This work was supported by the following funding sources: R01-AR063649, AG-020591, F31-AR035931.

<ol>
	<li>Mendias, C. L., Kayupov, E., Bradley, J. R., Brooks, S. V., Claflin, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decreased+specific+force+and+power+production+of+muscle+fibers+from+myostatin-deficient+mice+are+associated+with+a+suppression+of+protein+degradation.">Decreased specific force and power production of muscle fibers from myostatin-deficient mice are associated with a suppression of protein degradation.</a> J Appl Physiol. 111 (1), 185-191 (2011).</li><li>Gumucio, J. P., Davis, M. E., Bradley, J. R., Stafford, P. L., Schiffman, C. J., Lynch, E. B., Claflin, D. R., Bedi, A., Mendias, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rotator+cuff+tear+reduces+muscle+fiber+specific+force+production+and+induces+macrophage+accumulation+and+autophagy.">Rotator cuff tear reduces muscle fiber specific force production and induces macrophage accumulation and autophagy.</a> J Orthop Res. 30 (12), 1963-1970 (2012).</li><li>Mendias, C. L., Roche, S. M., Harning, J. A., Davis, M. E., Lynch, E. B., Sibilsky Enselman, E. r., Jacobson, J. A., Claflin, D. R., Calve, S., Bedi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+muscle+fiber+force+production+and+disrupted+myofibril+architecture+in+patients+with+chronic+rotator+cuff+tears.">Reduced muscle fiber force production and disrupted myofibril architecture in patients with chronic rotator cuff tears.</a> J Shoulder Elbow Surg. 1 (4), 111-119 (2015).</li><li>Moss, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sarcomere+length-tension+relations+of+frog+skinned+muscle+fibres+during+calcium+activation+at+short+lengths.">Sarcomere length-tension relations of frog skinned muscle fibres during calcium activation at short lengths.</a> J Physiol. 292, 177-192 (1979).</li><li>Chase, P. B., Kushmerick, M. 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Dependence on magnesium adenosine triphosphate concentration.</a> J Gen Physiol. 63, 722-739 (1974).</li><li>Fabiato, A., Fabiato, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calculator+programs+for+computing+the+composition+of+the+solutions+containing+multiple+metals+and+ligands+used+for+experiments+in+skinned+skeletal+muscle+cells.">Calculator programs for computing the composition of the solutions containing multiple metals and ligands used for experiments in skinned skeletal muscle cells.</a> Journal de Physiologie (Paris). 75, 463-505 (1979).</li><li>Chase, P. B., Kushmerick, M. 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L&#39;évaluation des propriétés contractiles des fibres musculaires squelettiques simples perméabilisées sont utilisées pour étudier la fonction musculaire dans une grande variété de contextes. Les exemples incluent les études qui ont évalué les effets du vieillissement, 12 exercer 10,13,14, 15 vols spatiaux, des blessures 2,3,16, traitements médicamenteux 17,18, 19 maladies et les manipulations génétiques 20,21 sur la structure et la fonction des fibres. En raison de la capacité d&#39;évaluer directement la performance contractile des myofibrilles dans leur configuration native, cette technique fournit une plate-forme attrayante pour partir à former une compréhension de la fonction myofibrillaire absent des effets potentiellement confondants qui sont présents lorsque la transmission du signal neuromusculaire et la libération de calcium induite par l&#39;excitation- sont inclus dans le système étudié. En outre, les tests fonctionnels de fibres simples peut être utilisé pour compléter les résultats de l&#39;identification de protéines contractiles telles que cellesobtenu par immunohistochimie ou électrophorèse sur gel + western blot 22. Une des principales fonctions du muscle squelettique est de générer de la force. Par conséquent sF o, une mesure de la capacité de génération de force intrinsèque d&#39;un système contractile, est d&#39;un grand intérêt pour les physiologistes musculaires. Des estimations fiables de la SF o exigent des mesures précises des deux ASC de la fibre et F o. Depuis fibres sont, en général, ni circulaire en coupe, ni uniforme dans la norme CSA sur