Name: dosage-adjusted resistance training in mice with a reduced risk of muscle damage
Uploaded: 2022-08-31T14:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Dosage-Adjusted Resistance Training in Mice with a Reduced Risk of Muscle Damage at JoVE.com

Diese Studie wurde durch Zuschüsse der Jain Foundation Inc., R03HD091648 von NICHD, einen Pilotzuschuss von AR3T unter NIH P2CHD086843, einen FRAP Award von EACPHS an der Wayne State University, ein Faculty Startup Package von der Wayne State University und einen Unterauftrag von 1R01AR079884-01 (Peter L. Jones PI) an JAR finanziert. Diese Studie wurde auch durch ein Forschungsstipendium der American Physical Therapy Association - Michigan (APTA-MI) an JMB, MEP und JAR finanziert. Die Autoren danken Dr. Renuka Roche (Associate Professor, Eastern Michigan University, MI) für die kritische Lektüre des Manuskripts und das Feedback. Die Autoren danken Herrn Anselm D. Motha für seine Beratung zum 3D-Druck. Die Autoren danken den Patienten mit Dysferlinopathien, die ihre Geschichten auf der Website der Jain Foundation auf https://www.jain-foundation.org/patient-physician-resources/patient-stories geteilt haben, insbesondere ihre Erfahrungen mit Bewegung.

Die in diesem Artikel beschriebenen Experimente wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) an der Wayne State University, Detroit, Michigan, USA, in Übereinstimmung mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren (1996, veröffentlicht von National Academy Press, 2101 Constitution Ave. NW, Washington, DC 20055, USA) genehmigt. B6. A-Dysfprmd/GeneJ-Mäuse (alias BLAJ-Mäuse, Männchen, ~1,5 Jahre alt) mit dem Modell LGMD2B/R2 wurden für die vorliegende Studie verw...

Dieser Artikel enthält Schritt-für-Schritt-Anweisungen zum Konstruieren eines Geräts zur Durchführung einer Art von Präzisionsrehabilitationstraining, das als dosisangepasstes Widerstandstraining (DART) bezeichnet wird. Die Arbeit beschreibt auch die Anwendung des DART-Geräts und der Methodik in einer Trainingsstudie, um Muskelschäden 3 Tage nach einem einzigen DART-Anfall (DART-Gruppe) mit Schäden 3 Tage nach einem vergleichbaren isometrischen Training (ISOM-Gruppe) zu vergleichen.
Di...

