Name: application of chronic stimulation to study contractile activity-induced rat skeletal muscle phenotypic adaptations
Uploaded: 2018-01-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Application of Chronic Stimulation to Study Contractile Activity-induced Rat Skeletal Muscle Phenotypic Adaptations at JoVE.com

ونحن ممتنون تيرون ليام للخبراء قراءة المخطوطة. وأيد هذا العمل التمويل من العلوم الطبيعية والهندسة بحوث المجلس من كندا (مقدمة) "دال ألف غطاء محرك السيارة". دال هود ألف هو أيضا صاحب كرسي أبحاث كندا في "فيزيولوجيا الخلية".

استعراض جميع الإجراءات المتعلقة بالحيوانات وأقرته "لجنة رعاية الحيوان جامعة نيويورك". عند الوصول إلى مرفق الحيوان في جامعة نيويورك، منحت جميع الفئران كحد أدنى لمدة خمسة أيام التأقلم للبيئة الخاصة بهم قبل العملية الجراحية، مع الأغذية المقدمة الإعلانية libitum. على الرغم من أن هذا البروت...

<ol>
	<li>Holloszy, J. O., Coyle, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptations+of+skeletal+muscle+to+endurance+exercise+and+their+metabolic+consequences.">Adaptations of skeletal muscle to endurance exercise and their metabolic consequences.</a> J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 56 (4), 831-838 (1984).</li><li>Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Invited+Review:+contractile+activity-induced+mitochondrial+biogenesis+in+skeletal+muscle.">Invited Review: contractile activity-induced mitochondrial biogenesis in skeletal muscle.</a> J Appl Physiol. 90 (3), 1137-1157 (2001).</li><li>Fernandes, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise+training+restores+the+endothelial+progenitor+cells+number+and+function+in+hypertension:+implications+for+angiogenesis.">Exercise training restores the endothelial progenitor cells number and function in hypertension: implications for angiogenesis.</a> J Hypertens. 30 (11), 2133-2143 (2012).</li><li>Chabi, B., Adhihetty, P. J., O'Leary, M. F., Menzies, K. J., Hood, D. A. <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+Sirt1+expression+and+mitochondrial+proteins+during+conditions+of+chronic+muscle+use+and+disuse.">Relationship between Sirt1 expression and mitochondrial proteins during conditions of chronic muscle use and disuse.</a> J Appl Physiol. 107 (6), 1730-1735 (2009).</li><li>Lessard, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resistance+to+aerobic+exercise+training+causes+metabolic+dysfunction+and+reveals+novel+exercise-regulated+signaling+networks.">Resistance to aerobic exercise training causes metabolic dysfunction and reveals novel exercise-regulated signaling networks.</a> Diabetes. 62 (8), 2717-2727 (2013).</li><li>Irrcher, I., Adhihetty, P. J., Sheehan, T., Joseph, A. M., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PPARgamma+coactivator-1alpha+expression+during+thyroid+hormone-+and+contractile+activity-induced+mitochondrial+adaptations.">PPARgamma coactivator-1alpha expression during thyroid hormone- and contractile activity-induced mitochondrial adaptations.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 284 (6), C1669-C1677 (2003).</li><li>Tamura, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postexercise+whole+body+heat+stress+additively+enhances+endurance+training-induced+mitochondrial+adaptations+in+mouse+skeletal+muscle.">Postexercise whole body heat stress additively enhances endurance training-induced mitochondrial adaptations in mouse skeletal muscle.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 307 (7), R931-R943 (2014).</li><li>Mosole, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+high-level+exercise+promotes+muscle+reinnervation+with+age.">Long-term high-level exercise promotes muscle reinnervation with age.</a> J Neuropathol Exp Neurol. 73 (4), 284-294 (2014).</li><li>Irrcher, I., Walkinshaw, D. R., Sheehan, T. E., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thyroid+hormone+(T3)+rapidly+activates+p38+and+AMPK+in+skeletal+muscle+in+vivo.">Thyroid hormone (T3) rapidly activates p38 and AMPK in skeletal muscle in vivo.</a> J Appl Physiol. 104 (1), 178-185 (2008).</li><li>Lesmana, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+change+in+thyroid+hormone+signaling+by+altered+training+intensity+in+male+rat+skeletal+muscle.">The change in thyroid hormone signaling by altered training intensity in male rat skeletal muscle.</a> Endocr J. 63 (8), 727-738 (2016).</li><li>Hokama, J. Y., Streeper, R. S., Henriksen, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voluntary+exercise+training+enhances+glucose+transport+in+muscle+stimulated+by+insulin-like+growth+factor+I.">Voluntary exercise training enhances glucose transport in muscle stimulated by insulin-like growth factor I.</a> J Appl Physiol. 82 (2), 508-512 (1997).</li><li>Tyler, K. R., Wright, A. 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=Light+weight+portable+stimulators+for+stimulation+of+skeletal+muscles+at+different+frequencies+and+for+cardiac+pacing.">Light weight portable stimulators for stimulation of skeletal muscles at different frequencies and for cardiac pacing.</a> J Physiol Lond. 307, 6-7 (1980).</li><li>Takahashi, M., Rana, A., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Portable+electrical+stimulator+for+use+in+small+animals.">Portable electrical stimulator for use in small animals.</a> J Appl Physiol. 74 (2), 942-945 (1993).