconde, les muscles fléchisseurs se contractent isométriquement pendant les 800 premières millisecondes, puis le muscle est étiré pendant les 200 dernières millisecondes.
Après une série de 10 contractions excentriques, laissez le muscle se reposer pendant quatre minutes. Ensuite, répétez le protocole de blessure d’étirement excentrique deux fois de plus avec un repos de quatre minutes entre chaque série pour stimuler le muscle extenseur, déplacez les électrodes vers le nerf tibial en insérant les électrodes perpendiculairement à la peau et proximal au placement original de l’électrode utilisé pour la flexion. Le point de placement approximatif se trouve le long d’une ligne qui coupe en deux l’angle de 90 degrés formé par le genou.
Le nerf tibial se trouve plus profondément et dorlote le nerf péronial commun. Déplacez les électrodes au besoin pour obtenir les potentiels de contraction optimaux. Une fois les électrodes positionnées, provoquez une contraction maximale à l’aide du protocole isométrique sans déplacer les électrodes.
Modifiez les paramètres du stimulateur comme spécifié pour les contractions titanesques. Activez et enregistrez ensuite une contraction titanesque du muscle extenseur tibial du tarse. Le programme d’analyse dynamique musculaire ou DMA est utilisé pour analyser le couple et les informations temporelles des contractions musculaires.
Dans cette figure, la stimulation du nerf tibial à un hertz a activé des contractions uniques des muscles extenseurs du tarse tibial pour l’analyse des données, les positions des trois curseurs sont définies comme suit. Le curseur bleu est placé au point où le couple augmente à partir du couple au repos. Le curseur jaune est placé à l’endroit où le couple revient au couple au repos.
C’est-à-dire qu’après la phase de relaxation, le curseur blanc n’est pas nécessaire et est donc placé à droite du curseur jaune. Cette figure montre une stimulation isométrique du nerf tibial par un couple titanesque isométrique avec un train de 1,5 seconde d’impulsions de 50 hertz qui a entraîné une contraction de la tétine du muscle extenseur du tarse tibial. Pour l’analyse des données, les curseurs bleu et jaune sont placés.
En ce qui concerne l’analyse des contractions dans cette figure, des contractions excentriques ont été induites dans les fléchisseurs tibiaux du tarse. La stimulation percutanée du nerf périnéal a déclenché une contraction isométrique initiale pendant 800 millisecondes, après quoi un étirement forcé a été imposé à la jambe. Pour cette analyse de données, le curseur bleu est positionné au point où le couple isométrique commence à augmenter à partir du couple au repos.
Le curseur jaune est placé au point où le couple d’étirement excentrique commence à s’élever à partir du plateau isométrique. Le curseur blanc est placé là où le couple revient au couple de repos Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en environ une heure si elle est exécutée correctement. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de se rappeler d’avoir un protocole imprimé avec des points de contrôle étape par étape Après cette procédure.
D’autres méthodes telles que les biopsies musculaires peuvent être effectuées afin de répondre à des questions supplémentaires telles que le type de fibre musculaire ou l’expression du transgène après son développement. Cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la physiologie musculaire pour explorer les réponses à l’exercice chez les chiens atteints de dystrophie musculaire. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’effectuer un test de physiologie musculaire non invasif chez les chiens.
Cet article décrit une méthode minimalement invasive et indolore pour mesurer la force musculaire et la réponse des muscles des membres postérieurs canins aux contractions excentriques répétées. La technique permet la caractérisation des propriétés mécaniques des muscles des membres postérieurs chez les chiens vivants en utilisant des méthodes non invasives.
This non-invasive canine muscle function assay enables repeated longitudinal assessment of hind limb muscle strength and fatigue response in large mammals, addressing a critical gap in preclinical musculoskeletal disease modeling. By providing quantitative torque measurements from isometric, titanic, and eccentric contractions without terminal endpoints, the method supports mechanistic de-risking of therapeutic candidates targeting muscular dystrophies and other neuromuscular conditions prior to clinical translation.
The assay fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, particularly for neuromuscular therapies requiring functional endpoint validation in large animals.