יישום של גירוי כרוני ללמוד עיבודים פנוטיפי של שרירי השלד כויץ הנוצרות על-ידי פעילות עכברוש

מודל פעילות ההתכווצות הכרונית של פעילות גופנית שימושי לחקר הסתגלות שרירי השלד לגירויים של אימוני כושר in vivo. בפרט, מודל זה מעורר את ההתאמות הפנוטיפיות של פרוטוקול אימון של שישה שבועות תוך שבעה ימים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הפיזיולוגיה של השריר כמו ביוגנזה מיטוכונדריאלית, אוטופגיה והתאמות תאיות רבות אחרות הקשורות לפעילות גופנית.

היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא בכך שהיא מאפשרת התבוננות בהתאמות ספציפיות לשרירים לאורך זמן קצר של שבעה ימים בהשוואה לפרוטוקולי אימון אחרים הדורשים מספר חודשים. ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על טיפול בגילאי ניוון שרירים מכיוון שהוכח כי לגירוי שרירים כרוני יש השפעה על שיפור חולשת השרירים הקשורה להזדקנות. בדרך כלל אנשים חדשים בשיטה זו יתקשו בגלל קושי לסמן את העצב הפרונאלי המשותף ולחבר סלילים חשמליים בשני קצותיו מכיוון שאלו דורשים תרגול ודיוק.

התחל בהרדמת החולדה תחת שאיפת איזופלורן של 1 עד 3% עם חמצן ואשר טשטוש מלא על ידי בדיקת התגובה לצביטה בבוהן בגפה האחורית והתבוננות בעומק וקצב הנשימה. יש למרוח חומר סיכה לעיניים על העיניים כדי למנוע יובש ולהניח את החולדה על כרית חימום בטמפרטורה נמוכה עד בינונית. גלח בעדינות את הגפה האחורית השמאלית וכן רצועה סביב פלג גוף עליון מהחלק האחורי של הצוואר, סביב מאחורי הגפיים הקדמיות ולרוחב בית החזה הקדמי.

נגב בעדינות אזורים מגולחים ביוד ואלכוהול אתילי לחיטוי. כאשר החיה שוכבת על בטנה, השתמש באזמל סטרילי עם להב מספר 10 כדי לבצע חתך קטן של כ-0.5 סנטימטרים בחלק האחורי של הצוואר במרכז האזור המגולח. לאחר מכן גלגלו את החיה על צדה הימני ובצעו חתך של שניים עד שלושה סנטימטרים בעור הגפה האחורית השמאלית בין גומת מפרק הברך וקרוב למקור הזנב.

בעזרת מספריים כירורגיים מעוקלים עם קצה קהה מנתחים את האזור התת עורי לסביבות 3.5 עד ארבעה סנטימטרים, מפרידים בין העור לשריר הבסיסי כדי ליצור כיס בין העור הפתוח לשריר הבסיסי. לאחר מכן, השתמש במספריים כירורגיים כדי לבצע חתך קטן של פחות מ-0.5 סנטימטרים בשריר הזרוע הדו-ראשי כדי להבטיח שקצות המספריים חותכים ישירות דרך השריר. לאחר מכן פתח בעדינות את אזור החיתוך עד שקבוצות השרירים הפנימיות והעצב הפרונאלי המשותף נראים לעין.

יש לנקוט משנה זהירות כדי להימנע מחיתוך או פגיעה בעצב. לאחר מכן, הכינו 50 עד 60 סנטימטרים של חוט נירוסטה עדין מצופה PTFE וקפלו אותו לשניים. חבר את החלק המקופל של החוט לחריץ של מוט נירוסטה בגודל 30 סנטימטר.

השתמש במוט כדי להעביר את החוט דרך הכיס הפתוח של הגפה האחורית במעלה הרגל ולאורך מרכז הגב בתבנית בצורת L כדי להגיע לאזור החתך הקטן בחלק האחורי של הצוואר. תקן את החלון על ידי משיכתו עם מחזירי מתכת עד שגודל החלון הוא כ -1.5 סנטימטרים רבועים כאשר העצב הפרונאלי שוכב במרכז החלון. בעזרת אזמל, הפשיטו בזהירות את קצות החוט ב -1.5 סנטימטרים.

עטפו את קצוות החוט המופשטים סביב מחט קהה בקוטר 21 חמש פעמים כדי ליצור סליל. לאחר שהסלילים מיוצרים כראוי שחרר מהם את המחט. צרו קשר ממש בקצה הסליל ותפרו אותו בצד שמאל של העצב, וודאו שהסליל נמצא במרחק של 1.5 עד 2.5 מילימטרים מהעצב.

