Name: Een muizenmodel van Muscle Training door Neuromusculaire elektrische stimulatie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-05-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 24 s
Description: Leer een muizenmodel voor spiertraining met neuromusculaire elektrische stimulatie. Deze methode onderzoekt spierfysiologie en toont verhoogde vasculariteit en spierkracht zonder degeneratie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Dit werk werd gefinancierd door de National Institutes of Health (NIH) K12 voor Lichamelijke en ergotherapeuten-Uitgebreide kansen in de revalidatie Research Training (K12 HD055931), de Stichting voor Fysiotherapie en de Pittsburgh Claude D. Pepper oudere Amerikanen Independence Center (P30 AG024827 ).

1. Elektrode Voorbereiding <ul><li> Snij een 1 cm x 1 cm doorsnede van de vector printplaat. </li><li> Stabiliseren 2 wirewrap pinnen met behulp van een vice grip, met pennen onderlinge afstand van ongeveer 3,5 mm van elkaar. De vorkvormig uiteinden van de pennen worden naar boven. </li><li> Buig wirewrap pinnen in een hoek van 90 °, ongeveer halverwege de lengte, met behulp van tang. </li><li> Ver koperdraad connectoren ongeveer 7 cm uit lood verbinding door strippen van de draadisolatie. </li><li> Soldeer een van de koperdraden de vorkvormig einde van een de wirewrap pennen. Herhaal solderen stap voor de andere wirewrap pin. </li><li> Trek krimpen slang op soldeerverbinding tussen de koperen draden en goud pinnen om te isoleren en te stabiliseren. Verwarm de buis met behulp van de soldeerpunt. </li><li> Plaats de niet-gesoldeerde uiteinden van de wirewrap pinnen in de aangrenzende openingen van het breadboard printplaat. </li><li> Zorg ervoor dat de wirewrap pinnen zijn parallel aan elkaar en stick door middel van het bord zodanig dat de tips op dezelfde afstand bevindt als die via het bord. </li><li> Embedden gesoldeerde uiteinden van de pennen in heldere epoxy. Laat de epoxy uit te harden voor ongeveer 10 minuten, of totdat het volledig droog is. </li><li> Herhaal de toepassing van epoxy tot aan de pennen en vector printplaat zijn volledig ingebed in om de structurele integriteit en trekontlasting voor de draden te bieden. </li><li> Schuur de epoxy behulp van een metalen bestand naar de uiteinden van de gouden spelden bloot te leggen. </li><li> Gebruik een multimeter om ervoor te zorgen de twee kabels zijn niet elektrisch kortgesloten en dat de draden over de juiste continuïteit </li><li> Bevestig de elektrode gaat van de NMES apparaat aan vrouwelijke 2-weg aansluitkabel (Pomona patchkabel). </li></ul> 2. Toebereiding van dieren <ul><li> Dieren zijn verdoofd via inhalatie met behulp van 2% isofluorane (Abbott Laboratories, North Chicago, IL) in 100% O 2 gas. Het dier moet onder narcose blijven gedurende thij NMES sessie. </li><li> Alvorens de NMES protocol uitvoeren van een toe pinch opdat het dier volledig verdoofd. </li><li> Animal moeten regelmatig worden gecontroleerd om te reageren op stimulatie met het oog op de verdoving niveau voldoende is. De verdoving moet worden aangepast als dat nodig is. Beweging andere dan die van de gestimuleerde been, veranderingen in de luchtwegen diepte, en de kleur van de slijmvliezen moeten allemaal regelmatig worden geëvalueerd om de diepte van de anesthesie te bewaken. </li><li> Plaats het dier in laterale decubitus. </li><li> Breng oogheelkundige smeermiddel voor de ogen, om het hoornvlies droging te voorkomen tijdens de procedure. </li><li> Scheer het achterbeen te behandelen gebied, en veeg met alcohol. </li><li> Veeg de elektrode met 3% bleekmiddel, daarna spoelen met water. </li><li> Breng een laag van geleidende gel over de plaats waar de elektrode zal worden toegepast. Opnieuw zo nodig gedurende de NMES protocol stroom tussen de elektrode en de huid. </li><li> Een warmtelamp or circulerende water deken moet worden gebruikt om de normale kerntemperatuur van het lichaam varieert stand te houden. </li><li> Opmerking: Alle procedures zijn