Bewegung verleiht der Skelettmuskulatur zahlreiche gesundheitliche Vorteile (überprüft in Vina et al.1). Insbesondere ist bekannt, dass progressives Widerstandstraining (PRT), bei dem Muskelkontraktionen gegen zunehmend größere äußere Belastungen (z. B. Langhanteln, Hanteln, Seilzug-Gewichtsschaltungen) durchgeführt werden, dazu beiträgt, die Muskelmasse und -kraft sowohl bei gesunden Personen als auch bei Patientenpopulationen zu erhöhen (überprüft in früheren Publikationen 2,3 ). PRT basiert auf dem Überlastprinzip, das besagt, dass sich der Muskel, wenn er sich gegen immer größere äußere Belastungen zusammenzieht, anpasst, indem er seine physiologische Querschnittsfläche sowie seine Krafterzeugungskapazität vergrößert4. Bestehende Modelle von PRT bei Nagetieren umfassen Leiterklettern mit Widerstand am Schwanz, Co-Kontraktion von Agonistenmuskeln gegen Widerstand von Antagonisten, Laufen mit einem gewichteten Gurtzeug, eine Hockenübung, die durch einen elektrischen Schlag ausgelöst wird, und Widerstand gegen Radlauf 5,6,7,8,9,10 (überprüft in früheren Publikationen 11,12 ). Derzeit gibt es jedoch keine Forschungsinstrumente, um eine präzise muskelgezielte, dosisangepasste PRT bei Mäusen durchzuführen, die den PRT-Methoden und -Geräten ähneln, die in der klinischen Forschung und Praxis am Menschen verwendet werden12,13. Dies schränkt die Fähigkeit der Forscher ein, die Sicherheit und Wirksamkeit von genau dosiertem PRT in grundlegenden und präklinischen Studien an Mäusen zu untersuchen.
Um diese Barriere zu überwinden, werden in dieser Studie eine PRT-Methodik und ein Gerät entwickelt, die auf den Kabel-Riemenscheiben-Gewichts-Schaltungsdesigns basieren, die in Widerstandstrainingsgeräten in modernen Turnhallen verwendetwerden 14,15,16. Diese Methode des PRT wird als dosisangepasstes Widerstandstraining (DART) bezeichnet, und das Gerät wird als DART-Gerät bezeichnet. Zusätzlich zu seiner Funktionalität als Präzisions-Rehabilitations-Trainingswerkzeug kann das DART-Gerät auch als eigenständiges Instrument verwendet werden, um das maximale konzentrische kontraktile Drehmoment, das vom Musculus tibialis anterior (TA) in einer Maus erzeugt werden kann, objektiv zu bewerten, ähnlich wie das Maximum von einer Wiederholung (1RM, die maximale Belastung, die nur einmal erfolgreich gehoben / bewegt / gedrückt / gehogt werden kann) bei Menschen beurteilt wird17. 18. Das DART-Gerät kann auch mit einem speziell angefertigten oder kommerziellen isokinetischen Dynamometer gekoppelt werden, um die isometrische tetanische Spitzenkraft zu messen, die vom TA-Muskel in einer Maus erzeugt wird (vergleichbar mit der maximalen freiwilligen Kontraktion [MVC] beim Menschen) und dann eine dosisangepasste PRT mit einem Widerstand durchzuführen, der auf der maximalen tetanischen Kraft basiert (z. B. 50% der Spitzenkraft).
Dieser Artikel beschreibt die Konstruktion des DART-Geräts und erklärt, wie es mit einem speziell angefertigten Dynamometer gekoppelt werden kann, das in früheren Publikationen 19,20,21,22 beschrieben wurde, um das kontraktile Drehmoment zu bewerten und DART durchzuführen. Die Studie beschreibt auch, wie das DART-Gerät verwendet wurde, um belastungsinduzierte Muskelschäden zu vergleichen, die durch einen einzigen Anfall von DART (4 Sätze von 10 konzentrisch verzerrten Kontraktionen mit 50% 1RM) verursacht wurden, mit Schäden, die durch einen vergleichbaren Anfall von isometrischen Kontraktionen (4 Sätze von 10 isometrischen Kontraktionen) in einem Mausmodell der Gliedmaßengürtel-Muskeldystrophie Typ 2B (LGMD2B, oder LGMDR2)23,24. Dem untersuchten Mausmodell fehlt ein Protein namens Dysferlin, das eine wichtige Rolle beim Schutz der Skelettmuskulatur vor verzögert einsetzenden Muskelschäden nach schädlichen exzentrischen Kontraktionen spielt 22,25,26,27,28,29,30 . Es wurde auch bei männlichen Mäusen mit Dysferlin-Mangel gezeigt, dass konzentrisch voreingenommenes Zwangstraining nicht so schädlich ist wie exzentrisch voreingenommenes Zwangstraining und dass eine vorherige Exposition gegenüber konzentrisch voreingenommenem Training Schutz vor Verletzungen durch einen nachfolgenden Anfall exzentrisch voreingenommener Kontraktionen bietet22. Da die aktuelle Studie durchgeführt wurde, um die Machbarkeit der derzeitigen DART-Methodik und des Geräts bei der Durchführung eines dosisangepassten, konzentrisch verzerrten Widerstandstrainings zu testen, wurden männliche Dysferlin-defiziente Mäuse für die Untersuchung ausgewählt, um neue Daten aus dem DART-Gerät mit früheren Daten zu vergleichen. In zukünftigen Studien werden weibliche BLAJ-Mäuse einbezogen, um die Wirkung des Geschlechts als biologische Variable in Bezug auf die Reaktion auf DART zu untersuchen. Mäuse, die ~1,5 Jahre alt waren, wurden untersucht, da sie bereits dystrophische Veränderungen in vielen Muskelgruppen aufweisen und daher den pathophysiologischen Zustand modellieren, in dem sich Muskeln bei Patienten befinden könnten, die bereits Muskelschwäche und -schwund haben und rehabilitative Pflege suchen, um Muskelmasse und Kraft zu erhalten26.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>AnMiao Star 608 Ceramic Ball Bearing</td>
			<td>Anmiao Star (N/A)</td>
			<td>AMS127</td>
			<td>High precision, low friction wheel bearing.&#160; If make and model is not commercially available, an alternative version of a 608 low-friction wheel bearing, 8 mm bore diameter,&#160; 22 mm outside diameter, with silicon nitride ceramic balls in 420 stainless steel housing should suffice.&#160; Excess friction in the wheel bearing will adversely impact performance of the DART device and will increase overall resistance to muscle contractions.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Axio Scope.A1 microscope</td>
			<td>Carl Zeiss (Peabody, MA)</td>
			<td>Product #Axio Scope.A1</td>
			<td>Light and fluorescence microscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B6.A-Dysfprmd/GeneJ (a.k.a. BLAJ mice)</td>
			<td>The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME).&#160; Special colony maintained by The Jain Foundation Inc. for collaborators who study dysferlin.</td>
			<td>Stock #012767</td>
			<td>Dysferlin deficient mice that model human limb girdle muscular dystrophy type 2B/R2.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bipolar, transcutaneous, neuromuscular electrical stimulation (NMES) electrode</td>
			<td>Harvard Apparatus, Holliston, MA</td>
			<td>BS4 50&#8211;6824</td>
