Los autores desean agradecer al Dr. Robert Bloch por su generosa donación del laboratorio espacial y las instalaciones y el Dr. Rao Gullapalli y Shi Da en el Núcleo de imágenes traslacional en Maryland (C-TRIM) y la Resonancia Magnética del Centro de Investigación (MRRC) de apoyo técnico. Este trabajo fue apoyado por becas de RML de los Institutos Nacionales de Salud (K01AR053235 y 1R01AR059179) y de la Asociación de Distrofia Muscular (# 4278), y por una subvención del JAR de la Fundación Jain.

1. Modelo in vivo de lesiones y la medición del torque isométrico. <ol><li> Estos procedimientos se pueden utilizar para ratas o ratones 7,17,18. Para comenzar, coloque en posición supina animal bajo anestesia por inhalación (~ 4-5% isoflurano para la inducción de una cámara de inducción, entonces ~ 2% isoflurano a través de una ojiva de mantenimiento), utilizando un vaporizador de precisión (cat # 91103, Vet Equip, Inc., Pleasanton , CA). Aplicar la crema oftálmica estéril (pomada Paralube Vet, PharmaDerm, Floham Park, NJ) para cada ojo para proteger la córnea se seque. Durante el procedimiento, el animal se mantiene caliente por el uso de una lámpara de calor colocado fuera de la jaula y mantenerse al menos a 6 pulgadas del animal en todo momento. </li><li> Preparación de la piel mediante la eliminación de cabello y la limpieza con la alternancia de matorrales de Betadine y alcohol al 70% para evitar que las bacterias siembra la piel dentro del tejido blando o hueso. Confirmar la anestesia adecuada por la falta de un reflejo del tendón profundo (no el retiro del pie en respuesta a pellizcar el pie). Una aguja se colocan manualmente a través de la tibia proximal con el fin de estabilizar la extremidad en el equipo (25G o 27G para el ratón). La aguja no debe entrar en el compartimento anterior de la pierna. </li><li> Bloqueo de la aguja en una posición fija, de tal manera que el animal está en posición supina y los dedos están mirando hacia arriba. Un dispositivo de medida se utiliza para proteger la aguja y así estabilizar la pierna. </li><li> Coloque el pie de la extremidad en un reposapiés a medida mecanizado (Figura 1). El eje de la placa base está conectada a un motor paso a paso (modelo T8904, NMB Technologies, Chatsworth, CA) y un sensor de torque (modelo QWFK-8M, Sensotec, Columbus, OH). El pie debe ser, inicialmente alineados de tal forma que es perpendicular a la tibia, como en la figura 1. </li><li> Use electrodos transcutánea (723.742, Harvard Apparatus, Cambridge, MA) o electrodos subcutáneos (J05 agujas de los electrodos de aguja, 36BTP, Jari suministro de electrodos, Gilroy, CA) para estimular el nervio peroneo cerca del cuello del peroné, donde el nervio se encuentra en una posición superficial. Confirmar visualmente dorsiflexión aislada mediante la realización de una serie de convulsiones (0,1 ms de pulso para el ratón y un pulso ms de la rata) antes que el pie está asegurada. Una vez que el pie se fija a la placa con cinta adhesiva, un incremento en la amplitud de contracción en respuesta a un aumento de la tensión confirma que los músculos opuestos (flexores plantares) no están siendo estimulados simultáneamente. </li><li> Antes de la lesión, y en los puntos de tiempo seleccionado después de una lesión, la fuerza máxima capacidad de producción de los flexores dorsales se registra como la &quot;par isométrica máxima&quot; (par, sin un cambio en la longitud muscular). Mediciones de torque se realizan en la misma plataforma que se utiliza para inducir la lesión. Antes de grabar par isométrica máxima, la amplitud del pulso se ajusta para optimizar la tensión nerviosa y la posición óptima del tobillo está determinada por dar tirones en diferentes longitudes de los flexores dorsales. Después de obtener una curva de par-ángulo para determinar la duración óptima de la dorsiflexores (longitud de reposo, también conocido como Lo), una parcela de frecuencia par se obtiene aumentando progresivamente la frecuencia de los pulsos en un tren de pulsos de 200 ms. A la máxima contracción tetánica fusionado se obtiene generalmente a 90-100 Hz. Tres contracciones por separado y contracciones tetánicas son grabadas y guardadas para su posterior análisis. </li><li> El uso de software comercial de (Labview versión 8.5, National Instruments, Austin, TX) para sincronizar la activación contráctil, el inicio de la rotación del tobillo, y la recopilación de datos de par. La estimulación de los músculos flexores dorsales se produce mientras el motor controlado por ordenador al mismo tiempo mueve la platina en la flexión plantar, lo que conduce a una contracción de alargamiento (también llamado &quot;excéntrico&quot; contracción, lo que provoca una lesión del músculo). El protocolo específico depende de la magnitud deseada de la lesión deseada por el investigador. La magnitud de la lesión o daño a los tejidos, puede ser regulada por la manipulación de variables como la velocidad angular, el momento de la activación muscular, el rango de movimiento, y el número de las contracciones de alargamiento. </li><li> Para inducir la lesión, superponer una contracción de alargamiento en una contracción isométrica máxima, la variación de la amplitud de movimiento, la velocidad de alargamiento, y el momento de la estimulación, según sea necesario. Por ejemplo, una contracción isométrica máxima se obtiene en los flexores dorsales y después de 200 ms que se alargan a una velocidad seleccionada con el movimiento normal de aproximadamente (900 ° / seg). Hemos demostrado anteriormente que la activación antes de que el movimiento y el grado de alargamiento son factores importantes en la obtención de una lesión 14. La mayoría de los par producido por el dorsiflexores es de la TA 11 y hemos demostrado previamente que este modelo resulte en una lesión de este músculo 5,13-15. La asistencia técnica sigue siendo estimulados a través de alargamiento. </li><li> Después de la lesión, el animal se retira del aparato. El pasador de la tibiaeliminado, la pierna se limpia una vez