beoordeeld en goedgekeurd door de Universiteit van Pittsburgh Institutional Animal Care en het gebruik Comite en uitgevoerd in zeker van PHS en AAALAC Int. geaccrediteerde programma en faciliteiten. </li></ul> 3. Stimulatie <ul><li> Plaatsing van de elektroden: <ul><li> Voor de stimulatie van de anterieure compartiment spieren, met inbegrip van de tibialis anterior en de m. extensor digitorum longus, plaatst u de oppervlakte elektrode direct over diepe van het dier fibulaire zenuw, dat is een distale tak af van de gemeenschappelijke peroneus, en ligt net anterieur van het de fibulaire hoofd. </li><li> Voor de stimulatie van de anterieure compartiment spieren, is plaatsing van de elektrode bevestigd wanneer stimulatie lokt volle enkel dorsaalflexie en volledige uitbreiding van de cijfers. Anderzijds, dorsaalflexie, in afwezigheid van cijferig blijkt dat slechts de tibialis anterior spier wordt gestimuleerd. Deze samentrekkende reactie gericht kan gewenst zijn, afhankelijk onderzoeksopzet. </li><li> Het samentrekken van de spieren is verdeeld in 2 fasen van de stimulatie: een vrij bewegende, concentrische fase, die optreedt tijdens de eerste ~ 0,5 seconden. Tijdens deze eerste fase, de poot beweegt vanuit een ruststand naar maximale dorsaalflexie en cijferig nummer. De tweede fase van stimulatie is een isometrische contractie opgelopen aan het einde bereik dorsaalflexie en cijferig nummer. </li></ul></li><li> Stimulatie parameters: <ul><li> Dit model maakt gebruik van NMES de 300 PV Empi multifunctionele elektrotherapie apparaat, dat 2 kanalen van conventionele NMES (zie tabel) biedt. Voor de toepassing van dit model wordt slechts een kanaal gebruikt. </li><li> Gebruikte parameters omvatten symmetrische golfvorm, een pulsduur van 150 ps en een frequentie van 50 Hz. Stimulatie tijd is ingesteld op 5 seconden, met een 0,5 tweede helling en een 0,5 tweede helling naar beneden. Hierdoor kan de spier om meer geleidelijk acclimate aan de stimulatie. In het huidige protocol, werd uit de tijd tussen de weeën ingesteld op 10 seconden, maar dit kan worden aangepast afhankelijk van het gewenste effect. Verminderde off tijden zal resulteren in een snellere start van spiervermoeidheid. Deze parameters stimulatie werden op basis van klinische protocol ter spierkracht met neuromusculaire elektrische stimulatie te verbeteren, zonder optreden aanzienlijke skeletspier beschadiging 1, 15, 16. </li><li> Muizen nog twee sets van 10 contracties, met 5 minuten rust tussen de sets. </li><li> Voor volwassen dieren, is NMES intensiteit meestal gestart met 9 mA. Vanuit onze ervaring, dit is bij benadering de maximale beginnen intensiteit die niet meteen een merkbare gang bijzondere waardevermindering te induceren na stimulatie. Voor de daaropvolgende NMES sessies wordt de intensiteit verhoogd 1 mA telkens de dieren kunnen 20 vol dorsiflexions voltooien. </li></ul></li><li> Na afronding van de stimulatie protocol en recozeer van anesthesie, dieren meestal blijk van een normale looppatroon en houding. Gangwerk moet onverkort van kracht blijven gedurende de duur van het NMES programma. </li></ul> 4. Representatieve resultaten De NMES protocol beschreven in dit artikel is geïmplementeerd in verschillende muizenstammen, waaronder: Wild Type (B6/10), B6.SCID en mdx / SCID muizen. Vertegenwoordiger resultaten van NMES uitgevoerd over 4 weken (20 sessies) 3-5 maanden oud mdx / SCID worden gepresenteerd. Dieren werden humaan gedood door cervicale dislocatie terwijl ze onder verdoving. De tibialis anterior geoogst en direct ingevroren in 2 methyl-butaan vooraf afgekoeld in vloeibare stikstof en bij -80 ° C. Serial doorsneden (10 urn) werden verkregen en gemonteerd glijbanen. Statistische analyses werden uitgevoerd met behulp van standaard statistische software pakketten (SPSS, v19.0 software). Eerst werd Levene&#39;s test gebruikt om te beoordelen of er was gelijkheid van varianties. Onafhankelijke steekproeven t-test uitgevoerd om de verschillen tussen NMES en de