Aplicación de Perturbaciones Consistentes Similares al Masaje en Los terneros de ratón y Monitoreo de los Cambios de Presión Intramuscular Resultantes
Summary
Aquí describimos los protocolos para aplicar cargas mecánicas definidas a los terneros de ratón y para monitorear los cambios de presión intramusculares concomitantes. Los sistemas experimentales que hemos desarrollado pueden ser útiles para investigar el mecanismo detrás de los efectos beneficiosos del ejercicio físico y el masaje.
Abstract
El masaje es generalmente reconocido para ser beneficioso para aliviar el dolor y la inflamación. Aunque estudios anteriores han reportado efectos antiinflamatorios del masaje en los músculos esqueléticos, los mecanismos moleculares detrás son mal entendidos. Recientemente hemos desarrollado un dispositivo simple para aplicar compresión cíclica local (LCC), que puede generar ondas de presión intramusculares con diferentes amplitudes. Usando este dispositivo, hemos demostrado que LCC modula las respuestas inflamatorias de los macrófagos in situ y alivia la atrofia muscular inducida por inmovilización. Aquí, describimos los protocolos para la optimización y aplicación de LCC como una intervención similar a un masaje contra la inflamación inducida por la inmovilización y la atrofia de los músculos esqueléticos de las extremidades posteriores del ratón. El protocolo que hemos desarrollado puede ser útil para investigar el mecanismo subyacente a los efectos beneficiosos del ejercicio físico y el masaje. Nuestro sistema experimental proporciona un prototipo del enfoque analítico para dilucidar la regulación mecánica de la homeostasis muscular, aunque es necesario seguir desarrollando para estudios más exhaustivos.
Introduction
Masaje es generalmente reconocido para ser beneficioso para el alivio del dolor y la mejora del rendimiento físico entre los atletas competitivos y no atletas por igual1,2. De hecho, estudios previos han demostrado que el masaje suprime la inflamación local3 y provoca la recuperación del daño muscular post-ejercicio4,5. Los mecanismos moleculares subyacentes a los efectos beneficiosos del masaje siguen siendo en gran medida desconocidos.
Una de las dificultades con la investigación mecanicista sobre el masaje se refiere a la reproducibilidad de las técnicas experimentales mediante las cuales se prueban intervenciones similares a los masajes. En estudios anteriores, los procedimientos experimentales que imitan el masaje implican principalmente la aplicación de intervenciones físicas utilizando las partes del cuerpo de los practicantes, como palmas y dedos6,7,8. Esto hace que sea difícil reproducir con precisión su magnitud, frecuencia, duración y modo.
Muchos dispositivos han sido desarrollados para aplicar cargas mecánicas definidas a los tejidos objetivo. Por ejemplo, Zeng y otros han desarrollado un sistema neumático para la carga mecánica longitudinal a las patas traseras de las ratas9 y Wang et al. han desarrollado un dispositivo mecatrónico que puede aplicar cargas mecánicas similares a un masaje a las extremidades posteriores de ratas y conejos con control de retroalimentación en tiempo real10. En comparación con ellos, nuestro sistema de compresión cíclica local (LCC) es mucho más simple, exigiendo mucho menos costo para la construcción. Sin embargo, podemos reproducir los cambios de presión intramuscular que se generan durante la contracción muscular leve. Usando este dispositivo, hemos demostrado con éxito que las intervenciones mecánicas similares al masaje modulan la dinámica local del fluido intersticial y alivian la atrofia muscular inducida por la inmovilización11.
Aquí, describimos los detalles de nuestro dispositivo y el protocolo, que pueden ayudar a explorar los mecanismos moleculares detrás de los efectos positivos de los ejercicios y masajes. Los esquemas del protocolo se presentan como Figura Suplementaria 1.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hemos descrito un método para aplicar un estímulo mecánico similar al masaje, que tiene efectos antiinflamatorios. Nuestro sistema tiene ventajas de seguimiento incluso en comparación con las reportadas anteriormente. En primer lugar, estudios anteriores no definieron cuantitativamente las fuerzas mecánicas aplicadas2 o definieron sus magnitudes en función de la medición en la superficie corporal, pero no dentro de los tejidos10. Por el contrario, medimos la presión…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos a K. Nakanishi, K. Hamamoto, N. Kume y K. Tsurumi por su apoyo constante durante todo el proyecto. Este trabajo fue apoyado en parte por el Fondo intramuros de investigación del Ministerio de Salud, Trabajo y Bienestar de Los Estados Xacones; Subvenciones en Ayuda para la Investigación Científica de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia; Programa apoyado por MEXT para la Fundación de Investigación Estratégica en Universidades Privadas, 2015-2019 del Ministerio japonés de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología (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
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