The authors have no acknowledgements.

Die folgenden Verfahren sind in Übereinstimmung mit den Standards der Brigham Young University Institutional Review Board (IRB). 1. Bereiten Sie die Kontraktions Protokolle HINWEIS: Die folgenden Protokollanweisungen werden auf der Biodex Advantage-Software basiert. Navigieren in der Software und des Prüfstands Betrieb unterschiedlich sein werden, wenn verschiedene Systeme verwendet werden. <ol><li> Isokinetic Stärke Testprotokoll <ol><li> Um das isokinetische Protokoll, offene Dynamometer Steuerungssoftware auf dem Computer und wählen Sie das Register &quot;Protokoll&quot; und wählen Sie dann die &quot;Record&quot; auf die Registerkarte Symbolleiste am oberen Rand des Bildschirms. Wählen Sie &quot;Neues Protokoll&quot; aus der Dropdown-Liste. </li><li> In der &quot;Studientyp&quot; ein, wählen Sie die &quot;Test&quot; Option. </li><li> Wählen Sie die folgenden Parameter aus den Drop-Down-Menüs: Unter dem Menü &quot;Modus&quot; wählen Isokinetic. Im Rahmen der &quot;Joint&quot; Menü wählen Knie. Unter dem &amp;#34; Pattern &quot;. Menü wählen Extension / Flexion wählen konzentrische Kontraktionen für beide Streck- und Beugebewegungen wählen.&quot; Wiederholungen &quot;unter dem&quot; Ende durch &quot;Drop-Down-Menü. </li><li> Auf der &quot;Einseitige&quot; Registerkarte Programm 1 Satz 3 Wiederholungen bei einer Geschwindigkeit von 60 ° / s sowohl für die weg und in Richtung Kontraktionen. Um dies zu tun, wird &quot;1&quot; in die &quot;# Sätze&quot; Feld eingeben und &quot;3&quot; in der &quot;End von Reps&quot; Zeile eingeben. Geben Sie dann 60 sowohl in der &quot;Beschleunigen Away&quot; und &quot;Geschwindigkeit in Richtung&quot; Reihen. </li><li> Verwenden Sie 90 ° als der anatomischen Bezugspunkt und setzen Bewegungsbereich Grenzen auf etwa 10 ° entfernt und 110 ° in Richtung (0 ° = Vollauszug, 135 ° = Volle Flexion) .Um dies zu tun, wählen Sie die &quot;Set ROM&quot; Taste auf der linken Seite des Bildschirms. Kalibrieren Sie den Hebelarm, so dass 90 ° parallel zum Boden (wie auf dem Computer-Bildschirm zur Verfügung gestellt mit dem Hebelarm Winkelanzeige angezeigt). Dann mit 90 ° als die anatomische Wiederferenz Punkt, stellen Sie den Bereich der Bewegungsgrenzen auf etwa 10 ° entfernt und 110 ° in Richtung (0 ° = Vollauszug, 135 ° = volle Flexion). HINWEIS: Die Gelenkwinkel-Einstellungen hier gegeben werden bevorzugt, aber diese Einstellungen sollten vor allem auf einer Fall-zu-Fall-Basis modifiziert werden, wenn sie mit Patienten mit einer festen Flexionsdeformität oder andere Einschränkung arbeiten. </li><li> Nennen Sie das Protokoll im Feld &quot;Beschreibung&quot; auf der unteren linken Seite des Bildschirms, und wählen Sie die Taste auf der oberen Menüleiste speichern. </li></ol></li><li> Isometrischen Krafttest-Protokoll <ol><li> Wiederholen Sie die Schritte 1.1.1 zu beginnen, um die isometrische Protokoll zu machen. </li><li> Wählen Sie den &quot;Test&quot; aus dem &quot;Studientyp&quot; -Box. </li><li> Wählen Sie die folgenden Parameter aus den Drop-Down-Menüs: Unter dem Menü &quot;Mode&quot; wählen Sie &quot;isometrisch&quot;. Im Rahmen der &quot;Joint&quot; Menü wählen Sie &quot;Knie&quot;. Unter dem &quot;Pattern&quot; Menü wählen Sie &quot;Extension / Flexion&quot;. Im Rahmen der &quot;contraction Direction &quot;Menü wählen Sie&quot; weg &quot;. In der&quot; End Unter &quot;Menü wählen Sie&quot; Wiederholungen &quot;. </li><li> Programmieren Sie einen Test mit 1 Satz 3 isometrische Kontraktionen Dauer: 5 sec jeweils in einem Gelenkwinkel von 70 °. diese, geben Sie &quot;1&quot; in den &quot;Positionen&quot; Feld auf dem &quot;Einseitige&quot; Tab zu tun. Unter der Position # 1 Spalte &quot;3&quot; in der &quot;End von Reps&quot; Reihe. In der Zeile mit der Bezeichnung &quot;Winkel&quot; wählen Sie &quot;70&quot;. </li><li> Wählen Sie 90 ° als der anatomischen Bezugspunkt und einem entfernt Grenze bis 70 °. </li><li> Nennen Sie das Protokoll im Feld &quot;Beschreibung&quot; auf der unteren linken Seite des Bildschirms, und wählen Sie die Taste auf der oberen Menüleiste speichern. </li></ol></li><li> Muscle Schädliche Exzentrische Übung Protokoll <ol><li> Um die exzentrische Übung Protokoll, offene Dynamometer Steuerungssoftware auf dem Computer und wählen Sie das Register &quot;Protokoll&quot;. Dann wählen Sie die &quot;Record&quot; auf die Registerkarte Symbolleiste am oberen Rand des Bildschirms. Klicken Sie nun auf &quot;Neues Protokoll &amp;# 34; aus der Dropdown-Liste. </li><li> Wählen Sie die &quot;Übung&quot; aus dem &quot;Studientyp&quot; -Box. </li><li> Wählen Sie die folgenden Parameter aus den Drop-Down-Menüs: Unter dem Menü &quot;Mode&quot; wählen Sie &quot;isokinetischen&quot;. Im Rahmen der &quot;Joint&quot; Menü wählen Sie &quot;Knie&quot;. Unter dem &quot;Pattern&quot; Menü wählen Sie &quot;Extension / Flexion&quot;. Unter dem &quot;Kontraktions&quot; Menü wählen Sie &quot;Con / ECC&quot;. </li><li> Auf der &quot;Einseitige&quot; Registerkarte Programm 10 Sätze von 10 Wiederholungen bei einer Geschwindigkeit von 180 ° / s entfernt und 120 ° / s in Richtung mit 60 Sekunden Pause zwischen den Sätzen. <ol><li> Geben Sie &quot;10&quot; in die &quot;# Sets&quot; Feld. </li><li> In der ersten Spalte (# 1 markiert), Typ &quot;10&quot; in der Zeile &quot;End von Reps&quot;. Geben Sie dann &quot;180&quot; in der nächsten Zeile &quot;Beschleunigen Away&quot;. In der nächsten Zeile &quot;Geschwindigkeit in Richtung&quot;, Typ &quot;120&quot;. In der Zeile &quot;Torque&quot;, Typ 200 bis 600 in Abhängigkeit von der erwarteten Stärke der sorbehaltlich. