. אנחנו אסירת תודה ליאם Tyron על קריאתו מומחה של כתב היד. עבודה זו נתמכה על ידי מימון מדעי הטבע, הנדסה מחקר המועצה של קנדה (NSERC) ד א הוד. ד א הוד הוא גם האוחז כיסא מחקר קנדה בפיזיולוגיה של התא.

כל ההליכים הקשורים לבעלי חיים היו נבדקו ואושרו על-ידי יורק האוניברסיטה חיה טיפול הוועדה. עם ההגעה במתקן בעל חיים באוניברסיטת יורק, ניתנו כל העכברושים מינימום של חמישה ימים כדי להתרגל לסביבה שלהם לפני הליך כירורגי, עם מזון המסופק ad libitum. למרות פרוטוקול זה הוחל בעבר ל-17,15,22אחרים מינים, הנייר הנוכחי מתבסס על עבודתה החלוצית של Pette ועמיתיו23 , מתמקד המודל עכברוש, במיוחד.
1. הכנת יחידת פעילות כויץ כרונית
<ol><li>בעזרת וולטמטר, בדוק את הפוטנציאל של סוללות ליתיום מטבע. הערה: הפוטנציאל של כל סוללה צריך להיות 3.0 ± 0.10 V.</li>
	<li>להוסיף 2-3 סוללות לתוך החריץ של היחידה כך הפוטנציאל הכולל הוא 6-9 V. הערה: זה תלוי שיקול הדעת של החוקרים לשקול כמה פוטנציאל (6 או 9 V) כדי לשמור על במהלך ההליך כולו נסיוני. בהתאם תכנון המחקר, את עוצמת הגירוי הרצוי, ניתן להשתמש בסוללות או 2 או 3.</li>
	<li>ודא כי היחידה פועלת כהלכה באמצעות מחוון הדופק, על ידי חשיפת את יחידת דופק 1 הנפלטת מנורה אינפרא-אדום נייד.</li>
</ol>2. ניתוח של פעילות כויץ כרונית
הערה: לעקר כל כלי ניתוח לפני הליך כירורגי. הן במהלך והן מיד לאחר הניתוח, טמפרטורת הגוף של החולדות מתוחזק על ידי כרית החימום. רצוי לבצע הליך כירורגי על תלוי כירורגי. המנתח צריך ללבוש כפפות כירורגי סטרילי, כמו גם חלוק מעבדה נקייה. במקרה הצורך, מומלץ ללבוש מסיכה מכונת ההנשמה חד פעמיות.
<ol><li>עזים ומתנגד חולדות תחת 1-3% איזופלוריין באינהלציה עם חמצן, אשר מופעל על ידי מערכת מאדה גז. אשר חיה היא הרגעה על-ידי בדיקת hindlimb הבוהן צביטה, על ידי התבוננות עומק הנשימה וקצב. החל עינית חומר סיכה על העיניים כדי למנוע יובש. החל זריקה תת עורית של Meloxicam (0.5 מ"ג/מ"ל) ב- 2 מ"ג/ק"ג. הערה: מומלץ גם יישום ומשולבות של שיכוך כאבים (למשל, Meloxicam בתוספת לידוקאין) כדי למזער כל כאב במהלך הניתוח ולאחריו.</li>
	<li>בעדינות לגלח את hindlimb שמאל, וכן רצועה מסביב הטורסו מהחלק האחורי של הצוואר, בסביבות מאחור את forelimbs, על פני בית החזה הקדמי. נגב בעדינות את אזורי מגולח עם יוד, אתיל אלכוהול לחיטוי.</li>
	<li>עם החיה שוכבת על הבטן שלו, עושים חתך קטן (~0.5 ס מ) בצד האחורי של הצוואר במרכז האזור המגולח (האזור מוחשי בין השכמות) באמצעות אזמל (להב מספר 10).</li>
	<li>אתר של שיתוק נפוצות.<ol>
<li>רול חיה על הצד השמאלי שלו ולעשות ~ 2-3 ס מזמן חתך בעור של hindlimb השמאלי. מקד את האזור החתך סביב קבוצות שריר הירך זה landmarked בין את גומת חן של הברך משותפת מאחור קרוב המקור של הזנב. הערה: יש להיזהר לא לזהם את אזור החתך הראשון בעת שינוי המיקום של הגוף.</li>
		<li>באמצעות שקצהו בלאנט מעוקל מספריים כירורגיים, לנתח את האזור תת עורית נרחב ~3.5 - 4 ס מ, להפריד את העור בין השריר שמתחת כדי להפוך כיס בין השריר שמתחת לעור שנפתחו. פתח את העור מן הרקמה הבסיסית סביב כל ההיקף של החתך (~1.5 ס מ2).</li>
		<li>עושים חתך קטן (פחות מ 0.5 ס מ) על השריר הדו-ראשי עם מספריים כירורגיים, המבטיח כי קצות המספריים הם כורתים ישירות דרך השריר.</li>
