The authors have no acknowledgements.

Los siguientes procedimientos están en conformidad con las normas de la junta de revisión institucional de la Universidad Brigham Young (IRB). 1. Preparar los protocolos de contracción NOTA: Las siguientes instrucciones del protocolo se basan en el software Biodex Advantage. Navegando por el software y el funcionamiento del dinamómetro será diferente si se utilizan diferentes sistemas. <ol><li> Protocolo de prueba de fuerza isocinética <ol><li> Para que el protocolo isocinético, software de control del dinamómetro abiertos en el equipo y seleccione la pestaña &quot;Protocolo&quot; y luego seleccione la pestaña &quot;Grabar&quot; en la barra de herramientas en la parte superior de la pantalla. Seleccione &quot;Protocolo de Nueva&quot; de la lista desplegable. </li><li> En el cuadro &quot;Tipo de estudio&quot;, seleccione la opción &quot;Test&quot;. </li><li> Seleccione los siguientes parámetros en los menús desplegables: En el menú &quot;Mode&quot; seleccione isocinético. En el marco del &quot;Joint&quot; del menú de selección de la rodilla. Bajo la &amp;#34; Patrón &quot;. Menú de selección de extensión / flexión Seleccionar contracciones concéntricas, tanto para los movimientos de flexión y extensión Seleccionar.&quot; Repeticiones &quot;bajo el&quot; extremo por &quot;menú desplegable. </li><li> En la &quot;unilateral&quot; programa de ficha 1 juego de 3 repeticiones a una velocidad de 60 ° / seg, tanto para la distancia y hacia las contracciones. Para ello, introduzca &quot;1&quot; en el campo &quot;# conjuntos&quot; y escriba &quot;3&quot; en la fila &quot;End por los representantes&quot;. A continuación, escriba 60 en tanto la &quot;velocidad&quot; Hacia &quot;Acelerar Lejos&quot; y filas. </li><li> Utilice 90 ° como el punto de referencia anatómica y ajustar la gama de límites de movimiento de aproximadamente 10 ° y 110 ° de distancia hacia (0 ° = extensión completa, 135 ° = Flexión completa) .Para ello, seleccione el botón &quot;set ROM&quot; en el lado izquierdo de la pantalla. Calibrar el brazo de palanca de modo que 90 ° es paralelo al suelo (tal como se indica mediante el indicador del ángulo del brazo de palanca proporcionado en la pantalla de ordenador). Luego, utilizando 90 ° como el re anatómicapunto de conferencia, establecer el rango de los límites de movimiento de aproximadamente 10 ° y 110 ° de distancia hacia (0 ° = extensión completa, 135 ° = flexión completa). NOTA: Los ajustes de ángulo de la articulación que se dan aquí son los preferidos, sin embargo estos valores debe ser modificado en una base de caso por caso, sobre todo cuando se trabaja con sujetos con una deformidad en flexión fija u otra limitación. </li><li> Nombre del protocolo en el campo &quot;Descripción&quot; en la parte inferior izquierda de la pantalla y seleccione el botón Guardar en la barra de menú superior. </li></ol></li><li> Protocolo de prueba de fuerza isométrica <ol><li> Repita los pasos 1.1.1 para empezar a hacer el protocolo isométrico. </li><li> Seleccionar la opción &quot;Test&quot; en el cuadro &quot;Tipo de estudio&quot;. </li><li> Seleccione los siguientes parámetros en los menús desplegables: En el menú &quot;Modo&quot; seleccionar &quot;isométrico&quot;. En el menú &quot;conjunta&quot; seleccionar &quot;rodilla&quot;. Bajo el menú &quot;Modelo&quot;, seleccione &quot;extensión / flexión&quot;. En el marco del &quot;contraction Dirección &quot;del menú seleccione&quot; lejos &quot;. En el&quot; final por &quot;menú seleccione&quot; repeticiones &quot;. </li><li> Programa una prueba con 1 juego de 3 contracciones isométricas que duran 5 segundos cada una en un ángulo de 70 ° conjunta. Para ello, escriba &quot;1&quot; en el campo &quot;Posiciones&quot; en la pestaña &quot;unilateral&quot;. Bajo la columna de la posición # 1, escriba &quot;3&quot; en la fila &quot;End por los representantes&quot;. En la fila denominada &quot;ángulo&quot; seleccionar &quot;70&quot;. </li><li> Selecciona 90 ° como el punto de referencia anatómica y un límite de distancia de 70 °. </li><li> Nombre del protocolo en el campo &quot;Descripción&quot; en la parte inferior izquierda de la pantalla y seleccione el botón Guardar en la barra de menú superior. </li></ol></li><li> Músculo Dañar Protocolo ejercicio excéntrico <ol><li> Para que el protocolo de ejercicio excéntrico, software de control del dinamómetro abiertos en el equipo y seleccione la pestaña &quot;Protocolo&quot;. A continuación, seleccione la pestaña &quot;Grabar&quot; en la barra de herramientas en la parte superior de la pantalla. Ahora haga clic en &quot;Nuevo Protocolo y# 34; en la lista desplegable. </li><li> Seleccionar la opción &quot;ejercicio&quot; en el cuadro &quot;Tipo de