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 1.3.4.2 für Sätze # 2 bis # 10. </li><li> Typ 60 in der &quot;Ruhezeit in Sekunden&quot; ein. </li></ol></li><li> Typ 90 ° in die &quot;Anatomische Reference&quot; Feld. </li><li> Wählen Sie die &quot;Set ROM&quot; Taste auf der linken Seite des Bildschirms, und setzen Bewegungsbereich Grenzen bis 40 ° weg und 110 ° in Richtung (0 ° = Vollauszug, 135 ° = volle Flexion). Diese Einstellungen bieten den Bereich der Bewegung, durch die der Gegenstand Widerstand gegen den Arm des Prüfstands bereitstellen muss. Aus Sicherheitsgründen wird der Prüfstand mehr bewegen, wenn das Thema Widerstand der Bewegung innerhalb dieses angegebenen Bereichs stoppt bietet. <ol><li> Um den Bereich der Bewegung zu setzen, wählen Sie die &quot;set ROM&quot; Taste auf der linken Seite des Bildschirms. Kalibrieren Sie den Hebelarm, so dass 90 ° parallel zum Boden (wie auf dem Computer-Bildschirm zur Verfügung gestellt mit dem Hebelarm Winkelanzeige angezeigt). Dann mit 90 ° als der anatomischen Bezugspunkt, set den Bereich der Bewegungsgrenzen bis 40 ° weg und 110 ° in Richtung (0 ° = Vollauszug, 135 ° = volle Flexion). HINWEIS: Diese gemeinsamen Winkeleinstellungen Vorschläge für einen typischen gesunden Probanden sind. Diese sollten die Fähigkeiten geändert werden von einem Individuum zum anderen zu passen. </li></ol></li><li> Nennen Sie das Protokoll im Feld &quot;Beschreibung&quot; und wählen Sie die Schaltfläche &quot;Speichern&quot; in der oberen Werkzeugleiste. </li></ol></li></ol> 2. Basismessungen <ol><li> Wundsein Messungen <ol><li> Machen Sie einen visuellen Analogskala von 100 mm Linie horizontal über eine Seite zu ziehen. </li><li> Auf der linken Seite der Linie zeigen &quot;Keine Schmerzen&quot; und auf der rechten Seite der Linie zeigen &quot;Extreme Schmerzen&quot; (Abbildung 1). Diese Methode wird häufig verwendet , verzögert einsetzende Muskelkater 1,10,11 zu beurteilen. </li><li> Weisen Sie den Gegenstand zwei Körpergewicht Kniebeugen zu tun. Führen Sie beide Kniebeugen mit den Armen gehalten straight out vor der Schultern und Füße schulterbreit auseinander. Die richtige Tiefe erreicht ist, wenn die Oberschenkel parallel zum Boden sind, bevor in die Startposition zurückkehrt. </li><li> Stellen Sie das Thema um die Intensität der Schmerzen , um anzuzeigen , er oder sie in der Quadrizeps fühlte Muskeln während der Kniebeugen femoris durch eine vertikale Linie an der entsprechenden Stelle auf der visuellen Analogskala ziehen. </li><li> Quantifizieren der Ebene der Schmerzen des Patienten durch den Abstand in Millimetern von der nicht-Wundsein Ende der visuellen Analogskala zu Subjekts Marke zu messen. </li></ol></li><li> Serum Kreatinkinase ACHTUNG: Schutzhandschuhe tragen vor Blut Handhabung und Entsorgung von Nadeln sofort nach Gebrauch in einem dafür vorgesehenen Behälter als pro Krankenhaus oder Hochschulpolitik. <ol><li> Folgen Sie standardisierte Aderlass Verfahren Blut aus dem antecubital Region des Armes des Subjekt unter Fastenbedingungen zurückzuziehen 12 zu erhalten 5 bis 6 ml Blut. </li><li> zentrifugieren Sie dieBlutprobe bei 15 × g für 15 min bei 3 ° C Serum von Blutzellen zu trennen. </li><li> Mit Hilfe einer Transferpipette, übertragen Sie die Serumprobe in ein Mikrozentrifugenröhrchen in geeigneter Weise für Thema und Zeitpunkt markiert. </li><li> Lagern Sie die Probe bei -80 ° C für die spätere Verwendung. </li><li> Assay Die Serumproben für die Aktivität der Kreatinkinase eines kommerziell erhältlichen Kits nach Herstellerprotokoll verwendet. Alternativ können die Serumproben zu einem lokalen medizinischen diagnostischen Labor zur Analyse transportiert werden. </li></ol></li><li> Betreff Vorbereitung <ol><li> Achtundvierzig Stunden vor dem Besuch des Subjekts, sie anweisen, anstrengend oder ungewohnte Bewegung, nicht-steroidale entzündungshemmende Medikamente und Alkohol zu vermeiden. </li><li> Wenn das Motiv kommt, sammeln Gewicht, Größe, Geschlecht und Bein Dominanz Informationen vor der Einrichtung. Leg Dominanz kann, indem er das Thema, mit dem Bein bestimmt werden sie wählen würde, um einen Ball zu treten. </li><li> Haben die subject erwärmen für 10 Minuten auf einem Fahrradergometer bei 50 bis 150 W bis vor die Festigkeitstests durchgeführt werden. </li><li> Nach dem Warm-up bitten, das Thema auf dem Stuhl des Prüfstands zu sitzen. Passen Sie die Neigung, Höhe, Tiefe, Neigungsverstellung und Drehung des Sitzes und der Welle Arm um das Thema zu passen. Verwenden Sie die lateralen Femurkondylus als Referenz und ausrichten Drehachse des Knies mit der der Bremsenwelle Arm. Stellen Sie die Welle Armlänge, so dass sie gerade proximal des Innenknöchels ist, und befestigen Sie sie mit Gurt. Betreff sollte in der Lage sein flex mit voller Bewegungsbereich bequem zu plantar. </li><li> Lassen Sie genügend Raum (25 mm) zwischen der Vorderkante des Sitzes und der Rückseite des Beines maximale Beugung des Kniegelenks zu ermöglichen, ohne Kneifen oder Beschwerden. </li><li> Stabilisiert Thema mit Schulter, Hüfte, Knöchel und Beingurte. Um die Knieextensoren isolieren und Nebenmuskel Beteiligung zu vermeiden, ist es wichtig, dass das Thema sicher stabilisiert werden. </li><li> Haben Sie das Thema durchführen3-5 Praxis Extension / Flexion Manöver des Knies, zu überwachen Bewegungsbereich und Anzeichen von Beschwerden, die die Kontraktion Protokoll zu beginnen, bevor existieren können, und bei Bedarf anzupassen. </li><li> Nun, da die einstellbaren Komponenten des Prüfstands richtig auf das Thema ausgestattet sind, notieren Sie die Sitzposition Einstellungen und Welle Armhaltung für wiederholbare Einrichtung bei zukünftigen Besuchen. HINWEIS: Es ist wichtig, dass das Thema sicher und komfortabel ist. Der Prüfstand ist mit einem Not-Aus-Taster ausgestattet sowohl für das Thema und Betreiber im Falle eines Notfalls. </li></ol></li><li> Kraftmessung <ol><li> Nachdem der Gegenstand ordnungsgemäß geladen wird in den Sitz und die isometrische Krafttest-Protokoll orientiert ist, anweisen, das Thema, wie man den Test durchzuführen. <ol><li> Sagen Sie dem Thema, das er oder sie gegen den Hebelarm werden Vertrags, die stationär bleiben. Sagen Sie der Person die Anweisungen des Computer-Bildschirm zu folgen tun 3 Kontraktionen Dauer: 5 sec each. </li><li> Sagen Sie das Thema für jede Kontraktion maximale Anstrengung zu halten. Sagen Sie, das Thema während der Wehen zu atmen. Stellen Sie das Thema ihre Arme über der Brust während des Tests zu überqueren. </li><li> Starten Sie die isometrische Protokoll und lassen Sie den Gegenstand der Prüfung mit submaximalen Anstrengung zu üben. Diese Praxis Studie