쥐 발바닥 굴근에 대한 생체 내 정하중(등장성) 및 등속(등속성) 토크-속도-전력 프로파일의 구성

우리는 쥐에서 기계적 기능, 특히 힘과 속도의 곱인 동력을 시험하기 위한 간단하고 비침습적인 생체 내 시스템을 개발하는 것을 목표로 합니다. 이를 통해 질병이 근육계에 미치는 영향에 대한 통찰을 얻을 수 있습니다. 우리 연구실은 육육기생과 노화 이해에 중요한 역할을 해왔습니다.

특히 최대 편심성 수축이 육종 발생을 저해하지만, 일부 H 설치류의 최대 수축은 연쇄 육종 수를 증가시키는 점에 관한 것입니다. 현재 저는 이 시스템을 OVX와 난소 중성화 쥐의 이심성 과부하 훈련에 사용하며, 에스트로겐이 근육 수축 기능과 훈련 반응에 미치는 영향을 조사하고 있습니다. 쥐에게 마취를 시킨 후, 코와 입을 코 콘에 단단히 넣어 가열된 플랫폼 위에 쥐를 위치시킵니다.

쥐의 호흡과 맥박을 지속적으로 모니터링하여 안전하고 일정한 마취 깊이를 유지하세요. 멸균 도포기를 사용해 쥐의 양쪽 눈에 안과 연고를 발라 건조함을 방지합니다. 전기 면도기를 사용해 쥐의 왼쪽 다리에 있는 모든 털을 면도하세요.

다음으로, 면봉을 사용해 다리 전체에 상업용 제모 크림을 고르게 바릅니다. 3분간 기다린 후, 필요에 따라 여러 개의 면봉으로 크림을 긁어내어 다리에 털이 최대한 없도록 하세요. 그 다음 증류수를 적신 솜뭉치를 사용해 다리 전체를 닦아 남은 크림이나 이물질을 제거하세요.

전극 배치를 위해 종이 타월로 다리를 닦아 말리세요. 이제 수술용 테이프를 쥐의 발과 발 페달에 단단히 감아 발을 고정하세요. 발 뒤꿈치가 발 페달 밑 슬롯에 단단히 고정되어 있는지 확인하세요.

조정 노브 3을 사용해 발 페달 위치를 조정하여 필요에 따라 가까이 또는 멀리 이동시키고, 무릎이 최대한 펴지도록 하세요. 그 다음 경골 클램프를 경골 중간 근위 부위에 단단히 밀어 하퇴부를 안정시키세요. 조정 노브 1번과 2번을 사용해 발 페달을 클램프와 정렬하여 올바른 위치를 확보하세요.

핀셋을 사용해 전극 표면과 쥐 다리 뒤쪽에 전도성 젤을 발랐습니다. 전극 위치 확인을 위해 하퇴부 뒤쪽 근육 돌출부를 촉지하세요. 원위 전극은 복근근 바로 아래에 위치시키고, 근위 전극은 복근근과 무릎 관절이 만나는 윗부분에 위치시킵니다.

그 다음 기어를 돌려 전극을 부드럽게 다리에 닿게 하여 일정한 자극 접촉을 보장합니다. 과도한 위쪽 힘을 가하지 말고, 자극 시 전극을 고정하는 축에 약간의 휘어짐이 있는지 확인하세요. 자극기에 100 헤르츠 90도 프로토콜이 가해지면, 전류를 20밀리암페어로 설정하여 저수준 자극을 제공하고 전극이나 젤 위치를 확인하세요.

테스트 시작 버튼을 클릭하여 프로토콜을 시작하고, 눈에 띄는 근육 수축을 관찰하세요. 자극이 완료되면 분석을 클릭하고 토크를 평가하기 위해 기준선 보정 박스를 선택하세요. 2분간 휴식을 취한 후 자극 전류를 30밀리암페어로 늘립니다.

프로토콜을 다시 실행하고 분석 섹션에서 토크 출력을 평가하여 기준선 보정이 여전히 선택되어 있는지 확인하세요. 자극 전류를 40밀리암페어로 올리고 프로토콜을 다시 실행하세요. 2분 휴식 후 토크가 30밀리암페어에서 증가하면 40밀리암페어로 올리고 반복합니다.

토크가 40밀리암페어에서 감소하면 30밀리암페어를 최적의 자극으로 설정하세요. 발목을 70도 각도로 위치시키고 100헤르츠에서 500밀리초의 등척성 수축을 유도하는 자극 프로토콜을 만드세요. 프로토콜을 실행하고 수축 중 발생하는 최대 활성 토크를 기록하세요.

프로토콜 화면에서 발목을 굽힌 위치로 이동시키고 500밀리초 자극을 한 후 발목을 중립 위치로 되돌리는 새로운 프로토콜을 만듭니다. 이전에 기록된 최대 활성 토크의 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%에 해당하는 등장성 하중 클램프 값을 계산합니다. 각 하중 클램프 값에 대해 기준선 수동 토크를 더해 총 클램프 힘을 구합니다.

이 부하 클램프를 사용해 자극 프로토콜을 무작위 순서로 실행하세요. DMC 버전 5.5 소프트웨어에서 오프셋 포스 박스로 가세요. 이전에 생성된 목록에서 첫 번째 하중 클램프의 계산된 토크 값을 입력합니다.

이전에 생성된 등강력을 불러오면 새로운 오프셋 힘이 실행 중에 자동으로 적용됩니다. '테스트 시작'을 클릭하여 등장성 수축을 실행하여 등장성 수축을 진행할 수 있습니다. 세 가지 방법 모두 토크가 증가할수록 각속도가 감소하고, 중간 토크와 속도 값에서 최대 출력이 발생하는 특징적인 쌍곡 토크 속도 관계를 보였습니다.

등장성 곡선은 두 ISOK 운동 곡선보다 유의미하게 높은 최대 속도를 예측했습니다. 평균토크를 사용할 때 등장성 곡선에서 최대 출력은 등장성 곡선에서 더 높았으나, 최대 토크를 사용할 때는 유의미한 차이가 없었습니다. 최대 출력 시 토크는 최대 토크를 이용한 등량 굴수 곡선에 의해 과대평가되었으나, 평균 토크를 사용한 등량 곡선은 등장성 곡선과 매우 일치했습니다.

최대 출력에서의 속도는 평균 토크를 사용한 등소 곡선에 의해 과소평가되었고, 최대 토크를 사용할 때도 약간 과소평가되었습니다. 토크 속도 곡선의 곡률은 평균토크를 사용할 때보다 최대 토크를 등소 곡선에 사용할 때 크게 줄어들었습니다. 모든 모델은 언덕 방정식에 강한 적합성을 가졌으나, 등간성 곡선은 두 등소 곡선보다 약간 낮은 R 제곱 값을 가졌다.