</li><li>Ljubicic, V., Adhihetty, P. J., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+animal+models:+chronic+electrical+stimulation-induced+contractile+activity.">Application of animal models: chronic electrical stimulation-induced contractile activity.</a> Can J Appl Physiol. 30 (5), 625-643 (2005).</li><li>Pette, D., Vrbova, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+does+chronic+electrical+stimulation+teach+us+about+muscle+plasticity?.">What does chronic electrical stimulation teach us about muscle plasticity?.</a> Muscle Nerve. 22 (6), 666-677 (1999).</li><li>Pette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Historical+Perspectives:+plasticity+of+mammalian+skeletal+muscle.">Historical Perspectives: plasticity of mammalian skeletal muscle.</a> J Appl Physiol. 90 (3), 1119-1124 (2001).</li><li>Pette, D., Vrbova, G. <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+Neuromuscular+Stimulation+in+Elucidating+Muscle+Plasticity+Revisited.">The Contribution of Neuromuscular Stimulation in Elucidating Muscle Plasticity Revisited.</a> Eur J Transl Myol. 27 (1), 6368 (2017).</li><li>Skorjanc, D., Jaschinski, F., Heine, G., Pette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+increases+in+capillarization+and+mitochondrial+enzymes+in+low-frequency-stimulated+rabbit+muscle.">Sequential increases in capillarization and mitochondrial enzymes in low-frequency-stimulated rabbit muscle.</a> Am J Physiol. 274 (3 Pt 1), C810-C818 (1998).</li><li>Kim, Y., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+the+autophagy+system+during+chronic+contractile+activity-induced+muscle+adaptations.">Regulation of the autophagy system during chronic contractile activity-induced muscle adaptations.</a> Physiol Rep. 5 (14), (2017).</li><li>Memme, J. M., Oliveira, A. N., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronology+of+UPR+activation+in+skeletal+muscle+adaptations+to+chronic+contractile+activity.">Chronology of UPR activation in skeletal muscle adaptations to chronic contractile activity.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 310 (11), C1024-C1036 (2016).</li><li>Ljubicic, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+basis+for+an+attenuated+mitochondrial+adaptive+plasticity+in+aged+skeletal+muscle.">Molecular basis for an attenuated mitochondrial adaptive plasticity in aged skeletal muscle.</a> Aging (Albany NY). 1 (9), 818-830 (2009).</li><li>Schwarz, G., Leisner, E., Pette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+telestimulation+systems+for+chronic+indirect+muscle+stimulation+in+caged+rabbits+and+mice.">Two telestimulation systems for chronic indirect muscle stimulation in caged rabbits and mice.</a> Pflugers Arch. 398 (2), 130-133 (1983).</li><li>Simoneau, J. A., Pette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Species-specific+effects+of+chronic+nerve+stimulation+upon+tibialis+anterior+muscle+in+mouse,+rat,+guinea+pig,+and+rabbit.">Species-specific effects of chronic nerve stimulation upon tibialis anterior muscle in mouse, rat, guinea pig, and rabbit.</a> Pflugers Arch. 412 (1-2), 86-92 (1988).</li><li>Ohlendieck, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+chronic+low-frequency+stimulation+on+Ca2+-regulatory+membrane+proteins+in+rabbit+fast+muscle.">Effects of chronic low-frequency stimulation on Ca2+-regulatory membrane proteins in rabbit fast muscle.</a> Pflugers Arch. 438 (5), 700-708 (1999).</li><li>Brown, M. D., Cotter, M. A., Hudlicka, O., Vrbova, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+different+patterns+of+muscle+activity+on+capillary+density,+mechanical+properties+and+structure+of+slow+and+fast+rabbit+muscles.">The effects of different patterns of muscle activity on capillary density, mechanical properties and structure of slow and fast rabbit muscles.</a> Pflugers Arch. 361 (3), 241-250 (1976).</li><li>Skorjanc, D., Traub, I., Pette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identical+responses+of+fast+muscle+to+sustained+activity+by+low-frequency+stimulation+in+young+and+aging+rats.">Identical responses of fast muscle to sustained activity by low-frequency stimulation in young and aging rats.</a> J Appl Physiol. 85 (2), 437-441 (1998).</li><li>Kim, Y., Triolo, M., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+Aging+and+Exercise+on+Mitochondrial+Quality+Control+in+Skeletal+Muscle.">Impact of Aging and Exercise on Mitochondrial Quality Control in Skeletal Muscle.</a> Oxid Med Cell Longev. 2017, 3165396 (2017).</li><li>Callewaert, L., Puers, B., Sansen, W., Jarvis, J. C., Salmons, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Programmable+implantable+device+for+investigating+the+adaptive+response+of+skeletal+muscle+to+chronic+electrical+stimulation.">Programmable implantable device for investigating the adaptive response of skeletal muscle to chronic electrical stimulation.</a> Med Biol Eng Comput. 29 (5), 548-553 (1991).</li><li>Kern, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+stimulation+counteracts+muscle+decline+in+seniors.">Electrical stimulation counteracts muscle decline in seniors.</a> Front Aging Neurosci. 6, 189 (2014).</li><li>Zampieri, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+exercise+in+aging+human+skeletal+muscle+increases+mitochondrial+calcium+uniporter+expression+levels+and+affects+mitochondria+dynamics.">Physical exercise in aging human skeletal muscle increases mitochondrial calcium uniporter expression levels and affects mitochondria dynamics.</a> Physiol Rep. 4 (24), (2016).</li></ol>