wird die unter dem Vorbehalt der Prüfung sowie bieten einen testspezifischen Aufwärmen vertraut zu machen. Lassen Sie das Thema den Test 2 bis 3 mal zu üben. </li></ol></li><li> Sobald das Motiv fertig ist, starten Sie den Test und verbal das Thema fördern für jede Kontraktion maximale Anstrengung zu liefern. </li><li> Nehmen Drehmoment, Leistung und Arbeit. Die Software auch die Variationskoeffizient berechnet (eine statistische Darstellung der Gültigkeitstest basierend auf Reproduzierbarkeit der Leistung, niedrigere Werte zeigen eine höhere Reproduzierbarkeit). Wenn der Variationskoeffizient 15% übersteigt, wiederholen Sie den Test. Wiederholen Sie den Test bis zu 4 mal. Wenn sich das Motiv nicht in der Lage einen Koeffizienten zu erzeugen of Abweichung weniger als 15% nach 4 Versuchen verwenden, um die Daten aus der Menge, die den niedrigsten Variationskoeffizient Wert ergab. </li><li> Lassen Sie den Gegenstand zwei bis drei Minuten, um sich auszuruhen und dann das isokinetische Protokoll laden zu isokinetischen Festigkeitsdaten erhalten. </li><li> Nachdem der Gegenstand in dem Sitz befestigt ist, anweisen, wie die isokinetische Test durchzuführen. <ol><li> Sagen Sie dem Thema, das sie drei Streck- und Beugekontraktionen gegen den Hebelarm tun, die mit einer festen Rate bewegen. Sagen Sie dem Thema das Ziel über den gesamten Bewegungsbereich für jede Kontraktion schrumpfen so kräftig wie möglich ist. </li><li> Sagen Sie ihnen, dass der Hebelarm stoppt, wenn sie das Ende der Bewegungsbereich erreichen. Stellen Sie das Thema die Arme vor der Brust während des Tests zu überqueren. Erinnern Sie den Gegenstand nicht den Atem während der Wehen zu halten HINWEIS: Während die Daten aus der Beugekomponente der Kontraktion gesammelt dürfen nicht an die Forscher, subj von Interesse seinjekte, die für maximale Anstrengung bieten sowohl die Beuge- und Streckmanöver sind in der Regel bessere Kraft Konsistenz während der Verlängerung Manöver zu erhalten. </li></ol></li><li> Starten Sie den Test und fördern verbal das Thema maximaler Anstrengung zu liefern. </li><li> Nehmen Drehmoment, Leistung und Arbeit. Die Software auch die Variationskoeffizient berechnet (eine statistische Darstellung der Gültigkeitstest basierend auf Reproduzierbarkeit der Leistung, niedrigere Werte zeigen eine höhere Reproduzierbarkeit). Wenn der Variationskoeffizient 15% übersteigt, wiederholen Sie den Test. <ol><li> Wiederholen Sie den Test bis zu 4 mal. Wenn der Gegenstand nicht in der Lage einen Variationskoeffizient weniger als 15% nach 4 Versuche herzustellen, um die Daten aus dem Satz, der den niedrigsten Variationskoeffizient-Wert ergab. </li></ol></li></ol></li></ol> 3. Schaden Induction <ol><li> Ein bis drei Tage nach den Basismessungen von Teil 2, haben das Thema Rückkehr ins Labor für den Schaden Induktions Teil derProtokoll </li><li> Lassen Sie das Thema Warm-up auf einem Fahrradergometer für 10 min bei 50 bis 150 W. </li><li> Nach dem Warm-up, orientieren und sichern Sie den Gegenstand in dem Rollenprüfstand mit den Anpassungseinstellungen aufgezeichnet in Schritt 2.3.7, laden Sie den Muskel beschädigen exzentrische Bewegung Protokoll und anweisen, das Thema, wie man die Übung richtig auszuführen. <ol><li> Sagen Sie dem Thema, das sie gegen den Hebelarm zusammenziehen wird, um die Bewegung der Welle Arm für jede Kontraktion einzuleiten. Sagen Sie das Thema, dass sich die Welle Arm auf sie zu bewegt zu einem festen Zinssatz, ihr Ziel dagegen ist so kräftig wie möglich zusammenziehen. </li><li> Erlauben es dem Subjekt die Handgriffe an beiden Seiten des Sitzes zu erfassen. </li><li> Sagen Sie, das Thema während der Wehen zu atmen; während der exzentrischen Phase ausatmen. </li></ol></li><li> Wenn das Objekt fertig ist, den ersten Satz von Kontraktionen starten, indem Sie die Start-Taste auf dem Bildschirm drücken. </li><li> Verbal das Thema fördern maximale ef zu haltenFort für jede Kontraktion. </li><li> Folgen Sie den Anweisungen auf dem Bildschirm, die das Thema durch 10 Sätze von 10 Wiederholungen mit einer 1 min Ruhezeit zwischen den Sätzen führen wird. </li><li> Sobald 10 Sätze abgeschlossen werden, erlauben das Subjekt 1 bis 5 min ruhen, bevor das Protokoll zu wiederholen. HINWEIS: Die maximale Zahl der Sätze unter der exzentrischen Protokoll 10 jedoch je nach dem Rollenprüfstand variieren und Software verwendet wird. Der Rest bietet Zeit für den Bediener das Protokoll bei Bedarf neu zu laden. </li><li> Wiederholen Sie den Vorgang noch zwei Mal für insgesamt 300 überwiegend exzentrische Kontraktionen. </li></ol> 4. Muskel Damage Assessment <ol><li> Wiederholen Sie beide Isokinetic und isometrische Krafttests wie in 2.4 unmittelbar nach dem schädigenden Übung beschrieben und bei 24, 48, 72 und 96 h nach. </li><li> Wiederholen Sie die Messung Schmerzen, wie in Teil 2.1 bei 24, 48 beschrieben, 72 und 96 Stunden nach dem Training zu beschädigen. Achten Sie darauf, eine neue visuelle Analogskala für jeden zu verwendenBeurteilung so, dass das Thema nicht an ihre vorherigen Antworten zu sehen. </li><li> Wiederholen Sie die Blutentnahme, wie in Teil 2.2 für die Creatin-Kinase-Assay bei 48 und 120 h beschrieben nach dem Training zu beschädigen oder zu Zeitpunkten durch die experimentelle Protokoll diktiert. </li><li> Plotten der Kreatinkinase, Stärke und Wundsein Daten auf der y-Achse eines Diagramms gegen die Zeit auf der x-Achse. </li><li> Beobachten Sie, wie diese Variablen abweichen von und zurück zu den Ausgangswerten in den Tagen nach der Übung, als Hinweis auf Schäden und Reparatur sind. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Mehrere Schritte sind entscheidend, um die gewünschten Ergebnisse dieses Protokolls zu erzielen. Zunächst müssen Themen angemessen auf die Kontraktion Protokolle vertraut gemacht werden, vor allem die Kraftmessungen. Achten Sie darauf, dass das Thema versteht genau, was sie erwartet, zu tun und geben ihnen die Möglichkeit, die Festigkeitsprüfungen vor der Datensammlung zu üben. Themen, die nicht ausreichend mit diesen Verfahren vertraut sind, können nach dem Schaden Induktion eine Lernkurve über die Tage zeigen....

