Construção de perfis de Torque-Velocidade-Potência de Carga Constante (Isotônica) e Velocidade Constante (Isocinética) In vivo para os Flexores Plantares de Ratos

Nosso objetivo é desenvolver um sistema in vivo simples e não invasivo em ratos para testar a função mecânica, especificamente a potência, que é produto da força e da velocidade. Isso fornecerá uma visão sobre como as doenças impactam o sistema muscular. Nosso laboratório tem sido fundamental na compreensão da sarcomerogênese e do envelhecimento.

Especificamente, como contrações excêntricas maximais prejudicam a sarcomerogênese, mas algumas contrações máximas em roedores de H. melhoram o número de sarcoma seriado. No momento, estou usando o sistema para treinamento de sobrecarga excêntrica em ratos OVX e ovarianos intactos, para investigar os efeitos do estrogênio na função contrátil muscular e na resposta ao treinamento. Após anestesiar o rato, posicione-o com o nariz e a boca firmemente colocados em um cone nasal, sobre uma plataforma aquecida.

Monitore continuamente a respiração e a frequência cardíaca do rato para manter uma anestesia segura e constante. Usando um aplicador estéril, aplique pomada oftálmica sobre ambos os olhos do rato para evitar ressecamento durante o procedimento. Usando uma lâmina elétrica, raspe todos os pelos da perna esquerda do rato.

Em seguida, aplique um creme depilador comercial uniformemente sobre toda a perna usando um cotonete. Após esperar três minutos, raspe o creme usando vários cotonetes, conforme necessário, para garantir que a perna fique o mais livre de pelos possível. Depois, molhe os algodões com água destilada e use para limpar toda a superfície da perna, removendo qualquer creme ou detritos restantes.

Sece a perna com um papel toalha para prepará-la para colocar eletrodos. Agora enrole a fita cirúrgica firmemente ao redor do pé do rato e do pedal para fixar o pé no lugar. Certifique-se de que o calcanhar esteja fixado firmemente na ranhura na base do pedal.

Ajuste a posição do pedal usando o botão três para aproximá-lo ou afastá-lo conforme necessário, de modo que o joelho fique o mais estendido possível. Em seguida, prepare a pinça tibial pressionando-a firmemente na região proximal média da tíbia para estabilizar a perna inferior. Usando os botões de ajuste um e dois, alinhe o pedal com a grampa para garantir o posicionamento correto.

Usando pinças, espalhe gel condutor sobre as superfícies de ambos os eletrodos e na parte posterior da perna do rato. Para identificar os locais de colocação dos eletrodos, palpe o volume muscular na parte posterior da perna. Coloque o eletrodo distal logo abaixo dos músculos gastrocnêmios e o eletrodo proximal na extremidade superior dos gastrocnêmios, onde eles encontram a articulação do joelho.

Depois, gire a engrenagem para elevar suavemente os eletrodos em contato com a perna, garantindo um contato constante de estimulação. Não aplique força excessiva para cima e verifique se há uma leve curvatura no eixo que segura os eletrodos para mantê-los estáveis durante a estimulação. Assim que o protocolo de 100 hertz a 90 graus estiver carregado no estimulador, ajuste a corrente para 20 miliamperes para fornecer estimulação de baixo nível e verifique a posição do eletrodo ou gel.

Clique em iniciar o teste para iniciar o protocolo, observando contrações musculares visíveis. Após a conclusão da estimulação, clique em análise e certifique-se de selecionar a caixa de correção de base para avaliar o torque produzido. Após permitir um período de descanso de dois minutos, aumente a corrente de estimulação para 30 miliamperes.

Execute o protocolo novamente e avalie a saída de torque na seção de análise, confirmando que a correção de linha de base permanece selecionada. Aumente a corrente de estimulação para 40 miliamperes e execute o protocolo novamente. Após dois minutos de descanso, se o torque aumentar a 30 miliampere, aumente para 40 miliamperes e repita.

Se o torque diminuir em 40 miliampere, defina 30 miliamperes como estímulo ideal. Crie um protocolo de estimulação que induza uma contração isométrica de 500 milissegundos a 100 hertz com o tornozelo posicionado em um ângulo de 70 graus. Execute o protocolo e registre o torque ativo máximo, produzido durante a contração.

Na tela do protocolo, crie um novo protocolo que mova o tornozelo para uma posição flexionada, aplique uma estimulação de 500 milissegundos e depois retorne o tornozelo à posição neutra. Calcule valores de travessia de carga isotônica correspondentes a 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 e 80% do torque ativo máximo previamente registrado. Para cada valor de abraçadeira de carga, adicione o torque passivo base para determinar a força total de abraçadeira.

Execute os protocolos de estimulação usando esses grampos de carga em ordem aleatória. No software DMC versão 5.5, vá até a caixa de força de deslocamento. Insira o valor de torque calculado para a primeira grampa de carga da lista gerada anteriormente.

Carregue o isotônico criado anteriormente e a nova força de deslocamento será aplicada automaticamente durante a execução. Clique em Iniciar teste para executar o protocolo isotônico, permitindo que uma contração isotônica ocorra. Os três métodos apresentaram a característica relação hiperbólica-velocidade de torque, com a velocidade angular diminuindo à medida que o torque aumentava, e com a potência máxima ocorrendo em valores intermediários de torque e velocidade.

A curva isotônica previu uma velocidade máxima significativamente maior do que ambas as curvas cinéticas ISOK. A potência máxima era maior na curva isotônica, comparada à curva isocinética usando torque médio, mas não era significativamente diferente ao usar torque máximo. O torque na potência máxima foi superestimado pela curva isocinética usando o torque máximo, enquanto a curva isocinética usando torque médio correspondia de perto à curva isotônica.

A velocidade na potência máxima foi subestimada pela curva isocinética usando torque médio, e foi levemente subestimada mesmo usando torque máximo. A curvatura da curva de torque foi significativamente reduzida quando o torque máximo foi usado na curva isocinética em comparação com o uso do torque médio. Todos os modelos apresentaram fortes ajustes à equação de Hill, embora a curva isotônica tivesse um valor de R ao quadrado ligeiramente menor do que ambas as curvas isocinéticas.