طراز نشاط الهوس المزمن (CCA) العملية، ومن خلال العضلات منخفضة التردد التحفيز في فيفو، نموذج ممتاز لدراسة التعديلات المظهرية العضلات ممارسة13،،من2425 , 26-كما هو مبين في الدراسات السابقة20،27<...

يمكن تكييف الهيكل العظمى والعضلات ممارسة التدريب من خلال التغييرات في الاستقلاب والهيكل المادي1. أحد التعديلات الرئيسية الناجمة عن تدريب التحمل هو نشوء حيوي الميتوكوندريا، التي يمكن تقييمها بزيادة في التعبير عن مكونات الميتوكوندريا (مثلاً، الفسفرة التأكسدية [كوكس] مفارز)، فضلا عن التعبير عن كواكتيفاتور النسخي، PGC-1α2. عدد متزايد من الدراسات قد أشارت إلى أن العديد من عوامل أخرى، بما في ذلك معدل دوران الميتوكوندريا وميتوفاجي، أيضا هامة للتكيفات العضلية. غير أن آليات ممارسة الحادة أو المزمنة التي تنظم هذه العمليات في الهيكل العظمى والعضلات لا تزال غير واضحة.
لتحديد المسارات التي تنظم التعديلات الناجمة عن ممارسة العضلات، كانت مختلف ممارسة نماذج شائعة الاستعمال في دراسات القوارض، بما في ذلك حلقة مفرغة، تشغيل عجلة القيادة، وممارسة السباحة. بيد أن هذه البروتوكولات لها بعض القيود في ذلك ~ 4-12 أسابيع ضرورية لمراقبة هذه التغيرات المظهرية3،،من45. كأسلوب بديل تجريبية، منخفضة التردد الناجم عن تحفيز المزمنة الهوس النشاط (CCA) فعالية استخدمت، فإنه يمكن أن يؤدي إلى تعديلات العضلات في فترة أقصر بكثير (أي، تصل إلى 7 أيام) وتظهر آثارها على أن تكون قابلة للمقارنة إلى، أو حتى أكبر من البروتوكولات الأخرى لممارسة. وعلاوة على ذلك، وجود الهرمونية6، درجة الحرارة7، وآثار عصبية8 قد تجعل من الصعب على فهم الاستجابات الخاصة بالعضلات لممارسة المزمنة. على سبيل المثال، هرمون الغدة الدرقية9،10 ويشبه الأنسولين عامل النمو (IGF)-1 تم تحديد11 التوسط من أجل التعديلات الناجمة عن تدريب العضلات، التي قد تنظم أيضا مسارات إشارات أخرى في الهيكل العظمى العضلات. جدير بالذكر أن الآثار الناجمة عن التقييم القطري المشترك الحد الأدنى ينظم العوامل النظامية، مما يتيح التركيز على استجابة مباشرة للهيكل العظمى والعضلات للنشاط الهوس.
الوحدة الخارجية للتقييم القطري المشترك قدم لأول مرة قبل تايلر ورأيت12، وقد تم تطويره مع التعديلات12. باختصار، الوحدة تتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية: كاشف الأشعة تحت حمراء التي يمكن تشغيل وإيقاف تشغيله بواسطة التعرض للأشعة تحت الحمراء، ومولد نبض، ومؤشر نبض (الشكل 1). وقد تم تصميم الدوائر التفصيلية لوحدة مشجعا الموصوفة سابقا13. يمكن العثور ملامح مفصلة ومحددة للتقييم القطري المشترك في زيادة التعمق في عدد من استعراض المواد14،15،،من1617. بإيجاز، تم تصميم البروتوكول التحفيز لتنشيط العصب الشظوي المشترك في الترددات المنخفضة (أي 10 هرتز)، وتجبر العضلات إينيرفاتيد (الظنبوبي الأمامي [تا] وعضلة باسطة أصابع طويلة [مؤسسة كهرباء لبنان]) على عقد مسبقاً تحديد طول الفترة الزمنية (مثلاً، ح 3-6). مع مرور الوقت، هذه التحولات العضلات المذكورة آنفا إلى النمط الظاهري أكثر هوائية، أظهرت زيادة في كثافة شعري18 و المحتوى المتقدرية19،،من2021. وهكذا، هذا الأسلوب نموذج ثبت لتقليد بعض التكيفات تدريب التحمل الرئيسية داخل الهيكل العظمى والعضلات للفئران.
وتعرض هذه الورقة إجراء مفصل لجراحة زرع قطب كهربائي للحث على التقييم القطري المشترك حيث أن الباحثين يمكن تطبيق هذا النموذج في دراساتهم ممارسة. التقييم القطري المشترك نموذج ممتاز لدراسة مسار الوقت التكيفات العضلية، مما يوفر أداة فعالة لتحقيق الأحداث الجزيئية وإشارات مختلفة في كل من النقاط الزمنية المبكرة ولاحقا بعد بدء ممارسة التدريب.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sprague Dawley Rat</td>
