Constructie van constante-belasting (isotoon) en constante-snelheid (isokinetisch) koppel-snelheid-vermogen profielen In vivo voor de ratten plantaire flexoren

We streven ernaar een eenvoudig, niet-invasief in vivo systeem bij ratten te ontwikkelen om mechanische functies te testen, specifiek kracht, die het product is van kracht en snelheid. Dit zal inzicht geven in hoe ziekten het spierstelsel beïnvloeden. Ons laboratorium is van groot belang geweest bij het begrijpen van sarcomerogenese en veroudering.

Specifiek hoe maximale excentrische contracties de sarcomerogenese verstoren, maar sommige maximale contracties bij H-knaagdieren het aantal seriële sarcoom verbeteren. Op dit moment gebruik ik het systeem voor excentrische overbelastingstraining bij OVX en eierstok-intacte ratten, om de effecten van oestrogeen op de spiercontractiele functie en de reactie op training te onderzoeken. Na het verdoofen van de rat, plaats je de rat met neus en mond veilig geplaatst in een neuskegel op een verwarmd platform.

Monitor continu de ademhaling en polsslag van de rat om een veilige en consistente diepte van de narcose te behouden. Met een steriele applicator smeer je oogzalf over beide ogen van de rat om droogte tijdens de ingreep te voorkomen. Met een elektrisch scheermes scheer je al het haar van het linkerbeen van de rat.

Breng vervolgens een commerciële ontharingscrème gelijkmatig aan over het hele been met een wattenstaafje. Na drie minuten wachten schraap je de crème eraf met meerdere wattenstaafjes indien nodig om ervoor te zorgen dat het been zo haarvrij mogelijk is. Maak vervolgens wattenbolletjes nat met gedestilleerd water en gebruik ze om het hele oppervlak van de poot af te vegen, waarbij eventuele achtergebleven crème of vuil worden verwijderd.

Dep het been droog met een papieren handdoek om het voor te bereiden op het plaatsen van elektroden. Wikkel nu chirurgisch tape strak om de voet van de rat en het voetpedaal om de voet op zijn plaats te zetten. Zorg ervoor dat de hiel stevig vastzit in de gleuf aan de basis van het voetpedaal.

Stel de voetpedaalpositie aan met verstelknop drie om hem dichterbij of verder weg te brengen indien nodig, zodat de knie zo ver mogelijk wordt uitgestrekt. Zet vervolgens de tibiaklem vast door deze stevig in het midden van het proximale gebied van het scheenbeen te duwen om het onderbeen te stabiliseren. Met verstelknoppen één en twee richt je het voetpedaal uit op de klem om een juiste positie te garanderen.

Met een pincet wordt geleidende gel over de oppervlakken van beide elektroden en op de achterzijde van de poot van de rat aangebracht. Om de plaatsen van elektroden te identificeren, palpateer je de spierbult aan de achterzijde van het onderbeen. Plaats de distale elektrode net onder de gastrocnemiusspieren en de proximale elektrode aan het bovenste uiteinde van de gastrocnemii waar ze het kniegewricht ontmoeten.

Draai vervolgens het tandwiel om de elektroden voorzichtig in contact te brengen met het poot, zodat het contact met de stimulatie consistent is. Oefen geen overmatige opwaartse kracht uit en controleer of er een lichte buiging is in de as die de elektroden vasthoudt om ze stabiel te houden tijdens stimulatie. Zodra het protocol van 100 hertz bij 90 graden op de stimulator is geladen, stel je de stroom in op 20 milliampère om laagniveaustimulatie te bieden en de plaatsing van elektroden of gel te verifiëren.

Klik op start test om het protocol te starten en zichtbare spiercontracties te observeren. Zodra de stimulatie is voltooid, klik je op analyse en zorg je ervoor dat het basiscorrectievakje is geselecteerd om het geproduceerde koppel te evalueren. Na een rustperiode van twee minuten verhoog je de stimulatiestroom tot 30 milliampère.

Voer het protocol opnieuw uit en evalueer het koppel in het analysegedeelte, waarbij wordt bevestigd dat de basiscorrectie geselecteerd blijft. Verhoog de stimulatiestroom naar 40 milliampère en voer het protocol opnieuw uit. Na een rust van twee minuten, als het koppel toeneemt met 30 milliampère, verhoog het dan naar 40 milliampère en herhaal dit.

Als het koppel afneemt met 40 milliampère, stel dan 30 milliampère in als de optimale stimulus. Ontwikkel een stimulatieprotocol dat een isometrische contractie van 500 milliseconden induceert bij 100 hertz met de enkel onder een hoek van 70 graden. Voer het protocol uit en registreer het maximale actieve koppel dat tijdens de contractie wordt geproduceerd.

In het protocolscherm maak je een nieuw protocol dat de enkel in een gebogen positie brengt, een stimulatie van 500 milliseconden toepast en vervolgens de enkel terugbrengt naar een neutrale positie. Bereken isotonische belastingklemwaarden die overeenkomen met 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 en 80% van het eerder geregistreerde maximale actieve koppel. Voor elke waarde van de belastingklem wordt het basispassief koppel toegevoegd om de totale klemkracht te bepalen.

Voer de stimulatieprotocollen uit met deze belastingklemmen in een willekeurige volgorde. In de DMC versie 5.5 software ga je naar de offset force box. Voer de berekende koppelwaarde in voor de eerste belastingklem uit de eerder gegenereerde lijst.

Laad de eerder gemaakte isotonische kracht en de nieuwe offsetkracht wordt automatisch toegepast tijdens de run. Klik op Start test om het isotone protocol uit te voeren, waardoor een isotonische contractie kan plaatsvinden. Alle drie de methoden vertoonden de karakteristieke hyperbolische koppelsnelheidsrelatie, waarbij de hoeksnelheid afnam naarmate het koppel toenam, en met het piekvermogen dat optrad bij intermediaire koppel- en snelheidswaarden.

De isotone kromme voorspelde een significant hogere maximale snelheid dan beide ISOK-kinetische krommen. Het piekvermogen was hoger in de isotonische curve vergeleken met de isokinetische curve met gemiddeld koppel, maar niet significant anders bij gebruik van het piekkoppel. Het koppel bij piekvermogen werd overschat door de isokinetische curve met piekkoppel, terwijl de isokinetische curve met gemiddeld koppel nauw overeenkwam met de isotonische curve.

De snelheid bij piekvermogen werd onderschat door de isokinetische curve met gemiddelde koppel, en werd zelfs bij piekkoppel licht onderschat. De kromming van de koppelsnelheidscurve werd aanzienlijk verminderd wanneer het piekkoppel werd gebruikt in de isokinetische curve vergeleken met het gebruik van gemiddeld koppel. Alle modellen hadden sterke passen op de heuvelvergelijking, hoewel de isotonische kromme een iets lagere R-kwadraatwaarde had dan beide isokinetische krommen.