The overall goal of this procedure is to induce exertional damage to the quadriceps femoris muscles using voluntary lengthening (eccentric) contractions in human subjects.
Contraction-induced skeletal muscle damage is a common consequence of exercise that is marked by delayed onset muscle soreness1, transient strength loss, and elevated muscle-specific enzymes in the blood2. Exertional muscle damage is most pronounced following exercise to which the subject is unaccustomed, particularly when eccentric contractions are involved3. Exertional muscle damage is typically benign. Soreness subsides, and both serum proteins and strength typically return to pre-damage levels within a few days to weeks after the damaging insult. In extreme cases, exertional muscle damage can lead to a life-threatening syndrome know as rhabdomyolysis. However, exertional muscle damage is usually insufficient to cause clinical rhabdomyolysis in healthy individuals4 in the absence of compounding factors including heat stress, dehydration5, infection6 or rare genetic predispositions7. 
Contraction-induced muscle damage is typically less severe than toxin-induced or freezing-induced injury, methods often used in rodent studies8,9. Yet, contraction-induced injury provides a useful method to study the muscle damage response with notable advantages. First, it is a safe and ethical method for use with human subjects1-3. Thus, interspecies translation of the results is not needed as data can be obtained directly from human subjects. Moreover, translating data obtained from rodent studies is very difficult given that the severity of injury seen in the rodent injury models exceeds the level of damage that would be ethical to induce in human subjects. Second, contraction-induced damage is commonly experienced and a natural process of exercise. Therefore, this mode of damage induction is useful for studying muscle damage in the context of exercise, adaptation to exercise as well as overt muscle injury. Here we describe a safe and reliable method to induce and evaluate skeletal muscle damage using lengthening contractions in humans.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="924">
	<tbody>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:216px;">Biodex Dynomometer</td>
			<td style="width:167px;">Biodex Medical Systems</td>
			<td style="width:119px;">850-000</td>
			<td style="width:423px;">Other models are available and should produce similar results</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Creatine Kinase kit</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>MAK116</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Serum Vacutainers</td>
			<td style="width:167px;">BD Bioscience</td>
			<td style="width:119px;">367812</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Winged safety push button blood collection set</td>
			<td style="width:167px;">BD Bioscience</td>
			<td style="width:119px;">367338</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cryogenic vials</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">V5007</td>
			<td>We use the 2mL vials to store serum aliquots</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

