Diese Arbeit wurde von AHA SDG 10SDG2630086 Zhao X, RO1-AR061385 Ma J und GO Stipendium RC2AR05896 um Brotto M. unterstützt

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Cell Biol. 11, 769-776 (2009).</li><li>Romero-Suarez, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle-specific+inositide+phosphatase+(MIP/MTMR14)+is+reduced+with+age+and+its+loss+accelerates+skeletal+muscle+aging+process+by+altering+calcium+homeostasis.">Muscle-specific inositide phosphatase (MIP/MTMR14) is reduced with age and its loss accelerates skeletal muscle aging process by altering calcium homeostasis.</a> Aging (Albany NY). 2, 504-513 (2010).</li><li>Yazawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TRIC+channels+are+essential+for+Ca2++handling+in+intracellular+stores.">TRIC channels are essential for Ca2+ handling in intracellular stores.</a> Nature. 448, 78-82 (2007).</li><li>Brotto, M. A., Nosek, T. M., Kolbeck, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+ageing+on+the+fatigability+of+isolated+mouse+skeletal+muscles+from+mature+and+aged+mice.">Influence of ageing on the fatigability of isolated mouse skeletal muscles from mature and aged mice.</a> Exp. 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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Messung der Kontraktionskraft und Ermüdbarkeit ist für die umfassende Beurteilung der Skelettmuskulatur Funktion wichtig. Der Hauptzweck dieses Tests ist es, Veränderungen in Muskelkraft und ermüdend Eigenschaften unter bestimmten pathologischen Bedingungen, wie Sarkopenie und Muskelermüdung zu identifizieren und die Wirkung von Medikamenten / Reagenzien auf Muskelkontraktilität testen. Da die Muskelkraft ist eng mit der intrazellulären Ca 2 +-Freisetzung aus, extrazelluläre Ca 2 +-Eintrag ...