toute leur longueur, un grand soin doivent être prises lors de l&#39;estimation CSA. A cet effet, les mesures sont effectuées à plusieurs endroits le long de la longueur de la fibre et, à chaque emplacement, à partir de deux points de vue séparés par 90 °. Des mesures fiables de F o nécessitent une attention à plusieurs détails, y compris la comptabilisation des force passive, ajuster la longueur des sarcomères de maximiser le chevauchement des filaments épais et minces, en utilisant une solution d&#39;activation avec une concentration de calcium tRésultats sur le chapeau de l&#39;activation maximale, en maintenant la température expérimentale désirée, et le maintien de conditions optimales de stockage (température et durée) des fibres avant le jour de l&#39;expérience. Bien que les étapes décrites ci-dessous décrivent la procédure pour évaluer la force isométrique maximale, il est souvent souhaitable d&#39;évaluer d&#39;autres qualités fonctionnelles importantes de fibres musculaires squelettiques. Ceci peut être obtenu en étendant le protocole expérimental afin d&#39;inclure d&#39;autres manipulations mécaniques de la fibre. Par exemple, la mesure de la vitesse à laquelle la fibre raccourcit contre une série de différentes charges permet la détermination de la relation force-vitesse, à partir de laquelle les relations de force de puissance et vitesse puissance peuvent être calculées 10,23,24. En outre, la vitesse de raccourcissement sans charge peut être déterminée en utilisant le «test mou&quot; 25, qui consiste à appliquer une série de mesures et DE MESURE raccourcissement creuses induisantng le temps requis par la fibre pour enlever le mou. Un autre paramètre cinétique qui est fréquemment rapporté est tr k, la constante de vitesse pour la force réaménagement suivant une perturbation mécanique qui détache temporairement tous les ponts transversaux 26. Enfin, la relation entre la concentration de calcium et la génération de la force active (la &quot;relation force-PCA») est souvent un intérêt 18 et peut être déterminée en exposant la fibre à une série de solutions avec des concentrations en calcium allant de en dessous du seuil d&#39;activation de l&#39;contractile système à ceux suffisante pour déclencher l&#39;activation maximale et donc la force maximale (F o). Bien que la majeure partie de l&#39;équipement mentionné est nécessaire pour évaluer la contractilité seule fibre, d&#39;autres équipements est pas absolument nécessaire. Le régulateur de longueur, par exemple, est essentiel pour tout protocole expérimental qui nécessite un allongement ou raccourcissement rapide et précise de la fibre,mais ne sont pas absolument nécessaires pour évaluer la force isométrique maximale (si un niveau dans le dossier de force zéro force doit toujours être identifié par des moyens). Les prismes qui permettent l&#39;observation de la fibre par le côté, tout en étant utile pour l&#39;évaluation de surface de section transversale, ne sont pas absolument nécessaire lors du positionnement de la fibre à l&#39;intérieur de la chambre expérimentale. En outre, des moyens de remplacement pour exposer la fibre à des différentes solutions expérimentales peuvent être employés, y compris la conception d&#39;un système à commande manuelle de chambres ou une chambre unique qui permet le remplissage et la vidange rapide de solutions. Enfin, alors que les températures expérimentales sous-physiologiques telles que 15 ° C sont habituellement utilisés pour améliorer la reproductibilité des mesures mécaniques 1,2,3,5,8,12,17,27, il est possible de générer des données valides à d&#39;autres températures 23 , 28 aussi longtemps que les effets de la température sur les propriétés de la solution (concentration de calcium, le pH, etc.) sont pris en considération. </p&gt; Les compositions des solutions de test sont parmi les aspects les plus critiques des techniques de fibres perméabilisées décrites ici. Considérations concernant la composition de la solution est complexe et dépasse la portée de cet article. Les solutions décrites dans l&#39;étape 5 de la section de protocole sont conçus en mettant l&#39;accent sur ​​une activation rapide de la fibre perméabilisées