Este protocolo é um dos primeiros estudos que permite aos cientistas realizar treinamento de resistência ajustado à dosagem em camundongos semelhante a como é realizado em humanos. A principal vantagem desta técnica é que ela permite que os investigadores ajustem com precisão a resistência contra a qual os músculos tibiais anteriores do rato têm que trabalhar durante o treinamento de resistência. Além disso, uma vez que as contrações musculares são excentricamente tendenciosas, há uma menor chance de lesão muscular induzida por contração.
Nossa técnica de treinamento de resistência ajustada pela dosagem pode ser incorporada em estudos básicos e pré-clínicos em camundongos para desenvolver intervenções para a melhoria ou manutenção da massa muscular e força em uma gama diversificada de condições de doença. O aspecto mais desafiador do protocolo é estimular precisamente o ramo fibular do nervo ciático, que inerva os músculos tibiais anteriores. Para reduzir a estimulação elétrica imprecisa, ajuste a posição do eletrodo e a amplitude de estimulação até que o torque máximo de contração seja registrado por um dinamômetro.
Para começar, forneça suporte térmico ao mouse usando uma almofada de aquecimento de gel isotérmico e coloque uma lâmpada de calor 1 metro acima do mouse. Para preparar a pele para DART ou ISOM, remova a pele do membro posterior esquerdo aplicando um creme depilatório. Após 2 minutos, limpe a perna com toalhetes embebidos em água destilada para remover o pelo e todo o creme residual da pele.
Desinfete a pele usando uma solução de lavagem de iodo povidona e etanol a 70%, em seguida, use um cotonete limpo para aplicar um protetor sobre os olhos e a pele depilada para evitar a secagem. Em seguida, aplique creme de lidocaína a 5% sobre a tíbia para anestesiar a área. Passe uma agulha hipodérmica estéril de calibre 26 de 1/2 polegada através da parte mais larga da porção proximal do osso tibial.
Uma vez que o pino estabilizador esteja preso, segure a agulha com um hemostato estéril e dobre a porção de plástico até que ela se quebre, em seguida, coloque o rato em decúbito dorsal. Certifique-se de que o mouse ainda esteja firmemente conectado ao cone do nariz para manter a anestesia. Com um par de pinças de ponta estéreis, alimente o pino tibial em um clipe de jacaré de metal, de modo que a extremidade do pino tibial seja mantida pela braçadeira de jacaré.
Mova o braço ajustável da braçadeira de jacaré para garantir que o pé do mouse seja colocado na placa do pé do dispositivo DART. Prenda o pé do mouse na placa de apoio do dispositivo DART com fita adesiva de laboratório. Certifique-se de que o pé é colocado em um ângulo de 90 graus em relação ao eixo longo do osso tibial do rato.
Coloque uma agulha hipodérmica de calibre 1,5 = polegada de comprimento através dos orifícios pré-perfurados no transferidor do dispositivo DART para criar uma parada de flexão plantar e, em seguida, apoie a placa de pé na parada de flexão de plantar. Para otimizar a colocação do eletrodo, coloque um eletrodo bipolar, transcutâneo e NMES no aspecto inferolateral da articulação do joelho do rato. Use um estimulador elétrico de laboratório para aplicar pulsos únicos de 1 hertz para estimular o ramo fibular do nervo ciático.
Observe o músculo da barriga e o tendão do tibial anterior ou AT para evidências de contrações de contração provocadas eletricamente. Agora, prenda a sutura à placa do piso do dinamômetro e, em seguida, otimize a amplitude da tensão de saída do estimulador NMES para que a NMES fique confinada ao nervo fibular comum e ao músculo AT. Para configurar o estimulador para produzir trens de pulso repetidos, ajuste os mostradores para frequência de pulso para 125 hertz, duração do trem para 500 milissegundos e trens por segundo para 1.
Ligue o botão de alternância para repetir trens de pulso. Ajuste o estimulador para produzir trens de pulso com 500 milissegundos de duração intercalados com 500 milissegundos de repouso entre os trens de pulso. Mova a parada de flexão plantar para o orifício no transferidor que corresponde a 160 graus no eixo longo da tíbia.
No DART, para que o músculo TA trabalhe concêntrico, aplique resistência pendurando um peso adequado, como 5 gramas, com uma sutura de seda não elástica amarrada à placa de pé do dispositivo DART. Ajuste a resistência aplicando 50% do peso máximo de 1 repetição. Certifique-se de que o pé puxa pelo menos metade da faixa ativa disponível de dorsiflexão.
Realize uma única sessão de treinamento DART que envolva 1 conjunto de 10 repetições de contrações concêntricas e descanso de 2 minutos entre as séries. Para o treinamento ISOM, coloque o pé do mouse a 160 graus em relação ao eixo longo da tíbia. Mantenha a posição estática colando a sutura de seda na placa de pé do dinamômetro robótico.
Realize uma única sessão de treinamento ISOM que envolva 4 séries de 10 repetições para contrações isométricas e descanso de 2 minutos entre as séries. Como cuidados pós-procedimento para camundongos, tome precauções para manter a higiene do membro posterior exercitado e reduzir a dor no local da agulha. As alterações histológicas no músculo AT foram estudadas após 3 dias de treinamento DART ou ISOM.
A coloração de hematoxilina e eosina indicou que a extensão do dano muscular foi baixa nos grupos DART e ISOM, mas o dano muscular foi um pouco mais óbvio no grupo ISOM. É importante estimular especificamente as contrações nos músculos tibiais anteriores e ajustar com precisão a resistência contra a qual esses músculos têm que trabalhar durante o treinamento de resistência ajustado pela dosagem. Após este procedimento, os investigadores serão capazes de avaliar a tolerância ao exercício na forma de suscetibilidade à fadiga e lesão de contrações musculares repetidas contra a resistência.
Esta técnica pode ser incorporada em uma ampla variedade de aplicações de pesquisa básica e pré-clínica, como estudos em modelos de camundongos, de doenças neuromusculares como distrofias musculares e modelos de lesões esportivas em camundongos.
