Kas hasarı riski azaltılmış farelerde dozaj ayarlı direnç eğitimi

Bu protokol, bilim adamlarının insanlarda nasıl yapıldığına benzer şekilde farelerde dozaj ayarlı direnç eğitimi yapmalarını sağlayan ilk çalışmalardan biridir. Bu tekniğin temel avantajı, araştırmacıların direnç eğitimi sırasında farenin ön tibial kaslarının çalışması gereken direnci hassas bir şekilde ayarlamalarına izin vermesidir. Ayrıca, kas kasılmaları eksantrik olarak önyargılı olduğundan, kasılmaya bağlı kas hasarı olasılığı daha düşüktür.

Dozaj ayarlı direnç eğitimi tekniğimiz, çeşitli hastalık koşullarında kas kütlesinin ve gücünün iyileştirilmesi veya sürdürülmesi için müdahaleler geliştirmek üzere farelerde temel ve klinik öncesi çalışmalara dahil edilebilir. Protokolün en zorlu yönü, siyatik sinirin fibüler dalını tam olarak uyarmaktır, bu da anterior tibial kasları innerve eder. Yanlış elektriksel stimülasyonu azaltmak için, maksimum seğirme torku bir dinamometre tarafından kaydedilene kadar elektrot konumunu ve stimülasyon genliğini ayarlayın.

Başlamak için, bir izotermal jel ısıtma yastığı kullanarak fareye termal destek sağlayın ve farenin 1 metre yukarısına bir ısı lambası yerleştirin. Cildi DART veya ISOM'a hazırlamak için, tüy dökücü bir krem uygulayarak kürkü sol arka bacaklardan çıkarın. 2 dakika sonra, kürkü ve ciltten kalan tüm kremleri çıkarmak için bacağı damıtılmış suya batırılmış mendillerle temizleyin.

Bir povidon iyot ovma çözeltisi ve% 70 etanol kullanarak cildi dezenfekte edin, ardından kurumayı önlemek için gözlere ve epilasyona uğramış cilde koruyucu uygulamak için temiz bir pamuklu çubuk kullanın. Daha sonra, bölgeyi uyuşturmak için tibia üzerine% 5 lidokain kremi uygulayın. Tibial kemiğin proksimal kısmının en geniş kısmından 1/2 inç 26 gauge steril hipodermik iğneyi geçirin.

Stabilize edici pim sabitlendikten sonra, iğneyi steril bir hemostatla tutun ve plastik kısmı kırılana kadar bükün, ardından fareyi sırtüstü pozisyonda bırakın. Anesteziyi sürdürmek için farenin hala burun konisine güvenli bir şekilde bağlı olduğundan emin olun. Bir çift steril uçlu cımbızla, tibial pimi metal bir timsah klipsine besleyin, böylece tibial pimin ucu timsah kelepçesi tarafından tutulur.

Farenin ayağının DART cihazının ayak plakasına yerleştirildiğinden emin olmak için timsah kelepçesinin ayarlanabilir kolunu hareket ettirin. Farenin ayağını yapışkan laboratuvar bandı ile DART cihazının ayak plakasına bağlayın. Ayağın fare tibial kemiğinin uzun eksenine göre 90 derecelik bir açıyla yerleştirildiğinden emin olun.

Bir plantarfleksiyon durağı oluşturmak için DART cihazının açıölçeri üzerindeki önceden delinmiş deliklerden 18 gauge 1.5 = inç uzunluğunda bir hipodermik iğne yerleştirin, ardından ayak plakasını plantarfleksiyon durağına yerleştirin. Elektrot yerleşimini optimize etmek için, fare diz ekleminin inferolateral yönüne bipolar, transkutanöz ve NMES elektrodu yerleştirin. Siyatik sinirin fibüler dalını uyarmak için 1 hertz'lik tek darbeler uygulamak için bir laboratuvar elektrik stimülatörü kullanın.

Elektriksel olarak ortaya çıkan seğirme kasılmalarının kanıtı için tibialis anterior veya TA göbek kası ve tendonunu gözlemleyin. Şimdi, sütürü dinamometre zemin plakasına bağlayın, ardından NMES uyarıcısından gelen voltaj çıkışının genliğini optimize edin, böylece NMES ortak fibüler sinir ve TA kası ile sınırlıdır. Stimülatörün tekrarlanan darbe trenleri üretecek şekilde ayarlanması için, nabız frekansı için kadranları 125 hertz'e, tren süresini 500 milisaniyeye ve saniyedeki trenleri 1'e ayarlayın.

Darbe trenlerini tekrarlamak için geçiş düğmesini açın. Stimülatörü, darbe trenleri arasında 500 milisaniyelik dinlenme ile serpiştirilmiş 500 milisaniye uzunluğundaki darbe trenleri üretecek şekilde ayarlayın. Planarfleksiyon durağını, tibianın uzun ekseninde 160 dereceye karşılık gelen açıölçer üzerindeki deliğe hareket ettirin.

DART'ta, TA kasının konsantrik olarak çalışması için, DART cihazı ayak plakasına bağlı elastik olmayan ipek bir sütür ile 5 gram gibi uygun bir ağırlık asarak direnç uygulayın. 1 tekrarlı maksimumun% 50 ağırlığını uygulayarak direnci ayarlayın. Ayağın mevcut aktif dorsifleksiyon aralığının en az yarısını çektiğinden emin olun.

1 set konsantrik kasılma tekrarı ve setler arasında 2 dakikalık dinlenme içeren 1 set DART eğitimi gerçekleştirin. ISOM eğitimi için, farenin ayağını tibianın uzun eksenine 160 derece yerleştirin. İpek sütürü robotik dinamometrenin ayak plakasına bantlayarak statik pozisyonu koruyun.

İzometrik kasılmalara 10 tekrardan oluşan 4 set ve setler arasında 2 dakikalık dinlenme içeren tek bir ISOM eğitimi seansı gerçekleştirin. Fareler için prosedür sonrası bakım olarak, uygulanan arka bacak hijyenini korumak ve iğne bölgesi ağrısını azaltmak için önlemler alın. TA kasındaki histolojik değişiklikler 3 günlük DART veya ISOM eğitiminden sonra incelendi.

Hematoksilin ve eozin boyaması, hem DART hem de ISOM gruplarında kas hasarının derecesinin düşük olduğunu, ancak kas hasarının ISOM grubunda biraz daha belirgin olduğunu göstermiştir. Ön tibial kaslardaki kasılmaları spesifik olarak uyarmak ve dozaj ayarlı direnç eğitimi sırasında bu kasların çalışması gereken direnci hassas bir şekilde ayarlamak önemlidir. Bu prosedürü takiben, araştırmacılar egzersiz toleransını, dirence karşı tekrarlanan kas kasılmalarından kaynaklanan yorgunluk ve yaralanmaya duyarlılık şeklinde değerlendirebileceklerdir.

Bu teknik, fare modelleri üzerine yapılan çalışmalar, kas distrofileri ve spor yaralanmalarının fare modelleri gibi nöromüsküler hastalıkların çok çeşitli temel ve klinik öncesi araştırma uygulamalarına dahil edilebilir.