induction and assessment of exertional skeletal muscle damage in humans

Kontraktions-induzierte Muskelschäden durch freiwillige Exzenter (Verlängerung) Kontraktionen bietet ein hervorragendes Modell für die Untersuchung Muskel Anpassung und Erholung beim Menschen. Hier diskutieren wir den Entwurf eines exzentrischen Bewegung Protokoll Schäden in den Quadrizeps-Muskeln zu induzieren, durch Veränderungen in der Stärke gekennzeichnet, Schmerzen und Plasma-Kreatinkinase. Diese Methode ist einfach, ethischen und breit anwendbar, da es in der menschlichen Teilnehmer durchgeführt wird, und beseitigt die zwischenartliche Übersetzung der Ergebnisse. Themen durchführen 300 maximale exzentrische Kontraktionen der Kniestreckmuskulatur mit einer Geschwindigkeit von 120 ° / s auf einem isokinetischen Dynamometer. Das Ausmaß des Schadens ist messbar relativ nicht-invasive isokinetischen und isometrischen Maßnahmen von Festigkeitsverlust, Schmerzen verwendet und Plasma-Kreatinkinase über mehrere Tage nach der Übung. Daher kann die Anwendung auf bestimmte Bevölkerungsgruppen in einem Versuch zu richten Mechanismen zu identifizieren, für die MuskelAnpassung und Regeneration.

Mit den hier vorgestellten Methoden, Grundlinie Wundsein, Serum Creatin-Kinase-Aktivität und Stärke (isometrischen und isokinetischen) Messungen wurden in 7 untrainierten jungen Männern genommen. Am nächsten Tag erfuhr die Probanden den Muskel Exzenterkontraktion oben beschriebenen Protokoll zu beschädigen. Um Indizes Muskelschäden, Folgeabschätzungen der Stärke, Schmerzen und Serumaktivität Kreatinkinase gemacht wurden. Festigkeit wurde gemessen unmittelbar nach sowie 24, 48, 7...

