慢性的な刺激の収縮活動に伴うラット骨格筋の表現型適応を研究への応用
Summary
このプロトコルでは、ラット後肢筋の刺激による骨格筋適応を観察する運動の慢性収縮活動モデルの使用について説明します。
Abstract
骨格筋は、その生化学的・生理学的特性が大幅に慢性運動に応えて変更適応性の高い組織です。筋肉の様々 な適応をもたらすメカニズムを調べるためには、トレッドミル、ホイール ランニング、水泳など運動プロトコルの数は、動物実験で使用されています。ただし、これら運動のモデル特定の筋肉収縮による適応の研究に応用が少なくて、体液や神経の要因によっても規制が筋の適応を達成するために時間の長い期間を必要とします。それは正常に全身的要因から独立して、7 日以内、筋肉ミトコンドリア適応につながる可能性としての慢性的な収縮活動 (CCA) を誘発する間接低周波刺激 (10 Hz) は運動トレーニングのための代替モデルとして使用されています。広範なアプリケーションを将来的に研究、ラットの骨格筋に CCA の治療を適用する必要な手術手技の詳細を説明します。
Introduction
骨格筋は、その生体エネルギーと物理構造1の変化を通じてトレーニングに適応できます。持久性トレーニングによってもたらされる主な変更の 1 つはミトコンドリア生合成、ミトコンドリア コンポーネント (例えばチトクローム c 酸化酵素 [シクロオキシゲナーゼ] サブユニット) 発現の増加によって評価することができますの式転写コアクチベーター、pgc-1 α2。研究の増加は、ミトコンドリア代謝と mitophagy を含む、他の多くの要因は筋肉の適応の重要なも示されています。ただし、急性または慢性的な運動によって機構がこれらを調節する骨格筋内のプロセスはまだ明確ではないです。
運動誘発性筋適応を規制する経路を記述するには、様々 な運動モデルはトレッドミル、ホイールを実行して、水泳運動を含む、齧歯類での試験でよく使用されています。ただし、これらのプロトコルは 4 〜 12 週間はこれらの表現型の変化3,4、5の観察に必要な制約があります。実験方法として低周波刺激誘発性慢性収縮活動 (CCA) 効果的として使用されている、それは大幅に短い期間で筋肉の適応をもたらす (すなわち、 7 日前まで) その効果と匹敵する、または他の運動のプロトコルよりもあります。さらに、ホルモン6温度7、および神経学的な効果8の存在は、慢性運動に対する筋特異応答を理解することは困難することができるのです。たとえば、甲状腺ホルモン9,10インスリン様成長因子 (IGF)-111は、トレーニングによる筋肉の適応、また骨格その他のシグナル伝達経路を調節することがありますを仲介に同定されています。筋肉。特に、CCA 誘発効果は、全身的要因、骨格筋の収縮活性への直接反応に配置するフォーカスを許可によって規制されて最小限。
CCA の外部ユニットはタイラーとライト12、初し、変更12で開発されています。一言で言えば、単位は 3 つの主要部分から成る: パルス インジケーター (図 1)、パルス発生器、赤外光への暴露によってオン/オフにすることができます赤外線検出器。刺激装置の詳細な回路設計がされている13で説明しました。CCA の詳細と特定の機能は、大きい数のレビューの深さの記事14,15,16,17。低周波で、総腓骨神経をアクティブにする刺激プロトコルを設計する簡単に言えば、(すなわち、 10 Hz)、神経筋肉 (前脛骨筋前部 [TA] および [EDL] 長趾伸筋) が契約を締結させると、所定の時間 (例えば、3 〜 6 時間) の長さ。時間をかけて、これは毛細血管密度18とミトコンドリア コンテンツ19,20,21の増加によって示されるより好気性表現型に前述の筋肉をシフトします。したがって、このメソッドは、いくつかのラット骨格筋内の主要な持久力トレーニング適応を模倣する実績のあるモデルです。
研究者は、彼らの運動の研究で、このモデルを適用できますので、CCA を誘発する電極注入手術の詳細な手順について述べる。CCA は、したがって運動トレーニングの開始に続く両方の序盤とそれ以降の時間ポイントで様々 な分子とシグナル伝達イベントの調査のための効果的なツールを提供する筋適応の時間的経過を研究するための優れたモデルです。
Protocol
Representative Results
Discussion
運動、低周波筋刺激を通じて生体内の慢性的な収縮活動 (CCA) モデルは13,24,25を行使する筋肉表現型適応を研究するためのエクセレント モデル,26. 以前研究20,27に示すように、CCA は、研究者がトレーニング ボリュームと周波数 (すなわち時?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
原稿の彼の専門の読書のリアム フォートタイロンに感謝しております。この作品は、D. A. フードに自然科学と工学研究審議会のカナダ (レベル) からの資金によって支えられました。D. また、A. フード、細胞生理学のカナダの研究の椅子の保持者です。
Materials
| Sprague Dawley Rat | Charles River | Strain 400 | |
| Chronic contractile activity unit | Home-made | n/a | |
| CCA unit protective box (3.5 x 3.5 x 2.5 cm) | Home-made | n/a | Box should be made of opaque material or covered in an opague tape |
| Coin lithium ion batteries (3V) | Panasonic | CR2016 | |
| Medwire | Leico Industries | 316SS7/44T | |
| Solder pin (socket) | Digi-Key | ED6218-ND | |
| Zonas porous tape | Johnson & Johnson | 5104 | |
| Suture silk (Size 5) | Ethicon | 640G | |
| Suture silk (Size 6) | Ethicon | 706G | |
| Curved blunt scissor (11.5 cm Length) | F.S.T. | 14075-11 | |
| Curved blunt scissor (15 cm Length) | F.S.T. | 14111-15 | |
| Delicate haemostatic forceps (16 cm Length) | Lawton | 06-0230 | |
| Scalpel | Feather | 3 | |
| Curved forceps | F.S.T. | 11052-10 | |
| Stainless-steel rod (30 cm; 7mm diameter) | Home-made | n/a | Rod should have 5 mm slit in one end to hold the wire for tunneling under the skin |
| Clip applying forceps | KLS Martin | 20-916-12 | |
| Staples (clips) | Bbraun | BN507R | |
| Metal hooks/retractor | Home-made | n/a | |
| Povidone-iodine (500 mL) | Rougier | #NPN00172944 | |
| Ampicillin sodium | Novopharm | #DIN00872644 | |
| Metacam | Boehringer | #DIN02240463 | |
| Digital multimeter (voltmeter) | Soar Corporation | ME-501 | |
| LED digital stroboscope | Lutron Electronic Enterprise | DT-2269 |
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