controlegroep te onderzoeken. Hematoxyline en eosine (H &amp; E) vlekken werden uitgevoerd om te onderzoeken of de NMES protocol zou leiden tot een grotere schade in de dystrofische spier. Een deel werd geselecteerd, en de foto&#39;s werden verkregen met behulp van een lichtmicroscoop (Nikon Eclipse E800, Nikon, Japan). Het totaal aantal vezels en het aantal vezels met centraal gelegen kernen werden handmatig geteld met behulp van de National Institutes of Health (NIH) - ontwikkelde software voor beeldanalyse, Image J. Er was geen significante toename van de regeneratie-index (aantal centraal kernhoudende vezels / totaal aantal vezels) in de dieren op NMES, in vergelijking met controles (p = 0.802, figuur 1). Dit suggereert dat de toepassing van NMES niet meer de degeneratie-regeneratie cascade waargenomen Dystrofe dieren en is derhalve niet waarschijnlijkte induceren een verhoogde spierblessure. Immunofluorescentie kleuring voor CD31 werd uitgevoerd om het effect van de 4-week NMES protocol te onderzoeken op spier vasculariteit. In het kort werden spier gefixeerd in 4% formaline en geblokkeerd met 5% paardeserum (HS). Secties werden geïncubeerd met een anti-muis rat primaire antilichaam (1:300 verdunning in 5% HS) en behandeld met een 555-gelabelde geit anti-rat secundair antilichaam (1:300 verdunning in 5% HS). Om het totale aantal CD31 positieve cellen kwantificeren werd een deel geselecteerd en gefotografeerd met fluorescentiemicroscopie (Nikon Eclipse E800, Japan). Het totale aantal capillairen werd met de hand geteld met behulp van Noord-Eclipse Software (Empix Imaging Inc.) Er was een significante toename van het aantal CD31 positieve cellen in de dieren op NMES in vergelijking met controles (p &lt;0,01, figuur 2) dat aangeeft dat de NMES protocol als beschreven bevordert skeletspieren angiogenèse. <strong&gt; In situ contractiele testen: Vier weken na voltooiing van een NMES protocol, werd contractiele testen van de voorste compartiment spieren uitgevoerd met behulp van een in situ testapparatuur (Model 809B, Aurora Scientific Inc, Canada), stimulator (Model 701C, Aurora Scientific Inc , Canada), en de krachtopnemer (Aurora Scientific Inc, Canada). In het kort werd de peroneus van verdoofde dieren geïsoleerd via een kleine incisie lateraal van de knie. Muizen werden vervolgens rugligging op een platform geplaatst en de voet wordt getest werd geplaatst op de voetplaat. Het achterbeen gebruikt voor het testen werd gestabiliseerd met een doek tape op de knie en voet. Spieren werden gestimuleerd met behulp van een haak elektroden ingebracht onder de huid. Muscle tetanische krimp werd getest met een frequentie van 150 Hz voor 350 ms om te onderzoeken of de 4-week NMES protocol zou verbeteringen in de spierkracht te veroorzaken. De resultaten werden genormaliseerd tot natte spier gewicht. Er was ongeveer een 30% toename van het tetanic samentrekking van dieren op NMES, in vergelijking met controles (p = 0,005) (Figuur 3), wat suggereert beschreef het protocol verbetert de spierkracht in mdx / SCID dieren. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/3914/3914fig1.jpg" /> . Figuur 1 Hematoxyline &amp; Eosine skeletspieren kleuring van dystrofische (MDX) / immunodeficiënte muizen (4-5 maanden) (10x vergroting): A) onbehandelde controles, B) na 4 weken NMES. <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/3914/3914fig2.jpg" /> Figuur 2. CD31 immunofluorescentie (rood), als een marker van de skeletspieren vascularisatie, in de skeletspieren van de dystrofische (MDX) / immunodeficiënte muizen (4-5 maanden) (20x vergroting) A) onbehandelde controles, B) na 4 weken NMES. <img alt="Figuur 3" src="/files/ftp_upload/3914/3914fig3.jpg" /> Figuur 3. Contractiele testenvan de voorste compartiment spieren in de hand en dieren behandeld met NMES gedurende 4 weken. mNm = milli Newton meter. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/3914/3914fig3large.jpg">Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken</a> .