estudio&quot;. </li><li> Seleccione los siguientes parámetros en los menús desplegables: En el menú &quot;Modo&quot; seleccionar &quot;isocinética&quot;. En el menú &quot;conjunta&quot; seleccionar &quot;rodilla&quot;. Bajo el menú &quot;Modelo&quot;, seleccione &quot;extensión / flexión&quot;. En el menú &quot;contracción&quot; seleccionar &quot;Con / ECC&quot;. </li><li> En la ficha &quot;unilateral&quot;, programa de 10 series de 10 repeticiones a una velocidad de 180 ° / seg de distancia y 120 ° / seg hacia con 60 segundos de descanso entre series. <ol><li> Tipo &quot;10&quot; en el campo &quot;# Establece&quot;. </li><li> En la primera columna (con la etiqueta # 1), escriba &quot;10&quot; en la fila denominada &quot;End por los representantes&quot;. A continuación, escriba &quot;180&quot; en la siguiente fila denominada &quot;Speed ​​Away&quot;. En la siguiente fila denominada &quot;Hacia la velocidad&quot;, forma de &quot;120&quot;. En la fila denominada &quot;par&quot;, tipo 200 a 600 dependiendo de la fuerza anticipada de los sujeto. </li><li> Repita el paso 1.3.4.2 para los conjuntos # 2 a # 10. </li><li> Tipo 60 en el &quot;tiempo de descanso en segundos&quot; campo. </li></ol></li><li> Tipo 90 ° en el campo &quot;anatómico de referencia&quot;. </li><li> Seleccione el botón &quot;Set ROM&quot; en el lado izquierdo de la pantalla y ajustar la gama de límites de movimiento a 40 ° y 110 ° de distancia hacia (0 ° = extensión completa, 135 ° = flexión completa). Estos ajustes proporcionan el rango de movimiento a través del cual el sujeto debe proporcionar resistencia contra el brazo del dinamómetro. Como medida de seguridad, el dinamómetro se detendrá si el sujeto deja de proporcionar resistencia dentro de este rango específico de movimiento. <ol><li> Para establecer el rango de movimiento, seleccione el botón &quot;ROM de ajuste&quot; en el lado izquierdo de la pantalla. Calibrar el brazo de palanca de modo que 90 ° es paralelo al suelo (tal como se indica mediante el indicador del ángulo del brazo de palanca proporcionado en la pantalla de ordenador). Luego, utilizando 90 ° como punto de referencia anatómica, sy el rango de los límites de movimiento a 40 ° y 110 ° de distancia hacia (0 ° = extensión completa, 135 ° = flexión completa). NOTA: Estos ajustes de ángulo conjuntos son sugerencias para un sujeto sano típico. Estos deben ser modificados para adaptarse a las capacidades de un individuo a otro. </li></ol></li><li> Nombre del protocolo en el campo &quot;Descripción&quot; y seleccione el botón &quot;Guardar&quot; en la barra de herramientas superior. </li></ol></li></ol> 2. Las mediciones basales <ol><li> Las mediciones dolorimiento <ol><li> Hacer una escala analógica visual mediante una línea de 100 mm horizontalmente a través de una página. </li><li> En el lado izquierdo de la línea de indicar &quot;Sin dolor&quot; y en el lado derecho de la línea de indicar &quot;dolor extremo&quot; (Figura 1). Este método se utiliza comúnmente para evaluar-retraso en la aparición de dolor muscular 1,10,11. </li><li> Instruir al objeto de hacer dos sentadillas peso corporal. Realizar ambas se pone en cuclillas con los brazos celebrada straight delante de los hombros y los pies al ancho de hombros. La profundidad adecuada se alcanza cuando los muslos son paralelos al piso antes de volver a la posición inicial. </li><li> Pedir al paciente que indique la intensidad del dolor que él o ella siente en los músculos cuádriceps femoral durante las sentadillas, trazando una línea vertical en el punto apropiado en la escala analógica visual. </li><li> Cuantificar el nivel de dolor del sujeto mediante la medición de la distancia en milímetros desde el extremo sin dolor en la escala analógica visual para la marca del sujeto. </li></ol></li><li> La creatina cinasa sérica PRECAUCIÓN: Use guantes de protección antes de manipular la sangre y deshacerse de las agujas inmediatamente después de su uso en un contenedor de objetos punzantes como por hospital o política universitaria. <ol><li> Siga los procedimientos de flebotomía estandarizados para extraer sangre de la región antecubital del brazo del sujeto en condiciones de ayuno para obtener 5 a 6 ml de sangre 12. </li><li> Centrifugar lamuestra de sangre a 15 xg durante 15 min a 3 ° C para separar el suero de las células sanguíneas. </li><li> Usando una pipeta de transferencia, transferir la muestra de suero en un tubo de microcentrífuga etiquetado adecuadamente para el punto del motivo y el tiempo. </li><li> Conservar la muestra a -80 ° C para su uso posterior. </li><li> Ensayo de muestras de suero para la actividad de la creatina quinasa utilizando un kit disponible comercialmente de acuerdo con el protocolo del fabricante. Alternativamente, las