más, y el animal es devuelto a la jaula (que se encuentra en un bloque de calentamiento con temperatura controlada a 37 ° C) y monitoreado hasta su recuperación. Esto incluye tanto la espera hasta que el animal está despierto y móviles. Los animales no sufren ningún dolor observable durante el procedimiento y no hay cambios visibles en la marcha (cojera, por ejemplo) después de una lesión inducida por las contracciones de alargamiento. Sin embargo, los medicamentos adecuados contra el dolor, el tratamiento se administra posteriormente (buprenorfina 0,05 a 0,1 mg / kg cada 12 horas durante 48 horas después de la cirugía). </li></ol> 2. En la medición in situ de toda la tensión muscular. <ol><li> El animal se prepara y se estabiliza la tibia como se describió anteriormente en la sección 1.1 a la 1.3. Todos los instrumentos se enciende al menos 30 minutos antes de la prueba para la calibración correcta y minimizar la deriva térmica del transductor de fuerza. </li><li> Incisión en la piel anterior del tobillo y cortar el tendón del músculo tibial anterior (TA). Cuidadosamente empate 4,0 Ethicon seda sutura no absorbible en el tendón y adjuntar la sutura vicryl a la celda de carga a través de la siempre gancho en S (peso = 0,1 g), el modelo FT03, Grass Instruments, Warwick, RI). Por otra parte, una pinza de medida (peso = 0,5 g) se puede utilizar para fijar el tendón de la sutura vicryl (Figura 2). </li><li> La célula de carga se monta en un micromanipulador (Manipulador Kite, World Precision Instruments Inc., Sarasota, FL) para que la asistencia técnica se podría ajustar a la longitud de reposo y alineado (en línea recta de la tensión entre el origen y la inserción). La asistencia técnica está protegida por el enfriamiento de una lámpara de calor y de la deshidratación por aceite mineral. Las señales de la célula de carga (calibrado antes de cada prueba) se alimentan a través de un amplificador de CC (modelo P122, Grass Instruments, Warwick, RI) a un A / D bordo para ser recogidos y almacenados por el software de adquisición (PolyView la versión 2.1, Grass Instruments , Warwick, RI). </li><li> Coloque la asistencia técnica a la célula de carga y aplicar tics simples (pulso rectangular de 1 ms) a diferentes longitudes de los músculos con el fin de determinar L 0. La longitud del músculo en reposo, medido con pinzas, se define como la distancia entre la tuberosidad tibial y la unión miotendinosa. En esta longitud, aumentar gradualmente la amplitud del pulso y la frecuencia de pulso para establecer una relación fuerza-frecuencia. Una contracción tetánica fusionado máximo se obtiene en aproximadamente el 90-100Hz (300 ms duración tren compuesto de 0,1 ms y 1 ms pulsos). El uso del 150% de la intensidad de la estimulación máxima para activar la asistencia técnica con el fin de inducir la activación contráctil máxima (P 0). Máxima contracciones tetánicas se puede realizar en repetidas ocasiones y se expresó como porcentaje de P 0, proporcionando un índice de fatiga en cualquier punto deseado en el tiempo. </li></ol> 3. Vivo en la RM y / o espectroscopia de los músculos esqueléticos de roedores. Todos los MRI y MRS se realiza en una BioSpin Bruker (Boston, MA) 7,0 Tesla MR sistema equipado con un inserto de 12 cm de gradiente (660 Tm / m máximo gradiente, 4570 T / m / s de velocidad de giro máximo) que se ejecuta Paravision software 5.0. <ol><li> El animal se anestesia con isoflurano vaporizado como se describe en 1.1. Un sistema MR-compatible de pequeños animales de vigilancia y gating (SA Instruments, Inc.) se utiliza para controlar el ritmo respiratorio y temperatura corporal. La temperatura del cuerpo del ratón se mantiene a 36-37 ° C con una circulación de agua caliente. El titular de medida se utiliza para colocar el ratón en la posición supina con las piernas paralelas a la cavidad del imán de la rodilla al pie. Un niño de cuatro canales de sólo recepción bobina de superficie se coloca dentro de un 1H 72 mm resonador lineal. La bobina del resonador se ajusta y se adecuen a la muestra. </li><li> Resonancia magnética: Después de los localizadores, los siguientes RM se realizan: T1 rápida adquisición con el mejoramiento de la relajación (RARE) con los siguientes parámetros: TE = 9,52 ms, TR = 1800, el eco del tren longitud = 4, en el plano resolución de 100x100 m y grosor de corte = 750 micras. Doble eco PD/T2 RARE: TE = 19.0/57.1 ms, TR = 5000 ms, tiempo de eco tren = 4, en el plano resolución de 100x100 m, y un grosor de corte = 750 micras. Spin eco (SE) la difusión de datos tensor de la imagen con 12 personas que no colineales direcciones: b-valor = 350 s / mm -2, TE = 26 ms, TR = 4500 ms, en el plano de resolución 150x150 m, y el grosor de corte = 750 m . Multicorte multi-eco (MIPYME) T2 datos de los mapas paramétricos utilizando 16 TE = 11,4 ms a 182,5 ms con ΔTE = espesor de 11,4 ms, TR = 10000 ms, en el plano de resolución 150x150 m, y el tramo = 750 micras. </li><li> Procesamiento de imágenes: la reconstrucción tensor de difusión y se realiza mediante tractografía TrackVis (Martino Centro de Imágenes Biomédicas, Hospital General de Massachusetts, Boston, MA) para crear la difusividad media (DM), la fracción imágenes anisotropía (FA), así como mapas tractografía. Mapeo T2 se realiza utilizando software personalizado por escrito en el MAT<html> LAB (The Mathworks, Natick, MA), utilizando no lineal de mínimos cuadrados para ajustar los datos medidos en cada píxel de la ecuación de la señal T2 canónica. Regiones de interés son las mediciones realizadas para evaluar los valores de parámetros dentro de la TA. </li><li> 1H espectroscopia calce automático se realiza en una 1 x 1 x 4 mm 3 voxel en el TA. A punto de resolverse la espectroscopia (PRESS) secuencia de pulsos (TR / TE = 2000/18 ms) se utiliza para obtener los espectros de la misma voxel de 1024 los promedios. Adquisición de datos es de 34 minutos en cada pierna. Los datos espectrales se procesan utilizando el paquete de 16 LCModel. 