وأيد هذا العمل من المنح المقدمة من المعاهد الوطنية للصحة (AR-49419، DD)، رابطة الضمور العضلي (DD)، والمعاهد الوطنية للصحة منح التدريب T90DK70105 (CH).

1. تقييم خصائص سلبية ومقلص من العضلات فيفو السابقين EDL يتم قياس خصائص مقلص والسلبي للعضلات الجسم الحي EDL السابقين باستخدام أورورا العلمية في المختبر نظام اختبار العضلات. الرجوع إلى الجدول رقم 1 للمواد والمعدات. 1،1 معدات إعداد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجميع حمام الأنسجة الجهاز عن طريق ضمان oxytube إلى الحمام الأنسجة المياه سترة. إرفاق حمام تجميعها لجهاز العضلات في تصاعد مستمر. ربط خط الغاز إلى oxytube. ربط خطوط توزيع المياه إلى الحمام الأنسجة المياه سترة ووضع صمام إبرة في الصرف حمام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على حمام مائي تعميم وضبط درجة الحرارة إلى 30 ° C 7. 5 السماح PSI (جنيه لكل بوصة مربعة) من 95٪ O CO 2 -5٪ 2 إلى تدفق من خلال oxytube. املئي حوض الاستحمام مع العازلة رينغر. تتوازن المخزن المؤقت مدة لا تقل عن10 دقيقة مع تدفق الغاز ثابت عن طريق ضبط صمام oxytube. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على الصكوك (محفز، وضع مزدوج نظام ذراع، واجهة إشارة). تحميل السيطرة على العضلات الحيوي (DMC) والبرمجيات وفقا للتعليمات الشركة الصانعة. </li></ol> تشريح العضلات 1،2 EDL يجب الموافقة على جميع الدراسات على الحيوانات من قبل رعاية الحيوان واللجنة المؤسسية الاستخدام. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخدير الماوس مع حقن داخل الصفاق من 2.5 ميكروليتر / غرام من وزن الجسم من مخدر كوكتيل (يرجى الرجوع إلى قسم المواد). طوال العملية الجراحية، تم فحص عمق التخدير عن طريق إجراء قرصة أخمص قدميه. يتم إدارتها من الملحق A 10٪ من الجرعة الأولي مخدر عند الحاجة للحفاظ على الحيوانات تحت التخدير. حلق أطرافهم هند. الحفاظ على درجة حرارة الجسم الأساسية عند 37 ° C قبل إجراء تشريح عن طريق وضع الماوس على وسادة التدفئة. ويتم رصد درجة حرارة الجسم عن طريق قياس باستمرار temperat المستقيملدى عودتهم باستخدام المسبار الحراري. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع مستلق على لوحة الماوس تشريح (الشكل 1). تقشر الجلد في الساق لفضح العضلات أطرافهم هند. تأمين الساق على الكتلة باستخدام دبابيس خياطة sylgard اثنين، واحد في القدم والآخر في العضلة الناحلة. وضع مصباح الحرارة فوق الماوس الجسم للحفاظ على درجة حرارة الجسم الأساسية عند 37 ° C. superfuse باستمرار جميع عضلات يتعرض مع العازلة رينغر. استنزاف العازلة الزائدة من خلال خط فراغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فضح TA القاصي ووتر في الرباط الباسطة تحت stereomicroscope من تشريح الجلد نحو القدم. إزالة بلطف اللفافة التي تغطي العضلات TA. قطع في الرباط الباسطة للافراج عن وتر TA البعيدة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع وتر TA القاصي واستخدامها لقشر قبالة العضلات TA. إزالة بعناية TA العضلات في تمسكه القريبة. وضع قطعة رقيقة من القطن غارقة العازلة رينغر بجوار العضلات على امتصاص النزيف EDL الناجمة عن تمزق الأوعية الدموية للعضلات TA. استخدام سطر فراغ لإزالة الزائدة العازلة والدم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط عقدة مزدوجة على مربع تليها حلقة عقدة باستخدام الخيط الحرير الخبز في العضلات تقاطع وتر (MTJ) من العضلات في مؤسسة كهرباء لبنان البعيدة (الشكل 2). إجراء شق في الجزء الأعلى من عضلة ذات الرأسين الفخذية لفضح العضلات القريبة EDL. تكرار نفس المجموعة من عقدة (الشكل 2) في MTJ من وتر في مؤسسة كهرباء لبنان القريبة. إرفاق هوك ذراع الرافعة إلى الداني إما أو عقدة عقدة مع القاصي مربع المزدوجة باستخدام سطر خياطة نفسه. قطع خط خياطة المتبقية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع وتر القريبة EDL متفوقة على عقدة الخيط القريبة. ترفع عضلة EDL مع هوك وقطع الأوعية الدموية تحت العضلات. قطع وتر البعيدة EDL أدنى من عقدة الخيط البعيدة لإزالة العضلات EDL من الطرف هند. تغطية الطرف يتعرض هند مع قطعة من القطن غارقة العازلة رينغر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق هوك إلى ذراع الرافعة. محاذاة عموديا العضلاتبين قطبين. تأمين خط خياطة البعيدة إلى آخر ثابت. يرفع الحمام الأنسجة العضلية لغمر في المخزن المؤقت رينغر. ضبط التوتر يستريح إلى 1،0 ز باستخدام مزدوج المرحلة ترجمة خشن / ناعم والسماح للعضلات للتوازن لا يقل عن 10 دقيقة. </li></ol> 1.3 قياس خصائص مقلص والسلبي من العضلات EDL استخدام الجدول 2 لإعداد المعلمات في البرنامج DMC لكل من القياسات التالية. تحليل البيانات باستخدام تحليل ديناميكية العضلات (DMA) والبرمجيات. 1.3.1 قياس خصائص مقلص للعضلات EDL <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحفيز العضلات EDL ثلاث مرات ب 150 هرتز مع 60 ثانية على حدة لتحقيق الاستقرار في العضلات 8. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحفيز العضلات في مؤسسة كهرباء لبنان التوترات يستريح مختلفة لتحديد طول الأمثل (لو). طول الأمثل هو طول العضلات التي تطور التوتر القصوى نشل. السماح للعضلة إلىالاسترخاء لمدة 2 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط التوتر يستريح لاتحاد نقابات العمال. قياس قوة العضلات في تحفيز نشل واحدة. تحديد القوة المطلقة نشل (PT)، والوقت إلى التوتر الذروة (TPT) ونصف الساعة الاسترخاء (½ RT) من حزب العمال. يسمح للعضلات بالاسترخاء لمدة 2 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط التوتر يستريح لاتحاد نقابات العمال. قياس قوة العضلات ولدت تكززي على ترددات مختلفة التحفيز (50، 80، 100، 120، 150 هرتز و200). تحديد الحد الأقصى المطلق قوة العضلات تكززي (بو) حيث قوة العضلات تصل إلى القصوى. قياس TPT و½ RT من بو 9. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يسمح للعضلات بالاسترخاء لمدة 5 دقائق. ضبط التوتر يستريح لاتحاد نقابات العمال. تطبيق 10 دورات من تقلصات غريب الأطوار مع بقية حد أدنى 2 بين الدورات. حساب خسارة القوة النسبية للبو بعد كل دورة من انكماش غريب الأطوار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فصل العضلات EDL من أجهزة وقطع الأوتار في موقع خياطة. تحديد وزن العضلات رطبة وحساب مساحة المقطع عبر العضلات (CSA)6،10. </li></ol> 1.3.2 قياس الخصائص السلبية للعضلة EDL <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشريح العضلات المقابل EDL ونعلق عليه لجهاز كما هو موضح في القسم 1.2، الخطوات من 2 إلى 7. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الموضوع عضلة EDL في بروتوكول ست خطوات التي تمتد توتر العضلات للو 160٪ بزيادة قدرها 10٪ لو. تحليل 6 الملف الإجهاد والانفعال. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقييم الملكية لزجة من العضلات EDL عن طريق قياس معدل التأكيد على الاسترخاء (SRR) في اطر زمنية تمتد التالية بعد عقد والعضلات في لو 10٪: من الذروة إلى الذروة بعد 0.1s (بي بي)، من 0.1 إلى 0.2s PP، من 0.2 إلى 0.5s بروبلين، بولي بروبلين من 0.5 إلى 1S و1.5s من 1 إلى ص </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في نهاية الدراسة، الموت ببطء الماوس عن طريق خلع عنق الرحم و / أو قطع الرأس في حين لا يزال الماوس تحت التخدير. فصل العضلات EDL من أجهزة وقطع الأوتار في موقع خياطة. تحديد وزن العضلات رطبة وحساب العضلات عبر SEctional منطقة (CSA) 6، 10. </li></ol> 2. تقييم خصائص مقلص من العضلات في الموقع TA يتم قياس خصائص مقلص للعضلات TA باستخدام العلمية أورورا في الموقع العضلات نظام الاختبار. الرجوع إلى الجدول رقم 1 للمواد والمعدات. 2،1 معدات إعداد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسخين المرحلة الحيوان الحرارية التي تسيطر عليها إلى 37 ° C باستخدام تعميم الماء الحمام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على الصكوك (محفز، وضع مزدوج نظام ذراع، واجهة إشارة). تحميل البرنامج وفقا لتعليمات DMC الشركة المصنعة. </li></ol> 2.2 إعداد العضلات TA لقياس قوة في الموقع <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخدير الماوس، حلق أطرافهم هند وفضح العضلات TA كما هو موضح في الخطوات من 1 إلى 3 في القسم 1.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط عقدة مزدوجة مربع حول الرضفة الرباط USIنانوغرام الحرير الخبز وخياطة. ربط عقدة مزدوجة مربع تليها عقدة في حلقة من العضلات MTJ TA البعيدة (الشكل 2)، ربط عقدة مزدوجة مربع آخر ترك ~ مم 10 حلقة من عقدة TA وتر البعيدة باستخدام سطر خياطة نفسه. ضع الثانية عقدة مزدوجة مربع على جانب الحلقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة المسامير من طرف هند ووضع الحيوان عرضة. فضح عضلة ذات الرأسين الفخذية. إجراء شق في خط الوسط لكشف العصب الوركي. ربط عقدة مزدوجة مربع حول الطرف القريب من العصب الوركي. تقليم جانب واحد من خطوط خياطة وقطع العصب متفوقة على عقدة. بلطف، وسحب العصب الوركي نحو الركبة باستخدام سطر خياطة ومسح الأنسجة المحيطة الضام لتحرير ~ 5 مم من طوله. لا تشد الأعصاب أثناء هذا الإجراء وsuperfuse باستمرار العصب مع العازلة المسابقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد العضلات TA المقابل كما هو موضح في الخطوات من 1 إلى 3. تغطية واحدة من أطرافهم هند يتعرض مع قطعة من ري<html> غارقة في nger العازلة القطن. superfuse باستمرار سواء مع الأطراف الخلفية قبل تحسنت (37 ° C) العازلة رينغر. إزالة الزائدة العازلة من خلال خط فراغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الحيوانات المعرضة على منصة الحيوان. المشبك حامل إرفاق الركبة إلى منصة الحيوانية وتأمين ركبتيه إلى مسمار معدني مزدوج مع عقدة مربع باستخدام خياطة الرباط الرضفة خطوط. دبوس كلا القدمين على الكتلة باستخدام دبابيس sylgard خياطة. تأمين منصة الحيوان على خشبة المسرح الحرارية التي تسيطر عليها. وضع مصباح الحرارة للحفاظ على درجة حرارة الجسم الأساسية الحيوان في C. ° 37 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأمين حامل قطب كهربائي إلى منصة الحيوانية ووضع العصب الوركي على القطب باستخدام سطر خياطة. الحفاظ على القطب بعيدا عن العضلات أطرافهم هند. قطع وتر TA البعيدة من أطرافهم هند المكشوف في موقع خياطة MTJ. إرفاق وتر TA البعيدة حلقة خياطة لربط ذراع الذراع. تغطية تتعرض العضلات أطرافهم هند مع القطن عازلة على قارع الأجراس في الحارة غارقة. </li></ol>&gt; 2،3 قياس خصائص مقلص للعضلات TA <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الجدول 2 لتعيين المعلمات في البرنامج DMC. اتبع نفس البروتوكول وصفها في القسم 1.3.1 لتحديد خصائص مقلص للعضلات TA. تحليل البيانات باستخدام برنامج DMA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد قياس الممتلكات مقلص، فصل وتر TA البعيدة حلقة خياطة من المقياس ربط الذراع. إزالة العضلات TA. تحديد وزن العضلات رطبة وحساب CSA 10. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس الخصائص مقلص للعضلات TA المقابل وفقا لخطوات 1-3 المذكورة أعلاه. الموت ببطء الماوس فقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية في نهاية الدراسة. </li></ol>