muestras de suero pueden ser transportadas a un laboratorio de diagnóstico médico local para análisis. </li></ol></li><li> Se reserva <ol><li> Cuarenta y ocho horas antes de la visita del sujeto, darles instrucciones para evitar el ejercicio extenuante o desacostumbrado, no esteroides anti-inflamatorios y el alcohol. </li><li> Cuando llega el tema, recopilar peso, altura, sexo y dominio de la información de la pierna antes de la instalación. Pierna dominancia se puede determinar preguntando al sujeto con el que la pierna que elegirían para lanzar una pelota. </li><li> Tener la subject calentar de 50 a 150 W durante 10 minutos en una bicicleta ergométrica antes de realizar los ensayos de resistencia. </li><li> Después del calentamiento pedir al paciente a sentarse en la silla del dinamómetro. Ajuste la inclinación, la altura, la profundidad, de reclinación, y la rotación del brazo del asiento y el eje para encajar el tema. Utilice el cóndilo femoral lateral como referencia y alinear eje de rotación de la rodilla con la del brazo del eje dinamómetro. Ajustar la longitud del brazo de eje de manera que es justo proximal al maléolo medial, y asegurar con la correa. Sujeto debe ser capaz de flexión plantar cómodamente con rango completo de movimiento. </li><li> Dejar suficiente espacio (25 mm) entre el borde delantero del asiento y la parte posterior de la pierna para permitir la flexión máxima de la articulación de la rodilla sin pellizcar o malestar. </li><li> Estabilizar sujeto con hombro, cadera, muslo y tobillo correas. Para aislar los extensores de la rodilla y evitar la participación muscular auxiliar, es esencial que el sujeto ser estabilizado de forma segura. </li><li> Haga que el sujeto realice3-5 práctica extensión de maniobras / flexión de la rodilla, gama de monitores de movimiento y signos de malestar que puedan existir antes de comenzar el protocolo de la contracción, y ajustar según sea necesario. </li><li> Ahora que los componentes ajustables del dinamómetro están correctamente instalados en el tema, registrar la posición de los ajustes de posición de asiento y del eje para la configuración repetible para las visitas siguientes. NOTA: Es importante que el sujeto es seguro y cómodo. El dinamómetro está equipado con un botón de parada de emergencia, tanto para el sujeto y el operador en el caso de una emergencia. </li></ol></li><li> Medición de la fuerza <ol><li> Después de que el sujeto está orientado correctamente en el asiento y se carga el protocolo de prueba de fuerza isométrica, dar instrucciones al sujeto sobre la forma de realizar la prueba. <ol><li> Dile al tema que él o ella se contrae contra el brazo de palanca que permanecerá estacionaria. Decirle al sujeto que siga las instrucciones de la pantalla del ordenador haciendo 3 contracciones duran 5 segundos EACmarido. </li><li> Decirle al objeto de mantener un esfuerzo máximo para cada contracción. Decirle al objeto de respirar durante las contracciones. Pedir al paciente que cruzar sus brazos sobre el pecho durante la prueba. </li><li> Iniciar el protocolo isométrica y permitir que el objeto de practicar la prueba con un esfuerzo submáxima. Este ensayo práctica familiarizará al objeto de la prueba, así como proporcionar una prueba específica de calentamiento. Deje que el objeto de practicar la prueba de 2 a 3 veces. </li></ol></li><li> Una vez que el sujeto esté listo, comience la prueba y verbalmente fomentar el objeto de proporcionar un esfuerzo máximo para cada contracción. </li><li> Registro de par, potencia y trabajo. El software también calcula el coeficiente de varianza (una representación estadística de validez de la prueba sobre la base de la reproducibilidad de los resultados, los valores más bajos indican una mayor reproducibilidad). Si el coeficiente de variación supera el 15%, repetir la prueba. Repita la prueba hasta 4 veces. Si el sujeto es incapaz de producir un coeficiente of variación inferior al 15% después de 4 intentos de utilizar los datos del conjunto que produjo el menor coeficiente de variación de valor. </li><li> Permitir que el motivo de dos a tres minutos para el descanso, y luego cargar el protocolo isocinético para obtener los datos de fuerza isocinética. </li><li> Después de que el sujeto está asegurado en el asiento, instrucciones sobre cómo realizar la prueba isocinética. <ol><li> Decir la materia que van a hacer tres contracciones extensión y flexión contra el brazo de palanca que se mueve a una velocidad fija. Decirle al sujeto que el objetivo es contratar con tanta fuerza como sea posible a través de todo el rango de movimiento para cada contracción. </li><li> Diles que el brazo de palanca se detendrá cuando llegan al final de la amplitud de movimiento. Pedir al