O presente protocolo descreve uma técnica única chamada treinamento resistido ajustado à dosagem (DART), que pode ser incorporada em estudos de reabilitação de precisão realizados em pequenos animais, como camundongos.
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Artigo de método
Treinamento de resistência ajustado pela dosagem em camundongos com um risco reduzido de dano muscular
Neste artigo
Resumo
Resumo
O treinamento resistido progressivo (PRT), que envolve a realização de contrações musculares contra cargas externas progressivamente maiores, pode aumentar a massa muscular e a força em indivíduos saudáveis e em populações de pacientes. Há necessidade de ferramentas de reabilitação de precisão para testar a segurança e a eficácia do PRT para manter e/ou restaurar a massa muscular e a força em estudos pré-clínicos em modelos animais pequenos e grandes. A metodologia PRT e o dispositivo descritos neste artigo podem ser usados para realizar treinamento de resistência ajustado à dosagem (DART). O dispositivo DART pode ser usado como um dinamômetro autônomo para avaliar objetivamente o torque contrátil concêntrico gerado pelos dorsiflexores do tornozelo em camundongos ou pode ser adicionado a um sistema de dinamometria isocinética pré-existente. O dispositivo DART pode ser fabricado com uma impressora 3D padrão com base nas instruções e arquivos de impressão 3D de código aberto fornecidos neste trabalho. O artigo também descreve o fluxo de trabalho para um estudo para comparar o dano muscular induzido pela contração causado por um único ataque de DART com o dano muscular causado por um surto comparável de contrações isométricas (ISOM) em um modelo de camundongo de distrofia muscular da cintura dos membros tipo 2B / R2 (camundongos BLAT). Os dados de oito camundongos BLAJ (quatro animais para cada condição) sugerem que menos de 10% do músculo tibial anterior (AT) foi danificado por um único ataque de DART ou ISOM, com o DART sendo menos prejudicial que o ISOM.
Introdução
O exercício confere inúmeros benefícios para a saúde do músculo esquelético (revisado em Vina et al.1). Especificamente, o treinamento de resistência progressiva (PRT), que envolve a realização de contrações musculares contra cargas externas progressivamente maiores (por exemplo, barras, halteres, circuitos cabo-polia-peso), é conhecido por ajudar a aumentar a massa muscular e a força em indivíduos saudáveis e populações de pacientes (revisado em publicações anteriores 2,3 ). O PRT baseia-se no princípio da sobrecarga, que afirma que, quando o músculo se contrai contra cargas externas p....
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Protocolo
Os experimentos descritos neste artigo foram aprovados pelo Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) da Wayne State University, Detroit, Michigan, EUA, de acordo com o Guide for the Care and Use of Laboratory Animals (1996, publicado pela National Academy Press, 2101 Constitution Ave. NW, Washington, DC 20055, EUA). B6. Camundongos A-Dysfprmd/GeneJ (também conhecidos como camundongos BLAJ, machos, ~1,5 anos de idade) que modelo LGMD2B/R2 foram utilizados para o presente estudo. Os camundongos foram obtidos de uma fonte comercial (ver Tabela de Materiais).
1. Desenho do estudo
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Resultados
Camundongos machos BLAJ, que tinham ~ 1,5 anos de idade, foram estudados. Os ratos BLAJ modelam a doença muscular humana, LGMD2B/R2. Esses camundongos são particularmente suscetíveis a danos musculares de início tardio decorrentes de um único ataque de contrações musculares excêntricas22,29. Os camundongos BLAJ foram, portanto, escolhidos para esses estudos para saber se o DART poderia ser realizado de maneira não prejudicial, ajustando precisamente a resistência.......
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Discussão
Este artigo apresenta instruções passo a passo sobre como construir um dispositivo para realizar um tipo de treinamento de reabilitação de precisão chamado treinamento de resistência ajustado à dosagem (DART). O trabalho também descreve a aplicação do dispositivo DART e metodologia em um estudo de treinamento para comparar o dano muscular 3 dias após uma única sessão de DART (grupo DART) com o dano 3 dias após um ataque comparável de treinamento isométrico (grupo ISOM).
