Fare Buzağılarına Tutarlı Masaj Benzeri Pertürbasyonların Uygulanması ve Bunun Sonucu Kas içi Basınç Değişikliklerinin İzlenmesi
Summary
Burada fare buzağılarına tanımlanmış mekanik yüklerin uygulanması ve eşlik eden kas içi basınç değişikliklerinin izlenmesi için protokolleri açıklıyoruz. Geliştirdiğimiz deneysel sistemler, fiziksel egzersiz ve masajın yararlı etkilerinin arkasındaki mekanizmayı araştırmak için yararlı olabilir.
Abstract
Masaj genellikle ağrı ve iltihabı giderici için yararlı olduğu kabul edilmektedir. Önceki çalışmalarda iskelet kasları üzerinde masaj anti-inflamatuar etkileri rapor olmasına rağmen, arkasındaki moleküler mekanizmalar kötü anlaşılmaktadır. Biz son zamanlarda yerel döngüsel sıkıştırma uygulamak için basit bir cihaz geliştirdik (LCC), değişen genlikleri ile kas içi basınç dalgaları üretebilir. Bu cihazı kullanarak, LCC’nin makrofajların inflamatuar yanıtlarını yerinde modüle ettiğini ve immobilizasyona bağlı kas atrofisini hafifletdiğini gösterdik. Burada, lcc optimizasyonu ve uygulanması için protokolleri immobilizasyona bağlı inflamasyona ve fare arka larının iskelet kaslarının atrofisine karşı masaj benzeri bir müdahale olarak tanımlıyoruz. Geliştirdiğimiz protokol, fiziksel egzersiz ve masajın yararlı etkilerinin altında yatan mekanizmayı araştırmak için yararlı olabilir. Deneysel sistemimiz kas homeostazının mekanik regülasyonunun aydınlatılması için analitik yaklaşımın bir prototipini sağlar, ancak daha kapsamlı çalışmalar için daha fazla geliştirme yapılması gerekmektedir.
Introduction
Masaj genellikle hem ağrı kesici ve rekabetçi sporcular ve olmayan sporcular arasında fiziksel performansın iyileştirilmesi için yararlı olduğu kabul edilmektedir1,2. Aslında, önceki çalışmalarda masaj yerel inflamasyon bastırır göstermiştir3 ve egzersiz sonrası kas hasarı kurtarma ister4,5. Masajın yararlı etkilerinin altında yatan moleküler mekanizmalar büyük ölçüde bilinmemektedir.
Masaj üzerine mekanistik araştırma ile zorluklardan biri hangi masaj gibi müdahaleler test edilir deneysel tekniklerin tekrarlanabilirlik ile ilgilidir. Önceki çalışmalarda, masaj taklit deneysel prosedürler çoğunlukla avuç içi ve parmak lar 6 gibi uygulayıcıların vücut parçaları kullanarak fiziksel müdahalelerin uygulanması içerir6,7,8. Bu, büyüklüklerini, sıklıklarını, sürelerini ve modlarını tam olarak yeniden oluşturmayı zorlaştırır.
Birçok cihaz hedef dokulara tanımlanmış mekanik yükler uygulamak için geliştirilmiştir. Örneğin, Zeng ve diğerleri farelerin arka bacaklar9 ve Wang ve ark için uzunluk bilge mekanik yükleme için bir pnömatik sistem geliştirdik sıçan ve tavşan arka bacaklar için masaj gibi mekanik yükler uygulayabilirsiniz bir mekatronik cihaz geliştirdik gerçek zamanlı geri bildirim kontrolü10. Onlarla karşılaştırıldığında, bizim yerel döngüsel sıkıştırma (LCC) sistemi inşaat için çok daha az maliyet talep, çok daha basittir. Yine de, biz hafif kas kasılması sırasında oluşturulan intramüsküler basınç değişiklikleri çoğaltabilir. Bu cihazı kullanarak, başarıyla masaj benzeri mekanik müdahaleler lokal interstisyel akışkanlar dinamikleri modüle ve immobilizasyon kaynaklı kas atrofisi hafifletmek göstermiştir11.
Burada, egzersiz ve masajların olumlu etkilerinin ardındaki moleküler mekanizmaları keşfetmeye yardımcı olabilecek cihazımızın ayrıntılarını ve protokolü anlatıyoruz. Protokolün şemaları Ek Şekil 1olarak sunulmuştur.
Protocol
Representative Results
Discussion
Biz anti-inflamatuar etkileri olan bir masaj benzeri mekanik uyarıcı uygulamak için bir yöntem tarif ettik. Sistemimiz, daha önce bildirilenlerle karşılaştırıldığında bile aşağıdaki avantajlara sahiptir. İlk olarak, önceki çalışmalarda nicel uygulanan mekanik kuvvetler tanımlamak vermedi2 veya vücut yüzeyinde ölçümdayalı büyüklükleri tanımlanan, ancak dokular içinde10. Buna karşılık, bir kan basıncı telemetre kullanarak kas içi basınc…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
K. Nakanishi, K. Hamamoto, N. Kume ve K. Tsurumi’ye proje boyunca verdikleri sürekli destekten dolayı teşekkür ederiz. Bu çalışma kısmen Japonya Sağlık, Çalışma ve Refah Bakanlığı’ndan Intramural Araştırma Fonu tarafından desteklenmiştir; Japonya Bilimin Teşviki Derneği’nden Bilimsel Araştırma Için Hibeler; Özel Üniversitelerde Stratejik Araştırma Vakfı MEXT Destekli Programı, 2015-2019 Japonya Eğitim, Kültür, Spor, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı’ndan (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).