Skelettmuskeln Knochen des Skeletts befestigt und erzeugen kontraktilen Kräfte unter der Kontrolle des zentralen Nervensystems. Elektromechanische Kopplung (ECC) bezieht sich auf den Prozess der Umwandlung eines elektrischen Stimulus an eine mechanische Reaktion. Ca 2 +-Signal ist eine wesentliche Komponente des kontraktilen Funktion in der Skelettmuskulatur. Effektive Ca 2 + Mobilisierung von sarkoplasmatischen Retikulum (SR) ist ein wichtiger Bestandteil für die ECC in den Muskelzellen 1, 2, und Veränderungen in der intrazellulären Ca 2 +-Signalisierung unterliegen den entsprechenden kontraktile Dysfunktion in einer Reihe von Muskelerkrankungen 3-5. Sachgemäßen Beurteilung Muskelkontraktilität ist wichtig und komplementär zu Ca 2 +-Imaging und andere Assays, um Einblicke in Skelettmuskeln Funktion zu erhalten, nicht nur bei der kontraktilen Ebene, sondern auch auf dem kinetischen Niveau. Kraft und Geschwindigkeit kann auch erhalten, um die wichtige Eigenschaft informierenMuskelkraft und der Status der ECC-Prozess unter verschiedenen physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen. Diese fruchtbare Gebiet der Forschung hat eine sehr reiche Geschichte und viele Theorien der Muskelkontraktion erschien über zwei Jahrtausende 6. Modernes Muscle Research beginnt wahrscheinlich in 1674-1682 mit der mikroskopischen Beobachtung der Querstreifung und Myofibrillen in Muskelfasern durch Leeuwenhoek 6. Fast ein Jahrhundert später, bemerkte Luigi Galvani that frog Muskel kontrahiert kräftig, wenn ihre Nerven mit Skalpell während einer Funkenentladung von einem entfernten elektrischen Maschine 7-9 berührt. Kontraktion könnte auch durch die Verbindung des Beines Nerv zum Muskel durch einen metallischen Leiter hergestellt werden. Die Einzelheiten des komplexen elektrischen Signalisierung Mechanismus, durch Galvani befürwortet wurden schließlich von Hodgkin, Huxley und Katz in ihrem berühmten Gleichung 10, 11, die das Fundament der Elektrophysiologie wurde formuliert. Die bemerkenswerte Beobachtungen von Ringer über die Auswirkungen von extrazellulärem Ca 2 + auf die Kontraktilität der Frosch Herz-und Skelettmuskulatur 12-15 stellen den ersten großen Schritt in der Anerkennung der Ca 2 + als zentraler Regulator der Muskelkontraktilität 16, 17. Von den 1980er Jahren bis in die Gegenwart ein Platzen der Entdeckungen in der Muskelkontraktilität Feld wurde durch die Einführung der Muskelkontraktilität und Ermüdbarkeit Protokolle in murine Skelettmuskulatur 18 realisiert. Jones und Edwards waren die ersten, dass niederfrequente intermittierende Müdigkeit (exercise-induzierte Reduktion in Kraft) schlagen 19 mit Veränderungen in der ECC Maschinen und nicht die kontraktilen Apparates verbunden war. In den späten 1980er und frühen 1990er Jahren wurden Kolkeck et al 20, Kolbeck und Nosek 21 und Reid 22 mit Zwerchfell von Tiermodellen, die Auswirkungen der Theophyllinen, cortiosterone und freie Radikale auf die Skelettmuskulatur Kontraktilität studieren, während Brooks und Faulkner waren die ersten, die auf Messungen der wiederholten Kraft und Leistungsmessungen in schnell und langsam Muskeln von Mäusen 22 hinweisen. Darüber hinaus waren Lannegren, Westerblad, Lamb und Westerblad die erste direkte Verbindung ex vivo Kontraktilität mit intrazellulären Ca 2 +-Regulation und begann Infragestellung der Rolle der Azidose bei Muskelermüdung 23, 24. Unsere Labors haben sich seit Beginn des Jahres 2000 zum Verständnis neuartiger Gene mit modulatorische und regulatorischen Aufgaben auf Muskel-ECC mit kritischen Rollen in Muskelkontraktilität, Ermüdbarkeit und Alterung durch eine Kombination von intakten Maus Muskelkontraktilität Studien beigetragen, intrazelluläre Ca 2 +-Überwachung in intakt und gehäutet Muskelfasern und molekular-genetische Manipulationen 3-5, 25-29. Hier haben wir die experimentelle Protokoll für die Messung Kontraktilität murine isolierten soleus und extensor digitorum longus (ED detailliertL) Muskeln, die zu entsprechen einer meist langsam oxidative (Typ I und IIa Muskelfasern) und ein meist schnell glyocolytic Muskeln (Typ IIb und IIx Muskelfasern) mit unterschiedlichen kontraktilen Eigenschaften. In diesem Protokoll wurden intakte Muskel-Sehnen-Komplexe isoliert und badete in einem ADI PowerLab Radnotti Kammer-System mit reinem Sauerstoff oder einem Gemisch aus Sauerstoff (95%) und CO 2 (5%) geliefert. Kontraktilen Kräften wurden von elektrischen Stimulationen von einem Grass-Stimulator erzeugt und detektiert mit einem Kraftaufnehmer, der mit einem ADI PowerLab/400 integriert wurde, so dass die Anpassung von Makro-Routinen für die Erfassung, Sammlung, Digitalisierung und Speicherung von Daten zu steuern. Dieser Aufbau kann zu messen Muskelkraft, Muskelkraft, sowie die Kraft-Frequenz-Beziehung, Muskelermüdung, Erholung von Muskelermüdung, Geschwindigkeit und insgesamt kinetischen Eigenschaften der Muskelkontraktion. Darüber hinaus können die Auswirkungen von Medikamenten auf Muskelkontraktion durch diesen Versuchen beobachtet werden. </p&gt; Die Vorteile dieser Methode liegen bei der Beseitigung der neuronalen und vaskulären Komponenten vom Skelettmuskel, die eine direkte Beurteilung der inhärenten Eigenschaften der kontrahierenden Muskel. Darüber hinaus ermöglichen ex vivo Assays Kontraktilität Manipulation der extrazelluläre Milieu umgebenden isolierten Muskeln, die die Verwendung von pharmakologischen Manipulationen verschiedener Ionenpermeation Kanäle und Transporter um ihre physiologischen Rollen für Skelettmuskel Funktion definieren kann. Diese ex vivo-System hat uns erlaubt, vor kurzem entdecken eine deutliche Alternan Verhalten in bestimmten mutante Muskel-Präparaten, die zu veränderten intrazellulären Ca 2 verbunden waren + Handling-Eigenschaften 4. Alternans als schwankende Burst Episoden kontraktile Kraft während der Rückgang Phase der Ermüdung definiert. Während dieser Veranstaltungen kontraktilen Kräfte kurz über seinen früheren Kraftniveau d zu erhöhenährend ermüdend Stimulation, vielleicht, weil entweder mehr Ca 2 + freigesetzt wird oder die kontraktilen Maschinerie geworden empfindlich auf Ca 2 + 30. Behandlung von Cyclopiazonsäure (CPA), einem reversiblen Blocker des sarkoplasmatischen-endoplasmatischen Retikulum Calcium ATPase (SERCA), Koffein, ein Agonist des Ryanodin Kanal (RyR) und wiederholte ermüdend Stimulationen können alle mechanischen induzieren Alternans 4, was darauf hindeutet, dass die Alternans direkt an Verwandte Modulation des EG Kopplung Prozess. Demonstration der Methode zu induzieren und aufzeichnen Mechaniker alternans in in vitro Kontraktilität Setup dient als Beispiel für die vielfältigen experimentellen Parameter, die mit diesem System oder ähnliche erhalten werden, könnten auf der Grundlage individueller Forschungsinteressen zu zeigen. Diese Methode kann von Interesse für die Forscher studieren Muskelphysiologie sein. Ähnliche Setup kann auch für isolierte Skelett muscle-tendon/ligament Komplexen von anderen verwendet werdenanatomischen Stellen, sowie für einzelne Fasern und Muskelstreifen.