			<td>Charles River</td>
			<td>Strain 400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chronic contractile activity unit</td>
			<td>Home-made</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCA unit protective box (3.5 x 3.5 x 2.5 cm)</td>
			<td>Home-made</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Box should be made of opaque material or covered in an opague tape</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coin lithium ion batteries (3V)</td>
			<td>Panasonic</td>
			<td>CR2016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medwire</td>
			<td>Leico Industries</td>
			<td>316SS7/44T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solder pin (socket)</td>
			<td>Digi-Key</td>
			<td>ED6218-ND</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zonas porous tape</td>
			<td>Johnson &#38; Johnson</td>
			<td>5104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture silk (Size 5)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>640G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture silk (Size 6)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>706G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved blunt scissor (11.5 cm Length)</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>14075-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved blunt scissor (15 cm Length)</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>14111-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Delicate haemostatic forceps (16 cm Length)</td>
			<td>Lawton</td>
			<td>06-0230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>Feather</td>
			<td>3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved forceps</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>11052-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless-steel rod (30 cm; 7mm diameter)</td>
			<td>Home-made</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Rod should have 5 mm slit in one end to hold the wire for tunneling under the skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clip applying forceps</td>
			<td>KLS Martin</td>
			<td>20-916-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Staples (clips)</td>
			<td>Bbraun</td>
			<td>BN507R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal hooks/retractor</td>
			<td>Home-made</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-iodine (500 mL)</td>
			<td>Rougier</td>
			<td>#NPN00172944</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ampicillin sodium</td>
			<td>Novopharm</td>
			<td>#DIN00872644</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metacam</td>
			<td>Boehringer</td>
			<td>#DIN02240463</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital multimeter (voltmeter)</td>
			<td>Soar Corporation</td>
			<td>ME-501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED digital stroboscope</td>
			<td>Lutron Electronic Enterprise</td>
			<td>DT-2269</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