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Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans

This article describes a safe and reliable method to induce and quantify exertional skeletal muscle damage in human subjects.

Induktion und Beurteilung der belastungsSkelettMuskelSchäden beim Menschen

Contraction-induced muscle damage via voluntary eccentric (lengthening) contractions offers an excellent model for studying muscle adaptation and recovery ...

induction-assessment-exertional-skeletal-muscle-damage

Research

JoVE Journal

Medicine

7.4K Aufrufe.  Brigham Young University. This article describes a safe and reliable method to induce and quantify exertional skeletal muscle damage in human subjects.

Serie: Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans

Myo-mechanical Analysis of Isolated Skeletal Muscle

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for the treatment of muscle disease 1,2,3, quantitative methods are needed that measure force generation and fatigability in treated muscle. We describe a detailed approach to evaluating myo-mechanical properties in freshly explanted hindlimb muscle from the mouse. We describe the atraumatic harvest of mouse extensor digitorum longus muscle, mounting the muscle in a muscle strip myograph (Model 820MS; Danish Myo Technology), and the measurement of maximal twitch and tetanic tension, contraction time, and half-relaxation time, using a square pulse stimulator (Model S48; Grass Technologies). Using these measurements, we demonstrate the calculation of specific twitch and tetanic tension normalized to muscle cross-sectional area, the twitch-to-tetanic tension ratio, the force-frequency relationship curve and the low frequency fatigue curve 4. This analysis provides a method for quantitative comparison between therapeutic interventions in mouse models of muscle disease 1,2,3,5, as well as comparison of the effects of genetic modification on muscle function 6,7,8,9.

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for muscle disease, methods are needed to quantitate force generation and fatigability in treated muscle. We detail an approach to evaluating myo-mechanical properties in explanted mouse hindlimb muscle. This analysis provides a robust approach to quantitating the effects of genetic modification on muscle function, as well as comparison of therapies in mouse models of muscle disease.

Myo-mechanischen Analyse von isolierten Skelettmuskel

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for the treatment of muscle disease 1,2,3, quantitative methods are needed that measure force ...

Forschung

Medizin

Skeletal Muscle Gender Dimorphism from Proteomics

Gross contraction in skeletal muscle is primarily determined by a relatively small number of contractile proteins, however this tissue is also remarkably adaptable to environmental factors1 such as hypertrophy by resistance exercise and atrophy by disuse. It thereby exhibits remodeling and adaptations to stressors (heat, ischemia, heavy metals, etc.)2,3. Damage can occur to muscle by a muscle exerting force while lengthening, the so-called eccentric contraction4. The contractile proteins can be damaged in such exertions and need to be repaired, degraded and/or resynthesized; these functions are not part of the contractile proteins, but of other much less abundant proteins in the cell. To determine what subset of proteins is involved in the amelioration of this type of damage, a global proteome must be established prior to exercise5 and then followed subsequent to the exercise to determine the differential protein expression and thereby highlight candidate proteins in the adaptations to damage and its repair. Furthermore, most studies of skeletal muscle have been conducted on the male of the species and hence may not be representative of female muscle. 
In this article we present a method for extracting proteins reproducibly from male and female muscles, and separating them by two-dimensional gel electrophoresis followed by high resolution digital imaging6. This provides a protocol for spots (and subsequently identified proteins) that show a statistically significant (p &lt; 0.05) two-fold increase or decrease, appear or disappear from the control state. These are then excised, digested with trypsin and separated by high-pressure liquid chromatography coupled to a mass spectrometer (LC/MS) for protein identification (LC/MS/MS)5. This methodology (Figure 1) can be used on many tissues with little to no modification (liver, brain, heart etc.).

A straight-forward set of methods to isolate and determine the identity of the most abundant proteins expressed in skeletal muscle. About 800 spots are discerned on a two-dimensional gel from 10 mg muscle; this allows for the determination of gender-specific protein expression. These methods will give equivalent results in most tissues.

Skeletal Muscle Gender Dimorphismus von Proteomics

Gross contraction in skeletal muscle is primarily determined by a relatively small number of contractile proteins, however this tissue is also remarkably ...

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

Beurteilung der rechtsventrikulären Struktur und Funktion in Maus-Modell der Lungenarterie Verengung durch transthorakale Echokardiographie

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Human Skeletal Muscle Biopsy Procedures Using the Modified Bergstr&#246;m Technique

The percutaneous biopsy technique enables researchers and clinicians to collect skeletal muscle tissue samples. The technique is safe and highly effective. This video describes the percutaneous biopsy technique using a modified Bergstr&#246;m needle to obtain skeletal muscle tissue samples from the vastus lateralis of human subjects. The Bergstr&#246;m needle consists of an outer cannula with a small opening (&#8216;window&#8217;) at the side of the tip and an inner trocar with a cutting blade at the distal end. Under local anesthesia and aseptic conditions, the needle is advanced into the skeletal muscle through an incision in the skin, subcutaneous tissue, and fascia. Next, suction is applied to the inner trocar, the outer trocar is pulled back, skeletal muscle tissue is drawn into the window of the outer cannula by the suction, and the inner trocar is rapidly closed, thus cutting or clipping the skeletal muscle tissue sample. The needle is rotated 90&#176;&#160;and another cut is made. This process may be repeated three more times. This multiple cutting technique typically produces a sample of 100-200 mg or more in healthy subjects and can be done immediately before, during, and after a bout of exercise or other intervention. Following post-biopsy dressing of the incision site, subjects typically resume their activities of daily living right away and can fully participate in vigorous physical activity within 48-72 hr. Subjects should avoid heavy resistance exercise for 48 hr to reduce the risk of herniation of the muscle through the incision in the fascia.