<ol><li>Snyder-Mackler, L., Delitto, A., Bailey, S. L., Stralka, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strength+of+the+quadriceps+femoris+muscle+and+functional+recovery+after+reconstruction+of+the+anterior+cruciate+ligament.+A+prospective%2C+randomized+clinical+trial+of+electrical+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+%26+Joint+Surgery+-+American%22%5BJournal%5D)">Strength of the quadriceps femoris muscle and functional recovery after reconstruction of the anterior cruciate ligament. A prospective, randomized clinical trial of electrical stimulation.</a> Journal of Bone & Joint Surgery - American. 77, 1166-1173 (1995).</li>
<li>Gibson, J. N., Smith, K., Rennie, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevention+of+disuse+muscle+atrophy+by+means+of+electrical+stimulation%3A+maintenance+of+protein+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Prevention of disuse muscle atrophy by means of electrical stimulation: maintenance of protein synthesis.</a> Lancet. 2, 767-770 (1988).</li>
<li>Malatesta, D., Cattaneo, F., Dugnani, S., Maffiuletti, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+electromyostimulation+training+and+volleyball+practice+on+jumping+ability%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Strength+%26+Conditioning+Research%22%5BJournal%5D)">Effects of electromyostimulation training and volleyball practice on jumping ability.</a> Journal of Strength & Conditioning Research. 17, 573-579 (2003).</li>
<li>Maffiuletti, N. A., Dugnani, S., Folz, M., Di Pierno, E., Mauro, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+combined+electrostimulation+and+plyometric+training+on+vertical+jump+height%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Sci.+Sports+Exerc%22%5BJournal%5D)">Effect of combined electrostimulation and plyometric training on vertical jump height.</a> Med. Sci. Sports Exerc. 34, 1638-1644 (2002).</li>
<li>Pichon, F., Chatard, J. C., Martin, A., Cometti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+stimulation+and+swimming+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Sci.+Sports+Exerc%22%5BJournal%5D)">Electrical stimulation and swimming performance.</a> Med. Sci. Sports Exerc. 27, 1671-1676 (1995).</li>
<li>Gondin, J., Guette, M., Ballay, Y., Martin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromyostimulation+training+effects+on+neural+drive+and+muscle+architecture%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Sci.+Sports+Exerc%22%5BJournal%5D)">Electromyostimulation training effects on neural drive and muscle architecture.</a> Med. Sci. Sports Exerc. 37, 1291-1299 (2005).</li>
<li>Mathieu-Costello, O., Agey, P. J., Wu, L., Hang, J., Adair, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capillary-to-fiber+surface+ratio+in+rat+fast-twitch+hindlimb+muscles+after+chronic+electrical+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Capillary-to-fiber surface ratio in rat fast-twitch hindlimb muscles after chronic electrical stimulation.</a> Journal of Applied Physiology. 80, 904-909 (1996).</li>
<li>Ebina, T., Hoshi, N., Kobayashi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+angiogenesis+in+electrically+stimulated+skeletal+muscle+in+rabbits%3A+characterization+of+capillary+sprouting+by+ultrastructural+3-D+reconstruction+study%5BTitle%5D)+AND+%22Pathology+International%22%5BJournal%5D)">Physiological angiogenesis in electrically stimulated skeletal muscle in rabbits: characterization of capillary sprouting by ultrastructural 3-D reconstruction study.</a> Pathology International. 52, 702-712 (2002).</li>
<li>Zhao, M., Huai, B., Wang, E., Forrester, J. V., McCaig, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+stimulation+directly+induces+pre-angiogenic+responses+in+vascular+endothelial+cells+by+signaling+through+VEGF+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Science%22%5BJournal%5D)">Electrical stimulation directly induces pre-angiogenic responses in vascular endothelial cells by signaling through VEGF receptors.</a> Journal of Cell Science. 117, 397-405 (2004).</li>
<li>Nagasaka, M., Kohzuki, M., Fujii, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+low-voltage+electrical+stimulation+on+angiogenic+growth+factors+in+ischaemic+rat+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+%26+Experimental+Pharmacology+%26+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effect of low-voltage electrical stimulation on angiogenic growth factors in ischaemic rat skeletal muscle.</a> Clinical & Experimental Pharmacology & Physiology. 33, 623-627 (2006).</li>
<li>Brutsaert, T. D., Gavin, T. P., Fu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+differences+in+expression+of+VEGF+mRNA+in+rat+gastrocnemius+following+1+hr+exercise+or+electrical+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Physiology%22%5BJournal%5D)">Regional differences in expression of VEGF mRNA in rat gastrocnemius following 1 hr exercise or electrical stimulation.</a> BMC Physiology. 2, 8(2002).</li>
<li>Putman, C. T., Dusterhoft, S., Pette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+satellite+cell+content+and+myosin+isoforms+in+low-frequency-stimulated+fast+muscle+of+hypothyroid+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Changes in satellite cell content and myosin isoforms in low-frequency-stimulated fast muscle of hypothyroid rat.</a> Journal of Applied Physiology. 86, 40-51 (1999).</li>
<li>Monaghan, B., Caulfield, B., O'Mathuna, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+neuromuscular+electrical+stimulation+for+quadriceps+strengthening+pre+and+post+total+knee+replacement%5BTitle%5D)+AND+%22Cochrane+Database+Syst.+Rev%22%5BJournal%5D)">Surface neuromuscular electrical stimulation for quadriceps strengthening pre and post total knee replacement.</a> Cochrane Database Syst. Rev. CD007177, (2010).</li>
<li>Jubeau, M., Gondin, J., Martin, A., Sartorio, A., Maffiuletti, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Random+motor+unit+activation+by+electrostimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Sports+Med%22%5BJournal%5D)">Random motor unit activation by electrostimulation.</a> Int. J. Sports Med. 28, 901-904 (2007).</li>
<li>Piva, S. R., Goodnite, E. A., Azuma, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuromuscular+electrical+stimulation+and+volitional+exercise+for+individuals+with+rheumatoid+arthritis%3A+a+multiple-patient+case+report%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Therapy%22%5BJournal%5D)">Neuromuscular electrical stimulation and volitional exercise for individuals with rheumatoid arthritis: a multiple-patient case report.</a> Physical Therapy. 87, 1064-1077 (2007).</li>
<li>Delitto, A., Rose, S. J., McKowen, J. M., Lehman, R. C., Thomas, J. A., Shively, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+stimulation+versus+voluntary+exercise+in+strengthening+thigh+musculature+after+anterior+cruciate+ligament+surgery.%5Berratum+appears+in+Phys+Ther+1988+Jul%3B68%287%29%3A1145%5D%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Therapy%22%5BJournal%5D)">Electrical stimulation versus voluntary exercise in strengthening thigh musculature after anterior cruciate ligament surgery.[erratum appears in Phys Ther 1988 Jul;68(7):1145].</a> Physical Therapy. 68, 660-663 (1988).</li>
</ol>