application of chronic stimulation to study contractile activity-induced rat skeletal muscle phenotypic adaptations

الهيكل العظمى والعضلات أنسجة القدرة على التكيف، كما خصائصه البيوكيميائية والفسيولوجية تتغير إلى حد كبير في الاستجابة لممارسة المزمنة. للتحقيق في الآليات الكامنة التي تجلب عن مختلف العضلات التكيف، استخدمت عددا من البروتوكولات ممارسة مثل المطحنة وتشغيل عجلة القيادة، وممارسة السباحة في الدراسات الحيوانية. ومع ذلك، وهذه ممارسة نماذج تتطلب فترة طويلة من الزمن لتحقيق التكيفات العضلية، التي يجوز أن ينظم أيضا عوامل خلطيه أو عصبية، مما يحد من تطبيقاتها في دراسة التعديلات الناجمة عن انكماش العضلات على حدة. التحفيز غير المباشر ذات التردد المنخفض (10 هرتز) للحث على النشاط الهوس المزمن (CCA) استخدمت كنموذج بديل لممارسة التدريب، كما يمكن أن يؤدي بنجاح إلى تكييفات المتقدرية العضلات في غضون 7 أيام، مستقلة عن العوامل النظمية. هذه الورقة تفاصيل التقنيات الجراحية المطلوبة لتطبيق العلاج للتقييم القطري المشترك على الهيكل العظمى والعضلات للفئران، لتطبيقها على نطاق واسع في المستقبل دراسات.

وقد أظهرنا أن النشاط الهوس المزمن (CCA) أداة فعالة للحث على التكيفات المتقدرية مواتية داخل الهيكل العظمى والعضلات. عرض الفئران تعرض لمدة 7 أيام للتقييم القطري المشترك (6 ساعات يوميا) تعزيز نشوء حيوي المتقدرية في حفز العضلات بالمقارنة مع اللكتات unstimulated contralateral (التحكم). تتم ا?...

Watch this Scientific Journal Video about Application of Chronic Stimulation to Study Contractile Activity-induced Rat Skeletal Muscle Phenotypic Adaptations at JoVE.com

Application of Chronic Stimulation to Study Contractile Activity-induced Rat Skeletal Muscle Phenotypic Adaptations

ويصف هذا البروتوكول استخدام طراز نشاط الهوس المزمن لممارسة مراقبة تكييفات المستحثة بتحفيز العضلات في اللكتات الفئران.

تطبيق التحفيز المزمن لدراسة التعديلات المظهرية الهيكل العظمى والعضلات الهوس الفئران التي يسببها النشاط

Skeletal muscle is a highly adaptable tissue, as its biochemical and physiological properties are greatly altered in response to chronic exercise. To ...