			<td>Electrode for NMES.&#160; If this electrode is not commercially available, please contact corresponding author for alternatives.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coplin Staining Dish</td>
			<td>ThermoFisher (Waltham, MA)</td>
			<td>Catalog No. S17495</td>
			<td>Staining dish/jar for hematoxylin and eosin (H&#38;E) staining of sections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cura 4.4.1. Software</td>
			<td>Ultimaker, Utrecht, Netherlands</td>
			<td>Ultimaker Cura 4.4.1.</td>
			<td>Slicing software to convert stereolithography files into G-CODE files</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deltaphase isothermal gel heating pad</td>
			<td>Braintree Scientific (Braintree, MA)</td>
			<td>Item #39DP</td>
			<td>Heating pad to provide thermal support to animals while under anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eosin Y</td>
			<td>Millipore Sigma (Burlington, MA)</td>
			<td>HT110132-1L</td>
			<td>Pink cytoplasmic stain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gorilla Super Glue</td>
			<td>The Gorilla Glue Company (Cincinnati, OH)</td>
			<td>Gorilla Super Glue Micro Precise</td>
			<td>Cyanoacrylate adhesive to bond PLA components</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin solution, Gill No.3</td>
			<td>Millipore Sigma (Burlington, MA)</td>
			<td>GHS332-1L</td>
			<td>Dark blue stain for nuclei</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HM525NX cryostat</td>
			<td>ThermoFisher (Waltham, MA)</td>
			<td>Catalog #HM525NX</td>
			<td>Cryostat to make frozen sections of muscle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab Wipes.&#160; Kimberly-Clark Professional Kimtech Science Kimwipes Delicate Task Wipers, 1-Ply</td>
			<td>ThermoFisher (Waltham, MA)</td>
			<td>Catalog No. 06-666.&#160; Manufacturer #34120</td>
			<td>Laboratory wipes to blot mineral oil from muscle tissue before snap freezing and for other purposes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labview 2014</td>
			<td>National Instruments, Austin, Texas, USA</td>
			<td>Labview 2014</td>
			<td>Software for custom-written programs/routines that operate the dynamometer and trigger the NMES stimulator.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid nitrogen HDPE Dewar Flasks</td>
			<td>ThermoFisher (Waltham, MA)</td>
			<td>S34074B.&#160; Thermo Scientific 41502000/EMD</td>
			<td>Flask to hold liquid nitrogen for snap freezing muscle or other tissue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magic depilatory cream</td>
			<td>Softsheen Carson (New York, NY)</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Razorless hair removal cream</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal alligator clip</td>
			<td>JINSHANGTOPK (web-based business)</td>
			<td>24Pcs 51mm Metal Alligator Clip Spring Clamps</td>
			<td>Spring clamp to hold tibial pin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micrscope slides</td>
			<td>Globe Scientific (Mahwah, NJ)</td>
			<td>1354W. Diamond White Glass Slides</td>
			<td>Charged microscope slides</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mineral Oil</td>
			<td>ThermoFisher (Waltham, MA)</td>
			<td>BP26291</td>
			<td>Mineral oil to cryoprotect muscle tissue before snap freezing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monoprice Premium 3D Printer Filament PLA</td>
			<td>Monoprice (Rancho Cucamonga, CA)</td>
			<td>#11778</td>
			<td>Premium 3D Printer Filament PLA 1.75mm 1 kg/spool, Gray.&#160; This is the material used to 3D print device components.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monoprice Select Mini V2 3D printer</td>
			<td>Monoprice (Rancho Cucamonga, CA)</td>
			<td>Mini V2 3D</td>
			<td>3D printer for computer-aided fabrication of device components.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NIH Image software</td>
			<td>National Instritues of Health (NIH, Bethesda, MD)</td>
			<td>NIH Image for Windows</td>
			<td>Image processing and analysis software used to quantify area of muscle damage.&#160; NIH Image is also known as Image J.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoshop CS4</td>
			<td>Adobe (San Jose, CA)</td>
			<td>Creative Suite (CS4). 64 bit version for Windows</td>
			<td>Image processing and analysis software used to generate tiled/stiched images of entire muscle cross-section from images of indvidual overlapping fields</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PSIU6 stimulation isolation unit</td>
			<td>Grass Instruments (West Warwick, RI)</td>
			<td>PSIU6 isolation unit</td>
			<td>Isolation unit for NMES.&#160; Stimulators, such as Model 4100 from A-M come with a built in stimulation isoloation unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Roboz 4-0 silk black braided suture material</td>
			<td>Roboz Surgical (Gaithersburg, MD)</td>
			<td>Roboz Surgical SUT152</td>
			<td>Suture material to connect DART device footplate to dynamometer footplate or resistance for resistance training</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S48 square pulse stimulator</td>
			<td>Grass Instruments (West Warwick, RI)</td>
			<td>S48 Stimulator</td>
			<td>Laboratory electrical stimulator for NMES .&#160; If this stimulator is not commercially available, Model 4100 Isolated High Power Stimulator from A-M systems could be an alternative.&#160; Please contact co-author Jones for more information.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scott&#8217;s bluing reagent</td>
			<td>Ricca Chemical Company (Arlington, TX)</td>
			<td>6697-32</td>
			<td>Bluing solution that intensifies hematoxylin nuclear staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SigmaStat version 3.5</td>
			<td>Systat Software (San Jose, CA)</td>
			<td>SigmaStat version 3.5</td>
			<td>Statistical software package for statistical analyses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tabletop isoflurane vaporizer</td>
			<td>VetEquip (Livermore, CA)</td>
			<td>Item #901801</td>
			<td>Inhaled tabletop anesthesia system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triple antibiotic first aid ointment</td>
			<td>Global Health Products (wed-based business)</td>
			<td>Globe Triple Antibiotic First Aid Ointment, 1 oz (2-Pack) First Aid Antibiotic Ointment</td>
			<td>Antibiotic ointment applied on tibial pin as part of post-procedural care</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dosage-adjusted resistance training in mice with a reduced risk of muscle damage