Wij hebben niets te onthullen.

Deze resultaten suggereren dat ons ontwikkelde muismodel van NMES skeletspieren angiogenese (Figuur 2) en versterking (figuur 3) bevordert, maar geeft geen inductie van de skeletspier schade (figuur 1). Opgemerkt dat de stimulatie parameters hier beschreven zijn ontworpen om een ​​spier overbelasting op het voorste compartiment spieren induceren. Zoals het geval is voor klinische situaties, kan de elektrode wordt geplaatst aangepast andere spiergroepen stimuleren, hoewel het spier reactie NMES kan verschillen, afhankelijk van het type vezel samenstelling. NMES duur, totaal aantal behandelingen, en het totale aantal herhalingen kan worden aangepast aan het ontwerp te bestuderen. Zoals bij elke protocol Deze methode heeft beperkingen opgemerkt. In de huidige studie werd stimulatie uitgevoerd over de diepe fibulaire zenuw. In de praktijk, stimulatie is meestal toegediend aan de motor. In het diermodel zou stimulatie van de zenuw vereisen lagere intensiteit om volledige spiercontractie wekken. Een andere beperking van het model zoals gepresenteerd is dat we niet in staat zijn informatie met betrekking tot comfort niveau te krijgen tijdens het aanbrengen van NMES, gezien het feit dat de dieren verdoofd zijn. Daarom is de tolerantie van vergelijkbare intensiteiten in een klinische populatie is moeilijk in te schatten. Echter, onze histologische resultaten suggereren onze NMES model, zoals beschreven, induceert geen spierblessure. De ontwikkeling van de dieren modellen die na te bootsen modaliteiten vaak toegepast in de kliniek ons ​​te voorzien van nuttige laboratorium instrumenten die het mogelijk maakt voor een beter begrip van cellulaire en moleculaire respons op de behandeling interventies. Daarnaast zijn dergelijke modellen zijn nuttig om pre-klinische studies om zowel te verfijnen bestaande revalidatie-protocollen en de ontwikkeling van nieuwe indicaties uit te voeren.

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van het serum </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td></tr><tr><td> Vector wire wrap berichten met vertakte soldeer aansluiting </td><td> Newark </td><td> T68 </td></tr><tr><td> Vector printplaat </td><td> Newark </td><td> 3662-2 </td></tr><tr><td> Pomona patchkabel </td><td> Newark </td><td> P-36-0 </td></tr><tr><td> 5 minuten epoxy </td><td> VO Baker Co </td><td> 4001 </td></tr><tr><td> Spectra 360 elektrode Gel </td><td> Milliken Medische </td><td> MR41217 </td></tr><tr><td> Draagbare neuromusculaire stimulatie-apparaat </td><td> EMPI </td><td> 300pv </td></tr></tbody></table>