		<li>בעדינות לפתוח את האזור לחתוך עד את קבוצות השרירים הפנימיים, של שיתוק נפוצות גלויים (העומק של רקמות שריר החיצוני (קרי, הדו-ראשי) הוא סביב ~0.5 ס מ). באמצעות מלקחיים, בעדינות מגע/קמצוץ העצב גלוי ולצפות תגובות של קבוצות שרירים היעד (למשל, TA שריר) לבין האצבעות (dorsiflexion גלוי) לאשר שיתוק נפוץ הוא מבודד. הערה: שלב זה צריך להיעשות בזהירות כדי למנוע חיתוך או פגיעה העצב.</li>
		<li>לתקן את החלון על-ידי משיכתו פתוח עם רטרקטורים מתכת כזה גודל החלון הוא ~1.5 ס מ2 עם שיתוק משקרת במרכז החלון. השתמש קטן ווים ממתכת מחובר הרצועות ו/או גומיות זה הן הידק המשטח (או ניתוח הלוח) (איור 2 א).</li>
	</ol></li>
	<li>לצרף את החוט בשני הצדדים של העצב.<ol>
<li>להכין ~ 50-60 ס מ טפלון (PTFE)-מצופה חוט מפלדת בסדר ומקפלים אותו לשניים. הערה: זה עשוי להיות שימושי לחשוף חוט מצופה PTFA תחת אור UV לפני הניתוח.</li>
		<li>לחבר את החלק מקופל של החוט לתוך הסדק של מוט נירוסטה 30 ס מ באורך. עוברים את המוט, יחד עם הכבל, subcutaneously מכיס פתח hindlimb לכיוון האזור חתך קטן מאחורי הצוואר, תבנית בצורת האות L במעלה הרגל ולאורך במרכז הגב.</li>
		<li>למצוא את שני קצות החוט hindlimb. חוטי את היות כל החוטים בידודי PTFE. באמצעות אזמל, בזהירות להסיר את קצות החוט ~1.5 ס מ. אם החוטים הופכות בלויים, לחתוך אותם, להתפשט מחדש. לעטוף את קצות חוט הפשיטו סביב מחט 21-G קהות (5 פעמים), ביצוע סליל. ברגע הגלילים נעשים כראוי, לשחרר את המחט מהם.</li>
		<li>שימוש בגודל 6-0 משי כירורגי, לאבטח כל הגלילים משני צדי נפוצות שיתוק (איור 2 א).<ol>
<li>קשר בסופו של דבר סליל, האצבעות, בצד שמאל של העצב. ודא הגליל ב 1.5-2.5 מ מ העצב.</li>
			<li>כדי לאבטח את הגליל, החל שניים או שלושה תפרים נוספים לאורך הגליל.</li>
			<li>חזור על שלבים אלה בצד ימין של העצב.</li>
		</ol>
</li>
		<li>החל 2-3 טיפות אנטיביוטיות פתרון (אמפיצילין בתוך תמיסת מלח; 132 מ"ג/מ"ל) ולאחר מכן בקפידה תפר את החלון (קרי, השריר הדו-ראשי רקמות) בעזרת חוט משי גודל 5-0.</li>
	</ol></li>
	<li>ברפיון הרוח רפיון יתר של תיל (לגבי הקוטר של האצבע) ולדחוף לתוך הכיס תת עורית מעל החתך sutured של השריר הדו-ראשי (כ מעל המותן).</li>
	<li>חלות 2-3 טיפות אנטיביוטיות פתרון שוב (אמפיצילין בתוך תמיסת מלח; 132 מ"ג/מ"ל). לסגור את העור שנפתחו על ידי הידוק.</li>
	<li>חבר את החוטים (יוצא באזור החתך של הצוואר) ממריץ המרכז לאמנות עכשווית.<ol>
<li>לחבר סיכה sockets עם החוטים.<ol>
<li>חותכים את לולאת חוט שיוצא החתך בחלק העליון של הצוואר כדי ליצור חוט 2 הקצוות (אלה להוביל הגלילים sutured על צדי שיתוק).</li>
			<li>באמצעות אזמל, מוריד את הקצוות של החוטים על-ידי ~0.5 ס מ. חתך את החוטים מרוטים, אם בכלל.</li>
			<li>לאט לאט לדחוף את חלקי הפשיטו החוטים לתוך החור של אדני pin, באמצעות עבודה עם מלחם, הלחמה את החוטים על אדני pin.</li>
		</ol>
</li>
		<li>לחלופין, בדוק את החיבור של כבלים.<ol>
<li>להתחבר הסיכות יחידה ממריץ benchtop גדולים באמצעות סרטונים אליגטור.</li>
			<li>לספק יחיד דופק של 9 V (0.1 ms, 10 Hz) כדי לאשר TA שריר חוזים עם השמאל רגל dorsiflexes.</li>
		</ol>
</li>
		<li>עוברים את הקצוות המחוברים תילים סיכה דרך משטח גזה סטרילית זה ~ 4 ס"מ על 4 ס"מ.</li>
		<li>להתחבר הפינים יחידת ממריץ המרכז לאמנות עכשווית.<ol>
<li>עוברים את החוטים דרך החור בבסיס של תיבת ממריץ. הערה: תיבת זו היא תא תוצרת בית עבור היחידה ממריץ המרכז לאמנות עכשווית והיא 3.5 ס"מ × 3.5 ס"מ × 2.5 ס מ13.</li>