Progressives Widerstandstraining (PRT), bei dem Muskelkontraktionen gegen zunehmend größere äußere Belastungen durchgeführt werden, kann die Muskelmasse und -kraft bei gesunden Personen und in Patientenpopulationen erhöhen. Es besteht ein Bedarf an Präzisionsrehabilitationsinstrumenten, um die Sicherheit und Wirksamkeit von PRT zur Erhaltung und/oder Wiederherstellung von Muskelmasse und -kraft in präklinischen Studien an Klein- und Großtiermodellen zu testen. Die in diesem Artikel beschriebene PRT-Methodik und das PRT-Gerät können verwendet werden, um ein dosisangepasstes Widerstandstraining (DART) durchzuführen. Das DART-Gerät kann als eigenständiges Dynamometer verwendet werden, um das konzentrische kontraktile Drehmoment, das von den Knöcheldorsiflexoren bei Mäusen erzeugt wird, objektiv zu bewerten, oder kann zu einem bereits vorhandenen isokinetischen Dynamometriesystem hinzugefügt werden. Das DART-Gerät kann mit einem Standard-3D-Drucker basierend auf den Anweisungen und Open-Source-3D-Druckdateien hergestellt werden, die in dieser Arbeit bereitgestellt werden. Der Artikel beschreibt auch den Workflow für eine Studie, um kontraktionsinduzierte Muskelschäden zu vergleichen, die durch einen einzelnen Anfall von DART verursacht werden, mit Muskelschäden, die durch einen vergleichbaren Anfall von isometrischen Kontraktionen (ISOM) in einem Mausmodell der Gliedmaßengürtel-Muskeldystrophie Typ 2B / R2 (BLAJ-Mäuse) verursacht werden. Die Daten von acht BLAJ-Mäusen (vier Tiere für jede Bedingung) deuten darauf hin, dass weniger als 10% des Musculus tibialis anterior (TA) durch einen einzigen Anfall von DART oder ISOM geschädigt wurden, wobei DART weniger schädlich war als ISOM.