The chronic contractile activity model of exercise is useful to study skeletal muscle adaptations to exercise training stimuli in vivo. In particular, this model elicits the phenotypic adaptations of a six week training protocol within seven days. This method can help answer key questions in the muscle physiology field like mitochondrial biogenesis, autophagy, and many other exercise-associated cellular adaptations.The main advantage of this technique is that it allows for the observation of muscle specific adaptations over a short time course of seven days as compared to other exercise training protocols that require several months. The implications of this technique extend toward therapy of muscle atrophy ages because chronic muscle stimulation has been shown to have an effect on ameliorating aging-related muscle weakness. Generally individuals new to this method will struggle because of difficulty landmarking the common peroneal nerve and attaching electrical coils at either end as these require practice and precision.Begin by anesthetizing the rat under one to 3%isoflurane inhalation with oxygen and confirm full sedation by checking the response to a hind limb toe pinch and observing respiratory depth and rate. Apply ocular lubricant on eyes to avoid dryness and place the rat on a heating pad at a low to medium setting. Gently shave the left hind limb as well as a strip around the torso from the back of the neck around behind the forelimbs and across the anterior thorax.Gently wipe shaved areas with iodine and ethyl alcohol to disinfect. With the animal laying on its stomach use a sterile scalpel with a number 10 blade to make a small incision of around 0.5 centimeters on the back of the neck in the center of the shaved region. Then roll the animal onto its right side and make a two to three centimeter cut in the skin of the left hind limb between the dimple of the knee joint and close to the origin of the tail.Using blunt tipped curved surgical scissors dissect the subcutaneous area to around 3.5 to four centimeters separating the skin from the underlying muscle to make a pocket between the open skin and underlying muscle. Next, use surgical scissors to make a small incision of less than 0.5 centimeters on the biceps femoris muscle ensuring that the tips of the scissors are cutting directly down through the muscle. Then gently open the cut area until the internal muscle groups and the common peroneal nerve are visible.Use extreme caution to avoid cutting or damaging the nerve. Next prepare 50 to 60 centimeters of PTFE coated fine stainless steel wire and fold it in half. Hook the folded part of the wire into the slit of a 30 centimeter stainless steel rod.Use the rod to pass the wire through the open pocket of the hind limb up the leg and along the center of the back in an L shape pattern to reach the small incision area at the back of the neck. Fix the window by pulling it open with metal retractors until the size of the window is approximately 1.5 squared centimeters with the peroneal nerve lying in the center of the window. Using a scalpel, carefully strip the ends of the wire by 1.5 centimeters.Wrap the stripped wire ends around a blunted 21 gauge needle five times to make a coil. Once the coils are properly made release the needle from them. Make a knot at the very end of the coil and suture it on the left hand side of the nerve ensuring that the coil is at 1.5 to 2.5 millimeters from the nerve.To secure the coil apply two or three additional sutures along the coil. This step requires considerable practice and patience in order to avoid damaging the nerve and underlying muscle and to achieve all consistent stimulation condition across all animals. It's best to have one skilled researcher to complete all surgical procedures during a study.Apply two or three drops of antibiotic solution and then carefully suture the window using size 5-0 silk. Loosely wind the remaining slack of wire and push into the subcutaneous pocket above the sutured incision of the biceps femoris muscle above the hip. Apply two to three drops of antibiotic solution and close the open skin by stapling.Next, move the animal to the sternal position and cut the wire loop coming out of the incision at the top of the neck to create two wire ends. Using a scalpel, strip of the ends of the wires by 0.5 centimeters. Cut off any frayed wires.Slowly push the stripped parts of the wires into the hole of the pin sockets and using a soldering iron, solder the wires on the pin sockets. Pass the pin connected wire ends through a 4.4 centimeter sterile gauze pad. Then pass the wires through the hole in the base of the stimulator box.Insert the pins into the connection sockets on the CCA unit. Gently put the CCA unit into the chamber using a sticky tack to secure the CCA unit at the bottom of the chamber. Use athletic tape or porous surgical tape to fix the chamber around the shaved torso.Close the top of the chamber with three layers of taping. And finish by wrapping tape around the sides of the stimulator box to secure the box. Check if the CCA is working by exposing the unit to a single pulse of infrared light emitted by a portable infrared strobe light.If the CCA is properly working the hind limb muscles will contract in response to the infrared light. Weigh the animals shortly before beginning the CCA procedure to record a baseline measurement to help identify any severe stress or adverse effects by change of body weight after the CCA procedure. On the day of CCA stimulation turn on the CCA by exposing the stimulator unit to a single pulse of infrared light by a portable infrared strobe light and apply three or six hours of 10 hertz CCA stimulation.Check the stimulation and animal every 30 to 60 minutes. Following the desired CCA period turn off the CCA unit via infrared light exposure. Rats subjected to seven days of CCA for six hours per day display enhanced mitochondrial biogenesis in the stimulated muscle as compared to the unstimulated contralateral hind limb.This increase in mitochondrial biogenesis is indicated by increased protein expression of PGC-1 alpha. Examination of permeabilized muscle fibers to measure mitochondrial respiratory capacity reveals that CCA resulted in an increase in the maximal respiratory capacity of muscle relative to control muscle. Both subsarcolemmal and intermyofibrillar mitochondrial populations increased following seven days of CCA compared to control unstimulated muscle.Adaptations to the autophagy and lysosomal systems can also be brought about by CCA. An increase in the protein abundance of Transcription factor EB the principal regulator of lysosomal biogenesis is observed after CCA at all time points. Following this procedure other methods like general subcutaneous or intraperitoneal injections can be performed in order to answer additional questions such as estimation of autophagy flux with colchicine treatment.After watching this video you should have a good understanding of how to apply the current chronic contractile activity model in order to examine muscle phenotypic changes following endurance training.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Ex Vivo Culture of Pharyngeal Arches to Study Heart and Muscle Progenitors and Their Niche