<ol>
	<li>Huijing, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+as+a+collagen+fiber+reinforced+composite:+a+review+of+force+transmission+in+muscle+and+whole+limb.">Muscle as a collagen fiber reinforced composite: a review of force transmission in muscle and whole limb.</a> J. Biomech. 32, 329-345 (1999).</li><li>Moss, R. L., Halpern, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elastic+and+viscous+properties+of+resting+frog+skeletal+muscle.">Elastic and viscous properties of resting frog skeletal muscle.</a> Biophys. J. 17, 213-228 (1977).</li><li>Hoffman, E. P., Brown, R. H., Kunkel, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dystrophin:+the+protein+product+of+the+Duchenne+muscular+dystrophy+locus.">Dystrophin: the protein product of the Duchenne muscular dystrophy locus.</a> Cell. 51, 919-928 (1987).</li><li>Petrof, B. J., Shrager, J. B., Stedman, H. H., Kelly, A. M., Sweeney, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dystrophin+protects+the+sarcolemma+from+stresses+developed+during+muscle+contraction.">Dystrophin protects the sarcolemma from stresses developed during muscle contraction.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90, 3710-3714 (1993).</li><li>Pastoret, C., Sebille, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=mdx+mice+show+progressive+weakness+and+muscle+deterioration+with+age.">mdx mice show progressive weakness and muscle deterioration with age.</a> J. Neurol. Sci. 129, 97-105 (1995).</li><li>Hakim, C. H., Grange, R. W., Duan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+passive+mechanical+properties+of+the+extensor+digitorum+longus+muscle+are+compromised+in+2-+to+20-mo-old+mdx+mice.">The passive mechanical properties of the extensor digitorum longus muscle are compromised in 2- to 20-mo-old mdx mice.</a> J. Appl. Physiol. 110, 1656-1663 (2011).</li><li>Segal, S. S., Faulkner, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature-dependent+physiological+stability+of+rat+skeletal+muscle+in+vitro.">Temperature-dependent physiological stability of rat skeletal muscle in vitro.</a> Am. J. Physiol. 248, 265-270 (1985).</li><li>Grange, R. W., Gainer, T. G., Marschner, K. M., Talmadge, R. J., Stull, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast-twitch+skeletal+muscles+of+dystrophic+mouse+pups+are+resistant+to+injury+from+acute+mechanical+stress.">Fast-twitch skeletal muscles of dystrophic mouse pups are resistant to injury from acute mechanical stress.</a> Am. J. Physiol. Cell Physiol. 283, 1090-1101 (2002).</li><li>Hakim, C. H., Duan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gender+differences+in+contractile+and+passive+properties+of+mdx+extensor+digitorum+longus+muscle.">Gender differences in contractile and passive properties of mdx extensor digitorum longus muscle.</a> Muscle Nerve. 45, 250-256 (2012).</li><li>Hakim, C. H., Li, D., Duan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+murine+skeletal+muscle+function+for+muscle+gene+therapy.">Monitoring murine skeletal muscle function for muscle gene therapy.</a> Methods Mol. Biol. 709, 75-89 (2011).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