BLAJ männliche Mäuse, die ~ 1,5 Jahre alt waren, wurden untersucht. BLAJ-Mäuse modellieren die menschliche Muskelerkrankung LGMD2B/R2. Diese Mäuse sind besonders anfällig für verzögert einsetzende Muskelschäden durch einen einzigen Anfall exzentrischer Muskelkontraktionen22,29. BLAJ-Mäuse wurden daher für diese Studien ausgewählt, um zu erfahren, ob DART auf nicht-schädliche Weise durchgeführt werden kann, indem der Widerstand, gegen den der TA-Muske...

Watch this Scientific Journal Video about Dosage-Adjusted Resistance Training in Mice with a Reduced Risk of Muscle Damage at JoVE.com

Dosage-Adjusted Resistance Training in Mice with a Reduced Risk of Muscle Damage

Das vorliegende Protokoll beschreibt eine einzigartige Technik namens dosage-adjusted resistance training (DART), die in Präzisionsrehabilitationsstudien an Kleintieren wie Mäusen integriert werden kann.

Dosiertes Widerstandstraining bei Mäusen mit reduziertem Risiko für Muskelschäden

Progressive resistance training (PRT), which involves performing muscle contractions against progressively greater external loads, can increase muscle ...

Dieses Protokoll ist eine der ersten Studien, die es Wissenschaftlern ermöglicht, ein dosisangepasstes Widerstandstraining an Mäusen durchzuführen, ähnlich wie beim Menschen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie es den Forschern ermöglicht, den Widerstand genau einzustellen, gegen den die vorderen Tibiamuskeln der Maus während des Widerstandstrainings arbeiten müssen. Da Muskelkontraktionen exzentrisch verzerrt sind, besteht außerdem eine geringere Wahrscheinlichkeit einer kontraktionsinduzierten Muskelverletzung.Unsere dosisangepasste Widerstandstrainingstechnik kann in grundlegende und präklinische Studien an Mäusen integriert werden, um Interventionen zur Verbesserung oder Erhaltung von Muskelmasse und -kraft bei einer Vielzahl von Krankheitszuständen zu entwickeln. Der schwierigste Aspekt des Protokolls besteht darin, den Fibulast des Ischiasnervs präzise zu stimulieren, der die vorderen Tibiamuskeln innerviert. Um die ungenaue elektrische Stimulation zu reduzieren, passen Sie die Elektrodenposition und die Stimulationsamplitude an, bis das maximale Zuckenmoment von einem Leistungsprüfstand aufgezeichnet wird.Um zu beginnen, bieten Sie der Maus thermische Unterstützung, indem Sie ein isothermes Gelheizkissen verwenden und eine Wärmelampe 1 Meter über der Maus platzieren. Um die Haut für DART oder DAM vorzubereiten, entfernen Sie das Fell von der linken Hinterbeine, indem Sie eine Enthaarungscreme auftragen. Nach 2 Minuten das Bein mit in destilliertem Wasser eingeweichten Tüchern reinigen, um das Fell und alle Restcreme von der Haut zu entfernen.Desinfizieren Sie die Haut mit einer Povidon-Jod-Schrubblösung und 70% Ethanol, verwenden Sie dann ein sauberes Wattestäbchen, um ein Schutzmittel auf die Augen und die enthaarte Haut aufzutragen, um ein Austrocknen zu verhindern. Als nächstes tragen Sie 5% Lidocain-Creme auf die Tibia auf, um den Bereich zu betäuben. Führen Sie eine 1/2-Zoll-26-Gauge-sterile Injektionsnadel durch den breitesten Teil des proximalen Teils des Tibiaknochens.Sobald der Stabilisierungsstift gesichert ist, halten Sie die Nadel mit einem sterilen Hämostat und biegen Sie den Kunststoffteil, bis er abbricht, und legen Sie dann die Maus in Rückenlage. Stellen Sie sicher, dass die Maus noch sicher mit dem Nasenkonus verbunden ist, um die Anästhesie aufrechtzuerhalten. Führen Sie den Tibiastift mit einer sterilen Pinzette in einen Metall-Krokodilklemmen, so dass das Ende des Tibiastifts von der Krokodilklemme gehalten wird.Bewegen Sie den verstellbaren Arm der Krokodilklemme, um sicherzustellen, dass der Fuß der Maus auf der Fußplatte des DART-Geräts platziert ist. Befestigen Sie den Fuß der Maus mit Laborklebeband auf der Fußplatte des DART-Geräts. Stellen Sie