The purpose of this video is to present the modified Bergstr&#246;m skeletal muscle biopsy technique on human subjects.

Menschlichen Skelettmuskelbiopsie Verfahren unter Verwendung der modifizierten Technik Bergström

The percutaneous biopsy technique enables researchers and clinicians to collect skeletal muscle tissue samples. The technique is safe and highly ...

Preparation and Respirometric Assessment of Mitochondria Isolated from Skeletal Muscle Tissue Obtained by Percutaneous Needle Biopsy

Respirometric profiling of isolated mitochondria is commonly used to investigate electron transport chain function. We describe a method for obtaining samples of human Vastus lateralis, isolating mitochondria from minimal amounts of skeletal muscle tissue, and plate based respirometric profiling using an extracellular flux (XF) analyzer. Comparison of respirometric profiles obtained using 1.0, 2.5 and 5.0 &#956;g of mitochondria indicate that 1.0 &#956;g is sufficient to measure respiration and that 5.0 &#956;g provides most consistent results based on comparison of standard errors. Western blot analysis of isolated mitochondria for mitochondrial marker COX IV and non-mitochondrial tissue marker GAPDH indicate that there is limited non-mitochondrial contamination using this protocol. The ability to study mitochondrial respirometry in as little as 20 mg of muscle tissue allows users to utilize individual biopsies for multiple study endpoints in clinical research projects.

Methods for biopsy of Vastus lateralis, preparation of purified mitochondria, and respirometric profiling are described. The use of small muscle volume makes this technique suitable for clinical research applications.

Vorbereitung und Respirometrische Bewertung der Mitochondrien isoliert aus dem Skelettmuskelgewebe durch perkutane Nadelbiopsie Erhalten

Respirometric profiling of isolated mitochondria is commonly used to investigate electron transport chain function. We describe a method for obtaining ...

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of living systems. Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using qMRI methods. The MRI acquisition protocol begins with localizer images (used to locate the position of the body and tissue of interest within the MRI system), quality control measurements of relevant magnetic field distributions, and structural imaging for general anatomical characterization. The qMRI portion of the protocol includes measurements of the longitudinal and transverse relaxation time constants (T1 and T2, respectively). Also acquired are diffusion-tensor MRI data, in which water diffusivity is measured and used to infer pathological processes such as edema. Quantitative magnetization transfer imaging is used to characterize the relative tissue content of macromolecular and free water protons. Lastly, fat-water MRI methods are used to characterize fibro-adipose tissue replacement of muscle. In addition to describing the data acquisition and analysis procedures, this paper also discusses the potential problems associated with these methods, the analysis and interpretation of the data, MRI safety, and strategies for artifact reduction and protocol optimization.

Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using non-invasive magnetic resonance imaging methods.

Quantitative Magnetresonanztomographie von Skelettmuskelerkrankung

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow reserve (CFR) in humans. Reduced CFR is accompanied by marked intramyocardial and pericoronary fibrosis and is used as an indication of the severity of dysfunction. This study explores, step-by-step, the real-time changes measured in the coronary flow velocity, CFR and systolic to diastolic peak velocity (S/D) ratio in the setting of an aortic banding model in mice. By using a Doppler transthoracic imaging technique that yields reproducible and reliable data, the method assesses changes in flow in the septal coronary artery (SCA), for a period of over two weeks in mice, that previously either underwent aortic banding or thoracotomy. 
During imaging, hyperemia in all mice was induced by isoflurane, an anesthetic that increased coronary flow velocity when compared with resting flow. All images were acquired by a single imager. Two ratios, (1) CFR, the ratio between hyperemic and baseline flow velocities, and (2) systolic (S) to diastolic (D) flow were determined, using a proprietary software and by two independent observers. Importantly, the observed changes in coronary flow preceded LV dysfunction as evidenced by normal LV mass and fractional shortening (FS). 
The method was benchmarked against the current gold standard of coronary assessment, histopathology. The latter technique showed clear pathologic changes in the coronary artery in the form of peri-coronary fibrosis that correlated to the flow changes as assessed by echocardiography. 
The study underscores the value of using a non-invasive technique to monitor coronary circulation in mouse hearts. The method minimizes redundant use of research animals and demonstrates that advanced ultrasound-based indices, such as CFR and S/D ratios, can serve as viable diagnostic tools in a variety of investigational protocols including drug studies and the study of genetically modified strains.

Coronary flow reserve (CFR) is useful for assessment of myocardial oxygen demand and evaluation of cardiovascular risk. This study establishes a step-by-step transthoracic Doppler echocardiographic (TTDE) method for longitudinal monitoring of the changes in CFR, as measured from coronary artery in mice, under the experimental pressure overload of aortic banding.