31P espectroscopia: Un doble sintonizado (1H, 31P) bobina de superficie se utiliza para realizar no localizados (mediante un único experimento de pulso) o espectroscopia localizada con la imagen seleccionada en vivo espectroscopia (ISIS) secuencia de pulsos. </li></ol> 4. Recolección y almacenamiento de los músculos. TA se cosechan después de la final de los experimentos, se pesa, se congelaron en nitrógeno líquido y se almacenaron a -80 ° C. Esto se puede realizar en cualquier momento después de los experimentos in vivo. Los músculos se cosechan inmediatamente después de los experimentos in situ, ya que este es un procedimiento terminal. Para estudios morfológicos detallados, el animal se fija con paraformaldehído al 4% a través de la perfusión a través del ventrículo izquierdo. 5. Los resultados representativos. La Figura 3 muestra los datos representativos de una rata en el aparato en vivo El aparato in vivo se utiliza para obtener el par máximo generado por los músculos flexores dorsales;. También se utiliza para inducir lesiones en estos mismos músculos. Debido a la relación longitud-tensión de los músculos, el par isométrica máxima se produce normalmente cuando la articulación del tobillo está situado aproximadamente a 20 º de flexión plantar (con el pie colocado perpendicular a la tibia considera 0 °). Después de par de torsión isométrica máxima se obtiene, el pie se puede colocar en cualquier posición para iniciar el protocolo de lesión. La figura 3 representa un protocolo de lesión de 30 repeticiones con un arco de movimiento de 0 ° - 70 °. Tenga en cuenta la constante disminución del par generado a partir de la fase isométrica (flecha llena) y la fase de alargamiento (flecha abierta) durante la contracción inducida por el protocolo de lesión. El par se registran en las unidades de NMM, pero el valor absoluto depende del tamaño del animal y su condición (por ejemplo, el músculo lesionado, los músculos fatigados, o de los músculos carecen de una proteína determinada, debido a la recombinación homóloga). La Figura 4 muestra los datos representativos de una rata en el en el aparato in situ. Nuestro aparato in situ no implica alargar las contracciones, sino que nos permite aislar, alinear correctamente, y medir la tensión máxima producida por un músculo individual en una longitud conocida. La Figura 4 muestra la pérdida gradual de la fuerza que se produce durante un ensayo de fatiga en el músculo tibial anterior de una rata. En este ejemplo en particular, las contracciones del Titanic se realizaron una vez por segundo durante 5 minutos. Tensión (fuerza) es normalmente registrada en Newtons (o gramos), pero como el par, el valor absoluto depende del tamaño y la condición del animal. Dado que el peso muscular se obtiene inmediatamente después de este procedimiento, la fuerza puede ser normalizado (llamada &quot;fuerza específica&quot;) en el músculo área transversal. La Figura 5 muestra datos representativos de imágenes in vivo de un ratón, como el mapeo paramétrico en T1 y T2 (A), tractografía 3D a partir de imágenes por tensor de difusión (B), 1 H espectroscopia (C), y 31 de la espectroscopia P. Los detalles figuran en la leyenda de la figura. <img src="/files/ftp_upload/2782/2782fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1: en el aparato vivo .* Para producir la lesión, se estabiliza la tibia y el pie unido a una placa de motor. El dorsiflexores tobillo son estimulados a través del nervio peroneo, mientras que las fuerzas de la placa base del pie en flexión plantar (flecha punteada). * Lovering y Deyne De, Biomecánica J de 2005, se utiliza con permiso. <img src="/files/ftp_upload/2782/2782fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2: En el aparato in situ de la célula de carga se monta en un micromanipulador para que la asistencia técnica se podría ajustar a la longitud de reposo y alineado correctamente en la X, Y, y Z. El tendón distal de la asistencia técnica se une a la célula de carga y tics simples son inducidos a diferentes longitudes de los músculos con el fin de determinar L 0. Una contracción tetánica máxima se obtiene para determinar la activación contráctil máxima (P 0). La tensión tetánica máxima se puede realizar en repetidas ocasiones y se expresó como porcentaje de P 0, proporcionando un índice de fatiga en un punto determinado en el tiempo. 782/2782fig3.jpg &quot;alt =&quot; Figura 3 &quot;/&gt; Figura 3: Los datos del par de grabaciones en vivo aparato de rastreo Representante del par de alargar las contracciones en la rata. En este ejemplo en particular, los músculos fueron estimulados durante 200 milisegundos para inducir una contracción máxima isométrica (flecha llena) antes de alargamiento (flecha abierta) en la placa base a través de un arco de 70 º de movimiento a una velocidad angular de 900 ° / s. <img src="/files/ftp_upload/2782/2782fig4.jpg" alt="Figura 4" /> Figura 4: Los datos de la tensión de datos in situ aparato representativo que muestra la disminución de la tensión isométrica máxima tetánica durante la estimulación repetida del músculo tibial anterior (TA) en una rata. En este ejemplo, la TA fue aislado, ajustado a la longitud óptima (L 0), y luego estimulados con una contracción tetánica de 200 ms cada segundo durante 5 minutos. <img src="/files/ftp_upload/2782/2782fig5.jpg" alt="Figura 5" /> Figura 5: imágenes in vivo A: Las imágenes muestran transversal (axial) secciones de mapeo paramétrico en T1 y T2 del músculo tibial anterior (TA). El cuadro rojo de puntos rodea a la asistencia técnica para mostrar un aumento mayor en T2 la lesión (izquierda) frente ileso (lado derecho) B:.. Tractografía Representante 3D a partir de tensor de difusión (DTI) C: El espectro de 1 H de la TA del ratón muestra varias resonancias lípidos detectable; diferenciación entre intramiocelulares (IMCL) y los picos extramyocellular lípidos (EMCL) se obtiene con este método D: El 31 P espectro de RM de la TA rata muestra fosfocreatina (PCr), fosfato inorgánico (Pi), y los tres. resonancias (α, β, γ) de la adenosina 5&#39;-trifosfato (ATP).

