Construction de profils couple-vitesse-puissance à charge constante (isotonique) et à vitesse constante (isocinétique) in vivo pour les fléchisseurs plantaires du rat

Nous visons à développer un système in vivo simple et non invasif chez les rats pour tester la fonction mécanique, en particulier la puissance, qui est le produit de la force et de la vitesse. Cela vous permettra d’éclairer l’impact des maladies sur le système musculaire. Notre laboratoire a joué un rôle clé dans la compréhension de la sarcomérogenèse et du vieillissement.

Plus précisément, comment les contractions excentriques maximales altèrent le sarcomérogenèse, mais certaines contractions maximales chez les rongeurs H. améliorent le nombre de sarcomes en série. En ce moment, j’utilise le système pour l’entraînement à la surcharge excentrique chez les rats OVX et les ovaires intacts, afin d’étudier les effets de l’œstrogène sur la fonction contractile musculaire et la réponse à l’entraînement. Après avoir anesthésé le rat, positionnez-le avec son nez et sa bouche solidement placés dans un cône de nez sur une plateforme chauffée.

Surveillez en permanence la respiration et le rythme cardiaque du rat afin de maintenir une profondeur d’anesthésie sûre et constante. À l’aide d’un applicateur stérile, étalez une pommade ophtalmique sur les deux yeux du rat pour éviter la sécheresse pendant la procédure. Avec un rasoir électrique, rase tous les poils de la patte gauche du rat.

Ensuite, appliquez une crème dépilatoire commerciale de façon uniforme sur toute la jambe à l’aide d’un coton-tige. Après avoir attendu trois minutes, grattez la crème avec plusieurs coton-tigeons au besoin pour vous assurer que la jambe est aussi dépourvue que possible. Ensuite, mouillez les boules de coton avec de l’eau distillée et utilisez-les pour essuyer toute la surface de la jambe, en enlevant toute crème ou débris restants.

Séchez la jambe avec un essuie-tout pour la préparer à la pose d’électrodes. Enroulez maintenant le ruban chirurgical fermement autour de la patte du rat et de la pédale pour fixer le pied en place. Assurez-vous que le talon est bien fixé dans la fente à la base de la pédale.

Ajustez la position de la pédale à l’aide du bouton trois pour la rapprocher ou la rapprocher selon les besoins, afin que le genou soit étendu autant que possible. Ensuite, installez la pince tibiale en la poussant fermement dans la région médiane proximale du tibia pour stabiliser la jambe inférieure. À l’aide des boutons de réglage un et deux, alignez la pédale avec la pince pour assurer un bon positionnement.

À l’aide d’une pince à épiler, étalez du gel conducteur sur les surfaces des deux électrodes et sur la face postérieure de la patte du rat. Pour identifier les sites de placement des électrodes, palpez la bosse musculaire sur la face postérieure de la jambe inférieure. Placez l’électrode distale juste en dessous des muscles gastrocnémiens et l’électrode proximale à l’extrémité supérieure du gastrocnémium, là où ils rejoignent l’articulation du genou.

Puis tournez l’engrenage pour soulever doucement les électrodes en contact avec la jambe, assurant un contact stimulant constant. N’appliquez pas une force ascendante excessive et vérifiez qu’il y a une légère courbure dans l’essieu qui maintient les électrodes pour les maintenir stables pendant la stimulation. Une fois le protocole de 100 hertz à 90 degrés chargé sur le stimulateur, réglez le courant à 20 milliampères pour fournir une stimulation de faible intensité et vérifier le placement de l’électrode ou du gel.

Cliquez sur démarrer le test pour lancer le protocole, observant les contractions musculaires visibles. Une fois la stimulation terminée, cliquez sur analyse et assurez-vous que la case de correction de base est sélectionnée pour évaluer le couple produit. Après avoir laissé une période de repos de deux minutes, augmentez le courant de stimulation à 30 milliampères.

Relancez le protocole et évaluez la sortie de couple dans la section d’analyse, en confirmant que la correction de référence reste sélectionnée. Augmentez le courant de stimulation à 40 milliampères et relancez le protocole. Après un repos de deux minutes, si le couple augmente à 30 milliampères, augmentez-le à 40 milliampères et répétez.

Si le couple diminue à 40 milliampères, fixez 30 milliampères comme stimulus optimal. Créez un protocole de stimulation qui induit une contraction isométrique de 500 millisecondes à 100 hertz avec la cheville positionnée à un angle de 70 degrés. Exécutez le protocole et enregistrez le couple actif maximal produit lors de la contraction.

Dans l’écran du protocole, créez un nouveau protocole qui déplace la cheville en position fléchie, applique une stimulation de 500 millisecondes, puis ramène la cheville à une position neutre. Calculez les valeurs de serrage isotonique correspondant à 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 et 80 % du couple actif maximal précédemment enregistré. Pour chaque valeur de serrage de charge, ajoutez le couple passif de base pour déterminer la force totale de serrage.

Exécutez les protocoles de stimulation en utilisant ces slips de charge dans un ordre aléatoire. Dans le logiciel DMC version 5.5, allez dans la boîte de force décalée. Entrez la valeur de couple calculée pour la première serre de charge à partir de la liste générée précédemment.

Chargez l’isotonique créé précédemment et la nouvelle force de décalage sera appliquée automatiquement pendant la course. Cliquez sur Start test pour exécuter le protocole isotonique, permettant ainsi de se produire une contraction isotonique. Les trois méthodes présentaient la relation caractéristique hyperbolique de la vitesse de couple avec la diminution de la vitesse angulaire à mesure que le couple augmentait, et la puissance maximale se produisant à des valeurs intermédiaires de couple et de vitesse.

La courbe isotonique prédisait une vitesse maximale significativement supérieure à celle des deux courbes cinétiques ISOK. La puissance maximale était plus élevée dans la courbe isotonique, comparée à la courbe isocinétique utilisant le couple moyen, mais pas significativement différente lorsqu’on utilise le couple maximal. Le couple à la puissance maximale était surestimé par la courbe isocinétique utilisant le couple maximal, tandis que la courbe isocinétique utilisant le couple moyen correspondait étroitement à la courbe isotonique.

La vitesse à la puissance maximale était sous-estimée par la courbe isocinétique utilisant le couple moyen, et légèrement sous-estimée même en utilisant le couple maximal. La courbure de la courbe de vitesse de couple était significativement réduite lorsque le couple maximal était utilisé dans la courbe isocinétique par rapport à l’utilisation du couple moyen. Tous les modèles présentaient de forts ajustements à l’équation de colline, bien que la courbe isotonique ait une valeur de R au carré légèrement inférieure à celle des deux courbes isocinétiques.