Costruzione di profili coppia-velocità-potenza a carico costante (isotonico) e a velocità costante (isocinetica) in vivo per i flessori plantari di ratto

Miriamo a sviluppare un sistema in vivo semplice e non invasivo nei ratti per testare la funzione meccanica, in particolare la potenza, che è il prodotto di forza e velocità. Questo fornirà una comprensione di come le malattie influenzino il sistema muscolare. Il nostro laboratorio è stato fondamentale nella comprensione della sarcomerogenesi e dell'invecchiamento.

In particolare, come le contrazioni massime eccentriche compromettano la sarcomerogenesi, ma alcune contrazioni massime nei roditori H. migliorano il numero di sarcoma seriali. Al momento sto usando il sistema per l'addestramento al sovraccarico eccentrico in ratti OVX e ovaio intatti, per indagare gli effetti dell'estrogeno sulla funzione molle e sulla risposta all'allenamento. Dopo aver anestetizzato il ratto, posizionalo con naso e bocca saldamente inseriti in un cono nasale su una piattaforma riscaldata.

Monitorare continuamente la respirazione e la frequenza cardiaca del ratto per mantenere una profondità di anestesia sicura e costante. Utilizzando un applicatore sterile, spalma unguente oftalmico su entrambi gli occhi del ratto per prevenire la secchezza durante la procedura. Usando un rasoio elettrico, rasa tutti i peli dalla zampa sinistra del topo.

Successivamente, applica una crema depilatoria commerciale uniformemente su tutta la gamba usando un cotton fioc. Dopo aver aspettato tre minuti, raschia via la crema usando più cotton fioc se necessario per assicurarti che la gamba sia il più possibile senza peli. Poi bagna i batuffoli di cotone con acqua distillata e usali per pulire tutta la superficie della gamba, rimuovendo eventuali residui di panna o detriti.

Asciuga la gamba con un tovagliolo di carta per prepararla al posizionamento degli elettrodi. Ora avvolgi strettamente il piede del ratto e il pedale del piede per fissare il piede in posizione. Assicurati che il tallone sia fissato saldamente nella fessura alla base del pedale.

Regola la posizione del pedale usando la manopola di regolazione tre per avvicinarlo o allontanarlo secondo necessità, così che il ginocchio venga esteso il più possibile. Poi installa la pinza tibiale spingendola saldamente nella regione prossimale media della tibia per stabilizzare la gamba inferiore. Utilizzando le manopole di regolazione uno e due, allinea il pedale con la morsa per garantire la corretta posizione.

Utilizzando una pinzetta, spalma il gel conduttivo sulle superfici di entrambi gli elettrodi e sul lato posteriore della zampa del ratto. Per identificare i siti di posizionamento degli elettrodi, palpare il rigonfiamento muscolare sulla parte posteriore della parte inferiore della gamba. Posizionare l'elettrodo distale appena sotto i muscoli gastrocnemici e l'elettrodo prossimale all'estremità superiore del gastrocnemio, dove incontrano l'articolazione del ginocchio.

Poi gira l'ingranaggio per sollevare delicatamente gli elettrodi in contatto con la gamba, assicurando un contatto costante di stimolazione. Non applicare una forza eccessiva verso l'alto e verificare che ci sia una leggera piega nell'asse che tiene gli elettrodi per mantenerli stabili durante la stimolazione. Una volta caricato il protocollo a 100 hertz a 90 gradi sullo stimolatore, imposta la corrente a 20 milliampere per fornire una stimolazione a basso livello e verificare la posizione dell'elettrodo o del gel.

Clicca su start test per avviare il protocollo, osservando contrazioni muscolari visibili. Una volta completata la stimolazione, clicca su analisi e assicurati che la casella di correzione di base sia selezionata per valutare la coppia prodotta. Dopo aver concesso un periodo di riposo di due minuti, aumentare la corrente di stimolazione a 30 milliampere.

Esegui di nuovo il protocollo e valuta la coppia in uscita nella sezione di analisi, confermando che la correzione di base rimanga selezionata. Aumenta la corrente di stimolazione a 40 milliampere e ripeti il protocollo. Dopo due minuti di riposo, se la coppia aumenta a 30 milliampere, si aumenta a 40 milliampere e si ripete.

Se la coppia diminuisce a 40 milliampere, imposta 30 milliampere come stimolo ottimale. Crea un protocollo di stimolazione che induca una contrazione isometrica di 500 millisecondi a 100 hertz con la caviglia posizionata a un angolo di 70 gradi. Esegui il protocollo e registra la coppia attiva massima prodotta durante la contrazione.

Nello schermo del protocollo, crea un nuovo protocollo che muove la caviglia in una posizione flessibile, applica una stimolazione di 500 millisecondi e poi riporta la caviglia in posizione neutra. Calcola i valori isotonici del carico corrispondenti a 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 e 80% della coppia massima attiva precedentemente registrata. Per ogni valore di morsetto a carico, si aggiunge la coppia passiva di base per determinare la forza totale di serratura.

Esegui i protocolli di stimolazione usando questi morsetti di carico in ordine casuale. Nel software DMC versione 5.5, vai alla scatola di offset force. Inserisci il valore di coppia calcolato per il primo clamp di carico dall'elenco generato in precedenza.

Carica l'isotonico creato in precedenza e la nuova forza di offset verrà applicata automaticamente durante la corsa. Clicca su Start test per eseguire il protocollo isotonico, permettendo di verificarsi una contrazione isotonica. Tutti e tre i metodi hanno mostrato la caratteristica relazione iperbolica tra la velocità di coppia e la velocità angolare in diminuzione con l'aumentare della coppia, e con la potenza massima che si verifica a valori intermedi di coppia e velocità.

La curva isotonica prevedeva una velocità massima significativamente superiore rispetto a entrambe le curve cinetiche ISOK. La potenza di picco era più alta nella curva isotonica, rispetto alla curva isocinetica usando la coppia media, ma non differenziava significativamente con la coppia di picco. La coppia alla potenza massima veniva sovrastimata dalla curva isocinetica usando la coppia massima, mentre la curva isocinetica con la coppia media corrispondeva strettamente alla curva isotonica.

La velocità alla potenza massima veniva sottostimata dalla curva isocinetica usando la coppia media, e veniva leggermente sottostimata anche con la coppia di picco. La curvatura della curva di velocità di coppia veniva significativamente ridotta quando la coppia massima veniva utilizzata nella curva isocinetica rispetto all'uso della coppia media. Tutti i modelli avevano forti adattamenti all'equazione di Hill, anche se la curva isotonica aveva un valore di R al quadrato leggermente inferiore rispetto a entrambe le curve isocinetiche.