lors de leur transfert à partir de pré-activation pour l&#39;activation de solutions tout en maintenant une force ionique constante, la composition cationique, et l&#39;osmolarité 6,29. D&#39;autres approches de composition de la solution ont été utilisées avec un succès notable par d&#39;autres groupes de recherche et généralement faire usage de constantes de liaison publiés et des outils informatiques 27,30,31. Les concentrations d&#39;ions calcium dans les différentes solutions d&#39;activation est particulièrement important dans les études impliquant une activation submaximale telles que les évaluations de force PCA. Pour les expériences dans lesquelles les fibres sont entièrement activés, tels que ceux décrired ici, la concentration de calcium dans la solution d&#39;activation dépasse généralement avec une marge confortable que nécessaire pour obtenir la force maximale, ce qui rend sa connaissance précise moins critique. L&#39;addition de phosphate de créatine est important pour tamponner les fluctuations intramyofibrillar ATP et ADP qui seraient autrement associés à l&#39;activité contractile. La créatine kinase est nécessaire pour catalyser le transfert de phosphate de créatine phosphate à l&#39;ADP. Dans des conditions expérimentales qui se traduisent par des taux de rotation élevés, y compris l&#39;ATP à travailler à des températures élevées ou raccourcissement de mesure à grande vitesse en 32 fibres rapides, la créatine kinase doit être ajouté à la solution pour compléter la créatine kinase endogène qui reste lié à la fibre. Pour des conditions expérimentales moins exigeantes, le système de régénération d&#39;ATP 27 est moins critique. Limites de la technique perméabilisée de fibre unique sont les suivants. Les données générées par ces tests définissent lapropriétés contractiles myofibrillaires de l&#39;unité spécifique qui a été attaché à l&#39;appareil expérimental. Par conséquent, cette capture seulement une petite fraction de l&#39;ensemble de fibres à partir de multinucléées laquelle le segment a été obtenu qui, à son tour, représente une petite fraction du nombre total de fibres dans le muscle. Les enquêteurs doivent donc examiner attentivement l&#39;échantillonnage requis pour appuyer des conclusions tirées des expériences. En outre, l&#39;évaluation de l&#39;impact d&#39;une intervention de l&#39;entraînement physique sur la fonction de la fibre présume que les fibres évalués ont en effet été recrutés au cours de la formation. Bien que le protocole tente d&#39;imiter le milieu intracellulaire naturel de la fibre, le procédé de perméabilisation de sarcolemme est non spécifique et permet nécessairement constituants intracellulaires solubles diffusent librement dans les solutions de bain. Une autre conséquence de la perméabilité de la membrane est un changement dans l&#39;équilibre osmotique mis en évidence par un gonflement en volume de fibres 33. Legonflement de la fibre augmente la distance entre l&#39;actine et la myosine résultant de la sensibilité réduite de calcium du système de myofilaments 34,35, mais peut être inversée par l&#39;introduction de grandes composés osmotiquement actifs 34. Une dernière limite à considérer est la conséquence de la technique utilisée pour fixer les fibres de l&#39;appareil expérimental. Cela exige invariablement fausser la relation spatiale au sein du système de filament à et à proximité des points d&#39;attache, à la participation à des déficits fonctionnels. Plus précisément, les régions de la fibre à et adjacente aux points de fixation sont fonctionnellement compromise et contribuent ainsi artéfactuelle série élasticité au système de mesure. En résumé, nous avons décrit un moyen permettant d&#39;évaluer la capacité de génération de force de fibres musculaires squelettiques perméabilisées chimiquement in vitro. Bien que l&#39;objet de cet article a été mis sur l&#39;évaluation des generatin maximale de force isométriqueg capacité des fibres musculaires squelettiques humaines, l&#39;approche expérimentale peut être modifiée et étendue afin de déterminer une variété de paramètres cinétiques et les relations à travers une gamme d&#39;espèces de mammifères, ou autrement.

