יישום של רטבאליות העיסוי העקבי של העכבר וניטור השינויים הנובעים בלחץ שרירי
Summary
כאן נתאר את הפרוטוקולים להחלת עומסים מכניים מוגדרים לעגלים של העכבר ולניטור השינויים בלחץ הפנים-שרירי הפנימי. המערכות הנסיוניות שפיתחנו יכולות להועיל לחקירת המנגנון שמאחורי ההשפעות היעילות של הפעילות הגופנית והעיסוי.
Abstract
העיסוי מוכר בדרך כלל כמועיל להקלה על כאב ודלקת. למרות שמחקרים קודמים דיווחו על השפעות אנטי דלקתיות של עיסוי על שרירי השלד, המנגנונים המולקולריים שמאחורי מובנים בצורה גרועה. פיתחנו לאחרונה מכשיר פשוט כדי להחיל דחיסה מחזורית מקומית (LCC), אשר יכול ליצור גלי לחץ שרירית עם הגברה משתנה. באמצעות התקן זה, הדגמנו כי LCC מודולים התגובות דלקתיות של מקרופאגים באתרו ומקלה על ניוון שרירים המושרה הנגרמת. כאן, אנו מתארים פרוטוקולים עבור אופטימיזציה ויישום של LCC כמו עיסוי כמו התערבות נגד דלקת וניוון המושרה של שרירי השלד של השרירים העכבר. הפרוטוקול שפיתחנו יכול להיות שימושי לחקירת המנגנון שבבסיס השפעות מועילות של פעילות גופנית ועיסוי. המערכת הניסיונית שלנו מספקת אבטיפוס של הגישה האנליטית כדי להבהיר את הוויסות המכני של הומאוסטזיס שרירים, למרות פיתוח נוסף צריך להתבצע למחקרים מקיפים יותר.
Introduction
עיסוי הוא בדרך כלל מוכר להיות מועיל עבור הקלה ושיפור הכאב של הביצועים הפיזיים בין ספורטאים תחרותיים ושאינם ספורטאים כאחד1,2. למעשה, מחקרים קודמים הראו כי עיסוי מדכא דלקת מקומית3 ומבקש התאוששות מנזק פוסט-תרגול שרירים4,5. מנגנונים מולקולריים הנמצאים בבסיס ההשפעות היעילות של העיסוי נותרו בלתי ידועים.
אחד הקשיים עם החקירה המכונה על העיסוי מתייחס לחוסר המחקר של טכניקות נסיוניות שבהן נבדקים התערבויות כמו עיסוי. במחקרים קודמים, הליכים ניסיוניים המחקים עיסוי בעיקר כרוכים ביישום של התערבויות פיזיות באמצעות חלקי גוף של מתרגלים, כגון כפות ידיים ואצבעות6,7,8. כך קשה לשכפל בדיוק את סדר הגודל, התדר, המשך והמצב שלהם.
התקנים רבים פותחו כדי להחיל עומסים מכני מוגדר לרקמות היעד. לדוגמה, Zeng et al. פיתחה מערכת פניאומטית עבור הטעינה מכני באורך וחכם לבין הגפיים של חולדות9 ו-וואנג et al פיתחו מכשיר mechatronic שיכול להחיל עיסוי, כמו המון מכני על הגפיים של חולדות וארנבים עם בקרת משוב בזמן אמת10. בהשוואה אליהם, מערכת דחיסה מחזורית מקומית (LCC) שלנו היא הרבה יותר פשוטה, בדרישה הרבה פחות עלות לבנייה. עם זאת, אנו יכולים לשכפל את השינויים בלחץ הפנים שנוצר במהלך התכווצות שרירים קלה. באמצעות התקן זה, הדגמנו בהצלחה כי התערבויות מכני כמו עיסוי לווסת את הדינמיקה המקומית נוזל ביניים ולהקל על ניוון שרירים המושרה הנגרמת11.
כאן, אנו מתארים את פרטי המכשיר שלנו ואת הפרוטוקול, אשר עשוי לעזור לחקור את המנגנונים המולקולריים מאחורי ההשפעות החיוביות של תרגילים ועיסויים. הסכמות של הפרוטוקול מוצגות כאיור משלים 1.
Protocol
Representative Results
Discussion
תיארנו שיטה להחלת גירוי מכני כמו עיסוי, הכולל אפקטים אנטי דלקתיים. למערכת שלנו יש יתרונות גם בהשוואה לאלה שדווחו קודם לכן. ראשית, מחקרים קודמים לא להגדיר את הכוחות המכניים להחיל2 או מוגדר גניטודות שלהם על בסיס המדידה על פני הגוף, אבל לא בתוך הרקמות10. לעומת זאת, מדדנ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים ל-K. נאקאנישי, ק. האממוטו, נ. קוץ, ק. טסורמי על תמיכתם העקבית במהלך הפרויקט. העבודה הזאת הייתה בחלקו בתמיכת קרן מחקר של משרד הבריאות, העבודה והרווחה של המשרד היפני. מענקים בסיוע למחקר מדעי מאגודת יפן לקידום המדע; MEXT-התוכנית הנתמכת של קרן המחקר האסטרטגי באוניברסיטאות פרטיות, 2015-2019 מהמשרד היפני לחינוך, תרבות, ספורט, מדע וטכנולוגיה (S1511017).