<ol>
	<li>Aldridge, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+pain+after+exercise+is+linked+with+an+inorganic+phosphate+increase+as+shown+by+31P.">Muscle pain after exercise is linked with an inorganic phosphate increase as shown by 31P.</a> NMR. Biosci. Rep. 6, 663-663 (1986).</li><li>Argov, Z., Lofberg, M., Arnold, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insights+into+muscle+diseases+gained+by+phosphorus+magnetic+resonance+spectroscopy.">Insights into muscle diseases gained by phosphorus magnetic resonance spectroscopy.</a> Muscle Nerve. 23, 1316-1316 (2000).</li><li>Brooks, S. V., Zerba, E., Faulkner, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injury+to+muscle+fibres+after+single+stretches+of+passive+and+maximally+stimulated+muscles+in+mice.">Injury to muscle fibres after single stretches of passive and maximally stimulated muscles in mice.</a> J. Physiol. 488, 459-459 (1995).</li><li>Burkholder, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+muscle+fiber+types+and+sizes+and+muscle+architectural+properties+in+the+mouse+hindlimb.">Relationship between muscle fiber types and sizes and muscle architectural properties in the mouse hindlimb.</a> J. Morphol. 221, 177-177 (1994).</li><li>Hakim, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dexamethasone+and+Recovery+of+Contractile+Tension+after+a+Muscle+Injury.">Dexamethasone and Recovery of Contractile Tension after a Muscle Injury.</a> Clin. Orthop. Relat Res. 439, 235-235 (2005).</li><li>Hamer, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evans+Blue+Dye+as+an+in+vivo+marker+of+myofibre+damage:+optimising+parameters+for+detecting+initial+myofibre+membrane+permeability.">Evans Blue Dye as an in vivo marker of myofibre damage: optimising parameters for detecting initial myofibre membrane permeability.</a> J. Anat. 200, 69-69 (2002).</li><li>Hammond, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Autologous+Platelet-rich+Plasma+to+Treat+Muscle+Strain+Injuries.">Use of Autologous Platelet-rich Plasma to Treat Muscle Strain Injuries.</a> Am. J. Sports Med. , (2009).</li><li>Heemskerk, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+mouse+skeletal+muscle+architecture+using+three-dimensional+diffusion+tensor+imaging.">Determination of mouse skeletal muscle architecture using three-dimensional diffusion tensor imaging.</a> Magn Reson. Med. 53, 1333-1333 (2005).</li><li>Ho, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle+fiber+splitting+with+weight-lifting+exercise+in+rats.">Skeletal muscle fiber splitting with weight-lifting exercise in rats.</a> Am. J. Anat. 157, 433-433 (1980).</li><li>Huijing, P. A., Baan, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myofascial+force+transmission+causes+interaction+between+adjacent+muscles+and+connective+tissue:+effects+of+blunt+dissection+and+compartmental+fasciotomy+on+length+force+characteristics+of+rat+extensor+digitorum+longus+muscle.">Myofascial force transmission causes interaction between adjacent muscles and connective tissue: effects of blunt dissection and compartmental fasciotomy on length force characteristics of rat extensor digitorum longus muscle.</a> Arch. Physiol Biochem. 109, 97-97 (2001).</li><li>Ingalls, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dihydropyridine+and+ryanodine+receptor+binding+after+eccentric+contractions+in+mouse+skeletal+muscle.">Dihydropyridine and ryanodine receptor binding after eccentric contractions in mouse skeletal muscle.</a> J. Appl. Physiol. 96, 1619-1619 (2004).</li><li>Lee, D., Marcinek, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+in+vivo+small+animal+MRI+and+MRS:+basic+experimental+procedures.">Noninvasive in vivo small animal MRI and MRS: basic experimental procedures.</a> J. Vis. Exp. , (2009).</li><li>Lovering, R. M., Deyne, P. G. D. e. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contractile+function,+sarcolemma+integrity,+and+the+loss+of+dystrophin+after+skeletal+muscle+eccentric+contraction-induced+injury.">Contractile function, sarcolemma integrity, and the loss of dystrophin after skeletal muscle eccentric contraction-induced injury.</a> Am. J. Physiol Cell Physiol. 286, C230-C238 (2004).</li><li>Lovering, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+contribution+of+contractile+pre-activation+to+loss+of+function+after+a+single+lengthening+contraction.">The contribution of contractile pre-activation to loss of function after a single lengthening contraction.</a> J. Biomech. 38, 1501-1501 (2005).</li><li>Lovering, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recovery+of+function+in+skeletal+muscle+following+2+different+contraction-induced+injuries.">Recovery of function in skeletal muscle following 2 different contraction-induced injuries.</a> Arch. Phys. Med. Rehabil. 88, 617-617 (2007).</li><li>Provencher, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+quantitation+of+localized+in+vivo+1H+spectra+with+LCModel.">Automatic quantitation of localized in vivo 1H spectra with LCModel.</a> NMR Biomed. 14, 260-260 (2001).</li><li>Roche, J. A., Lovering, R. M., Bloch, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+recovery+of+dysferlin-null+skeletal+muscle+after+contraction-induced+injury+in+vivo.">Impaired recovery of dysferlin-null skeletal muscle after contraction-induced injury in vivo.</a> Neuroreport. 19, 1579-1579 (2008).</li><li>Stone, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absence+of+keratin+19+in+mice+causes+skeletal+myopathy+with+mitochondrial+and+sarcolemmal+reorganization.">Absence of keratin 19 in mice causes skeletal myopathy with mitochondrial and sarcolemmal reorganization.</a> J. Cell Sci. 120, 3999-3999 (2007).</li><li>Van Donkelaar, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+tensor+imaging+in+biomechanical+studies+of+skeletal+muscle+function.">Diffusion tensor imaging in biomechanical studies of skeletal muscle function.</a> J. Anat. 194, 79-79 (1999).</li><li>Vogl, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+value+of+in-vivo+31-phosphorus+spectroscopy+in+the+diagnosis+of+generalized+muscular+diseases.+The+clinical+results+and+the+differential+diagnostic+aspects.">The value of in-vivo 31-phosphorus spectroscopy in the diagnosis of generalized muscular diseases. The clinical results and the differential diagnostic aspects.</a> Rofo. 162, 455-455 (1995).</li></ol>