een muizenmodel van muscle training door neuromusculaire elektrische stimulatie

A Murine Model of Muscle Training by Neuromuscular Electrical Stimulation

Neuromusculaire elektrische stimulatie (NMES) is een veel voorkomende klinische modaliteit die op grote schaal wordt gebruikt om te herstellen 1, 2 handhaven of te verbeteren 3-5 spier functionele capaciteit. Transcutane oppervlakte stimulatie van de skeletspieren gaat om een ​​stroom tussen een kathode en een anode, en veroorzaakt daardoor spanning van de motor en de omliggende spiervezels. NMES is een aantrekkelijke mogelijkheid in de skeletspieren adaptieve responsen te evalueren om verschillende redenen. In de eerste plaats biedt het een reproduceerbaar experimenteel model waarin fysiologische aanpassingen, zoals myofiber hypertophy en spierversterkende 6, angiogenese 7-9, groeifactor secretie 9-11, en ​​spier-voorloper-cel-activatie 12 goed zijn gedocumenteerd. Dergelijke fysiologische reacties kan zorgvuldig worden getitreerd met behulp van verschillende parameters van de stimulatie (voor de Cochrane review, zie 13). Daarnaast NMES rekrutenmotoreenheden niet selectief en in een ruimtelijk als tijdelijk vast synchrone wijze 14 met het voordeel van het uitoefenen van een behandeling effect op alle vezels, ongeacht vezeltype. Hoewel er bepaalde contra-indicaties voor NMES in klinische populaties, met inbegrip van perifere veneuze aandoeningen of maligniteit, bijvoorbeeld, NMES is veilig en haalbaar is, zelfs voor degenen die ziek zijn en / of bedlegerig en voor de bevolking in die rigoureuze oefening kan een uitdaging zijn. Hier tonen we het protocol voor het aanpassen handel verkrijgbare elektroden en het uitvoeren van een NMES protocol met een muismodel. Dit dier model heeft het voordeel van het gebruik van een klinisch beschikbare apparaat en het verstrekken van directe feedback met betrekking tot plaatsing van de elektrode naar de gewenste spier contractiele effect wordt veroorzaakt. Voor de toepassing van dit manuscript beschrijven wij het protocol voor spierstimulatie van het voorste compartiment spieren van een muis achterbeen.

Een muizenmodel van neuromusculaire elektrostimulatie (NMES), een veilige en goedkope klinische modaliteit, aan de voorste compartiment spieren wordt beschreven. Dit model heeft het voordeel van het wijzigen van een beschikbaar klinische inrichting voor het opwekken van gerichte en specifieke spiercontracties in muizen.

Een muizenmodel van Muscle Training door Neuromusculaire elektrische stimulatie

Neuromusculaire elektrische stimulatie (NMES) is een veelvoorkomende klinische modaliteit die op grote schaal wordt gebruikt om de spierfunctionaliteit te herstellen1, te behouden2 of te verbeteren3-5 ...