paciente que cruzar los brazos sobre el pecho durante la prueba. Recuerde al objeto de no contener la respiración durante las contracciones NOTA: Si bien los datos recogidos en el componente de flexión de la contracción pueden no ser de interés para el investigador, sujECTS que proporcionan el máximo esfuerzo, tanto para la flexión y extensión maniobras tienden a producir una mejor consistencia de fuerza durante la maniobra de extensión. </li></ol></li><li> Para empezar la prueba y verbalmente fomentar el objeto de proporcionar un esfuerzo máximo. </li><li> Registro de par, potencia y trabajo. El software también calcula el coeficiente de varianza (una representación estadística de validez de la prueba sobre la base de la reproducibilidad de los resultados, los valores más bajos indican una mayor reproducibilidad). Si el coeficiente de variación supera el 15%, repetir la prueba. <ol><li> Repita la prueba hasta 4 veces. Si el sujeto es incapaz de producir un coeficiente de variación inferior al 15% después de 4 intentos, utilizar los datos del conjunto que produjo el menor coeficiente de variación de valor. </li></ol></li></ol></li></ol> Inducción 3. Daños <ol><li> Uno a tres días después de las mediciones de línea de base de la Parte 2, tienen el objeto de retorno al laboratorio para la parte de la inducción del dañoprotocolo </li><li> Tener el tema de calentamiento en un cicloergómetro durante 10 minutos a 50 a 150 W. </li><li> Después del calentamiento, orientar y fijar el sujeto en el dinamómetro que utilice la configuración de ajuste registrados en el paso 2.3.7, cargar el músculo dañar protocolo de ejercicio excéntrico e instruir el tema sobre cómo realizar correctamente el ejercicio. <ol><li> Dile el tema que se contraiga contra el brazo de palanca para iniciar el movimiento del brazo de eje para cada contracción. Decirle al sujeto que a medida que el brazo de eje se mueve hacia ellos a una tasa fija, su objetivo es la contratación en contra de ella con tanta fuerza como sea posible. </li><li> Permitir que el objeto de comprender las empuñaduras situadas a ambos lados del asiento. </li><li> Decirle al objeto de respirar durante las contracciones; exhale durante la fase excéntrica. </li></ol></li><li> Cuando el sujeto está listo, comience la primera serie de contracciones pulsando el botón de inicio en la pantalla. </li><li> alentar verbalmente al objeto de mantener la máxima effortaleza para cada contracción. </li><li> Siga las indicaciones que aparecen en la pantalla que guiará el tema a través de 10 series de 10 repeticiones con un período de descanso de 1 minuto entre series. </li><li> Una vez que se han completado 10 sistemas permiten que el sujeto 1 a 5 minutos de descanso antes de repetir el protocolo. NOTA: El número máximo de conjuntos disponible bajo el protocolo de excéntrica 10 es sin embargo esto puede variar en función del dinamómetro y el software utilizado. El resto proporciona tiempo para el operador para volver a cargar el protocolo si es necesario. </li><li> Repetir el procedimiento dos veces más para un total de 300 contracciones predominantemente excéntricas. </li></ol> 4. Evaluación de Daños del músculo <ol><li> Repetir tanto las pruebas de fuerza isométrica como se describe en 2.4 inmediatamente después del ejercicio y perjudicial a los 24, 48, 72, y 96 horas después de la isocinética y. </li><li> Repita la medición dolor como se describe en la parte 2.1 a las 24, 48, 72, y 96 horas después de dañar ejercicio. Asegúrese de utilizar una nueva escala analógica visual para cadaevaluación de manera que el sujeto no puede ver sus respuestas anteriores. </li><li> Repetir la extracción de sangre como se describe en la parte 2.2 para el ensayo de quinasa creatina a las 48 y 120 horas después de dañar el ejercicio, o en puntos de tiempo dictados por el protocolo experimental. </li><li> Representar gráficamente los datos de la creatina quinasa, resistencia y dolor en el eje y de un gráfico contra el tiempo en el eje x. </li><li> Observar cómo estas variables se desvían de y vuelven hacia los valores basales en los días siguientes ejercicios, que indica daño y reparación, respectivamente. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Varios pasos son fundamentales para la obtención de los resultados deseados de este protocolo. En primer lugar, los sujetos deben estar familiarizados adecuadamente a los protocolos de contracción, en particular las medidas de fuerza. Asegúrese de que el sujeto entiende exactamente lo que se espera de ellos y darles la oportunidad de practicar las pruebas de resistencia antes de la recogida de datos. Los sujetos que no están familiarizados con estos procedimientos de manera adecuada pueden mostrar una curva de apren...