في هذا البروتوكول، وقد بينت لنا المقايسات الفسيولوجية لقياس خصائص مقلص والسلبي في عضلة EDL وخصائص مقلص للعضلات TA. ومصدر القلق الرئيسي في علم وظائف الأعضاء الدراسات العضلات هو الأوكسجين في العضلات المستهدفة. للعضلات الكبيرة (مثل العضلات TA)، ويفضل في نهج الموقع لنشر الأكسجين من المخزن المؤقت رينغر قد لا تصل إلى وسط العضلات في في فحص المختبر. في نهج الموقع لا يزعج العادية إمدادات الدم ونقص الأكسجة المرتبطة بها، يتم تجنب الآثار الاصطناعية. العضلة EDL هي واحدة من العضلات الأكثر استخداما في دراسة علم وظائف الأعضاء. ويمكن تحقيق الأوكسجين الكافي لكامل العضلة في المختبر في نظام بسبب صغر حجم العضلات. علاوة على ذلك، في نظام المختبر يوفر بيئة مغلقة لمعالجة تركيزات الأيونات (كا 2 +، + نا وK +) وكيماويةتراخيص وصول العملاء (ATP والجلوكوز) والتي هي ضرورية لتوليد قوة العضلات الأمثل. هذا يوفر فرصة كبيرة لدراسة تأثير هذه المتغيرات على إنتاج قوة. قياس دقيق لخصائص مقلص والسلبي للعضلات الأطراف أمر بالغ الأهمية لدراسة الهيكل العظمي وظيفة العضلات. غالبا ما تعتبر التغيرات المميزة لهذه الخصائص والسمات المميزة لأمراض العضلات المختلفة. التغييرات في هذه المعايير هي أيضا مؤشرات هامة لتحديد ما إذا كان العلاج التجريبي فعالة أم لا.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> مادة </td><td> الصانع </td><td></td><td> مواصفات والتعليقات </td></tr><tr><td> الأنسجة الجهاز حمام </td><td> Radnoti LLC، CA، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td></td><td> المياه سترة حمام الأنسجة (القط # 158351-LL)، أكسجين أنبوب المفرق (القط # 160192)، صمام الأنبوب (القط # 120722) </td></tr><tr><td> تعميم حمام مائي </td><td> فيشر العلمية، التايم، MA، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td></td><td></td></tr><tr><td> مزيج الغاز </td><td> Airgas الوطنية، شارلوت، NC، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td></td><td> 95٪ O 2 و 5٪ CO 2 </td></tr><tr><td> في المختبر فحص وظيفة عضلات الجهاز </td><td> أورورا العلمية، أورورا، ON، كندا </td><td></td><td> ويتكون النظام من ومشجعا (نموذج # 701A)، ونظام ذراع وضع مزدوج (نموذج # 300C 305C أو)، واجهة إشارة (نموذج # 604B) واختبار APparatus (نموذج # 800A) لتركيب الجهاز عموديا الأنسجة حمام </td></tr><tr><td> في المختبر فحص وظيفة عضلات البرمجيات </td><td></td><td></td><td> ديناميكية العضلات التحكم (DMC) والبرمجيات وتحليل ديناميكية العضلات بيانات التحكم (DMA) والبرمجيات </td></tr><tr><td> كوكتيل الماوس التخدير مختلطة في كلوريد الصوديوم 0.9٪ </td><td> الرجوع إلى المبادئ التوجيهية المؤسسية </td><td></td><td> الكيتامين (25 ملغ / مل)، زيلازين (2.5 ملغ / مل) وآسيبرومازين (0.5 ملغ / مل). طوال العملية الجراحية، قد تكون هناك حاجة لتكملة 10٪ من الجرعة الأولي للحفاظ على الحيوانات تحت التخدير. </td></tr><tr><td> Sylgard </td><td> العالم آلات دقيقة </td><td> القط # SYLG184 </td><td></td></tr><tr><td> A تشريح زجاجي حسب الطلب وحة </td><td> في منزل تصميم </td><td></td><td> الرجوع إلى الشكل 1 </td></tr><tr><td> مصباح التدفئة </td><td> الموترة إضاءة شركة،بوسطن، MA، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td></td><td> 15 مصباح واط للحفاظ على الحارة الماوس أثناء تشريح </td></tr><tr><td> رينغر العازلة </td><td> ويتم شراء المواد الكيميائية من العلم فيشر، التايم، MA، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td></td><td> تكوين في ملي: 1.2 ناه 2 PO 4 (القط # S369)، 1 MgSO 4 (القط # M63)، 4،83 بوكل (القط # P217) و 137 كلوريد الصوديوم (القط # 217)، 24 NaHCO 3 (القط # S233)، 2 CaCl 2 (القط # C79) و 10 الجلوكوز (القط # D16). حل فردي المواد الكيميائية وخلط في ترتيب المذكورة أعلاه. تخزين في C. ° 4 </td></tr><tr><td> ستيريو المجهر تشريح </td><td> نيكون، ميلفيل، NY، USA </td><td></td><td></td></tr><tr><td> تشريح الأدوات </td><td> أدوات العلوم الجميلة، فوستر سيتي، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td></td><td> الخشنة ملقط، مقص الخشنة، ملقط غرامة (مستقيم و 45 ° زاوية) </td></tr><tr><td> مضفر خياطة الحرير 4-0 # </td><td> SofSilk الأمني ​​الأمريكي سوتوريس، نورواك، CT، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> القط # SP116 </td><td></td></tr><tr><td> A الفولاذ المقاوم للصدأ حسب الطلب هوك </td><td> أجزاء صغيرة، وشركة </td><td></td><td> 2&#39;&#39; طويل S / S 304V (0.18&#39;&#39; قطر) لمحول القوة أو 305C 2.5 بوصة طويلة S / S 304V (0.012&#39;&#39; قطر) لمحول 300C (القط # ASTM A313) </td></tr><tr><td> في الموقع العضلات وظيفة نظام مقايسة </td><td> أورورا العلمية، أورورا، ON، كندا </td><td></td><td> نظام (809B، في أجهزة الماوس الموقع) تتكون من محفز (نموذج # 701B)، ونظام ذراع وضع مزدوج (نموذج # 305C)، واجهة إشارة (نموذج # 604A) وجهاز الصفيحة القدمية الحرارية للرقابة (نموذج # 809A ) </td></tr><tr><td> في المختبر فحص وظيفة عضلات البرمجيات </td><td> أورورا العلمية، أورورا، ON، كندا </td><td></td><td> ديناميكية العضلات التحكم (DMC) والبرمجيات وتحليل ديناميكية العضلات بيانات التحكم (DMA) والبرمجيات </td></tr><tr><td> A TA الفحص حسب الطلب الحيوان منصة </td><td> في منزل تصميم </td><td></td><td> الرجوع إلى الشكل 2 </td></tr><tr><td> A الفولاذ المقاوم للصدأ حسب الطلب هوك </td><td> أجزاء صغيرة، وشركة </td><td> القط # ASTM A313 </td><td> 0،5&#39;&#39; طويلة S / S 304V (0.18&#39;&#39; قطر) </td></tr><tr><td> حسب الطلب أقطاب البلاتين 25G </td><td> Chalgren الشركات، غيلروي، CA </td><td></td><td> هما جندي 0،016 أسلاك البلاتين&#39;&#39; أسلاك سميكة ل24G 2 الكهربائية </td></tr></tbody></table> الجدول 1. المواد والمعدات.