La principale fonction du muscle squelettique est de générer de la force. la force musculaire est provoquée in vivo par une séquence complexe d&#39;événements qui comprend potentiels nerveuses motrices d&#39;action, la transmission neuromusculaire, fibres musculaires des potentiels d&#39;action, la libération de calcium intracellulaire, et l&#39;activation du système de protéines régulatrices et contractiles. Parce que la génération de force est le résultat final de cette séquence, un déficit en vigueur pourrait être causée par la défaillance d&#39;un ou plusieurs des étapes individuelles. Un attribut clé de la préparation de fibres perméabilisées est qu&#39;il élimine la plupart des étapes nécessaires à la génération de force in vivo, avec seulement les fonctions de réglementation et contractiles associés à l&#39;appareil myofibrillaire restant. L&#39;enquêteur assume le contrôle de la livraison de l&#39;activation de calcium et de l&#39;énergie (ATP), et est récompensé par un système simplifié qui permet l&#39;évaluation des structures de réglementation et contractiles isolés dans leur co natifnfiguration. Mesures de force utilisant des fibres musculaires squelettiques perméabilisées sont donc précieux lors de l&#39;évaluation des modifications de la fonction musculaire observée in vivo. Par exemple, nous avons utilisé cette technique pour caractériser la capacité de génération de force de fibres de myostatine souris déficientes 1 et d&#39;évaluer la cause de la faiblesse musculaire persistante exposé suivant rotateurs chronique rotateurs 2,3. Méthodologie de fibres perméabilisées moderne peut être attribuée à des études influentes début des 4,5 et est actuellement utilisé par un certain nombre de groupes de recherche. Bien que les techniques ont été décrites dans la littérature, il n&#39;a pas encore été présenté dans le format vidéo. Le but de cet article est d&#39;illustrer, une technique valide et fiable mise à jour pour mesurer la capacité maximale de production de force de fibres simples à partir d&#39;échantillons de muscles squelettiques perméabilisées chimiquement. Pour ce faire, un segment de fibre individuelle (désigné ici en tant que ̶0; fibre &quot;) est extraite à partir d&#39;un paquet pré-perméabilisées et de fibres placées dans une chambre contenant une solution expérimentale au repos, le trait caractéristique de ce qui est une concentration en calcium qui est &lt;10 nM. La fibre est ensuite fixé à une extrémité à un transducteur de force et à l&#39;autre extrémité à un dispositif de commande de longueur. Avec la fibre maintenu à une longueur de sarcomère optimale, il est transféré à une solution d&#39;activation qui a une concentration en calcium suffisante pour provoquer l&#39;activation maximale et la force de contraction isométrique ainsi maximale. Force données sont acquises, stockées et analysées à l&#39;aide d&#39;un ordinateur personnel.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Polystyrene culture test tube with cap</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>14-956-3D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5 mL screw cap micocentrifuge</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>02-681-334</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5 mL microcentrifuge caps with o-ring</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>02-681-358</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge cryobox</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>5055-5005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH meter</td>
			<td>Mettler-Toledo</td>
			<td>FE20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>08-757-11YZ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nonsterile-suture 10-0 monofilament</td>
			<td>Ashaway Line Twine</td>
			<td>S30002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insect pins</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>26002-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps - Dumont #5</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11251-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microdissecting scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15000-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo microscope</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td>MZ8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micrometer drives</td>
			<td>Parker Hannifin</td>
			<td>3936M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermometer</td>
			<td>Physitemp</td>
			<td>BAT-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath circulator&#160;</td>
			<td>Neslab Instruments</td>
			<td>RTE-111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature controller</td>
			<td>Aplha Omega Instruments</td>
			<td>Series 800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabVIEW software</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer</td>
			<td>Varied</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chamber system</td>
			<td>Aurora Scientific</td>
			<td>802D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Length-controller</td>
			<td>Aurora Scientific</td>
			<td>312C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Force-transducer</td>
			<td>Aurora Scientific</td>
			<td>403A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagents</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>K-proprionate</td>
			<td>TCI America</td>
			<td>P0510</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imadizole</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I0125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2&#8226;6H20</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M2670</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brij 58</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5884</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGTA (acid)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E0396</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na2H2ATP&#8226;0.56H2O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A7699</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G6279</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES (acid)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H7523</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgO</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>529699</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HDTA (acid)</td>
			<td>TCI America</td>
			<td>D2019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCO3</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C4830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaN3</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S8032</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KOH (1N)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>35113</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCL (1N)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>318949</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na2CrP&#8226;4H2O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P7936</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH 10 standard</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SB115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH 7 standard</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SB107</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurement of maximum isometric force generated by permeabilized skeletal muscle fibers

Analysis of the contractile properties of chemically skinned, or permeabilized, skeletal muscle fibers offers a powerful means by which to assess muscle function at the level of the single muscle cell. Single muscle fiber studies are useful in both basic science and clinical studies. For basic studies, single muscle fiber contractility measurements allow investigation of fundamental mechanisms of force production, and analysis of muscle function in the context of genetic manipulations. Clinically, single muscle fiber studies provide useful insight into the impact of injury and disease on muscle function, and may be used to guide the understanding of muscular pathologies. In this video article we outline the steps required to prepare and isolate an individual skeletal muscle fiber segment, attach it to force-measuring apparatus, activate it to produce maximum isometric force, and estimate its cross-sectional area for the purpose of normalizing the force produced.