sicher, dass der Fuß in einem 90-Grad-Winkel in Bezug auf die lange Achse des Maus-Tibiaknochens platziert ist.Platzieren Sie eine 18 Gauge 1,5 = Zoll lange Injektionsnadel durch die vorgebohrten Löcher am Winkelmesser des DART-Geräts, um einen Plantarflexionsstopp zu erzeugen, und legen Sie dann die Fußplatte auf den Plantarflexionsstopp. Um die Elektrodenplatzierung zu optimieren, platzieren Sie eine bipolare, transkutane und NMES-Elektrode auf dem inferolateralen Aspekt des Mauskniegelenks. Verwenden Sie einen elektrischen Laborstimulator, um einzelne Impulse von 1 Hertz anzuwenden, um den Fibulanaste des Ischiasnervs zu stimulieren.Beobachten Sie den Tibialis anterior oder den TA-Bauchmuskel und die Sehne auf Hinweise auf elektrisch ausgelöste Zuckenkontraktionen. Befestigen Sie nun die Naht an der Bodenplatte des Dynamometers und optimieren Sie dann die Amplitude der vom NMES-Stimulator ausgehenden Spannung, so dass NMES auf den gemeinsamen Fibulanerv und den TA-Muskel beschränkt ist. Um den Stimulator so einzustellen, dass er wiederholte Pulsfolgen erzeugt, stellen Sie die Regler für die Pulsfrequenz auf 125 Hertz, die Zugdauer auf 500 Millisekunden und die Züge pro Sekunde auf 1 ein.Schalten Sie den Kippschalter für sich wiederholende Impulszüge ein. Stellen Sie den Stimulator so ein, dass er Pulsfolgen mit einer Dauer von 500 Millisekunden erzeugt, die mit einer Ruhezeit von 500 Millisekunden zwischen den Pulsfolgen unterbrochen sind. Bewegen Sie den Plantarflexionsstopp zu dem Loch am Winkelmesser, das 160 Grad auf der Längsachse der Tibia entspricht.Damit der TA-Muskel konzentrisch arbeiten kann, üben Sie in DART Widerstand aus, indem Sie ein geeignetes Gewicht wie 5 Gramm mit einer nicht elastischen Seidennaht aufhängen, die an die Fußplatte des DART-Geräts gebunden ist. Stellen Sie den Widerstand ein, indem Sie 50% Gewicht des 1-Wiederholungsmaximums anwenden. Stellen Sie sicher, dass der Fuß mindestens die Hälfte des verfügbaren aktiven Dorsalflexionsbereichs durchzieht.Führen Sie einen einzigen DART-Trainingszyklus durch, der 1 Satz von 10 Wiederholungen konzentrischer Kontraktionen und eine 2-minütige Pause zwischen den Sätzen beinhaltet. Für das ISOM-Training platzieren Sie den Fuß der Maus um 160 Grad zur Längsachse der Tibia. Halten Sie die statische Position bei, indem Sie die Seidennaht auf die Fußplatte des Roboterdynamometers kleben.Führen Sie ein einzelnes ISOM-Training durch, das 4 Sätze mit 10 Wiederholungen zu isometrischen Kontraktionen und eine 2-minütige Pause zwischen den Sätzen umfasst. Als postoperative Pflege für Mäuse sollten Sie Vorkehrungen treffen, um die Hygiene der trainierten Hinterbeine aufrechtzuerhalten und die Schmerzen an der Nadelstelle zu reduzieren. Histologische Veränderungen im TA-Muskel wurden nach 3 Tagen DART- oder ISOM-Training untersucht.Hämatoxylin- und Eosin-Färbung zeigten, dass das Ausmaß der Muskelschädigung sowohl in DART- als auch in ISOM-Gruppen gering war, aber Muskelschäden in der ISOM-Gruppe etwas offensichtlicher waren. Wichtig ist, Kontraktionen in der vorderen Tibiamuskulatur gezielt anzuregen und den Widerstand, gegen den diese Muskeln beim dosisangepassten Widerstandstraining arbeiten müssen, präzise einzustellen. Nach diesem Verfahren werden die Forscher in der Lage sein, die Belastungstoleranz in Form von Anfälligkeit für Müdigkeit und Verletzungen durch wiederholte Muskelkontraktionen gegen Widerstand zu beurteilen.Diese Technik kann in eine Vielzahl von Grundlagen- und präklinischen Forschungsanwendungen integriert werden, wie z.B. Studien an Mausmodellen, neuromuskulären Erkrankungen wie Muskeldystrophien und Mausmodellen von Sportverletzungen.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Subcutaneous Administration of Muscarinic Antagonists and Triple-Immunostaining of the Levator Auris Longus Muscle in Mice