Materials
| Aluminum wire | DAISO JAPAN | B028 | An aluminum wire is used to avoid escaping restriction by the wire |
| Blood pressure telemeter | Millar | SPR-671 | A blood pressure telemeter is used to mesure intramuscular pressure. |
| DAPI | Thermo Fisher Scientific | D1306 | DAPI is a fluorescent probe which is commonly used to stain DNA for fluorescent microscopy. |
| Goat anti-rabbit Alexa Fluor 488 (Dilution ratio, 1:500) | Invitrogen | A11034 | Antibody for immunohistochemical staining. |
| Goat anti-rat Alexa Fluor 568 (Dilution ratio, 1:500)) | Invitrogen | A11077 | Antibody for immunohistochemical staining. |
| ImageJ | NIH | N/A | Analysis software for image |
| LabChart8 | ADInstrumens | Analysis software for acquiring biological signals. | |
| Prolong gold | Thermo Fisher Scientific | P36930 | Prolong gold is for mounting stained samples. |
| Protein Block Serum-Free | Dako | X090930-2 | For blocking non-specific background staining in immunohistochemical procedures. |
| Rat monoclonal anti-laminin-2 antibody (Dilution ratio, 1:1000) | Sigma Aldrich | L0663 | Antibody for immunohistochemical staining. |
| Rat monoclonal anti-F4/80 antibody (Dilution ratio, 1:500) | Abcam | ab6640 | Antibody for immunohistochemical staining. |
| Rabbit polyclonal anti-MCP-1 antibody (Dilution ratio, 1:1000) | Abcam | ab25124 | Antibody for immunohistochemical staining. |
| Rabbit polyclonal anti-TNF-α antibody (Dilution ratio, 1:1000) | Abcam | ab66579 | Antibody for immunohistochemical staining. |
| Surgical tape | 3M Japan | 1530EP-0 | Surgical tape is used to restrict joint movement. |
References
- Furlan, A. D., Imamura, M., Dryden, T., Irvin, E. Massage for low back pain: an updated systematic review within the framework of the Cochrane Back Review Group. Spine. 34 (16), 1669-1684 (2009).
- Robertson, A., Watt, J. M., Galloway, S. D. R. Effects of leg massage on recovery from high intensity cycling exercise. British Journal of Sports Medicine. 38 (2), 173-176 (2004).
- Waters-Banker, C., Butterfield, T. A., Dupont-Versteegden, E. E. Immunomodulatory effects of massage on nonperturbed skeletal muscle in rats. Journal of Applied Physiology. 116 (2), 164-175 (2014).
- Haas, C., et al. Massage timing affects postexercise muscle recovery and inflammation in a rabbit model. Medicine & Science in Sports & Exercise. 45 (6), 1105-1112 (2013).
- Crane, J. D., et al. Massage therapy attenuates inflammatory signaling after exercise-induced muscle damage. Science Translational Medicine. 4 (119), 119ra113 (2012).
- Bove, G. M., Harris, M. Y., Zhao, H., Barbe, M. F. Manual therapy as an effective treatment for fibrosis in a rat model of upper extremity overuse injury. Journal of the Neurological Sciences. 361, 168-180 (2016).
- Andrzejewski, W., et al. Increased skeletal muscle expression of VEGF induced by massage and exercise. Folia Histochemica et Cytobiologica. 53 (2), 145-151 (2015).
- Mantovani Junior, N., et al. Effects of massage as a recuperative technique on autonomic modulation of heart rate and cardiorespiratory parameters: a study protocol for a randomized clinical trial. Trials. 19 (1), 459 (2018).
- Zeng, H., Butterfield, S., Agarwal, F., Haq, T., Zhao, Y. An engineering approach for quantitative analysis of the lengthwise strokes in massage therapies. Journal of Medical Devices. 2 (4), (2008).
- Wang, Q., et al. A mechatronic system for quantitative application and assessment of massage-like actions in small animals. Annals of Biomedical Engineering. 42 (1), 36-49 (2014).
- Saitou, K., et al. Local cyclical compression modulates macrophage function in situ and alleviates immobilization-induced muscle atrophy. Clinical Science. 132 (19), 2147-2161 (2018).
- Onda, A., et al. A New mouse model of skeletal muscle atrophy using spiral wire immobilization. Muscle Nerve. 54 (4), 788-791 (2016).
- Luster, A. D. Chemokines–chemotactic cytokines that mediate inflammation. The New England Journal of Medicine. 338, 436-445 (1998).
- Reid, M. B., Li, Y. P. Tumor necrosis factor-α and muscle wasting: a cellular perspective. Respiratory Research. 2 (5), 269-272 (2001).
- Baumann, J. U., Sutherland, M. D., Hangg, A. Intramuscular pressure during walking: An experimental study using the wick catheter technique. Clinical Orthopaedics Related Research. 145, 292-299 (1979).
- Lee, I., et al. Effect of physical inactivity on major non-communicable diseases worldwide: an analysis of burden of disease and life expectancy. Lancet. 380, 219-229 (2012).