evaluation of muscle function of the extensor digitorum longus muscle ex vivo and tibialis anterior muscle in situ in mice

وتقدم أساسا حركات الجسم حسب الوظيفة الميكانيكية للعضلات الهيكل العظمي. ويتكون الهيكل العظمي والعضلات من حزم العديد من myofibers التي مغمد من الأنسجة الضامة العضلي. كل ليف عضلي يحتوي على العديد من اللييفات العضلية التي تعمل على طول طولي من ليف عضلي. اللييفات العضلية هي جهاز مقلص من العضلات وأنها تتألف من وحدات متكررة تعرف باسم مقلص sarcomeres. وحدة قسيم عضلي يحتوي على خيوط الأكتين والميوسين التي كتبها متباعدة الأقراص Z والبروتين titin. يتم تعريف وظيفة العضلات الهيكلية الميكانيكية من خصائص مقلص والسلبي من العضلات. وتستخدم خصائص مقلص لوصف مقدار القوة المتولدة خلال تقلص العضلات، والوقت من جيل القوة والوقت للاسترخاء العضلات. أي عامل يؤثر على تقلص العضلات (مثل التفاعل بين الأكتين وخيوط الميوسين، التوازن من الكالسيوم، ATP / ADP النسبة، الخ.) يؤثر على prope مقلصrties. خصائص سلبية تشير إلى خصائص المرونة واللزوجة (تصلب واللزوجة) من العضلات في غياب الانكماش. ويتم تحديد هذه الخصائص من خارج الخلية والمكونات الهيكلية داخل الخلايا (مثل titin) والأنسجة الضامة (الكولاجين بشكل رئيسي) 1-2. خصائص مقلص والسلبي جانبان لا ينفصلان من وظيفة العضلات. على سبيل المثال، يتم إنجاز انثناء الكوع من انكماش العضلات في المقصورة الأمامية من الذراع والسلبية وتمتد من العضلات في المقصورة الخلفية للذراع العلوي. لفهم حقا وظيفة العضلات، ينبغي دراسة كل الخصائص مقلص والسلبي. وغالبا ما يثير الشبهة خصائص مقلص و / أو السلبي الميكانيكية للعضلة في أمراض العضلات. وخير مثال هو ضمور العضلات دوشين (DMD)، والعضلات الهزال الشديد المرض الناجم عن نقص dystrophin 3. Dystrophin هو المتواجد هيكل الخليةفي هذا استقرار غشاء الخلية العضلية (غمد الليف العضلي) خلال 4 تقلص العضلات. في غياب dystrophin، تلف غمد الليف العضلي بسبب قوة القص ولدت أثناء الإرسال القوة. تمزق هذا الغشاء يبدأ سلسلة من ردود الفعل التي تؤدي إلى موت الخلايا العضلية وفقدان آلات مقلص. ونتيجة لذلك، يتم تقليل قوة العضلات ويتم استبدال الأنسجة myofibers برصاص تليفي 5. هذا التغيير في وقت لاحق يزيد تصلب العضلات 6. القياس الدقيق لهذه التغيرات توفر مرشدا هاما لتقييم تطور المرض وتحديد الفعالية العلاجية من الجينات رواية / خلية / التدخلات الدوائية. هنا، نقدم طريقتين لتقييم خصائص كل مقلص والسلبية الميكانيكية للأصابع الطويلة الباسطة (EDL) العضلات وخصائص مقلص من العضلات الظنبوبي (TA) الأمامي.

