Application d’une Stimulation chronique pour étudier les Rat d’induite par l’activité Contractile du Muscle squelettique phénotypique Adaptations
Summary
Ce protocole décrit l’utilisation du modèle de l’activité contractile chronique d’exercice pour observer des adaptations induites par la stimulation des muscles squelettiques dans le postérieur de rat.
Abstract
Le muscle squelettique est un tissu hautement adaptable, comme ses propriétés biochimiques et physiologiques sont considérablement modifiées en réponse à exercice chronique. Afin d’étudier les mécanismes sous-jacents qui provoquent diverses adaptations musculaires, un certain nombre de protocoles d’exercice tels que tapis de course, course de la roue et exercice de natation ont été utilisé dans les études chez l’animal. Toutefois, ceux-ci exercent modèles exigent une longue période de temps pour obtenir des adaptations musculaires, qui peuvent être également réglementées par des facteurs humoraux ou neurologiques, limitant ainsi leurs applications dans l’étude des adaptations d’induite par la contraction musculaire spécifique. Stimulation indirecte basse fréquence (10 Hz) pour induire une activité contractile chronique (CCA) a servi comme un modèle alternatif pour l’entraînement, car elle peut conduire avec succès à des adaptations mitochondriale de muscle dans les 7 jours, indépendants des facteurs systémiques. Ce livre présente en détail les techniques chirurgicales nécessaires pour appliquer le traitement de la DPA au muscle squelettique des rats, pour une application généralisée à l’avenir des études.
Introduction
Le muscle squelettique peut s’adapter à l’exercice de formation par le biais de changements dans ses bioénergétique et de la structure physique1. Un des changements majeurs induits par l’entraînement en endurance est la biogenèse mitochondriale, qui peut être évaluée par une augmentation de l’expression des composantes mitochondriales (p. ex., sous-unités de la cytochrome c oxydase [COX]), ainsi que l’expression de le co-activateur transcriptionnel, PGC-1α2. Un nombre croissant d’études ont indiqué que nombreux autres facteurs, y compris mitochondrial chiffre d’affaires et mitophagy, sont également importantes pour les adaptations musculaires. Cependant, les mécanismes par lequel exercice aiguë ou chronique réglementent ces processus dans le muscle squelettique sont encore peu clairs.
Pour délimiter les voies qui réglementent des adaptations induites par l’exercice musculaire, différents modèles d’exercice ont été couramment utilisés dans les études sur les rongeurs, y compris les tapis de course, roue en cours d’exécution et exercice de natation. Toutefois, ces protocoles ont certaines limites à cet ~ 4 à 12 semaines sont nécessaires pour observer ces changements phénotypiques3,4,5. Comme une autre méthode expérimentale, basse fréquence induite par une stimulation chronique activité contractile (CCA) a été effectivement utilisée, car elle peut conduire à des adaptations musculaires dans une période beaucoup plus courte (i.e., jusqu’à 7 jours) et ses effets semblent être comparables, ou même plus grande que les autres protocoles d’exercice. En outre, la présence de hormonal6température7et effets neurologiques8 peut rendre difficile de comprendre les réponses spécifiques du muscle à l’exercice chronique. Par exemple, les hormones thyroïdiennes9,10 et insuline-like growth factor (IGF) -111 ont été identifiés comme médiateur des adaptations induites par l’entraînement musculaire, qui peuvent également réglementer les autres voies de signalisation dans le squelette muscle. Notamment, les effets induits par le CCA minimalement relèvent de facteurs systémiques, ce qui permet de se concentrer sur la réponse directe du muscle squelettique à l’activité contractile.
La plaque de rue pour la DPA a été introduite par Tyler et Wright12et a été développée avec modifications12. En bref, l’unité se compose de trois parties principales : un détecteur infrarouge qui peut être activé ou désactivée par l’exposition à la lumière infrarouge, un générateur d’impulsions et un indicateur de pouls (Figure 1). La conception de circuit détaillé de l’appareil stimulateur a été décrit plus haut13. Les caractéristiques détaillées et précises du CCA se trouvent dans une plus grande profondeur dans un numéro de revue articles14,15,16,17. En bref, le protocole de stimulation est conçu pour activer le nerf péronier commun à basse fréquence (c.-à-d. 10 Hz), et les muscles innervés (tibialis anterior [TA] et dans le muscle d’extensor digitorum longus [Eco]) sont forcés à se contracter pour un durée prédéterminée (p. ex., 3-6 h). Au fil du temps, cela déplace les muscles susmentionnés à un phénotype plus aérobie, démontré par une augmentation en densité capillaire18 et mitochondrial contenu19,20,21. Cette méthode est donc un modèle éprouvé pour imiter certains de l’adaptation de la formation endurance majeure dans le muscle squelettique des rats.
Cet article présente une procédure détaillée de la chirurgie d’implantation électrode pour induire la CCA afin que les chercheurs peuvent appliquer ce modèle dans les études de leur exercice. L’ACC est un excellent modèle pour étudier l’évolution temporelle des adaptations musculaires, fournissant ainsi un outil efficace pour l’étude des divers événements moléculaires et de signalisation aux deux périodes au début et plus tard après le début de l’exercice.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le modèle de l’activité contractile chronique (CCA) de l’exercice, à travers la stimulation basse fréquence musculaire in vivo, est un excellent modèle pour étudier les adaptations phénotypique de muscle pour exercer13,24,25 , 26. comme indiqué dans précédentes études20,27, le CCA est un moyen efficace par lequel…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous sommes reconnaissants à Liam Tyron pour son expert lecture du manuscrit. Ce travail a été financé par les Sciences naturelles et génie conseil recherche du Canada (CRSNG) à D. A. hotte. D. A. Hood est également titulaire d’une Chaire de recherche du Canada en physiologie cellulaire.
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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