Fibres simples sains, perméabilisées chimiquement devraient apparaître uniforme en forme et avoir l&#39;espacement des stries cohérente lorsqu&#39;on les examine sous un fort grossissement. Les fibres qui sont inflexibles lorsqu&#39;il est manipulé avec les forceps ou avoir des dommages structurels évidents doivent être jetés. Des images numériques à fort grossissement prises au cours de l&#39;étape 15 sont analysées pour cinq mesures de diamètre par paires le long de la section médiane de la fibre. Fibre CSA est estimée en supposant une section transversale elliptique et une moyenne de 5 mesures de la CSA individuels comme représenté sur la figure 7A. Figure 7B sert également à illustrer comment les dimensions des fibres dans une vue peuvent être significativement différents par rapport aux dimensions appariés dans l&#39;autre vue (c.-à-cross les sections ne sont pas, en général, année). Traces de forces représentatifs de fibres lentes et rapides humains sont présentés sur les figures 8A et 8B, respectivement. Voltagsortie e du transducteur de force est acquise lors d&#39;un test et convertie de force (mN) à l&#39;aide d&#39;acquisition de données et des logiciels d&#39;analyse (LabVIEW). Figure 9 illustre l&#39;approche utilisée pour évaluer la force active maximale (F o), qui est calculé en soustrayant la force nécessaire pour maintenir la fibre à longueur optimale de sarcomère tandis que dans un état ​​de relaxation (force passive, F P), de la plus grande force isométrique développé lors de l&#39;activation de la fibre maximale (de la force totale, F T). Depuis la sortie du transducteur de force qui correspond à une force nulle est, en général, différente pour chacune des différentes chambres de bain, on desserrer brièvement la fibre à la fois dans la pré-activation et l&#39;activation de solutions pour capter le niveau du zéro de la force fiche expérimentale. Normalisation de la force active maximale par le CSA de fibre est utilisée pour générer le plus de valeur informative de la force spécifique (SF o). Parce qu&#39;elle prend en considération le CSA de la fibre, SF o </sub&gt; fournit une mesure de la capacité de génération de force intrinsèque de l&#39;appareil contractile de la fibre, ce qui permet des comparaisons fonctionnelles entre les fibres de dimensions disparates. Il convient toutefois de noter que les mesures de la CSA sont pas en mesure de distinguer la proportion de la fibre de filaments contractiles occupé par rapport à la proportion occupée par d&#39;autres structures sous-cellulaires. Les caractéristiques typiques de santé, des fibres adultes de Claflin et al., 2011 10 pour l&#39;homme, Mendias et al. 2011 1 pour la souris et Gumucio et al. 2012 2 pour rat sont détaillés dans le tableau 3. Toutes les données présentées dans le tableau 3 ont été générés en utilisant la techniques décrites dans cet article. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="text-align:center"><tbody><tr><td rowspan="3" style="border:0px #fff solid"></td><td colspan="4"> Humain (Vaste externe) </strong&gt; </td><td> Souris (EDL) </td><td nowrap="nowrap"> Rat (Infra) </td></tr><tr><td colspan="2"> Mâle </td><td colspan="2"> Femme </td><td> Mâle </td><td> Mâle </td></tr><tr><td> Type 1 </td><td> Type 2a </td><td> Type 1 </td><td> Type 2a </td><td> (Pas tapé) </td><td> (Pas tapé) </td></tr><tr><td> CSA (pm 2) </td><td> 4880 - 6900 </td><td> 5270 - 8380 </td><td> 3870 - 5470 </td><td> 4010 - 5610 </td><td> 1850 - 3080 </td><td> 5290 - 8010 </td></tr><tr><td> F o (mN) </td><td> 0,79 à 1,17 </td><td> De 1,02 à 1,54 </td><td> 0,64 à 0,97 </td><td> 0,71 à 1,07 </td><td> 0,14 à 0,25 </td><td> 0,55 au 0,97 </td></tr><tr><td> SF o (kPa) </td><td> 142-182 </td><td> 165-210 </td><td> 156-193 </td><td> 172-214 </td><td> 67-94 </td><td> 102-131 </td></tr><tr><td> n </td><td> 129 </td><td> 160 </td><td> 149 </td><td> 207 </td><td> 37 </td><td> 94 </td></tr></tbody></table> Tableau 3. Les caractéristiques typiques de la santé, des fibres adultes de vastus