النتائج التالية هي تمثيل من تقاريرنا السابقة 6،9. يتم عرض البيانات كما يعني ± الخطأ القياسي من الوسط. ويبين الجدول 3 خصائص المظهرية من العضلات في مؤسسة كهرباء لبنان BL10 العادية والتي تعاني من نقص dystrophin (MDX) في الفئران 4 إلى 6 أشهر من العمر. ويبين الشكل 4 ممثل خصائص مقلص والسلبي لل EDL العضلات من BL10 وMDX الفئران. ويرد وصف خصائص مقلص للعضلات من قبل مؤسسة كهرباء لبنان على النحو التالي بما في ذلك (القوة المطلقة مقسوما على CSA) محددة قوة نشل (الشكل 4A)، محددة القوة القصوى تكززي (الشكل 4B)، TPT و½ RT القوة المطلقة القصوى تكززي (الشكل 4C وD). ويمكن للTPT ½ RT أيضا حساب من القوة المطلقة نشل. الملف الشخصى الإجهاد والانفعال (4E الشكل) وSRR (4F الشكل) علىإعادة استخدامها لوصف خصائص السلبي للعضلات EDL. غياب dystrophin له تأثير كبير على خصائص مقلص والسلبي للعضلات EDL 6،9. تتضاءل إلى حد كبير نشل محددة وقوات تكززي في العضلات EDL MDX. وTPT هو أسرع بكثير في حين أن RT ½ أبطأ بشكل ملحوظ في العضلات EDL MDX. الملف الشخصى الإجهاد والانفعال يوحي أن يتم زيادة كبيرة تصلب في العضلات EDL MDX. العضلة EDL MDX ينتج أيضا قوة المقاومة بشكل كبير أعلى بكثير (الإجهاد السلبي) قبل الوصول إلى ذروة التوتر، في حين أن الضغوط ما بعد الذروة تنخفض أسرع بكثير. علاوة على ذلك، كان أعلى بكثير SRR في العضلات EDL MDX مقارنة بما كان عليه في العضلات EDL BL10. التحليل الإحصائي ويتم تحليل دلالة إحصائية بين مجموعتين من الطلاب اختبار t. لياليويوصى أهمية tatistical بين مجموعات متعددة، في اتجاه واحد أو اتجاهين تحليل ANOVA تليها تحليل Bonferroni مخصصة آخر باستخدام برنامج SAS (SAS معهد شركة، كاري، NC). ويعتبر فارقا كبيرا عندما p &lt;0.05. الجدول 1. المواد والمعدات. <table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td class="jove_content_small"> تجربة </td><td class="jove_content_small"> يستريح التوتر (غرام) </td><td class="jove_content_small"> نبض التردد (هرتز) </td><td class="jove_content_small"> نبض العرض (MS) </td><td class="jove_content_small"> مدة التحفيز (MS) </td><td class="jove_content_small"> تمتد طول </td><td class="jove_content_small"> تمتد مدة (MS) </td><td class="jove_content_small"> تمتد معدل </td><td class="jove_content_small"> تعليقات </td></tr><tr><td colspan="9"> 1. تقييم خصائص مقلص والسلبي من الجسم الحي العضلات السابقين EDL </td></tr><tr><td colspan="9"> 1.3.1 قياس خصائص مقلص للعضلات EDL </td></tr><tr><td> 1. تسخن </td><td> 1.0 </td><td> 150 </td><td> 0.2 </td><td> 300 </td><td></td><td></td><td></td><td> ضع العضلات لمدة 60 ثانية بين كل الحوافز. هذه الانقباضات الأولية تكززي استقرار العضلات لقياسات لاحقة. </td></tr><tr><td> 2. الأمثل طول العضلات (لو) </td><td> 0.5، 1.0، 1.5 و 2.0 </td><td> 1 </td><td> 0.2 </td><td> 300 </td><td></td><td></td><td></td><td> يسمح للعضلات بالاسترخاء لمدة 30 ثانية بين كل الحوافز. قياس طول العضلات الأمثل باستخدام الفرجار الرقمية. </td></tr><tr><td> 3. واحد التويTCH القوة (PT) </td><td> ضبط التوتر يستريح إلى LO </td><td> 1 </td><td> 0.2 </td><td> 300 </td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 4. كزازي العضلات القوة </td><td> ضبط التوتر يستريح إلى LO </td><td> 50، 80، 100، 120، 150 و 200 </td><td> 0.2 </td><td> 300 </td><td></td><td></td><td></td><td> يسمح للعضلات بالاسترخاء لمدة 1 دقيقة بين كل الحوافز. تحديد وتيرة القصوى التي تولد قوة مطلقة تكززي (بو). </td></tr><tr><td> 5. غريب الأطوار الانكماش </td><td> ضبط التوتر يستريح إلى LO </td><td> استخدام التردد الذي يولد قوة تكززي الأقصى (بو) </td><td> 0.2 </td><td> 700 </td><td> 10٪ لو </td><td> مشاركة 200 مللي ثانية من مدة التحفيز </td><td> 0،5 لو / ثانية </td><td> تكرار انكماش غريب الأطوار لمدة 10 دورات مع بقية حد أدنى 2 بين الدورات. </td></tr><tr><td> 6. CSA من العضلات EDL </TD&gt; <td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td> CSA = (كتلة العضلات (ز) / [1.06 غ / سم 3 × (لو X 0.44)]. 1،06 جم / سم 3 هو كثافة العضلات و 0.44 هو طول الألياف العضلية EDL للو النسبة. </td></tr><tr><td colspan="9"> 1.3.2 قياس الخصائص السلبية للعضلة EDL </td></tr><tr><td> 1. ست خطوات تمتد البروتوكول </td><td> ضبط التوتر يستريح إلى LO </td><td></td><td></td><td></td><td> 10٪ لو </td><td></td><td> 2 سم / ثانية </td><td> تكرار بروتوكول تمتد بزيادة قدرها 10٪ حتى لو تم التوصل 160٪ لو. Alow 1.5 ثانية تمتد بين دورات. </td></tr><tr><td> 2. SRR </td><td> ضبط التوتر يستريح إلى LO </td><td></td><td></td><td></td><td> 10٪ لو </td><td></td><td> 2 سم / ثانية </td><td> ويحسب بقسمة SSR الفرق في الضغط مع رIME المنقضي بين نقطتين زمنيتين في إطار زمني. </td></tr><tr><td colspan="9"> 2.3 قياس خصائص مقلص للعضلات TA </td></tr><tr><td> 1. تسخن </td><td> 4.0 </td><td> 150 </td><td> 0.2 </td><td> 300 </td><td></td><td></td><td></td><td> ضع العضلات لمدة 60 ثانية بين كل الحوافز. </td></tr><tr><td> 2. الأمثل طول العضلات (لو) </td><td> 3.0، 4.0، 5.0، 6.0 و 7.0 </td><td> 1 </td><td> 0.2 </td><td> 300 </td><td></td><td></td><td></td><td> يسمح للعضلات بالاسترخاء لمدة 30 ثانية بين كل الحوافز. قياس طول العضلات الأمثل باستخدام الفرجار الرقمية. </td></tr><tr><td> 3. CSA من العضلات TA </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td> CSA = (كتلة العضلات (ز) / [1.06 غ / سم 3 × (لو X 0.6)]. 0،6 هو طول الألياف العضلية TA لرا لوتيو. </td></tr></tbody></table> الجدول 2. معلمات لتقييم الخواص الميكانيكية للعضلات وEDL TA. <table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> توتر </td><td> العمر (شهر) </td><td> وزن الجسم (ز) </td><td> EDL الوزن (ملغ) </td><td> لو EDL (مم) </td><td> EDL CSA (مم 2) </td></tr><tr><td> BL10 </td><td> 6 </td><td> 32،03 ± 0،57 </td><td> 13،90 ± 0،77 </td><td> 14،09 ± 0.04 </td><td> 2.12 ± 0.12 </td></tr><tr><td> MDX </td><td> 6 </td><td> 35،44 ± 0،42 * </td><td> 16،73 ± 0،42 * </td><td> 13،93 ± 0.05 * </td><td> 2.57 ± 0.07 * </td></tr></tbody></table> الجدول 3. خصائص المظهرية للعضلة EDL. *، القيمة في MDالفئران X يختلف كثيرا عن أن من هم في سن المتطابقة BL10 الفئران. <img src="/files/ftp_upload/50183/50183fig1.jpg" alt="الشكل 1" fo:src="/files/ftp_upload/50183/50183fig1highres.jpg" fo:content-width="5.5in"/> الشكل 1. رسم تخطيطي للمجلس الماوس تشريح حسب الطلب. ويتكون المجلس من زجاج شبكي تشريح ½ بوصة سميكة وكانت ملفقة في متجر المؤسسية. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50183/50183fig1large.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدتها بشكل اكبر شخصية</a> . <img src="/files/ftp_upload/50183/50183fig2.jpg" alt="الشكل 2" fo:src="/files/ftp_upload/50183/50183fig2highres.jpg" fo:content-width="4in"/> /&gt; الشكل 2. هذه سلسلة من الصور الرقمية التي تبين الخطوات من ربط عقدة مزدوجة مربع تليها عقدة حلقة في MTJ. النجمة، في<html> EDL العضلات؛ السهم، في وتر العضلات القاصية من مؤسسة كهرباء لبنان. <img src="/files/ftp_upload/50183/50183fig3.jpg" alt="الشكل 3" fo:src="/files/ftp_upload/50183/50183fig3highres.jpg" fo:content-width="6in"/> /&gt; الشكل 3. تم تصميم رسم تخطيطي لمنصة مصنوعة خصيصا لفي الموقع TA العضلات فحص وظيفة. منصة الحيوان وزجاج شبكي الركبة الصلب غير القابل للصدأ حامل لتحميل على جهاز الماوس 809B في الموقع. *، الفولاذ المقاوم للصدأ قضيب (القط # MPR-2.0 ، Siskiyou، المنح باس، OR)؛ #، حامل قطب كهربائي العالمي (القط # MXB، Siskiyou، المنح باس، OR)؛ §، قضيب القطب المرفقات (القط # MPR-3.0، Siskiyou، المنح باس، OR)؛ **، Sylgard كتلة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50183/50183fig3large.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدتها بشكل اكبر شخصية</a> . GE = &quot;دائما&quot;&gt; <img src="/files/ftp_upload/50183/50183fig4.jpg" alt="الشكل 4" fo:src="/files/ftp_upload/50183/50183fig4highres.jpg" fo:content-width="4in"/> /&gt; الشكل 4. ممثل النتائج للخصائص مقلص والسلبي من العضلات EDL. خصائص مقلص للعضلات EDL تتميز القوة نشل محددة (A)، وقوة تكززي محددة (B)، ووقت لذروة التوتر (C) والوقت الاسترخاء نصف (D). يتم تقييم خصائص السلبي للعضلات EDL من الإجهاد الشخصي سلالة (E) وSSR لل. * والفئران MDX تختلف اختلافا كبيرا من العمر المتطابقة BL10 الفئران.