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><tbody><tr><td>Biodex Dynomometer</td><td>Biodex Medical Systems</td><td>850-000</td><td>Other models are available and should produce similar results</td></tr><tr><td>Creatine Kinase kit</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>MAK116</td><td></td></tr><tr><td>Serum Vacutainers</td><td>BD Bioscience</td><td>367812</td><td></td></tr><tr><td>Winged safety push button blood collection set</td><td>BD Bioscience</td><td>367338</td><td></td></tr><tr><td>Cryogenic vials</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>V5007</td><td>We use the 2&amp;nbsp;ml vials to store serum aliquots</td></tr></tbody></table>

induction and assessment of exertional skeletal muscle damage in humans

el daño del músculo de contracción inducida por medio de contracciones voluntarias excéntricos (alargamiento) ofrece un excelente modelo para el estudio de la adaptación muscular y la recuperación en los seres humanos. En este documento se discute el diseño de un protocolo de ejercicio excéntrico para inducir daño en los músculos cuádriceps, marcados por los cambios en la fuerza, el dolor, y los niveles plasmáticos de creatina quinasa. Este método es sencillo, ético y ampliamente aplicable, ya que se lleva a cabo en los participantes humanos y elimina la traducción entre especies de los resultados. Los sujetos realizan 300 contracciones excéntricas máximas de los músculos extensores de la rodilla a una velocidad de 120 ° / seg en un dinamómetro isocinético. La magnitud de los daños se puede medir usando medidas isocinéticos e isométricas relativamente no invasivos de la pérdida de fuerza, dolor, y los niveles de creatina quinasa en plasma durante varios días tras el ejercicio. Por lo tanto, su aplicación puede ser dirigido a poblaciones específicas en un intento de identificar los mecanismos para el músculola adaptación y la regeneración.

Utilizando los métodos que aquí se presentan, dolor basal, la actividad quinasa creatina sérica, y la fuerza de las mediciones (isométricos e isocinéticos) se tomaron en 7 jóvenes no entrenados. El día siguiente, los sujetos fueron sometidos a dañar el músculo protocolo contracción excéntrica descrito anteriormente. Para proporcionar índices de daño muscular, el seguimiento de las evaluaciones de la fuerza, el dolor y la actividad de la creatina quinasa sérica fueron hechas...

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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.

