筋肉損傷のリスクを低減したマウスにおける用量調整されたレジスタンストレーニング

Morium Begam; Neha Narayan; Drew Mankowski; Robert Camaj; Nicholas Murphy; Kevin Roseni; Marie E. Pepin; Jacob M. Blackmer; Takako I. Jones; Joseph  A. Roche

doi:10.3791/64000

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方法論記事

筋肉損傷のリスクを低減したマウスにおける用量調整されたレジスタンストレーニング

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DOI:

10.3791/64000

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2022年8月31日

Morium Begam¹ , Neha Narayan¹ , Drew Mankowski¹ , Robert Camaj¹ , Nicholas Murphy¹ , Kevin Roseni¹ , Marie E. Pepin¹ , Jacob M. Blackmer¹ , Takako I. Jones² , Joseph A. Roche¹

¹Physical Therapy Program, Department of Health Care Sciences, Eugene Applebaum College of Pharmacy and Health Sciences, Wayne State University, ²Department of Pharmacology, University of Nevada, Reno School of Medicine

この記事について

サマリー

本プロトコルは、マウスなどの小動物で行われる精密リハビリテーション研究に組み込むことができる、用量調整レジスタンストレーニング(DART)と呼ばれる独自の技術について説明しています。

要約

漸進的レジスタンストレーニング(PRT)は、徐々に大きな外部負荷に対して筋肉収縮を行うことを含み、健康な個人および患者集団の筋肉量と筋力を増加させる可能性があります。小動物および大型動物のモデルに関する前臨床試験では、筋肉量と筋力を維持および/または回復するためのPRTの安全性と有効性をテストするための精密リハビリテーションツールが必要です。この記事で説明されているPRT方法論とデバイスを使用して、投与量調整レジスタンストレーニング(DART)を実行できます。DARTデバイスは、マウスの足首背屈筋によって生成される同心円収縮トルクを客観的に評価するためのスタンドアロンダイナモメータとして使用することも、既存の等速性ダイナモメトリーシステムに追加することもできます。DARTデバイスは、この作業で提供される指示とオープンソースの3Dプリントファイルに基づいて、標準の3Dプリンターで製造できます。この記事では、四肢帯筋ジストロフィー2B/R2型(BLAJマウス)のマウスモデルにおいて、DARTの1回の発作によって引き起こされる収縮誘発性筋肉損傷と、同等の等尺性収縮(ISOM)によって引き起こされる筋肉損傷を比較する研究のワークフローについても説明します。8匹のBLAJマウス(各条件に4匹)のデータから、前脛骨筋(TA)の10%未満がDARTまたはISOMの1回の発作で損傷を受け、DARTはISOMよりも損傷が少ないことが示唆されています。

概要

運動は骨格筋に多くの健康上の利点をもたらします(Vina et ^al.1でレビューされています)。具体的には、漸進的に大きな外部負荷(バーベル、ダンベル、ケーブルプーリーウェイト回路など)に対して筋肉収縮を行うことを含むプログレッシブレジスタンストレーニング(PRT)は、健康な個人と患者集団の両方で筋肉量と筋力を増加させるのに役立つことが知られています(以前の出版物^で^{レビュー2,3}).PRTは過負荷原理に基づいており、筋肉が徐々に大きな外部負荷に対して収縮すると、生理学的断面積と力を生み出す能力を増やすことによって適応すると述べています⁴。げっ歯類におけるPRTの既存のモデルには、尾に抵抗を加えたはしご登り、アンタゴニストからの抵抗に対するアゴニスト筋の共収縮、加重ハーネスでの走行、電気ショックによって引き起こされるしゃがむ運動、および抵抗された車輪走行が含まれます5,6,7,8,9,10(以前の出版物^{でレビュー11,12}