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Muscle Function of the Extensor Digitorum Longus Muscle Ex vivo and Tibialis Anterior Muscle In situ in Mice at JoVE.com

Evaluation of Muscle Function of the Extensor Digitorum Longus Muscle Ex vivo and Tibialis Anterior Muscle In situ in Mice

التغييرات في خصائص الطرف العضلات مقلص الميكانيكية والسلبية هي المؤشرات الحيوية الهامة لأمراض العضلات. يصف هذا المخطوط المقايسات الفسيولوجية لقياس هذه الخصائص في الطويلة الباسطة لأصابع الفئران والعضلات الأمامية الظنبوبي.

تقييم وظيفة عضلة من العضلات الباسطة لأصابع الطويلة<em&gt; خارج الجسم</em&gt; العضلات الظنبوبي الأمامي و<em&gt; في الموقع</em&gt; في الفئران

Body  movements are mainly provided by mechanical function of skeletal muscle. Skeletal  muscle is composed of numerous bundles of myofibers that are ...

evaluation-muscle-function-extensor-digitorum-longus-muscle-ex-vivo

Research

JoVE Journal

Biology

Evaluation of Muscle Function of the Extensor Digitorum Longus Muscle Ex vivo and Tibialis Anterior Muscle In situ in Mice

42.1K Views.  University of Missouri. التغييرات في خصائص الطرف العضلات مقلص الميكانيكية والسلبية هي المؤشرات الحيوية الهامة لأمراض العضلات. يصف هذا المخطوط المقايسات الفسيولوجية لقياس هذه الخصائص في الطويلة الباسطة لأصابع الفئران والعضلات الأمامية الظنبوبي.

Video: Evaluation of Muscle Function of the Extensor Digitorum Longus Muscle Ex vivo and Tibialis Anterior Muscle In situ in Mice

Myo-mechanical Analysis of Isolated Skeletal Muscle

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for the treatment of muscle disease 1,2,3, quantitative methods are needed that measure force generation and fatigability in treated muscle. We describe a detailed approach to evaluating myo-mechanical properties in freshly explanted hindlimb muscle from the mouse. We describe the atraumatic harvest of mouse extensor digitorum longus muscle, mounting the muscle in a muscle strip myograph (Model 820MS; Danish Myo Technology), and the measurement of maximal twitch and tetanic tension, contraction time, and half-relaxation time, using a square pulse stimulator (Model S48; Grass Technologies). Using these measurements, we demonstrate the calculation of specific twitch and tetanic tension normalized to muscle cross-sectional area, the twitch-to-tetanic tension ratio, the force-frequency relationship curve and the low frequency fatigue curve 4. This analysis provides a method for quantitative comparison between therapeutic interventions in mouse models of muscle disease 1,2,3,5, as well as comparison of the effects of genetic modification on muscle function 6,7,8,9.

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for muscle disease, methods are needed to quantitate force generation and fatigability in treated muscle. We detail an approach to evaluating myo-mechanical properties in explanted mouse hindlimb muscle. This analysis provides a robust approach to quantitating the effects of genetic modification on muscle function, as well as comparison of therapies in mouse models of muscle disease.

ميو الميكانيكية وتحليل الهيكل العظمي والعضلات المعزولة

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for the treatment of muscle disease 1,2,3, quantitative methods are needed that measure force ...