			<li>הכנס את הסיכות אדני חיבור על יחידת המרכז לאמנות עכשווית. לשים בעדינות את יחידת המרכז לאמנות עכשווית אל החדר. השתמש נעץ דביק כדי לאבטח את יחידת המרכז לאמנות עכשווית בחלק התחתון של החדר.</li>
		</ol>
</li>
		<li>באמצעות טייפ אתלטי או הקלטת כירורגי נקבובי, לתקן את התא עם הסרט. הטורסו מגולח. סגור את החלק העליון של התא עם שלוש שכבות של מקליטה וסיום על ידי ליפוף קלטת בצדדים של תיבת ממריץ כדי לאבטח את תיבת (איור 2B).</li>
	</ol></li>
	<li>בדוק אם המרכז לאמנות עכשווית פועלת באמצעות חשיפת את יחידת דופק אחת של אור אינפרא-אדום (ספקטרום אורכי גל > 770 ננומטר) זה נפלט על ידי מנורה אינפרא-אדום נייד. הערה: אם המרכז לאמנות עכשווית פועלת כראוי, חוקרים יוכלו לראות ש-hindlimb השרירים (קרי, ת א) הם קבלנות בתגובה האור האינפרא-אדום.</li>
	<li>לצפות את החולדה ונטר את הטמפרטורה שלו עד זה מלא שהכרתו. בית זה בכלוב יחיד-הדייר כדי למנוע נזק מבעלי חיים אחרים, אין להשאיר כל מנהרות או אובייקטים פלסטיק בכלוב לאורך כל המחקר כדי לצמצם את הסיכון של נזק יחידת ממריץ או פציעה של החיה. לספק בקבוק מים כלול אמוקסיצילין (0.5 mg/mL).</li>
	<li>החל מנה 1 מ"ג/ק"ג של Meloxicam subcutaneously כל 24 שעות לאחר הניתוח, אשר נמשך לפחות 72 h.</li>
</ol>3. פעילות כויץ כרונית
<ol><li>לאחר הניתוח, אפשר לפחות 5-7 ימים להתאוששות מלאה של החתך ואזורים בתפר של שרירי השלד מסביב. הערה: במהלך ואחרי נוהל המרכז לאמנות עכשווית, ביסודיות לבדוק המצב של כל חיה על ידי התבוננות והתנהגותם (למשל, לאכול, לשתות, ו/או העברה). בנוסף, לקבוע בכל נפשי או תופעות לוואי על ידי בדיקת שינוי במשקל הגוף לפני ואחרי ההליך המרכז לאמנות עכשווית.</li>
	<li>ביום של גירוי המרכז לאמנות עכשווית, הפעלת המרכז לאמנות עכשווית על ידי חשיפת את יחידת ממריץ דופק אחת של אור אינפרא-אדום (טווח אורך גל > 770 ננומטר) על ידי מנורה אינפרא-אדום נייד.</li>
	<li>החל h 3 או 6 של גירוי המרכז לאמנות עכשווית 10 הרץ. הערה: מסגרת הזמן לגירוי זה תפקיד. התדירות של גירוי לא שונתה בניסויים אלה, שיפורים רק צנוע מאוד בהתאמת מיטוכונדריאלי נצפו על-ידי הרחבת הגירוי בין 3 ל 6 שעות ביממה, מניסיוננו. במידת האפשר, בדוק את גירוי ואת חיה כל 30-60 דקות.</li>
	<li>בעקבות תקופת המרכז לאמנות עכשווית הרצוי, כבה את יחידת המרכז לאמנות עכשווית בעזרת חשיפה אור אינפרא-אדום (אותו הנוהל כמו הפעלת היחידה).</li>
	<li>אם החלת ימים מרובים, חזור על השלב 3.2. ל 3.4.</li>
	<li>לקבוע את העיתוי של אוסף רקמה. לדוגמה, לאסוף את רקמות 24 שעות לאחר תחילת הקרב הסופי של המרכז לאמנות עכשווית (קרי, 18 h לאחר גירוי המרכז לאמנות עכשווית האחרון של 6-אייץ '), אשר מבוצע תחת הרדמה כפי שנעשה במהלך ההליך הכירורגי המרכז לאמנות עכשווית. מיד לאחר איסוף כל רקמות, המתת חסד בבעלי חיים על ידי excising בלב בעוד החיה הוא עדיין תחת הרדמה.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Holloszy, J. O., Coyle, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptations+of+skeletal+muscle+to+endurance+exercise+and+their+metabolic+consequences.">Adaptations of skeletal muscle to endurance exercise and their metabolic consequences.</a> J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 56 (4), 831-838 (1984).