Этот протокол является одним из первых исследований, которое позволяет ученым выполнять тренировки с отягощениями с поправкой на дозировку у мышей, аналогично тому, как это выполняется у людей. Основным преимуществом этой методики является то, что она позволяет исследователям точно регулировать сопротивление, против которого приходится работать передним большеберцовым мышцам мыши во время тренировок с отягощениями. Кроме того, поскольку мышечные сокращения эксцентрически смещены, существует более низкая вероятность мышечной травмы, вызванной сокращением.
Наша методика тренировок с отягощениями с поправкой на дозировку может быть включена в базовые и доклинические исследования на мышах для разработки вмешательств для улучшения или поддержания мышечной массы и силы в различных условиях заболевания. Наиболее сложным аспектом протокола является точная стимуляция малоберцовой ветви седалищного нерва, которая иннервирует передние большеберцовые мышцы. Чтобы уменьшить неточную электрическую стимуляцию, отрегулируйте положение электрода и амплитуду стимуляции до тех пор, пока динамометр не зафиксирует максимальный крутящий момент подергивания.
Для начала обеспечьте тепловую поддержку мыши с помощью изотермической гелевой грелки и поместите тепловую лампу на 1 метр над мышью. Чтобы подготовить кожу к DART или ISOM, удалите мех с левой задней конечности, нанеся крем для депиляции. Через 2 минуты очистите ногу салфетками, смоченными в дистиллированной воде, чтобы удалить мех и весь остаточный крем с кожи.
Продезинфицируйте кожу, используя раствор для скрабирования повидон-йода и 70% этанол, затем используйте чистый ватный тампон, чтобы нанести защитное средство на глаза и депилированную кожу, чтобы предотвратить пересыхание. Затем нанесите 5% лидокаиновый крем на большеберцовую кость, чтобы обезболить область. Пропустите 1/2-дюймовую стерильную подкожную иглу 26 калибра через самую широкую часть проксимальной части большеберцовой кости.
Как только стабилизирующий штифт закреплен, удерживайте иглу стерильным гемостатом и согните пластиковую часть, пока она не сломается, затем уложите мышь в лежачее положение. Убедитесь, что мышь по-прежнему надежно подключена к носовому конусу для поддержания анестезии. С помощью пары стерильных пинцетов с наконечниками подайте булавку большеберцовой кости в металлический зажим аллигатора, чтобы конец булавки большеберцовой кости удерживался зажимом аллигатора.
Переместите регулируемый рычаг зажима аллигатора, чтобы убедиться, что ножка мыши помещена на подножку устройства DART. Прикрепите ножку мыши к подножке устройства DART с помощью клейкой лабораторной ленты. Убедитесь, что стопа расположена под углом 90 градусов по отношению к длинной оси большеберцовой кости мыши.
Поместите иглу для подкожных инъекций длиной 18 калибров 1,5 дюйма через предварительно просверленные отверстия на транспортире устройства DART, чтобы создать остановку подошвенной флексии, затем положите подножку на подошвенную флексию. Чтобы оптимизировать размещение электродов, поместите биполярный, чрескожный и NMES-электрод на инферолатеральный аспект коленного сустава мыши. Используйте лабораторный электростимулятор для применения одиночных импульсов в 1 герц для стимуляции малоберцовой ветви седалищного нерва.
Понаблюдайте за передней большеберцовой мышцей и сухожилием большеберцовой кости, или ТА, чтобы получить доказательства электрически вызванных сокращений подергивания. Теперь прикрепите шов к пластине пола динамометра, затем оптимизируйте амплитуду выходного напряжения от стимулятора NMES так, чтобы NMES был ограничен общим малоберцовым нервом и мышцей TA. Чтобы настроить стимулятор на получение повторяющихся импульсных поездов, отрегулируйте циферблаты для частоты импульсов до 125 герц, длительности поезда до 500 миллисекунд и поездов в секунду до 1.
Включите тумблер для повторения импульсных поездов. Установите стимулятор для получения импульсных поездов длительностью 500 миллисекунд, перемежающихся с 500-миллисекундным отдыхом между импульсными поездами. Переместите стоп подошвенного флексиона в отверстие на транспорторе, которое соответствует 160 градусам на длинной оси большеберцовой кости.
В DART, чтобы мышца TA работала концентрически, примените сопротивление, повесив подходящий вес, такой как 5 граммов, с неэластичным шелковым швом, привязанным к подножке устройства DART. Отрегулируйте сопротивление, применив 50% веса от максимума 1 повторения. Убедитесь, что стопа протягивает по крайней мере половину доступного активного диапазона дорсифлексии.
Выполните один бой тренировки DART, который включает в себя 1 сет из 10 повторений концентрических сокращений и 2-минутный отдых между подходами. Для тренировки ISOM поместите ногу мыши под углом 160 градусов к длинной оси большеберцовой кости. Поддерживайте статическое положение, приклеивая шелковый шов к подножке роботизированного динамометра.
Выполните один бой тренировки ISOM, которая включает в себя 4 подхода по 10 повторений изометрических сокращений и 2-минутный отдых между подходами. В качестве постпроцедурного ухода за мышами примите меры предосторожности для поддержания гигиены тренируемой задней конечности и уменьшения боли в месте иглы. Гистологические изменения в мышце ТА изучались после 3 дней тренировки DART или ISOM.
Окрашивание гематоксилином и эозином указывало на то, что степень повреждения мышц была низкой как в группах DART, так и в группах ISOM, но повреждение мышц было немного более очевидным в группе ISOM. Важно специально стимулировать сокращения в передних большеберцовых мышцах и точно корректировать сопротивление, против которого эти мышцы должны работать во время тренировок с отягощениями с поправкой на дозировку. Следуя этой процедуре, исследователи смогут оценить толерантность к физической нагрузке в виде восприимчивости к усталости и травме от повторных мышечных сокращений против сопротивления.
Этот метод может быть включен в широкий спектр фундаментальных и доклинических исследований, таких как исследования на мышиных моделях, нервно-мышечных заболеваний, таких как мышечные дистрофии и мышиные модели спортивных травм.