Inducción y evaluación de daños de esfuerzo del músculo esquelético en seres humanos

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

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

In Vivo Canine Muscle Function Assay

We describe a minimally-invasive and reproducible method to measure canine pelvic limb muscle strength and muscle response to repeated eccentric 
contractions. The pelvic limb of an anesthetized dog is immobilized in a stereotactic frame to align the tibia at a right angle to the femur. Adhesive wrap affixes the 
paw to a pedal mounted on the shaft of a servomotor to measure torque. Percutaneous nerve stimulation activates pelvic limb muscles of the paw to either push (extend) or 
pull (flex) against the pedal to generate isometric torque. Percutaneous tibial nerve stimulation activates tibiotarsal extensor muscles. Repeated eccentric (lengthening) 
contractions are induced in the tibiotarsal flexor muscles by percutaneous peroneal nerve stimulation. The eccentric protocol consists of an initial isometric contraction 
followed by a forced stretch imposed by the servomotor. The rotation effectively lengthens the muscle while it contracts, e.g., an eccentric contraction. During 
stimulation flexor muscles are subjected to an 800 msec isometric and 200 msec eccentric contraction. This procedure is repeated every 5 sec. To avoid fatigue, 4 min rest 
follows every 10 contractions with a total of 30 contractions performed.

In Vivo Canine Muscle Function Assay

We describe a minimally-invasive and painless method to measure canine hindlimb muscle strength and muscle response to repeated eccentric contractions.

Ensayo in vivo del canino función muscular

We describe a minimally-invasive and reproducible method to measure canine pelvic limb muscle strength and muscle response to repeated eccentric 
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Investigación

Medicina

Manual Muscle Testing:  A Method of Measuring Extremity Muscle Strength Applied to Critically Ill Patients

Survivors of acute respiratory distress syndrome (ARDS) and other causes of critical illness often have generalized weakness, reduced exercise tolerance, and persistent nerve and muscle impairments after hospital discharge.1-6 Using an explicit protocol with a structured approach to training and quality assurance of research staff, manual muscle testing (MMT) is a highly reliable method for assessing strength, using a standardized clinical examination, for patients following ARDS, and can be completed with mechanically ventilated patients who can tolerate sitting upright in bed and are able to follow two-step commands. 7, 8 
This video demonstrates a protocol for MMT, which has been taught to &ge;43 research staff who have performed &gt;800 assessments on &gt;280 ARDS survivors. Modifications for the bedridden patient are included. Each muscle is tested with specific techniques for positioning, stabilization, resistance, and palpation for each score of the 6-point ordinal Medical Research Council scale.7,9-11 Three upper and three lower extremity muscles are graded in this protocol: shoulder abduction, elbow flexion, wrist extension, hip flexion, knee extension, and ankle dorsiflexion. These muscles were chosen based on the standard approach for evaluating patients for ICU-acquired weakness used in prior publications. 1,2.

Survivors of acute respiratory distress syndrome (ARDS) and critical illness frequently develop long-lasting muscle weakness. Manual muscle testing (MMT) is a standardized clinical examination commonly used to measure strength of peripheral skeletal muscle groups. This video demonstrates MMT using the 6-point Medical Research Council scale.

Pruebas musculares manuales: un método para medir fuerza de las extremidades muscular aplicada a los pacientes críticos

Survivors of acute respiratory distress syndrome (ARDS) and other causes of critical illness often have generalized weakness, reduced exercise tolerance, ...

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

Muscle strains are one of the most common complaints treated by physicians. A muscle injury is typically diagnosed from the patient history and physical exam alone, however the clinical presentation can vary greatly depending on the extent of injury, the patient's pain tolerance, etc. In patients with muscle injury or muscle disease, assessment of muscle damage is typically limited to clinical signs, such as tenderness, strength, range of motion, and more recently, imaging studies. Biological markers, such as serum creatine kinase levels, are typically elevated with muscle injury, but their levels do not always correlate with the loss of force production. This is even true of histological findings from animals, which provide a "direct measure" of damage, but do not account for all the loss of function. Some have argued that the most comprehensive measure of the overall health of the muscle in contractile force. Because muscle injury is a random event that occurs under a variety of biomechanical conditions, it is difficult to study. Here, we describe an in vivo animal model to measure torque and to produce a reliable muscle injury. We also describe our model for measurement of force from an isolated muscle in situ. Furthermore, we describe our small animal MRI procedure.

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

An in vivo animal model of injury is described. The method takes advantage of the subcutaneous position of the fibular nerve. Velocity, timing of muscle activation, and arc of motion are all pre-determined and synchronized using commercial software. Post injury changes are monitored in vivo using MR imaging/spectroscopy.