As etapas críticas do p.......
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Divulgações
Os autores não têm interesses financeiros concorrentes.
Agradecimentos
Este estudo foi financiado por doações da Jain Foundation Inc., R03HD091648 do NICHD, uma Bolsa Piloto da AR3T sob NIH P2CHD086843, um Prêmio FRAP da EACPHS da Wayne State University, um Pacote de Inicialização da Faculdade da Wayne State University e um subcontrato de 1R01AR079884-01 (Peter L. Jones PI) para a JAR. Este estudo também foi financiado por uma bolsa de pesquisa da American Physical Therapy Association - Michigan (APTA-MI) para JMB, MEP e JAR. Os autores reconhecem a Dra. Renuka Roche (Professora Associada, Eastern Michigan University, MI) por ler criticamente o manuscrito e fornecer feedback. Os autores agradecem ao Sr. Anselm D. Motha por con....
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Rolamento de esferas de cerâmica AnMiao Star 608 | Anmiao Star (N/A) | AMS127 | Rolamento de roda de alta precisão, baixo atrito. Se a marca e o modelo não estiverem disponíveis comercialmente, uma versão alternativa de um rolamento de roda de baixo atrito 608, diâmetro de furo de 8 mm, 22 mm de diâmetro externo, com bolas de cerâmica de nitreto de silício em caixa de aço inoxidável 420 deve ser suficiente. O excesso de atrito no rolamento da roda afetará negativamente o desempenho do dispositivo DART e aumentará a resistência geral às contrações musculares. |
| Microscópio Axio Scope.A1 | Carl Zeiss (Peabody, MA) | Produto #Axio Scope.A1 | Microscópio de luz e fluorescência |
| B6. A-Dysfprmd/GeneJ (também conhecido como camundongos BLAJ) | O Laboratório Jackson (Bar Harbor, ME). Colônia especial mantida pela The Jain Foundation Inc. para colaboradores que estudam disferlina. | Estoque # 012767 | Camundongos com deficiência de disferlina que modelam distrofia muscular de cintura de membro humano tipo 2B / R2. |
| Eletrodo de estimulação elétrica neuromuscular (NMES) bipolar, transcutâneo | Harvard Apparatus, Holliston, MA | BS4 50– 6824 | Eletrodo para NMES. Se este eletrodo não estiver disponível comercialmente, entre em contato com o autor correspondente para obter alternativas. |
| Placa de coloração Coplin | ThermoFisher (Waltham, MA) | Nº de catálogo. S17495 | Prato de coloração/frasco para hematoxilina e eosina (H& E) coloração de cortes |
| Cura 4.4.1. Software | Ultimaker, Utrecht, Países Baixos | Ultimaker Cura 4.4.1. | Software de fatiamento para converter arquivos de estereolitografia em arquivos G-CODE |
| Almofada de aquecimento de gel isotérmico Deltaphase | Braintree Scientific (Braintree, MA) | Item #39DP | Almofada de aquecimento para fornecer suporte térmico a animais sob anestesia |
| Eosin Y | Millipore Sigma (Burlington, MA) | HT110132-1L | Coloração citoplasmática rosa |
| Gorilla Super | Glue The Gorilla Glue Company (Cincinnati, OH) | Gorilla Super Glue Micro Precise | Cyanoacrylate Adhesive to bond PLA components |
| Solução de hematoxilina, Gill No.3 | Millipore Sigma (Burlington, MA) | GHS332-1L | Mancha azul escura para núcleos |
| HM525NX criostato | ThermoFisher (Waltham, MA) | Catálogo #HM525NX | Criostato para fazer seções congeladas de lenços umedecidos |
| musculares. Kimberly-Clark Professional Kimtech Science Kimwipes Limpadores de Tarefas Delicadas, 1-Ply | ThermoFisher (Waltham, MA) | Catálogo No. 06-666. Fabricante #34120 | Toalhetes de laboratório para remover o óleo mineral do tecido muscular antes do congelamento instantâneo e para outros fins. |
| Labview 2014 | National Instruments, Austin, Texas, EUA | Labview 2014 | Software para programas/rotinas personalizados que operam o dinamômetro e acionam o estimulador NMES. |