Ex Vivo Culture of Pharyngeal Arches to Study Heart and Muscle Progenitors and Their Niche

فيفو السابقين الثقافة من بلعومي الأقواس لدراسة القلب والعضلات الأسلاف ومكانها المناسب

The pharyngeal mesoderm of developing embryos contributes to broad regions of head and heart musculature. We have developed a novel method to study head ...

Analysis of Zebrafish Larvae Skeletal Muscle Integrity with Evans Blue Dye

تحليل الزرد اليرقات الهيكل العظمي النزاهة العضلات مع ايفانز الأزرق صبغ

The zebrafish model is an emerging system for the study of neuromuscular disorders.  In the study of neuromuscular diseases, the integrity of the muscle ...

Induction of Acute Skeletal Muscle Regeneration by Cardiotoxin Injection

تحريض الحاد الهيكل العظمي تجديد العضلات التي Cardiotoxin حقن

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

Preparation and Culture of Myogenic Precursor Cells/Primary Myoblasts from Skeletal Muscle of Adult and Aged Humans

إعداد والثقافة من الخلايا عضلي السلائف / Myoblasts الابتدائية من العضلات الهيكلية من الكبار والمسنين البشر

Skeletal muscle homeostasis depends on muscle growth (hypertrophy), atrophy and regeneration. During ageing and in several diseases, muscle wasting ...

Evaluation of Injury-induced Senescence and In Vivo Reprogramming in the Skeletal Muscle

Evaluation of Injury-induced Senescence and In Vivo Reprogramming in the Skeletal Muscle

تقييم الضرر الناجم عن الشيخوخة و في فيفو إعادة برمجة في العضلات الهيكلية

Cellular senescence is a stress response that is characterized by a stable cellular growth arrest, which is important for many physiological and ...

Identification of Skeletal Muscle Satellite Cells by Immunofluorescence with Pax7 and Laminin Antibodies

تحديد خلايا الهيكل العظمى والعضلات الأقمار الصناعية قبل الفلورة مع Pax7 والأجسام المضادة لامينين

Immunofluorescence is an effective method that helps to identify different cell types on tissue sections. In order to study the desired cell population, ...

In Vitro Generation of Somite Derivatives from Human Induced Pluripotent Stem Cells

في المختبر توليد المشتقات سميط من البشرية التي يسببها الخلايا الجذعية Pluripotent

In response to signals such as WNTs, bone morphogenetic proteins (BMPs), and sonic hedgehog (SHH) secreted from surrounding tissues, somites (SMs) give ...

X-ray Diffraction of Intact Murine Skeletal Muscle as a Tool for Studying the Structural Basis of Muscle Disease

الأشعة السينية الانعراج من العضلات الهيكلية Murine سليمة كأداة لدراسة الأساس الهيكلي لأمراض العضلات

Transgenic mouse models have been important tools for studying the relationship of genotype to phenotype for human diseases including those of skeletal ...

Isolation, Culture, Characterization, and Differentiation of Human Muscle Progenitor Cells from the Skeletal Muscle Biopsy Procedure

العزلة والثقافة والتوصيف والتمايز بين خلايا ذرية العضلات البشرية من إجراء خزعة العضلات الهيكلية

The use of primary human tissue and cells is ideal for the investigation of biological and physiological processes such as the skeletal muscle ...

Performing Human Skeletal Muscle Xenografts in Immunodeficient Mice

أداء العضلات الهيكلية البشرية Xenografts في الفئران نقص المناعة

Treatment effects observed in animal studies often fail to be recapitulated in clinical trials. While this problem is multifaceted, one reason for this ...