Het algemene doel van deze procedure is het demonstreren van een muizenmodel voor spiertraining met behulp van neuromusculaire elektrische stimulatie. Dit wordt bereikt door eerst een klinisch beschikbare oppervlakte-elektrode, ontworpen voor gebruik bij mensen, aan te passen tot een oppervlakte-elektrode die bij muizen gebruikt kan worden, waarna het dier wordt geanestheseerd en gepositioneerd voor stimulatie. Plaats vervolgens de oppervlakte-elektrode direct over de nervus fibularis profundus, net distaal van het fibulakopje.De laatste stap is het uitvoeren van het stimuleringsprotocol van de anterieure curlspieren. Uiteindelijk laat histologische analyse een toename van de vasculariteit van de skeletspieren zien, en in situ contractiele tests tonen een verhoogde piek-tetanische kracht aan. Hallo, mijn naam is Fabrizio.Ik ben assistent-professor bij de afdeling Fysische Geneeskunde en Revalidatie aan de Universiteit van Pittsburgh en directeur van het Cellular Rehabilitation Laboratory. Vandaag demonstreren we een spiegelmodel van spiertraining met behulp van neuromusculaire elektrische stimulatie. In dit eerste deel van de demonstratie laten we zien hoe u een klinisch beschikbare oppervlakte-elektrode kunt ombouwen tot een elektrode die u kunt gebruiken om skeletspieren bij muizen te stimuleren.In het tweede deel zullen we demonstreren hoe u dit protocol voor neuromusculaire elektrische stimulatie in uw experimenten kunt implementeren en hoe u diermodellen kunt ontwikkelen die modaliteiten nauwkeurig nabootsen. Het gebruik van de kliniek is belangrijk omdat het ons kan helpen vragen te beantwoorden met betrekking tot de fysiologie van de skeletspieren, zoals de vraag hoe spieractivatie mechanotransductieve responsen triggert; dit kunnen we bestuderen op moleculair, cellulair en weefselniveau. Hallo, mijn naam is Ricardo Ferrari.Ik ben een PhD-student bij de afdeling Fysiotherapie van de University of Pittsburgh. Neuromusculaire elektrostimulatie is een veelgebruikte klinische procedure om de spierkracht te vergroten en het spierherstel te verbeteren. Er blijven echter veel vragen openstaan over de optimale parameters die moeten worden gehanteerd.Dit diermodel kan helpen bij de ontwikkeling van specifieke elektrische stimulatieprotocollen voor gebruik in een klinische setting. Om de elektrode voor te bereiden, begint u met het buigen van twee goudpennen van 6 mm lang in een hoek van 90 graden. Pel vervolgens ongeveer 7 cm van twee koperdraden bloot door de buitenste isolatie te verwijderen.Soldeer vervolgens de draden van de connectoren aan de twee gouden pinnen, die ongeveer 3,5 millimeter uit elkaar zijn geplaatst. Plaats daarna krimpkous over de verbinding tussen de koperdraden en de gouden pinnen voor isolatie en stabilisatie; verhit de krimpkous, zorg ervoor dat de gouden pinnen parallel aan elkaar staan en steek ze door de printplaat zodanig dat de uiteinden zijn uitgelijnd. Bedek de pinnen vervolgens met meerdere lagen transparante epoxy, waarbij de epoxy tussen de applicaties volledig moet drogen; schuur aan het einde de epoxy weg om de uiteinden van de gouden pinnen bloot te leggen.Gebruik vervolgens een voltmeter om te controleren of de draden niet elektrisch kortsluiten. Gebruik daarna plastic slang om de metalen pinnen van de vrouwelijke tweewegdraadconnector te isoleren. Bevestig vervolgens de elektrodedraden van het NMES-apparaat aan de vrouwelijke tweewegdraadconnector.Alle procedures zijn beoordeeld en goedgekeurd door de Iacuc van de University of Pittsburgh en zijn uitgevoerd in PHS Assured en alac. International geaccrediteerde programma's en faciliteiten. Het dier wordt geanestheseerd via inhalatie van isofluorine. Het dier moet gedurende de gehele NMES-sessie geanestheseerd blijven.De anesthesie moet worden bevestigd met een extensiereflex-test door een knijpje in de teen. Plaats het dier vervolgens in zijligging. Scheer daarna het achterbeen, veeg het af met alcohol en reinig de elektrode met 3% bleekmiddel.Stel vervolgens met water de stimuleringsparameters in, waaronder een pulsduur van 150 microseconds en een frequentie van 50 PP s. Stel daarna de stimulatietijd in op vijf seconden met een ramp-up van 0,5 seconden en een ramp-down van 0,5 seconden. Hierdoor kan de spier geleidelijk wennen aan de stimulatie, wat comfortabeler is voor het dier.Stel daarna de rusttijd tussen de contracties in op 10 seconden. Dit kan worden aangepast afhankelijk van het gewenste effect, maar kortere rusttijden zullen leiden tot een snellere initiatie van spiervermoeidheid. Steriliseer vervolgens de elektrode met 3% bleekmiddel en daarna met water, en breng geleidingsgel aan op de elektrode voor de stimulatie van de spieren van het voorste compartiment, waaronder de musculus tibialis anterior en de musculus extensor digitorum longus; plaats de oppervlakte-elektrode direct over de nervus perinealis communis van het dier, gelegen net distaal van de laterale femurepicondylus.De plaatsing van de elektrode is bevestigd wanneer stimulatie resulteert in volledige dorsiflexie van de enkel en volledige extensie van de tenen. Aan de andere kant wijst dorsiflexie van de poot zonder extensie van de tenen erop dat alleen de musculus tibialis anterior wordt gestimuleerd. Start vervolgens de NMES-intensiteit bij 9 mA, voltooi twee sets contracties voor een totaal van 20 contracties met een rustperiode van vijf minuten tussen de sets; tijdens de rustperiode wordt stimulatie van het contralaterale ledemaat uitgevoerd.Plaats het dier nu in de herstelkamer. Na vier weken NMES bij MDX skid-muizen van drie tot vijf maanden oud, laat kleuring van de skeletspieren met hematoxyline en eosine geen toename zien in het aantal centraal genucleerde vezels in vergelijking met de niet-gestimuleerde controlegroep. Dit suggereert dat de toepassing van NMES de degeneratie-regeneratiecascade niet in gang zet.CD 31 immunohistochemie als endotheelcelmarker laat zien dat vier weken NMES resulteerden in significante angiogenese van de behandelde spier in vergelijking met controlemuizen die geen stimulatie ontvingen. Deze figuur toont de toegenomen piektonische kracht van met NMES behandelde spieren ten opzichte van onbehandelde controlespieren. Zodra u deze techniek onder de knie heeft, zou de uitvoering van het protocol ongeveer 15 minuten per dier in beslag nemen.Het moeilijkste deel van dit protocol is het vinden van de juiste plaatsing van de elektrode om de gewenste spierrespons op te wekken. Bedankt voor het kijken. Neem gerust contact op met ons laboratorium indien u vragen heeft.

a-murine-model-muscle-training-neuromuscular-electrical

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Geprogrammeerde elektrische stimulatie biedt de mogelijkheid tot geleiding eigenschappen van het hart te bepalen, en de mogelijkheid om te induceren en te beëindigen hartritmestoornissen met behulp van verschillende pacing protocollen. Met behulp van een katheter transveneuze, kan intracardiale elektrogram opnames worden verkregen bij muizen na geprogrammeerde elektrische stimulatie protocollen aritmogene substraten te identificeren.