| Frascos de Dewar de HDPE de nitrogênio líquido | ThermoFisher (Waltham, MA) | S34074B. Thermo Scientific 41502000/EMD | Frasco para segurar nitrogênio líquido para congelamento instantâneo de músculos ou outros tecidos |
| Creme depilatório mágico | Softsheen Carson (Nova York, NY) | N/A | Creme de depilação sem navalha |
| Clipe de jacaré de metal | JINSHANGTOPK (negócio baseado na web) | 24Pcs 51mm Clipe de jacaré de metal Grampos de mola | Grampo de mola para segurar pinos tibiais |
| Micrscope desliza | Globe Scientific (Mahwah, NJ) | 1354W. Lâminas de Vidro Branco Diamante | Lâminas de microscópio carregadas |
| Óleo Mineral | ThermoFisher (Waltham, MA) | BP26291 | Óleo mineral para crioproteger o tecido muscular antes do congelamento |
| instantâneo Filamento de Impressora 3D Premium Monoprice PLA | Monoprice (Rancho Cucamonga, CA) | #11778 | Filamento de Impressora 3D Premium PLA 1.75mm 1 kg/carretel, Cinza. Este é o material usado para imprimir em 3D os componentes do dispositivo. |
| Impressora 3D Monoprice Select Mini V2 | Monoprice (Rancho Cucamonga, CA) | 3D Mini V2 | para fabricação assistida por computador de componentes de dispositivos. |
| Software de imagem do NIH | National Instritues of Health (NIH, Bethesda, MD) | NIH Image for Windows | Software de processamento e análise de imagem usado para quantificar a área de dano muscular. A imagem do NIH também é conhecida como imagem J. |
| Photoshop CS4 | Adobe (San Jose, CA) | Creative Suite (CS4). Versão de 64 bits para Windows | Software de processamento e análise de imagem usado para gerar imagens lado a lado / costuradas de toda a seção transversal do músculo a partir de imagens de campos sobrepostos individuais |
| Unidade de isolamento de estimulação PSIU6 | Grass Instruments (West Warwick, RI) | Unidade | de isolamento PSIU6Unidade de isolamento para NMES. Estimuladores, como o Modelo 4100 da AM, vêm com uma unidade de isoloation de estimulação embutida |
| Roboz 4-0 material de sutura trançada preta de seda | Roboz Surgical (Gaithersburg, MD) | Roboz Surgical SUT152 | Material de sutura para conectar a placa de pé do dispositivo DART à placa de pé do dinamômetro ou resistência para treinamento de resistência |
| Estimulador de pulso quadrado S48 | Instrumentos de grama (West Warwick, RI) | Estimulador | S48Estimulador elétrico de laboratório para NMES . Se este estimulador não estiver disponível comercialmente, o Estimulador Isolado de Alta Potência Modelo 4100 da A-M systems pode ser uma alternativa. Entre em contato com o co-autor Jones para obter mais informações. |
| Scott' s reagente azulado | Ricca Chemical Company (Arlington, TX) | 6697-32 | Solução azulada que intensifica a coloração nuclear da hematoxilina |
| SigmaStat versão 3.5 | Systat Software (San Jose, CA) | SigmaStat versão 3.5 | Pacote de software estatístico para análises estatísticas |
| Vaporizador de isoflurano de mesa | VetEquip (Livermore, CA) | Item #901801 | Sistema |
| de anestesia de mesa inalatórioPomada de primeiros socorros antibiótico triplo | Global Health Products (negócio baseado em casa) | Pomada de primeiros socorros antibiótico triplo Globe, 1 oz (2-Pack) Pomada antibiótica de primeiros socorros Pomada antibiótica | aplicada no pino tibial como parte dos cuidados pós-procedimento |
Referências
- Vina, J., Sanchis-Gomar, F., Martinez-Bello, V., Gomez-Cabrera, M. C. Exercise acts as a drug; The pharmacological benefits of exercise. British Journal of Pharmacology. 167 (1), 1-12 (2012).
- Murton, A. J., Greenhaff, P. L.
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Reimpressões e permissões