Medicine

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from traumatic injury, disease and various congenital, genetic and acquired conditions are quite common. Tissue engineering and regenerative medicine technologies have enormous potential to provide a therapeutic solution. However, utilization of biologically relevant animal models in combination with longitudinal assessments of pertinent functional measures are critical to the development of improved regenerative therapeutics for treatment of VML-like injuries. In that regard, a commercial muscle lever system can be used to measure length, tension, force and velocity parameters in skeletal muscle. We used this system, in conjunction with a high power, bi-phase stimulator, to measure in vivo force production in response to activation of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. We have previously used this equipment to assess the functional impact of VML injury on the tibialis anterior (TA) muscle, as well as the extent of functional recovery following treatment of the injured TA muscle with our tissue engineered muscle repair (TEMR) technology. For such studies, the left foot of an anaesthetized rat is securely anchored to a footplate linked to a servomotor, and the common peroneal nerve is stimulated by two percutaneous needle electrodes to elicit muscle contraction and dorsiflexion of the foot. The peroneal nerve stimulation-induced muscle contraction is measured over a range of stimulation frequencies (1-200 Hz), to ensure an eventual plateau in force production that allows for an accurate determination of peak tetanic force. In addition to evaluation of the extent of VML injury as well as the degree of functional recovery following treatment, this methodology can be easily applied to study diverse aspects of muscle physiology and pathophysiology. Such an approach should assist with the more rational development of improved therapeutics for muscle repair and regeneration.

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

We describe an in vivo protocol to measure dorsiflexion of the foot following stimulation of the peroneal nerve and contraction of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. Such measurements are an indispensable translational tool for evaluating skeletal muscle pathology and tissue engineering approaches to muscle repair and regeneration.

تطبيقات<em&gt; في فيفو</em&gt; التجارب الفنية من الفئران قصبة الساق الأمامية لتقييم الأنسجة المهندسة وإصلاح العضلات والهيكل العظمي

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from ...

Bioengineering

An In Vitro Adult Mouse Muscle-nerve Preparation for Studying the Firing Properties of Muscle Afferents

Muscle sensory neurons innervating muscle spindles and Golgi tendon organs encode length and force changes essential to proprioception. Additional afferent fibers monitor other characteristics of the muscle environment, including metabolite buildup, temperature, and nociceptive stimuli. Overall, abnormal activation of sensory neurons can lead to movement disorders or chronic pain syndromes. We describe the isolation of the extensor digitorum longus (EDL) muscle and nerve for in vitro study of stretch-evoked afferent responses in the adult mouse. Sensory activity is recorded from the nerve with a suction electrode and individual afferents can be analyzed using spike sorting software. In vitro preparations allow for well controlled studies on sensory afferents without the potential confounds of anesthesia or altered muscle perfusion. Here we describe a protocol to identify and test the response of muscle spindle afferents to stretch. Importantly, this preparation also supports the study of other subtypes of muscle afferents, response properties following drug application and the incorporation of powerful genetic approaches and disease models in mice.

An In Vitro Adult Mouse Muscle-nerve Preparation for Studying the Firing Properties of Muscle Afferents

Muscle sensory neurons are involved in proprioceptor signaling and also report on metabolic state and injury related events. We describe an adult mouse in vitro muscle-nerve preparation for studies on stretch-activated muscle afferents.

و<em&gt; في المختبر</em&gt; ماوس الكبار إعداد العضلات العصبية لدراسة خصائص اطلاق Afferents العضلات

Muscle sensory neurons innervating muscle spindles and Golgi tendon organs encode length and force changes essential to proprioception. Additional ...

Neuroscience

Semi-automated Analysis of Mouse Skeletal Muscle Morphology and Fiber-type Composition

For years, distinctions between skeletal muscle fiber types were best visualized by myosin-ATPase staining. More recently, immunohistochemical staining of myosin heavy chain (MyHC) isoforms has emerged as a finer discriminator of fiber-type. Type I, type IIA, type IIX and type IIB fibers can now be identified with precision based on their MyHC profile; however, manual analysis of these data can be slow and down-right tedious. In this regard, rapid, accurate assessment of fiber-type composition and morphology is a very desirable tool. Here, we present a protocol for state-of-the-art immunohistochemical staining of MyHCs in frozen sections obtained from mouse hindlimb muscle in concert with a novel semi-automated algorithm that accelerates analysis of fiber-type and fiber morphology. As expected, the soleus muscle displayed staining for type I and type IIA fibers, but not for type IIX or type IIB fibers. On the other hand, the tibialis anterior muscle was composed predominantly of type IIX and type IIB fibers, a small fraction of type IIA fibers and little or no type I fibers. Several image transformations were used to generate probability maps for the purpose of measuring different aspects of fiber morphology (i.e., cross-sectional area (CSA), maximal and minimal Feret diameter). The values obtained for these parameters were then compared with manually-obtained values. No significant differences were observed between either mode of analysis with regards to CSA, maximal or minimal Feret diameter (all p &#62; 0.05), indicating the accuracy of our method. Thus, our immunostaining analysis protocol may be applied to the investigation of effects on muscle composition in many models of aging and myopathy.

Immunohistochemical staining of myosin heavy chain isoforms has emerged as the state-of-the-art discriminator of skeletal muscle fiber-type (i.e., type I, type IIA, type IIX, type IIB). Here, we present a staining protocol along with a novel semi-automated algorithm that facilitates rapid assessment of fiber-type and fiber morphology.

تحليل شبه الآلي للماوس الهيكل العظمى والعضلات مورفولوجيا وتكوين نوع الألياف

For years, distinctions between skeletal muscle fiber types were best visualized by myosin-ATPase staining. More recently, immunohistochemical staining of ...

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

Described here is a method to measure contractility of isolated skeletal muscles. Parameters such as muscle force, muscle power, contractile kinetics, fatigability, and recovery after fatigue can be obtained to assess specific aspects of the excitation-contraction coupling (ECC) process such as excitability, contractile machinery and Ca2+ handling ability. This method removes the nerve and blood supply and focuses on the isolated skeletal muscle itself. We routinely use this method to identify genetic components that alter the contractile property of skeletal muscle though modulating Ca2+ signaling pathways. Here, we describe a newly identified skeletal muscle phenotype, i.e., mechanic alternans, as an example of the various and rich information that can be obtained using the in vitro muscle contractility assay. Combination of this assay with single cell assays, genetic approaches and biochemistry assays can provide important insights into the mechanisms of ECC in skeletal muscle.

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

We describe a method to directly measure muscle force, muscle power, contractile kinetics and fatigability of isolated skeletal muscles in an in vitro system using field stimulation. Valuable information on Ca2+ handling properties and contractile machinery of the muscle can be obtained using different stimulating protocols.

فيفو السابقين تقييم من تعب، وانقباض في عضلات الهيكل العظمي تناوب متفرقة

 
Described here is a method to measure contractility of isolated skeletal muscles. Parameters such as muscle force, muscle power, contractile kinetics, ...