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 ...

The Use of Thermal Infra-Red Imaging to Detect Delayed Onset Muscle Soreness

Delayed onset muscle soreness (DOMS), also known as exercise induced muscle damage (EIMD), is commonly experienced in individuals who have been physically inactive for prolonged periods of time, and begin with an unexpected bout of exercise1-4, but can also occur in athletes who exercise beyond their normal limits of training5. The symptoms associated with this painful phenomenon can range from slight muscle tenderness, to severe debilitating pain1,3,5. The intensity of these symptoms and the related discomfort increases within the first 24 hours following the termination of the exercise, and peaks between 24 to 72 hours post exercise1,3. For this reason, DOMS is one of the most common recurrent forms of sports injury that can affect an individual&#x2019;s performance, and become intimidating for many1,4.
For the last 3 decades, the DOMS phenomenon has gained a considerable amount of interest amongst researchers and specialists in exercise physiology, sports, and rehabilitation fields6. There has been a variety of published studies investigating this painful occurrence in regards to its underlying mechanisms, treatment interventions, and preventive strategies1-5,7-12. However, it is evident from the literature that DOMS is not an easy pathology to quantify, as there is a wide amount of variability between the measurement tools and methods used to quantify this condition6. It is obvious that no agreement has been made on one best evaluation measure for DOMS, which makes it difficult to verify whether a specific intervention really helps in decreasing the symptoms associated with this type of soreness or not. Thus, DOMS can be seen as somewhat ambiguous, because many studies depend on measuring soreness using a visual analog scale (VAS)10,13-15, which is a subjective rather than an objective measure. Even though needle biopsies of the muscle, and blood levels of myofibre proteins might be considered a gold standard to some6, large variations in some of these blood proteins have been documented 6,16, in addition to the high risks sometimes associated with invasive techniques. 
Therefore, in the current investigation, we tested a thermal infra-red (IR) imaging technique of the skin above the exercised muscle to detect the associated muscle soreness. Infra-red thermography has been used, and found to be successful in detecting different types of diseases and infections since the 1950&#x2019;s17. But surprisingly, near to nothing has been done on DOMS and changes in skin temperature. The main purpose of this investigation was to examine changes in DOMS using this safe and non-invasive technique.

The purpose of this investigation was to assess whether using an infra-red thermal camera is a valid tool for detecting and quantifying the muscle soreness after exercising.

El uso de la térmica de infrarrojos de imagen para detectar el envaramiento

Delayed onset muscle soreness (DOMS), also known as exercise induced muscle damage (EIMD), is commonly experienced in individuals who have been physically ...

Induction of Acute Skeletal Muscle Regeneration by Cardiotoxin Injection

Skeletal muscle regeneration is a physiological process that occurs in adult skeletal muscles in response to injury or disease. Acute injury-induced skeletal muscle regeneration is a widely used, powerful model system to study the events involved in muscle regeneration as well as the mechanisms and different players. Indeed, a detailed knowledge of this process is essential for a better understanding of the pathological conditions that lead to skeletal muscle degeneration, and it aids in identifying new targeted therapeutic strategies. The present work describes a detailed and reproducible protocol to induce acute skeletal muscle regeneration in mice through a single intramuscular injection of cardiotoxin (CTX). CTX belongs to the family of snake venom toxins and causes myolysis of myofibers, which eventually triggers the regeneration events. The dynamics of skeletal muscle regeneration is evaluated by histological analysis of muscle sections. The protocol also illustrates the experimental procedures for dissecting, freezing, and cutting the Tibialis Anterior muscle, as well as the routine Hematoxylin &#38; Eosin staining that is widely used for subsequent morphological and morphometric analysis.

This manuscript describes a detailed protocol to induce acute skeletal muscle regeneration in adult mice and subsequent manipulations of the muscles, such as dissection, freezing, cutting, routine staining, and myofiber cross-sectional area analysis.

La inducción de la regeneración muscular esquelético aguda por inyección Cardiotoxin

Skeletal muscle regeneration is a physiological process that occurs in adult skeletal muscles in response to injury or disease. Acute injury-induced ...

Biología del Desarrollo

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.

