Применение хронической стимуляции для изучения сократительной активности индуцированной крыса скелетных мышц Фенотипическая адаптация

Модель хронической сократительной активности упражнений полезна для изучения адаптации скелетных мышц к тренировочным стимулам in vivo. В частности, эта модель вызывает фенотипические адаптации шестинедельного протокола тренировок в течение семи дней. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области физиологии мышц, такие как митохондриальный биогенез, аутофагия и многие другие клеточные адаптации, связанные с физическими упражнениями.

Основное преимущество этой методики заключается в том, что она позволяет наблюдать за адаптацией мышц в течение короткого периода времени в семь дней по сравнению с другими протоколами тренировок, которые требуют нескольких месяцев. Применение этой техники распространяется на терапию возрастной атрофии мышц, поскольку было показано, что хроническая стимуляция мышц оказывает влияние на уменьшение мышечной слабости, связанной со старением. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, испытывают трудности из-за трудностей с определением общего малоберцового нерва и прикреплением электрических катушек на обоих концах, поскольку это требует практики и точности.

Начните с обезболивания крысы при ингаляции с кислородом от одного до 3% изофлурана и подтвердите полную седацию, проверив реакцию на ущипывание пальца задней конечности и наблюдая за глубиной и частотой дыхания. Нанесите глазную смазку на глаза, чтобы избежать сухости, и положите крысу на грелку при низкой или средней настройке. Аккуратно выбрейте левую заднюю конечность, а также полоску вокруг туловища, от задней части шеи, вокруг передних конечностей и через переднюю грудную клетку.

Аккуратно протрите выбритые участки йодом и этиловым спиртом для дезинфекции. Когда животное лежит на животе, с помощью стерильного скальпеля с лезвием под номером 10 сделайте небольшой надрез около 0,5 сантиметра на задней части шеи в центре выбритой области. Затем переверните животное на правый бок и сделайте двух-трехсантиметровый надрез в коже левой задней конечности между ямочкой коленного сустава и близко к началу хвоста.

С помощью изогнутых хирургических ножниц с тупым концом рассеките подкожную область примерно на 3,5-4 сантиметра, отделяя кожу от основной мышцы, чтобы создать карман между открытой кожей и подлежащей мышцей. Затем с помощью хирургических ножниц сделайте небольшой разрез менее 0,5 сантиметра на двуглавой мышце бедра, следя за тем, чтобы кончики ножниц разрезали прямо через мышцу. Затем аккуратно раскройте область разреза до тех пор, пока не станут видны внутренние группы мышц и общий малоберцовый нерв.

Соблюдайте особую осторожность, чтобы не перерезать или не повредить нерв. Затем подготовьте от 50 до 60 сантиметров тонкой проволоки из нержавеющей стали с покрытием из ПТФЭ и сложите ее пополам. Зацепите сложенную часть проволоки в прорезь 30-сантиметрового прутка из нержавеющей стали.

С помощью стержня проведите проволоку через открытый карман задней конечности вверх по ноге и по центру спины в форме буквы L, чтобы добраться до небольшой области разреза на задней части шеи. Зафиксируйте окно, открыв его металлическими втягивающими устройствами до тех пор, пока размер окна не составит примерно 1,5 квадратных сантиметра с малоберцовым нервом, лежащим в центре окна. С помощью скальпеля аккуратно зачистите концы проволоки на 1,5 сантиметра.

Оберните зачищенные концы проволоки вокруг затупленной иглы 21 калибра пять раз, чтобы получилась катушка. Как только катушки будут правильно изготовлены, освободите иглу от них. Завяжите узел на самом конце спирали и зашите его на левой стороне нерва, следя за тем, чтобы спираль находилась на расстоянии от 1,5 до 2,5 миллиметров от нерва.

Чтобы закрепить катушку, наложите два или три дополнительных шва вдоль катушки. Этот шаг требует значительной практики и терпения, чтобы избежать повреждения нерва и нижележащей мышцы и достичь всех стабильных условий стимуляции у всех животных. Лучше всего иметь одного опытного исследователя для выполнения всех хирургических процедур во время исследования.

Нанесите две-три капли раствора антибиотика, а затем тщательно зашите окно, используя шелк размера 5-0. Неплотно намотайте оставшуюся слабину проволоки и протолкните в подкожный карман выше зашитого разреза двуглавой мышцы бедра выше бедра. Нанесите две-три капли раствора антибиотика и закройте открытые участки кожи сшиванием.

Затем переместите животное в положение грудины и обрежьте проволочную петлю, выходящую из разреза в верхней части шеи, чтобы создать два конца проволоки. С помощью скальпеля зачистите концы проводов на 0,5 сантиметра. Обрежьте все изношенные провода.

Медленно протолкните зачищенные части проводов в отверстие штырьковых гнезд и с помощью паяльника припаяйте провода к штырьковым гнездам. Проденьте соединенные штифтами концы проводов через стерильную марлевую салфетку длиной 4,4 сантиметра. Затем пропустите провода через отверстие в основании коробки со стимулятором.

Вставьте контакты в соединительные гнезда на блоке CCA. Аккуратно поместите блок CCA в камеру с помощью липкой прихватки, чтобы закрепить блок CCA на дне камеры. Используйте атлетическую ленту или пористую хирургическую ленту для фиксации камеры вокруг выбритого торса.

Закройте верхнюю часть камеры тремя слоями скотча. И в завершение обмотайте лентой боковые стороны коробки со стимулятором, чтобы закрепить коробку. Проверьте, работает ли CCA, подвергнув устройство воздействию одного импульса инфракрасного света, излучаемого портативным инфракрасным стробоскопом.

Если ОСА работает правильно, мышцы задних конечностей будут сокращаться в ответ на инфракрасный свет. Взвесьте животных незадолго до начала процедуры CCA, чтобы записать исходное измерение, чтобы помочь выявить любой серьезный стресс или побочные эффекты, связанные с изменением массы тела после процедуры CCA. В день стимуляции ОСА включите ОСА, подвергнув блок стимулятора воздействию одного импульса инфракрасного света с помощью портативного инфракрасного стробоскопа, и примените три или шесть часов стимуляции ОСА с частотой 10 Гц.

Проверяйте стимуляцию и животное каждые 30-60 минут. По истечении желаемого периода ОСА выключите блок ОСА с помощью инфракрасного излучения. У крыс, получавших семидневный ОСА в течение шести часов в день, наблюдался усиленный митохондриальный биогенез в стимулированной мышце по сравнению с нестимулированной контралатеральной задней конечностью.

На это увеличение митохондриального биогенеза указывает повышенная экспрессия белка PGC-1 альфа. Исследование пермеабилизированных мышечных волокон для измерения митохондриальной дыхательной способности показывает, что CCA приводил к увеличению максимальной дыхательной способности мышц по сравнению с контрольной мышцей. Как субсарколеммальные, так и межмиофибриллярные митохондриальные популяции увеличились после семи дней ОСА по сравнению с контрольной группой без стимуляции мышц.

Адаптация к аутофагии и лизосомальной системам также может быть вызвана ОСА. Увеличение содержания белка фактора транскрипции EB, основного регулятора лизосомального биогенеза, наблюдается после CCA во все моменты времени. После этой процедуры могут быть выполнены другие методы, такие как общие подкожные или внутрибрюшинные инъекции, чтобы ответить на дополнительные вопросы, такие как оценка потока аутофагии при лечении колхицином.

После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как применять текущую модель хронической сократительной активности для изучения фенотипических изменений мышц после тренировок на выносливость.