&quot;El daño muscular&quot; se ha definido y se mide de muchas maneras. El daño estructural es evidente en los hallazgos histológicos 6,9, pero un problema con muchos de los marcadores biológicos utilizados para evaluar el daño muscular, incluyendo los que se utilizan en estudios con animales, es que por lo general no se correlacionan con la pérdida de la fuerza. El daño muscular se define a menudo en el contexto del ensayo utilizado para examinar y no encontrar uno puede dar cuenta de los cambios en ...

(Todo el equipo es el mismo para los ratones y las ratas a excepción de la placa base) <ul><li> BUD Value Line Gabinete (Newark, 06M4718) </li><li> L multifunción de E / S USB-6221M (National Instruments, 779808-01) </li><li> Controlador de motor paso a paso (Newark, 16M4189) </li><li> Motor paso a paso (Newark, 16M4198) </li><li> Amplificador de tensión Gauge (Honeywell, Sensotec, DV-05) </li><li> Par de sensores (Honeywell, QWLC-8M) </li><li> Reposapiés y un dispositivo de estabilización (por encargo, pendiente de patente) </li></ul>

an in vivo rodent model of contraction-induced injury and non-invasive monitoring of recovery

Las distensiones musculares son una de las quejas más comunes tratadas por los médicos. Una lesión muscular suele ser diagnosticada de la historia clínica y examen físico, sin embargo, la presentación clínica puede variar mucho dependiendo de la extensión de la lesión, la tolerancia del dolor del paciente, etc En los pacientes con lesión muscular o enfermedad muscular, la evaluación del daño muscular es por lo general se limitan a los signos clínicos, como la ternura, la fuerza, la amplitud de movimiento, y más recientemente, los estudios de imagen. Marcadores biológicos, como los niveles séricos de creatina quinasa, suelen ser elevados, con una lesión muscular, pero sus niveles no siempre se correlaciona con la pérdida de producción de fuerza. Esto es cierto incluso de los hallazgos histológicos de los animales, que constituyen una &quot;medida directa&quot; de los daños, pero no tienen en cuenta toda la pérdida de la función. Algunos han argumentado que la medida más completa de la salud general de los músculos de la fuerza contráctil. Debido a una lesión muscular es un evento aleatorio que se produce en una variedad de condiciones biomecánicas, es difícil de estudiar. Aquí se describe un modelo animal in vivo para medir el par motor y para producir una lesión muscular fiable. También describe el modelo para la medición de la fuerza de un músculo aislado in situ. Además, se describen nuestro procedimiento de resonancia magnética de los animales pequeños.