Subkutane Verabreichung von Muscarinic Antagonisten und Triple-Immunfärbung der Levator Auris longus in Mäuse

Hind limb muscles of rodents, such as gastrocnemius and tibialis anterior, are frequently used for in vivo  pharmacological studies of the signals ...

Forschung

Neurowissenschaften

An In Vitro Adult Mouse Muscle-nerve Preparation for Studying the Firing Properties of Muscle Afferents

An In Vitro Adult Mouse Muscle-nerve Preparation for Studying the Firing Properties of Muscle Afferents

Ein<em&gt; In-vitro-</em&gt; Adult Maus Muskel-Nerven Vorbereitung für das Studium der Brenneigenschaften des Muskel-Afferenzen

Muscle sensory neurons innervating muscle spindles and Golgi tendon organs encode length and force changes essential to proprioception. Additional ...

A Simple and Inexpensive Method for Determining Cold Sensitivity and Adaptation in Mice

Eine einfache und kostengünstige Methode zur Bestimmung der Überempfindlichkeit auf Kälte und Anpassung an der Maus

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life.  The cold ...

Extracellular Recording of Neuronal Activity Combined with Microiontophoretic Application of Neuroactive Substances in Awake Mice

Die extrazelluläre Aufnahme neuronaler Aktivität in Kombination mit Microiontophoretic Anwendung von neuroaktiven Substanzen in Awake Mäuse

Differences in the activity of neurotransmitters and neuromodulators, and consequently different neural responses, can be found between anesthetized and ...

Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

Automatisierte Ganganalyse bei Mäusen mit chronischen Verengung Verletzungen

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some ...

An Objective and Reproducible Test of Olfactory Learning and Discrimination in Mice

Eine objektive und reproduzierbare Test der olfaktorischen Lern- und Diskriminierung bei Mäusen

Olfaction is the predominant sensory modality in mice and influences many important behaviors, including foraging, predator detection, mating, and ...

Intracerebroventricular Treatment with Resiniferatoxin and Pain Tests in Mice

Intracerebroventrikuläre Behandlung mit Resiniferatoxin und Schmerztests bei Mäusen

The transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1), a thermosensitive cation channel, is known to trigger pain in the peripheral nerves. In ...

Optogenetics Identification of a Neuronal Type with a Glass Optrode in Awake Mice

Optogenetik Identifikation eines neuronalen Typs mit einer Glas-Optrode wach Mäuse

It is a major concern in neuroscience how different types of neurons work in neural circuits. Recent advances in optogenetics have enabled the ...

Laminectomy and Spinal Cord Window Implantation in the Mouse

Laminektomie und Rückenmarksfenster-Implantation in der Maus

This protocol describes a method for spinal cord laminectomy and glass window implantation for in vivo imaging of the mouse spinal cord. An integrated ...

Activity-based Training on a Treadmill with Spinal Cord Injured Wistar Rats

Activity-based Training auf einem Laufband mit Rückenmark verletzt Wistar-Ratten

Spinal cord injury (SCI) results in lasting deficits that include both mobility and a multitude of autonomic-related dysfunctions. Locomotor training (LT) ...