Geprogrammeerde elektrische stimulatie in Muizen

Engineered spierweefsel heeft een groot potentieel in de regeneratieve geneeskunde, als de ziekte model en ook als een alternatieve bron voor vlees. Hier beschrijven we de constructie van een spier construct, in dit geval van muis myoblast progenitor cellen en stimulering van elektrische pulsen.

Techniek skeletspier weefsel van muizen myoblast progenitorcellen en toepassing van elektrische stimulatie

We presenteren een protocol om veranderingen in de neuromusculaire functie te beoordelen. Percutane elektrische zenuwstimulatie is een niet-invasieve methode die spierreacties veroorzaakt. Elektrofysiologische en mechanische eigenschappen van deze reacties maken de evaluatie van de neuromusculaire functie mogelijk, van hersenen tot spier (supra-spinaal, spinaal en perifeer niveau).

Bepaling van neuromusculaire functie gebruiken percutane elektrische zenuwstimulatie

Dit protocol beschrijft het gebruik van de chronische contractiele activiteitsmodel van oefening om het observeren van de skeletspieren stimulatie-geïnduceerde aanpassingen in het stuk van de rat.

Toepassing van chronische stimulering te bestuderen contractiele activiteit-geïnduceerde Rat skeletspieren fenotypische aanpassingen

Dwarslaesie is een traumatische medische aandoening die leiden verhoogde risico's van chronische secundaire stofwisselingsziekten tot kan. Hier voorgesteld hebben we een protocol met behulp van oppervlakte neuromusculaire elektrische stimulatie-resistentie opleiding in combinatie met functionele elektrische stimulatie-lagere extremiteiten fietsen als een strategie ter verbetering van verscheidene van deze medische problemen.

Paradigma's van de onderste extremiteit elektrische stimulatie opleiding na dwarslaesie

Meting van knaagdier skeletspieren contractiele functie is een nuttig instrument dat kan worden gebruikt voor het bijhouden van de progressie van de ziekte, alsmede de werkzaamheid van de therapeutische interventie. Hier beschrijven we de niet-invasieve, in vivo beoordelingvan de releveurs spieren die na verloop van tijd in de dezelfde muis kan worden herhaald.

Niet-invasieve beoordelingvan releveurs spier functie in muizen

We beschrijven een reproduceerbaar, geautomatiseerd en onbevooroordeeld beeldvormingssysteem voor het karakteriseren van de neuromusculaire junctiefunctie met behulp van menselijk gemanipuleerd skeletspierweefsel en optogenetische motoneuronen. Dit systeem maakt de functionele kwantificering van neuromusculaire connectiviteit in de loop van de tijd mogelijk en detecteert verminderde neuromusculaire functie veroorzaakt door neurotoxinen en myasthenia gravis patiëntenserum.

Engineering en karakterisering van een optogenetisch model van de menselijke neuromusculaire junctie

Het huidige protocol beschrijft een unieke techniek genaamd dosering-aangepaste weerstandstraining (DART), die kan worden opgenomen in precisierevalidatiestudies die worden uitgevoerd bij kleine dieren, zoals muizen.

Doseringsgecorrigeerde weerstandstraining bij muizen met een verminderd risico op spierschade

Optische helderheid is een groot voordeel voor celbiologisch en fysiologisch werk bij zebravissen. Robuuste methoden voor het meten van celgroei bij individuele dieren worden beschreven die nieuwe inzichten mogelijk maken in hoe de groei van skeletspieren en naburige weefsels worden geïntegreerd met de groei van het hele lichaam.

Real-time en herhaalde meting van skeletspiergroei in individuele levende zebravissen die worden blootgesteld aan veranderde elektrische activiteit

In deze studie demonstreren we een verfijnd single fiber electromyography (SFEMG) protocol om in vivo meting van neuromusculaire junctie (NMJ) transmissie in knaagdiermodellen mogelijk te maken. Een stapsgewijze benadering van de SFEMG-techniek wordt beschreven om kwantificering van NMJ-transmissievariabiliteit en -falen in de gastrocnemius-spier van ratten mogelijk te maken.

Gestimuleerde elektromyografie met één vezel (SFEMG) voor het beoordelen van de overdracht van neuromusculaire juncties in knaagdiermodellen

Leer een muizenmodel voor spiertraining met neuromusculaire elektrische stimulatie. Deze methode onderzoekt spierfysiologie en toont verhoogde vasculariteit en spierkracht zonder degeneratie.

Een muizenmodel van Muscle Training door Neuromusculaire elektrische stimulatie

Meer video's verkennen