Isometric and Eccentric Force Generation Assessment of Skeletal Muscles Isolated from Murine Models of Muscular Dystrophies

Critical to the evaluation of potential therapeutics for muscular disease are sensitive and reproducible physiological assessments of muscle function. Because many pre-clinical trials rely on mouse models for these diseases, isolated muscle function has become one of the standards for Go/NoGo decisions in moving drug candidates forward into patients. We will demonstrate the preparation of the extensor digitorum longus (EDL) and diaphragm muscles for functional testing, which are the predominant muscles utilized for these studies. The EDL muscle geometry is ideal for isolated muscle preparations, with two easily accessible tendons, and a small size that can be supported by superfusion in a bath. The diaphragm exhibits profound progressive pathology in dystrophic animals, and can serve as a platform for evaluating many potential therapies countering fibrosis, and promoting myofiber stability. Protocols for routine testing, including isometric and eccentric contractions, will be shown. Isometric force provides assessment of strength, and eccentric contractions help to evaluate sarcolemma stability, which is disrupted in many types of muscular dystrophies. Comparisons of the expected results between muscles from wildtype and dystrophic muscles will also be provided. These measures can complement morphological and biochemical measurements of tissue homeostasis, as well as whole animal assessments of muscle function.

Muscle function measurements contribute to the evaluation of potential therapeutics for muscle pathology, as well as to the determination of mechanisms underlying physiology of this tissue. We will demonstrate the preparation of the extensor digitorum longus and diaphragm muscles for functional testing. Protocols for isometric and eccentric contractions will be shown, as well as differences in results between dystrophic muscles, representing a pathological state, and wildtype muscles.

متساوي القياس وغريب الأطوار التقييم تكوين القوات من عضلات الهيكل العظمي المعزولة من الفئران نماذج من ضمور العضلات

Critical to the evaluation of potential  therapeutics for muscular disease are sensitive and reproducible physiological  assessments of muscle function. ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

تقييم غير الغازية لوظيفة العضلات دورسيفليكسور في الفئران

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...

Dosage-Adjusted Resistance Training in Mice with a Reduced Risk of Muscle Damage

Progressive resistance training (PRT), which involves performing muscle contractions against progressively greater external loads, can increase muscle mass and strength in healthy individuals and in patient populations. There is a need for precision rehabilitation tools to test the safety and effectiveness of PRT to maintain and/or restore muscle mass and strength in preclinical studies on small and large animal models. The PRT methodology and device described in this article can be used to perform dosage-adjusted resistance training (DART). The DART device can be used as a standalone dynamometer to objectively assess the concentric contractile torque generated by the ankle dorsiflexors in mice or can be added to a pre-existing isokinetic dynamometry system. The DART device can be fabricated with a standard 3D printer based on the instructions and open-source 3D print files provided in this work. The article also describes the workflow for a study to compare contraction-induced muscle damage caused by a single bout of DART to muscle damage caused by a comparable bout of isometric contractions (ISOM) in a mouse model of limb-girdle muscular dystrophy type 2B/R2 (BLAJ mice). The data from eight BLAJ mice (four animals for each condition) suggest that less than 10% of the tibialis anterior (TA) muscle was damaged from a single bout of DART or ISOM, with DART being less damaging than ISOM.

The present protocol describes a unique technique called dosage-adjusted resistance training (DART), which can be incorporated into precision rehabilitation studies performed in small animals, such as mice.

تدريب المقاومة المعدل بالجرعة في الفئران مع تقليل خطر تلف العضلات

Progressive resistance training (PRT), which involves performing muscle contractions against progressively greater external loads, can increase muscle ...

Measurement of Insulin- and Contraction-Stimulated Glucose Uptake in Isolated and Incubated Mature Skeletal Muscle from Mice

Skeletal muscle is an insulin-responsive tissue and typically takes up most of the glucose that enters the blood after a meal. Moreover, it has been reported that skeletal muscle may increase the extraction of glucose from the blood by up to 50-fold during exercise compared to resting conditions. The increase in muscle glucose uptake during exercise and insulin stimulation is dependent on the translocation of glucose transporter 4 (GLUT4) from intracellular compartments to the muscle cell surface membrane, as well as phosphorylation of glucose to glucose-6-phosphate by hexokinase II. Isolation and incubation of mouse muscles such as m. soleus and m. extensor digitorum longus (EDL) is an appropriate ex vivo model to study the effects of insulin and electrically-induced contraction (a model for exercise) on glucose uptake in mature skeletal muscle. Thus, the ex vivo model permits evaluation of muscle insulin sensitivity and makes it possible to match muscle force production during contraction ensuring uniform recruitment of muscle fibers during measurements of muscle glucose uptake. Moreover, the described model is suitable for pharmacological compound testing that may have an impact on muscle insulin sensitivity or may be of help when trying to delineate the regulatory complexity of skeletal muscle glucose uptake.
Here we describe and provide a detailed protocol on how to measure insulin- and contraction-stimulated glucose uptake in isolated and incubated soleus and EDL muscle preparations from mice using radiolabeled [3H]2-deoxy-D-glucose and [14C]mannitol as an extracellular marker. This allows accurate assessment of glucose uptake in mature skeletal muscle in the absence of confounding factors that may interfere in the intact animal model. In addition, we provide information on metabolic viability of incubated mouse skeletal muscle suggesting that the method&#160;applied possesses some caveats under certain conditions when studying muscle energy metabolism.

Intact regulation of muscle glucose uptake is important for maintaining whole body glucose homeostasis. This protocol presents assessment of insulin- and contraction-stimulated glucose uptake in isolated and incubated mature skeletal muscle when delineating the impact of various physiological interventions on whole body glucose metabolism.

قياس امتصاص الجلوكوز المحفز بالأنسولين والانكماش في العضلات الهيكلية الناضجة المعزولة والمحتضنة من الفئران

Skeletal muscle is an insulin-responsive tissue and typically takes up most of the glucose that enters the blood after a meal. Moreover, it has been ...

In vivo Measurement of Knee Extensor Muscle Function in Mice

Skeletal muscle plasticity in response to countless conditions and stimuli mediates concurrent functional adaptation, both negative and positive. In the clinic and the research laboratory, maximal muscular strength is widely measured longitudinally in humans, with knee extensor musculature the most reported functional outcome. Pathology of the knee extensor muscle complex is well documented in aging, orthopedic injury, disease, and disuse; knee extensor strength is closely related to functional capacity and injury risk, underscoring the importance of reliable measurement of knee extensor strength. Repeatable, in vivo assessment of knee extensor strength in pre-clinical rodent studies offers valuable functional endpoints for studies exploring osteoarthritis or knee injury. We report an in vivo and non-invasive protocol to repeatedly measure isometric peak tetanic torque of the knee extensors in mice across time. We demonstrate consistency using this novel method to measure knee extensor strength with repeated assessment in multiple mice producing similar results.

Quantification of knee extensor maximal strength is imperative to understand functional adaptations to aging, disease, injury, and rehabilitation. We present a novel method to repeatedly measure in vivo knee extension isometric peak tetanic torque.

في قياس الجسم الحي لوظيفة العضلات إكستنور الركبة في الفئران

Skeletal muscle plasticity in response to countless conditions and stimuli mediates concurrent functional adaptation, both negative and positive. In the ...

تقييم وظيفة عضلة من العضلات الباسطة لأصابع الطويلة

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video