Ultraschall Basierend Beurteilung der koronaren Herzfluss und koronare Flussreserve Mit der Drucküberlastung Modell an der Maus

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for myocardial infarction and cardiac complications of thoracic surgery. The ability of certain drugs to precondition the myocardium against ischemia reperfusion injury has led to multiple clinical trials, with little success. The isolated heart model allows acute observation of the functional effects of ischemia reperfusion injury in real time, including the effects of various pharmacological interventions administered at any time-point before or within the ischemia-reperfusion injury window. Since brief periods of ischemia can precondition the heart against ischemic injury, in situ aortic cannulation is performed to allow for functional assessment of non-preconditioned myocardium. A saline filled balloon is placed into the left ventricle to allow for real-time measurement of pressure generation. Ischemic injury is simulated by the cessation of perfusion buffer flow, followed by reperfusion. The duration of both ischemia and reperfusion can be modulated to examine biochemical events at any given time-point. Although the Langendorff isolated heart model does not allow for the consideration of systemic events affecting ischemia and reperfusion, it is an excellent model for the examination of acute functional and biochemical events within the window of ischemia reperfusion injury as well as the effect of pharmacological intervention on cardiac pre- and postconditioning. The goal of this protocol is to demonstrate how to perform in situ aortic cannulation and heart excision followed by ischemia/reperfusion injury in the Langendorff model.

The isolated rat heart is an enduring model for ischemia reperfusion injury. Here, we describe the process of harvesting the beating heart from a rat via in situ aortic cannulation, Langendorff perfusion of the heart, simulated ischemia-reperfusion injury, and infarct staining to confirm the extent of ischemic insult.

Induktion und Beurteilung der Ischämie-Reperfusion Injury in Langendorff-perfundierten Rattenherzen

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for ...

Human Vastus Lateralis Skeletal Muscle Biopsy Using the Weil-Blakesley Conchotome

Percutaneous muscle biopsy using the Weil-Blakesley conchotome is well established in both clinical and research practice. It is a safe, effective and well tolerated technique. The Weil-Blakesley conchotome has a sharp biting tip with a 4 - 6 mm wide hollow. It is inserted through a 5 - 10 mm skin incision and can be maneuvered for controlled tissue penetration. The tip is opened and closed within the tissue and then rotated through 90 -180&#176; to cut the muscle. The amount of muscle obtained following repeated sampling can vary from 20 mg to 290 mg which can be processed for both histology and molecular studies. The wound needs to be kept dry and vigorous physical activity kept to a minimum for approximately 72 hr although normal levels of activity can restart immediately following the procedure. This procedure is safe and effective when close attention is paid to the selection of subjects, full asepsis and post procedure care. &#160;Both right and left vastus lateralis are suitable for biopsy dependent on participant preference.

Human Vastus Lateralis Skeletal Muscle Biopsy Using the Weil-Blakesley Conchotome

This video demonstrates the technique of percutaneous muscle biopsy of the human vastus lateralis using the Weil-Blakesley conchotome.

Mensch<em&gt; Vastus lateralis</em&gt; Skeletal Muscle Biopsy die Weil-Blakesley Conchotom Verwendung

Percutaneous muscle biopsy using the Weil-Blakesley conchotome is well established in both clinical and research practice. It is a safe, effective and ...

Semi-automated Analysis of Mouse Skeletal Muscle Morphology and Fiber-type Composition

For years, distinctions between skeletal muscle fiber types were best visualized by myosin-ATPase staining. More recently, immunohistochemical staining of myosin heavy chain (MyHC) isoforms has emerged as a finer discriminator of fiber-type. Type I, type IIA, type IIX and type IIB fibers can now be identified with precision based on their MyHC profile; however, manual analysis of these data can be slow and down-right tedious. In this regard, rapid, accurate assessment of fiber-type composition and morphology is a very desirable tool. Here, we present a protocol for state-of-the-art immunohistochemical staining of MyHCs in frozen sections obtained from mouse hindlimb muscle in concert with a novel semi-automated algorithm that accelerates analysis of fiber-type and fiber morphology. As expected, the soleus muscle displayed staining for type I and type IIA fibers, but not for type IIX or type IIB fibers. On the other hand, the tibialis anterior muscle was composed predominantly of type IIX and type IIB fibers, a small fraction of type IIA fibers and little or no type I fibers. Several image transformations were used to generate probability maps for the purpose of measuring different aspects of fiber morphology (i.e., cross-sectional area (CSA), maximal and minimal Feret diameter). The values obtained for these parameters were then compared with manually-obtained values. No significant differences were observed between either mode of analysis with regards to CSA, maximal or minimal Feret diameter (all p &#62; 0.05), indicating the accuracy of our method. Thus, our immunostaining analysis protocol may be applied to the investigation of effects on muscle composition in many models of aging and myopathy.

Immunohistochemical staining of myosin heavy chain isoforms has emerged as the state-of-the-art discriminator of skeletal muscle fiber-type (i.e., type I, type IIA, type IIX, type IIB). Here, we present a staining protocol along with a novel semi-automated algorithm that facilitates rapid assessment of fiber-type and fiber morphology.

Semi-automatische Analyse von Maus Skelettmuskulatur Morphologie und Fasertyp Zusammensetzung

For years, distinctions between skeletal muscle fiber types were best visualized by myosin-ATPase staining. More recently, immunohistochemical staining of ...