تطبيق اضطرابات متناسقة تشبه التدليك على عجول الماوس ومراقبة التغيرات الناتجة عن الضغط العضلي العضلي
Summary
هنا نقوم بوصف بروتوكولات لتطبيق الأحمال الميكانيكية المحددة على العجول الماوس ولرصد التغييرات الضغط العضلي المصاحبة. النظم التجريبية التي قمنا بتطويرها يمكن أن تكون مفيدة للتحقيق في الآلية وراء الآثار المفيدة لممارسة الرياضة البدنية والتدليك.
Abstract
ومن المسلم به عموما أن التدليك مفيد لتخفيف الألم والالتهاب. على الرغم من أن الدراسات السابقة قد ذكرت الآثار المضادة للالتهابات من التدليك على عضلات الهيكل العظمي, الآليات الجزيئية وراء غير مفهومة جيدا. لقد قمنا مؤخرًا بتطوير جهاز بسيط لتطبيق الضغط الدوري المحلي (LCC)، والذي يمكن أن يولد موجات ضغط عضلي مع سعة متفاوتة. باستخدام هذا الجهاز، لقد أثبتنا أن LCC ينظم الاستجابات الالتهابية من الضامة في الموقع ويخفف من ضمور العضلات الناجم عن الجمود. هنا، ونحن نصف بروتوكولات لتحسين وتطبيق LCC كتدخل مثل التدليك ضد التهاب الناجمة عن تجميد وضمور العضلات الهيكلية من الأطراف الخلفية الماوس. البروتوكول الذي قمنا بتطويره يمكن أن تكون مفيدة للتحقيق في الآلية الكامنة وراء الآثار المفيدة لممارسة الرياضة البدنية والتدليك. يوفر نظامنا التجريبي نموذجًا أوليًا للنهج التحليلي لتوضيح التنظيم الميكانيكي لتوازن العضلات، على الرغم من ضرورة إجراء المزيد من التطوير لإجراء دراسات أكثر شمولاً.
Introduction
ومن المسلم به عموما أن التدليك مفيد لكل من تخفيف الألم وتحسين الأداء البدني بين الرياضيين تنافسية وغير الرياضيين على حد سواء1،2. في الواقع، أظهرت الدراسات السابقة أن التدليك يقمع الالتهاب المحلي3 ويدفع الانتعاش من تلف العضلات بعد ممارسة4،5. الآليات الجزيئية الكامنة وراء الآثار المفيدة للتدليك لا تزال غير معروفة إلى حد كبير.
واحدة من الصعوبات مع التحقيق الميكانيكية على التدليك تتعلق استنساخ التقنيات التجريبية التي يتم اختبار التدخلات مثل التدليك. في الدراسات السابقة، الإجراءات التجريبية التي تحاكي التدليك تنطوي في الغالب على تطبيق التدخلات البدنية باستخدام أجزاء الجسم الممارسين، مثل النخيل والأصابع6،7،8. وهذا يجعل من الصعب على وجه التحديد إعادة إنتاج حجمها وتواترها ومدتها ووضعها.
وقد تم تطوير العديد من الأجهزة لتطبيق الأحمال الميكانيكية المحددة على الأنسجة المستهدفة. على سبيل المثال، قام Zeng وآخرون بتطوير نظام هوائي للتحميل الميكانيكي لطول الحكمة إلى الأطراف الخلفية للفئران9 ووانغ وآخرون قد وضعت جهاز الميكاترونيكس التي يمكن تطبيق الأحمال الميكانيكية مثل التدليك على الأطراف الخلفية من الفئران والأرانب مع في الوقت الحقيقي السيطرة على ردود الفعل10. بالمقارنة مع لهم، لدينا نظام الضغط الدوري المحلي (LCC) هو أبسط بكثير، مما يتطلب تكلفة أقل بكثير للبناء. ومع ذلك، يمكننا إعادة إنتاج تغيرات الضغط العضلي التي يتم إنشاؤها خلال تقلص العضلات خفيفة. باستخدام هذا الجهاز، أثبتنا بنجاح أن التدخلات الميكانيكية الشبيهة بالتدليك تعدل ديناميات السوائل الخلالية المحلية وتخفف من ضمور العضلات الناجم عن الجمود11.
هنا، ونحن نصف تفاصيل الجهاز والبروتوكول، والتي قد تساعد في استكشاف الآليات الجزيئية وراء الآثار الإيجابية للتمارين والتدليك. وترد مخططات البروتوكول بوصفها الشكل التكميلي 1.
Protocol
Representative Results
Discussion
لقد وصفنا طريقة لتطبيق التحفيز الميكانيكي ة مثل التدليك، والتي لها آثار مضادة للالتهابات. نظامنا لديه مزايا التالية حتى بالمقارنة مع تلك التي ذكرت سابقا. أولا، لم تحدد الدراسات السابقة كميا القوى الميكانيكية المطبقة2 أو تحديد أحجامها على أساس القياس على سطح الجسم، ولكن ليس د…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر ك. ناكانيشي، ك. هاماموتو، ن. كومي، وك. تسورومي على دعمهم المستمر طوال المشروع. وقد تلقى هذا العمل دعما ً جزئياً من صندوق البحوث الداخلية التابع لوزارة الصحة والعمل والرعاية الاجتماعية اليابانية؛ المنح المقدمة للبحوث العلمية من الجمعية اليابانية لتعزيز العلم؛ برنامج معتمد من وزارة التربية والتعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا اليابانية (S1511017) بدعم من وزارة التعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا اليابانية (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).