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenzes </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare (optional) </td></tr><tr><td> 2-APB </td><td> Tocris </td><td> 1224 </td><td> Blocker aus einer Anzahl von Ca 2 +-Kanäle einschließlich Eintrag SOC und TRP usw. </td></tr><tr><td> SKF96365 </td><td> Sigma </td><td> SKF-96365 </td><td> Blocker aus einer Anzahl von Ca 2 +-Kanäle einschließlich Eintrag SOC und Rezeptor-vermittelten Ca 2 +-Einstrom usw. </td></tr><tr><td> BTP-2 </td><td> Millipore </td><td> 203.890-5MG </td><td> Relativ spezifisch SOC Blocker </td></tr><tr><td> CPA </td><td> Sigma </td><td> C1530 </td><td> Reversible SERCA Blocker </td></tr><tr><td> Koffein </td><td> Sigma </td><td> C0750 </td><td> Schnelles Handeln RyR Agonist </td></tr><tr><td> Radnoti Vier Einheit Tissue Organ Bath-System </td><td> Radnoti </td><td> 159920 </td><td></td></tr><tr><td> Kombination Tissue Support / Stimulationselektrode </td><td> Radnoti </td><td> 160151 </td><td> Vertical Zig Zag Typ mit Gewebe Unterstützung </td></tr><tr><td> Quad-Brücke Amp </td><td> ADInstruments </td><td> FE224 </td><td></td></tr><tr><td> PowerLab/400 </td><td> ADInstruments </td><td></td><td> Dieses Produkt ist nicht mehr verfügbar. Wählen Sie andere Version des Datenerfassungssystem. </td></tr><tr><td> Kraftaufnehmer (5 mg - 25 g) </td><td> ADInstruments </td><td> MLT0201/RAD </td><td></td></tr><tr><td> Diagramm v4.02 </td><td> ADInstruments </td&gt; <td></td><td> LabChart 7,3 ist die neueste Version von Chart-Software. </td></tr><tr><td> S8800 Dual-Pulse Digitale Stimulator </td><td> GRASS TECHNOLOGIES </td><td></td><td> Dieses Produkt ist nicht mehr verfügbar. S88X Dual Output Square Pulse Stimulator ist eine neuere Stimulator. </td></tr><tr><td> RF Transformer Isolation Unit </td><td> GRASS TECHNOLOGIES </td><td> Modell SIU5 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ex vivo assessment of contractility, fatigability and alternans in isolated skeletal muscles

Hier beschrieben ist ein Verfahren, um die Kontraktilität von isolierten Skelettmuskeln messen. Parameter wie Muskelkraft, Muskelkraft, kontraktile Kinetik, Ermüdbarkeit und Erholung nach Ermüdung erhalten, um spezifische Aspekte der Erregung und Kontraktion Kupplung (ECC) Verfahren wie Erregbarkeit, kontraktilen Maschinen und Ca 2 + Handhabbarkeit zu beurteilen. Diese Methode entfernt die Nerven und Blutversorgung und konzentriert sich auf die isolierten Skelettmuskel sich. Wir routinemäßig verwenden diese Methode, um genetische Komponenten, die die kontraktilen Eigentum der Skelettmuskulatur zu verändern, obwohl modulierenden Ca 2 + Signalwege zu identifizieren. Hier beschreiben wir ein neu identifiziertes Skelettmuskel Phänotyp, dh mechanische Alternans, als Beispiel für die verschiedenen und vielfältigen Informationen, die unter Verwendung der in vitro-Assay kann Muskelkontraktilität werden. Kombination dieses Assays mit einzelnen Zell-Assays, genetische Ansätze und biochemistry Assays können wichtige Einblicke in die Mechanismen der ECC in der Skelettmuskulatur bieten.

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

Wir beschreiben ein Verfahren zur direkten Messung der Muskelkraft, Muskelkraft, kontraktile Kinetik und Ermüdbarkeit der isolierten Skelettmuskulatur in einem<em&gt; In vitro</em&gt; System mit Feld Stimulation. Wertvolle Informationen über Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt; Handhabungseigenschaften und kontraktilen Maschinen des Muskels kann unter Verwendung verschiedener Protokolle stimulierenden werden.

Ex Vivo Beurteilung der Kontraktilität, Müdigkeit und Alternans in isolierten Skelettmuskulatur

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

ex-vivo-assessment-contractility-fatigability-alternans-isolated

Research

JoVE Journal

Biology

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

23.6K Aufrufe.  UMDNJ-Robert Wood Johnson Medical School. Wir beschreiben ein Verfahren zur direkten Messung der Muskelkraft, Muskelkraft, kontraktile Kinetik und Ermüdbarkeit der isolierten Skelettmuskulatur in einem In vitro System mit Feld Stimulation. Wertvolle Informationen über Ca 2 + Handhabungseigenschaften und kontraktilen Maschinen des Muskels kann unter Verwendung verschiedener Protokolle stimulierenden werden.