כדי לאבטח את הסליל יש למרוח שניים או שלושה תפרים נוספים לאורך הסליל. שלב זה דורש תרגול וסבלנות ניכרים על מנת להימנע מפגיעה בעצב ובשריר הבסיסי ולהשיג את כל תנאי הגירוי העקביים בכל בעלי החיים. עדיף שיהיה חוקר מיומן אחד שישלים את כל ההליכים הכירורגיים במהלך המחקר.

מרחו שתיים או שלוש טיפות של תמיסת אנטיביוטיקה ואז תפרו בזהירות את החלון באמצעות משי בגודל 5-0. סובב באופן רופף את רפיון החוט שנותר ודחף לכיס התת עורי מעל החתך התפור של שריר הזרוע הדו-ראשי מעל הירך. יש למרוח שתיים עד שלוש טיפות של תמיסת אנטיביוטיקה ולסגור את העור הפתוח על ידי הידוק.

לאחר מכן, העבירו את החיה למצב החזה וחתכו את לולאת החוט היוצאת מהחתך בחלק העליון של הצוואר ליצירת שני קצוות תיל. בעזרת אזמל, הפשיטו את קצות החוטים ב -0.5 סנטימטרים. חתוך את כל החוטים המרופטים.

דחף לאט את חלקי החוטים המופשטים לחור שקעי הסיכה ובעזרת מלחם הלחמו את החוטים על שקעי הסיכה. העבירו את קצות החוט המחוברים לסיכה דרך כרית גזה סטרילית בגודל 4.4 סנטימטר. לאחר מכן העבירו את החוטים דרך החור בבסיס תיבת הממריץ.

הכנס את הפינים לשקעי החיבור ביחידת ה-CCA. הכנס בעדינות את יחידת ה-CCA לתא באמצעות מקל דביק כדי לאבטח את יחידת ה-CCA בתחתית החדר. השתמש בסרט אתלטי או בסרט כירורגי נקבובי כדי לקבע את החדר סביב פלג גוף עליון מגולח.

סגור את החלק העליון של החדר בשלוש שכבות הדבקה. וסיים על ידי עטיפת סרט סביב דפנות קופסת הממריץ כדי לאבטח את הקופסה. בדוק אם ה-CCA פועל על ידי חשיפת היחידה לפולס יחיד של אור אינפרא אדום הנפלט על ידי אור אינפרא אדום נייד.

אם ה-CCA פועל כראוי, שרירי הגפיים האחוריות יתכווצו בתגובה לאור האינפרא אדום. שקלו את בעלי החיים זמן קצר לפני תחילת הליך CCA כדי לתעד מדידה בסיסית שתסייע בזיהוי מתח חמור או תופעות לוואי על ידי שינוי משקל הגוף לאחר הליך CCA. ביום הגירוי של CCA הפעל את ה-CCA על ידי חשיפת יחידת הסטימולטור לפולס יחיד של אור אינפרא אדום על ידי אור אינפרא אדום נייד והפעל שלוש או שש שעות של גירוי CCA של 10 הרץ.

בדוק את הגירוי ואת החיה כל 30 עד 60 דקות. לאחר תקופת ה-CCA הרצויה, כבה את יחידת ה-CCA באמצעות חשיפה לאור אינפרא אדום. חולדות שנחשפו לשבעה ימים של CCA במשך שש שעות ביום מציגות ביוגנזה מיטוכונדריאלית משופרת בשריר המגורה בהשוואה לגפה האחורית הנגדית הלא מגורה.

עלייה זו בביוגנזה המיטוכונדריאלית מסומנת על ידי ביטוי חלבון מוגבר של PGC-1 אלפא. בחינה של סיבי שריר חדירים למדידת יכולת הנשימה המיטוכונדריאלית מגלה כי CCA הביא לעלייה בקיבולת הנשימה המקסימלית של השריר ביחס לשריר הבקרה. הן אוכלוסיית המיטוכונדריה התת-סרקולמלית והן האוכלוסייה הבין-מיופיברילרית גדלו לאחר שבעה ימים של CCA בהשוואה לשריר הביקורת הלא מגורה.

התאמות למערכות האוטופגיה והליזוזומליות יכולות להתרחש גם על ידי CCA. עלייה בשפע החלבונים של גורם השעתוק EB, המווסת העיקרי של ביוגנזה ליזוזומלית, נצפית לאחר CCA בכל נקודות הזמן. בעקבות הליך זה ניתן לבצע שיטות אחרות כמו הזרקות תת עוריות כלליות או תוך צפקיות על מנת לענות על שאלות נוספות כגון הערכת שטף אוטופגיה עם טיפול בקולכיצין.

לאחר צפייה בסרטון זה אתה אמור להבין היטב כיצד ליישם את מודל פעילות ההתכווצות הכרונית הנוכחי על מנת לבחון שינויים פנוטיפיים בשרירים לאחר אימוני סיבולת.