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An in vivo Rodent Model of Contraction-induced Injury and Non-invasive Monitoring of Recovery

Un<em&gt; In vivo</emModelo&gt; animales de lesión se describe. El método tiene la ventaja de la posición subcutánea del nervio peroneo. Velocidad, el tiempo de activación muscular, y el arco de movimiento son predeterminadas y sincronizados con el software comercial. Cambios después de la lesión se monitorean<em&gt; In vivo</em&gt; Uso de imágenes de RM / espectroscopia.

Un In vivo Modelo de roedores de la contracción inducida por la lesión y la monitorización no invasiva de la recuperación

Muscle strains are one of the most  common complaints treated by physicians. A muscle injury is typically diagnosed from the patient history and  physical ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

An in vivo Rodent Model of Contraction-induced Injury and Non-invasive Monitoring of Recovery

13.7K vistas.  University of Maryland School of Medicine. Un In vivo animales de lesión se describe. El método tiene la ventaja de la posición subcutánea del nervio peroneo. Velocidad, el tiempo de activación muscular, y el arco de movimiento son predeterminadas y sincronizados con el software comercial. Cambios después de la lesión se monitorean In vivo Uso de imágenes de RM / espectroscopia.

Video: An in vivo Rodent Model of Contraction-induced Injury and Non-invasive Monitoring of Recovery

Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can accurately screen for brain injury, monitor injury evolution, or assess response to therapy. The energy used by neurons is derived largely from tissue oxidative metabolism, and neural hyperactivity and cell death are reflected by corresponding changes in cerebral oxygen metabolism (CMRO2). Thus, measures of CMRO2 are reflective of neuronal viability and provide critical diagnostic information, making CMRO2 an ideal target for bedside measurement of brain health.
Brain-imaging techniques such as positron emission tomography (PET) and single-photon emission computed tomography (SPECT) yield measures of cerebral glucose and oxygen metabolism, but these techniques require the administration of radionucleotides, so they are used in only the most acute cases.
Continuous-wave near-infrared spectroscopy (CWNIRS) provides non-invasive and non-ionizing radiation measures of hemoglobin oxygen saturation (SO2) as a surrogate for cerebral oxygen consumption. However, SO2 is less than ideal as a surrogate for cerebral oxygen metabolism as it is influenced by both oxygen delivery and consumption. Furthermore, measurements of SO2 are not sensitive enough to detect brain injury hours after the insult 1,2, because oxygen consumption and delivery reach equilibrium after acute transients 3. We investigated the possibility of using more sophisticated NIRS optical methods to quantify cerebral oxygen metabolism at the bedside in healthy and brain-injured newborns. More specifically, we combined the frequency-domain NIRS (FDNIRS) measure of SO2 with the diffuse correlation spectroscopy (DCS) measure of blood flow index (CBFi) to yield an index of CMRO2 (CMRO2i) 4,5.
With the combined FDNIRS/DCS system we are able to quantify cerebral metabolism and hemodynamics. This represents an improvement over CWNIRS for detecting brain health, brain development, and response to therapy in neonates. Moreover, this method adheres to all neonatal intensive care unit (NICU) policies on infection control and institutional policies on laser safety. Future work will seek to integrate the two instruments to reduce acquisition time at the bedside and to implement real-time feedback on data quality to reduce the rate of data rejection.

We combined frequency-domain near-infrared spectroscopy measures of cerebral hemoglobin oxygenation with diffuse correlation spectroscopy measures of cerebral blood flow index to estimate an index of oxygen metabolism. We tested the utility of this measure as a bedside screening tool to evaluate the health and development of the newborn brain.

No invasiva de medición óptica del metabolismo cerebral en lactantes y Hemodinámica

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality  and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can  accurately ...

Investigación

Medicina

Non-invasive Assessment of Microvascular and Endothelial Function

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of cardiovascular disease. Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. Percent capillary recruitment is assessed by dividing the increase in capillary density induced by postocclusive reactive hyperemia (postocclusive reactive hyperemia capillary density minus baseline capillary density), by the maximal capillary density (observed during passive venous occlusion). Percent perfused capillaries represents the proportion of all capillaries present that are perfused (functionally active), and is calculated by dividing postocclusive reactive hyperemia capillary density by the maximal capillary density. Both percent capillary recruitment and percent perfused capillaries reflect the number of functional capillaries. The forearm blood flow (FBF) technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function: The ratio FBFmax/FBFbase is computed as an estimate of vasodilation, by dividing the mean of the four FBFmax values by the mean of the four FBFbase values. Forearm vascular resistance at maximal vasodilation (FVRmax) is calculated as the mean arterial pressure (MAP) divided by FBFmax. Both the capillaroscopy and forearm techniques are readily acceptable to patients and can be learned quickly.
The microvascular and endothelial function measures obtained using the methodologies described in this paper may have future utility in clinical patient cardiovascular risk-reduction strategies. As we have published reports demonstrating that microvascular and endothelial dysfunction are found in initial stages of hypertension including prehypertension, microvascular and endothelial function measures may eventually aid in early identification, risk-stratification and prevention of end-stage vascular pathology, with its potentially fatal consequences.

Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. The forearm blood flow technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function.