Procedimientos de biopsia de músculo esquelético humano utilizando la técnica de Bergström Modificado

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

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

Described here is a method to measure contractility of isolated skeletal muscles. Parameters such as muscle force, muscle power, contractile kinetics, fatigability, and recovery after fatigue can be obtained to assess specific aspects of the excitation-contraction coupling (ECC) process such as excitability, contractile machinery and Ca2+ handling ability. This method removes the nerve and blood supply and focuses on the isolated skeletal muscle itself. We routinely use this method to identify genetic components that alter the contractile property of skeletal muscle though modulating Ca2+ signaling pathways. Here, we describe a newly identified skeletal muscle phenotype, i.e., mechanic alternans, as an example of the various and rich information that can be obtained using the in vitro muscle contractility assay. Combination of this assay with single cell assays, genetic approaches and biochemistry assays can provide important insights into the mechanisms of ECC in skeletal muscle.

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

We describe a method to directly measure muscle force, muscle power, contractile kinetics and fatigability of isolated skeletal muscles in an in vitro system using field stimulation. Valuable information on Ca2+ handling properties and contractile machinery of the muscle can be obtained using different stimulating protocols.

Evaluación ex vivo de la contractilidad, fatigabilidad y alternancia en aislados músculos esqueléticos

 
Described here is a method to measure contractility of isolated skeletal muscles. Parameters such as muscle force, muscle power, contractile kinetics, ...

Biología

Isometric and Eccentric Force Generation Assessment of Skeletal Muscles Isolated from Murine Models of Muscular Dystrophies

Critical to the evaluation of potential therapeutics for muscular disease are sensitive and reproducible physiological assessments of muscle function. Because many pre-clinical trials rely on mouse models for these diseases, isolated muscle function has become one of the standards for Go/NoGo decisions in moving drug candidates forward into patients. We will demonstrate the preparation of the extensor digitorum longus (EDL) and diaphragm muscles for functional testing, which are the predominant muscles utilized for these studies. The EDL muscle geometry is ideal for isolated muscle preparations, with two easily accessible tendons, and a small size that can be supported by superfusion in a bath. The diaphragm exhibits profound progressive pathology in dystrophic animals, and can serve as a platform for evaluating many potential therapies countering fibrosis, and promoting myofiber stability. Protocols for routine testing, including isometric and eccentric contractions, will be shown. Isometric force provides assessment of strength, and eccentric contractions help to evaluate sarcolemma stability, which is disrupted in many types of muscular dystrophies. Comparisons of the expected results between muscles from wildtype and dystrophic muscles will also be provided. These measures can complement morphological and biochemical measurements of tissue homeostasis, as well as whole animal assessments of muscle function.

Muscle function measurements contribute to the evaluation of potential therapeutics for muscle pathology, as well as to the determination of mechanisms underlying physiology of this tissue. We will demonstrate the preparation of the extensor digitorum longus and diaphragm muscles for functional testing. Protocols for isometric and eccentric contractions will be shown, as well as differences in results between dystrophic muscles, representing a pathological state, and wildtype muscles.

Evaluación de Generación de la Fuerza isométrica y excéntrica de los músculos esqueléticos Aislados de modelos murinos de Distrofias Musculares

Critical to the evaluation of potential  therapeutics for muscular disease are sensitive and reproducible physiological  assessments of muscle function. ...

Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic demand. Reactive hyperemia (in response to a brief period of tissue ischemia) is an independent predictor of cardiovascular events and provides important insight into vascular health and vasodilatory capacity. Skeletal muscle oxidative capacity is equally important in health and disease, as it determines the energy supply for myocellular processes. Here, we describe a simple, non-invasive approach using near-infrared spectroscopy to assess each of these major clinical endpoints (reactive hyperemia, neurovascular coupling, and muscle oxidative capacity) during a single clinic or laboratory visit. Unlike Doppler ultrasound, magnetic resonance images/spectroscopy, or invasive catheter-based flow measurements or muscle biopsies, our approach is less operator-dependent, low-cost, and completely non-invasive. Representative data from our lab taken together with summary data from previously published literature illustrate the utility of each of these end-points. Once this technique is mastered, application to clinical populations will provide important mechanistic insight into exercise intolerance and cardiovascular dysfunction.

Here, we describe a simple, non-invasive approach using near-infrared spectroscopy to assess reactive hyperemia, neurovascular coupling and skeletal muscle oxidative capacity in a single clinic or laboratory visit.

Músculo esquelético Neurovascular acoplamiento, capacidad oxidativa y la función Microvascular con espectroscopia del infrarrojo cercano "Una parada tienda"

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic ...

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 ...