lateralis humaine 10, extenseur des orteils de la souris et le rat épineux 1 2 muscles. Longueurs de sarcomériques optimales ont été fixés à 2,7 um pour les fibres humaines 7,8 et 2,5 um à la fois pour la souris (36, 37) et des fibres de rat (38). Gammes expérimentale L f (25 e et 75 e quartiles) étaient de 1,39 à 1,73 mm, de 1,17 à 1,53 mm et de 1,32 à 1,59 mm pour l&#39;homme, la souris et le rat, respectivement. Plages indiquées indiquent les 25 ème et 75 ème quartiles et n est le nombre de fibres testées. Les problèmes les plus courants rencontrés lors des tests comprennent un bordereau de boucle de suture, ce qui en résulte une force responsabe avec un &quot;catch&quot;, telle que celle illustrée sur la figure 10A, et une déchirure d&#39;épaisseur partielle ou totale de la fibre, ce qui entraîne une réaction de force qui retourne brusquement vers ou à (pause) zéro tandis que la fibre est toujours immergée dans la solution d&#39;activation (Figure 10B). Si un lapsus, déchirure ou de bris lors d&#39;une expérience, la fibre doit être jeté et les données exclue, même si le maintien d&#39;un enregistrement sur ​​les défaillances de la fibre peut aussi être informative 11. Un autre résultat négatif qui peuvent être rencontrées est l&#39;activation prématurée de la fibre tandis que dans la solution (Figure 10C) pré-activation. Activation partielle dans la solution pré-activation suggère une contamination entre puits significative (soit une augmentation involontaire de la concentration de calcium dans le pré-activation bien). Dans ce cas, tous les bains devraient être aspirés et bien rincés à l&#39;eau déminéralisée. Séchage des surfaces de séparation entre les chambres est également recomded que l&#39;humidité ou de la condensation dans ces domaines peuvent conduire à l&#39;évacuation de solution entre les bains. La décision d&#39;inclure ou d&#39;exclure des données dépendra en définitive la mise au point expérimentale et devraient donc être considérées lors de la conception de l&#39;étude. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52695/52695fig1.jpg" /> Figure 1: boucle de suture (10-0 monofilament en nylon de suture). <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/52695/52695fig2.jpg" /> Figure 2:. Dissection Bundle Forceps sont dans la main gauche, des ciseaux de microdissection sont dans la main droite. La ligne rouge indique l&#39;orientation favorable du poignet et des ciseaux avec les axes longitudinaux des fibres. <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/52695/52695fig3.jpg" /> Figure 3: </strong&gt; (A) Appareil de test avec des composants marqués. (A) des chambres expérimentales avec des fonds transparents. (B) Longueur-contrôleur. (C) transducteur de force. (D) de la source lumineuse. (E) Longueur-contrôleur xyz micromètre entraînement avec affichage numérique. (F) Stade micromètre entraînement avec affichage numérique. (G) transducteur de force xyz micromètre entraînement. (H) Programme d&#39;calibré écran cible diffraction laser. Table de l&#39;isolement (i) de vibration. (B) Gros plan des chambres expérimentales. Surface (j) de fixation en acier inoxydable étendant à partir de la longueur-contrôleur. Surface (k) de fixation en acier inoxydable étendant à partir du transducteur de force. (L) Side-view prisme. (M) de logement pour les modules de refroidissement thermoélectrique. (N) thermocouple pour signaler chambre température. <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/52695/52695fig4.jpg" /> Figure 4: modification 100 pipette ul utilisé pour transférer des fibres de plat de dissection à la chambre expérimentale. <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/52695/52695fig5.jpg" /> Figure 5:. Montage fibre unique sur appareil expérimental (A) des boucles de suture préparés enfilés sur des surfaces de fixation en acier inoxydable. (B) Fibre transféré à la chambre expérimentale. (C) Fibre ancrée sur les surfaces de fixation en acier inoxydable selon la première paire de boucles