La evaluación no invasiva de la función endotelial microvascular y

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of ...

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

Intravital imaging has emerged as an indispensable tool in biological research. In the process, many imaging techniques have been developed to study different biological processes in animals non-invasively. However, a major technical limitation in existing intravital imaging modalities is the inability to combine non-invasive, longitudinal imaging with single-cell resolution capabilities. We show here how transplantation into the anterior chamber of the eye circumvents such significant limitation offering a versatile experimental platform that enables non-invasive, longitudinal imaging with cellular resolution in vivo. We demonstrate the transplantation procedure in the mouse and provide representative results using a model with clinical relevance, namely pancreatic islet transplantation. In addition to enabling direct visualization in a variety of tissues transplanted into the anterior chamber of the eye, this approach provides a platform to screen drugs by performing long-term follow up and monitoring in target tissues. Because of its versatility, tissue/cell transplantation into the anterior chamber of the eye not only benefits transplantation therapies, it extends to other in vivo applications to study physiological and pathophysiological processes such as signal transduction and cancer or autoimmune disease development.

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

A new approach combining intraocular transplantation and confocal microscopy enables longitudinal, non-invasive real-time imaging with single-cell resolution within grafted tissues in vivo. We demonstrate how to transplant pancreatic islets into the anterior chamber of the mouse eye.

Trasplante en la cámara anterior del ojo para Longitudinal, no invasiva<em&gt; En vivo</em&gt; Imagen con una sola célula de resolución en tiempo real

Intravital imaging has emerged as an indispensable tool in biological research.  In the process, many imaging techniques have been developed to study ...

An Alkali-burn Injury Model of Corneal Neovascularization in the Mouse

Under normal conditions, the cornea is avascular, and this transparency is essential for maintaining good visual acuity. Neovascularization (NV) of the cornea, which can be caused by trauma, keratoplasty or infectious disease, breaks down the so called &lsquo;angiogenic privilege' of the cornea and forms the basis of multiple visual pathologies that may even lead to blindness. Although there are several treatment options available, the fundamental medical need presented by corneal neovascular pathologies remains unmet. In order to develop safe, effective, and targeted therapies, a reliable model of corneal NV and pharmacological intervention is required. Here, we describe an alkali-burn injury corneal neovascularization model in the mouse. This protocol provides a method for the application of a controlled alkali-burn injury to the cornea, administration of a pharmacological compound of interest, and visualization of the result. This method could prove instrumental for studying the mechanisms and opportunities for intervention in corneal NV and other neovascular disorders.

Neovascularization (NV) of the cornea can complicate multiple visual pathologies. Utilizing a controlled, alkali-burn injury model, a quantifiable level of corneal NV can be produced for mechanistic study of corneal NV and evaluation of potential therapies for neovascular disorders.

Una Lesión álcalis quemar modelo de neovascularización corneal en el ratón

Under normal conditions, the cornea is avascular, and this transparency is essential for maintaining good visual acuity. Neovascularization (NV) of the ...

Murine Model for Non-invasive Imaging to Detect and Monitor Ovarian Cancer Recurrence

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of care consisting of surgical debulking and combination chemotherapy consisting of platinum and taxane compounds, almost 90% of patients recur within a few years. In these patients the development of chemoresistant disease limits the efficacy of currently available chemotherapy agents and therefore contributes to the high mortality. To discover novel therapy options that can target recurrent disease, appropriate animal models that closely mimic the clinical profile of patients with recurrent ovarian cancer are required. The challenge in monitoring intra-peritoneal (i.p.) disease limits the use of i.p. models and thus most xenografts are established subcutaneously. We have developed a sensitive optical imaging platform that allows the detection and anatomical location of i.p. tumor mass. The platform includes the use of optical reporters that extend from the visible light range to near infrared, which in combination with 2-dimensional X-ray co-registration can provide anatomical location of molecular signals. Detection is significantly improved by the use of a rotation system that drives the animal to multiple angular positions for 360 degree imaging, allowing the identification of tumors that are not visible in single orientation. This platform provides a unique model to non-invasively monitor tumor growth and evaluate the efficacy of new therapies for the prevention or treatment of recurrent ovarian cancer.

We describe a non-invasive animal imaging platform that allows the detection, quantification, and monitoring of ovarian cancer growth and recurrence. This intra-peritoneal xenograft model mimics the clinical profile of patients with ovarian cancer.

Modelo murino de imagen no invasivas para detectar y vigilar cáncer ovárico de Recurrencia

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of ...

Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring

Several in vivo pre-clinical studies in Polycystic Kidney Disease (PKD) utilize orthologous rodent models to identify and study the genetic and molecular mechanisms responsible for the disease, and are very convenient for rapid drug screening and testing of promising therapies. A limiting factor in these studies is often the lack of efficient non-invasive methods for sequentially analyzing the anatomical and functional changes in the kidney. Magnetic resonance imaging (MRI) is the current gold standard imaging technique to follow autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD) patients, providing excellent soft tissue contrast and anatomic detail and allowing Total Kidney Volume (TKV) measurements.A major advantage of MRI in rodent models of PKD is the possibility for in vivo imaging allowing for longitudinal studies that use the same animal and therefore reducing the total number of animals required. In this manuscript, we will focus on using Ultra-high field (UHF) MRI to non-invasively acquire in vivo images of rodent models for PKD. The main goal of this work is to introduce the use of MRI as a tool for in vivo phenotypical characterization and drug monitoring in rodent models for PKD.

Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring

The use of ultra-high field MRI as a non-invasive way to obtain phenotypic information of rodent models for polycystic kidney disease and to monitor interventions is described. Compared with the traditional histological approach, MRI images can be acquired in vivo, allowing for longitudinal follow-up.

El uso de ultra-alta MRI Field en Modelos pequeño roedor de la enfermedad renal poliquística para<em&gt; En Vivo</em&gt; Fenotipificación de Drogas y Vigilancia

Several in vivo pre-clinical studies in Polycystic Kidney Disease (PKD) utilize orthologous rodent models to identify and study the genetic and molecular ...

Non-invasive Assessments of Subjective and Objective Recovery Characteristics Following an Exhaustive Jump Protocol

Fast recovery after strenuous exercise is important in sports and is often studied via cryotherapy applications. Cryotherapy has a significant vasoconstrictive effect, which seems to be the leading factor in its effectiveness. The resulting enhanced recovery can be measured by using both objective and subjective parameters. Two commonly measured subjective characteristics of recovery are delayed-onset muscle soreness (DOMS) and ratings of perceived exertion (RPE). Two important objective recovery characteristics are countermovement jump (CMJ) performance and peak power output (PPO). Here, we provide a detailed protocol to induce muscular exhaustion of the frontal thighs with a self-paced, 3 x 30 countermovement jump protocol (30-s rest between each set). This randomized controlled trial protocol explains how to perform local cryotherapy cuff application (+ 8 &#176;C for 20 min) and thermoneutral cuff application (+ 32 &#176;C for 20 min) on both thighs as two possible post-exercise recovery modalities. Finally, we provide a non-invasive protocol to measure the effects of these two recovery modalities on subjective (i.e., DOMS of both frontal thighs and RPE) and objective recovery (i.e., CMJ and PPO) characteristics 24, 48, and 72 h post-application. The advantage of this method is that it provides a tool for researchers or coaches to induce muscular exhaustion, without using any expensive devices; to implement local cooling strategies; and to measure both subjective and objective recovery, without using invasive methods. Limitations of this protocol are that the 30 s rest period between sets is very short, and the cardiovascular demand is very high. Future studies may find the assessment of maximum voluntary contractions to be a more sensitive assessment of muscular exhaustion compared to CMJs.

This protocol describes the procedure for non-invasive recovery assessments during a 72 h recovery period. This protocol induces muscular exhaustion of the frontal thighs using countermovement jumps and uses either local cold-cuff or thermoneutral-cuff application as a recovery modality.

Evaluaciones no invasivas de las características de recuperación subjetiva y objetiva después de un protocolo de salto exhaustivo

Fast recovery after strenuous exercise is important in sports and is often studied via cryotherapy applications. Cryotherapy has a significant ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

Evaluación no invasiva de la función muscular de los dorsiflexores en ratones

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...

An Intact Pericardium Ischemic Rodent Model

This protocol has shown that the pericardium and its contents play an essential anti-fibrotic role in the ischemic rodent model (coronary ligation to induce myocardial injury). The majority of pre-clinical myocardial infarction models require the disruption of pericardial integrity with loss of the homeostatic cellular milieu. However, recently a methodology has been developed by us to induce myocardial infarction, which minimizes pericardial damage and retains the heart&#39;s resident immune cell population. An improved cardiac functional recovery in mice with an intact pericardial space following coronary ligation has been observed. This method provides an opportunity to study inflammatory responses in the pericardial space following myocardial infarction. Further development of the labeling techniques can be combined with this model to understand the fate and function of pericardial immune cells in regulating the inflammatory mechanisms that drive remodeling in the heart, including fibrosis.

This protocol outlines the steps for inducing myocardial infarction in mice while preserving the pericardium and its contents.

Un modelo de roedor isquémico de pericardio intacto

This protocol has shown that the pericardium and its contents play an essential anti-fibrotic role in the ischemic rodent model (coronary ligation to ...

Improved Rodent Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury

Myocardial ischemia and reperfusion injury (MIRI), induced by coronary heart disease (CHD), causes damage to the cardiomyocytes. Furthermore, evidence suggests that thrombolytic therapy or primary percutaneous coronary intervention (PPCI) does not prevent reperfusion injury. There is still no ideal animal model for MIRI. This study aims to improve the MIRI model in rats to make surgery easier and more feasible. A unique method for establishing MIRI is developed by using a soft tube during a key step of the ischemic period. To explore this method, thirty rats were randomly divided into three groups: sham group (n = 10); experimental model group (n = 10); and existing model group (n = 10). Findings of triphenyltetrazolium chloride staining, electrocardiography, and percent survival are compared to determine the accuracies and survival rates of the operations. Based on the study results, it has been concluded that the improved surgery method is associated with a higher survival rate, elevated ST-T segment, and larger infarct size, which is expected to mimic the pathology of MIRI better.

Myocardial ischemia-reperfusion model of rat heart is improved by using a self-made retractor, polyvinyl chloride tube, and a unique knotting method. Electrocardiogram, triphenyltetrazolium chloride and histological staining, and percent survival analysis results showed that the improved model group has higher success and survival rates than the already existing model group.

Modelo mejorado de roedores de isquemia miocárdica y lesión por reperfusión

Myocardial ischemia and reperfusion injury (MIRI), induced by coronary heart disease (CHD), causes damage to the cardiomyocytes. Furthermore, evidence ...