de suture avec un excès de suture enlevés. (D) Deuxième paire de boucles de suture filetés sur le dessus de premières boucles de suture et attachés en place. <img alt="Figure 6"src = &quot;/ files / ftp_upload / 52695 / 52695fig6.jpg&quot; /&gt; Figure 6: Sarcomère longueur est déterminée par la projection d&#39;un motif d&#39;interférence laser sur un écran cible calibré (a) la source de laser.. (B) Mirror. (C) l&#39;écran cible. Motif d&#39;interférence (d) au laser. <img alt="La figure 7A" src="/files/ftp_upload/52695/52695fig7A.jpg" /><img alt="Figure 7B" src="/files/ftp_upload/52695/52695fig7B.jpg" /> Figure 7: (A) Détermination de la zone fibre coupe à longueur optimale de sarcomère (humaine = 2,7 um). En supposant une section transversale elliptique, l&#39;ASC est calculé pour chacun des cinq emplacements le long de la section médiane de la fibre et la moyenne des cinq mesures individuelles est rapporté comme CSA de la fibre. 2a représente le diamètre supérieur de la vue et est<html> un axe de l&#39;ellipse, 2b représente diamètre vue latérale et l&#39;autre est l&#39;axe de l&#39;ellipse. (B) images de fibres représentatives illustrant chacune des cinq mesures de diamètre correspondantes prises à la fois dans la vue de dessus et de côté. <img alt="Figure 8" src="/files/ftp_upload/52695/52695fig8.jpg" /> Figure 8: traces de force représentatifs de vastus lateralis humain sain fibres musculaires (A) de type 1 fibres (CSA: 5710 um 2, F o: 0,89 mN et SF o: 156 kPa).. (B) le type de fibre 2a (CSA: 9510 um, 2 F o: 1,66 mN et SF o: 174 kPa). Fibre myosine type de chaîne lourde a été déterminée par l&#39;utilisation de séparation électrophorétique et l&#39;argent-coloration techniques 22. ADO / 52695 / 52695fig9.jpg &quot;/&gt; Figure 9: Calcul de la force active maximale (F o) (a) vue élargi de la réponse de la force de la fibre pendant le mouvement de mou induisant de la longueur contrôleur initié en solution de pré-activation.. F P est la force nécessaire pour maintenir une longueur de sarcomère de 2,7 um avec la fibre au repos. (B) de vue élargi de longueur contrôleur mouvement de slack-induisant. Notez que F o = F T - F P. <img alt="Figure 10" src="/files/ftp_upload/52695/52695fig10.jpg" /> Figure 10: (A) boucle de suture glissement, comme en témoigne une &quot;capture&quot; en vigueur trace lors de la montée de la force. Vérifiez que les boucles sont sécurisées avant d&#39;activer la fibre. (B) la rupture de la fibre lors de l&#39;activation. Peut-être en raison de l&#39;intégrité des fibres pauvres ou traitement de fibres agressif pendant suture boucle lieument. (C) l&#39;activation des fibres partielle prématurée due à la contamination de la chambre de pré-activation avec Ca 2+.

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Measurement of Maximum Isometric Force Generated by Permeabilized Skeletal Muscle Fibers

L&#39;analyse des propriétés contractiles des fibres musculaires squelettiques chimiquement peau, ou perméabilisées offre un puissant moyen permettant d&#39;évaluer la fonction musculaire au niveau de la cellule musculaire unique. Dans cet article, nous présentons une technique valide et fiable pour préparer et tester perméabilisées fibres musculaires squelettiques in vitro.

Mesure de la force maximale isométrique généré par perméabilisées fibres du muscle squelettique

Analysis of the contractile properties of chemically skinned, or permeabilized, skeletal muscle fibers offers a powerful means by which to assess muscle ...

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JoVE Journal

Bioengineering

25.1K vues.  University of Michigan Medical School.  L'analyse des propriétés contractiles des fibres musculaires squelettiques chimiquement peau, ou perméabilisées offre un puissant moyen permettant d'évaluer la fonction musculaire au niveau de la cellule musculaire unique. Dans cet article, nous présentons une technique valide et fiable pour préparer et tester perméabilisées fibres musculaires squelettiques in vitro. 