</li><li>Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Invited+Review:+contractile+activity-induced+mitochondrial+biogenesis+in+skeletal+muscle.">Invited Review: contractile activity-induced mitochondrial biogenesis in skeletal muscle.</a> J Appl Physiol. 90 (3), 1137-1157 (2001).</li><li>Fernandes, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise+training+restores+the+endothelial+progenitor+cells+number+and+function+in+hypertension:+implications+for+angiogenesis.">Exercise training restores the endothelial progenitor cells number and function in hypertension: implications for angiogenesis.</a> J Hypertens. 30 (11), 2133-2143 (2012).</li><li>Chabi, B., Adhihetty, P. J., O'Leary, M. F., Menzies, K. J., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+Sirt1+expression+and+mitochondrial+proteins+during+conditions+of+chronic+muscle+use+and+disuse.">Relationship between Sirt1 expression and mitochondrial proteins during conditions of chronic muscle use and disuse.</a> J Appl Physiol. 107 (6), 1730-1735 (2009).</li><li>Lessard, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resistance+to+aerobic+exercise+training+causes+metabolic+dysfunction+and+reveals+novel+exercise-regulated+signaling+networks.">Resistance to aerobic exercise training causes metabolic dysfunction and reveals novel exercise-regulated signaling networks.</a> Diabetes. 62 (8), 2717-2727 (2013).</li><li>Irrcher, I., Adhihetty, P. J., Sheehan, T., Joseph, A. M., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PPARgamma+coactivator-1alpha+expression+during+thyroid+hormone-+and+contractile+activity-induced+mitochondrial+adaptations.">PPARgamma coactivator-1alpha expression during thyroid hormone- and contractile activity-induced mitochondrial adaptations.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 284 (6), C1669-C1677 (2003).</li><li>Tamura, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postexercise+whole+body+heat+stress+additively+enhances+endurance+training-induced+mitochondrial+adaptations+in+mouse+skeletal+muscle.">Postexercise whole body heat stress additively enhances endurance training-induced mitochondrial adaptations in mouse skeletal muscle.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 307 (7), R931-R943 (2014).</li><li>Mosole, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+high-level+exercise+promotes+muscle+reinnervation+with+age.">Long-term high-level exercise promotes muscle reinnervation with age.</a> J Neuropathol Exp Neurol. 73 (4), 284-294 (2014).</li><li>Irrcher, I., Walkinshaw, D. R., Sheehan, T. E., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thyroid+hormone+(T3)+rapidly+activates+p38+and+AMPK+in+skeletal+muscle+in+vivo.">Thyroid hormone (T3) rapidly activates p38 and AMPK in skeletal muscle in vivo.</a> J Appl Physiol. 104 (1), 178-185 (2008).</li><li>Lesmana, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+change+in+thyroid+hormone+signaling+by+altered+training+intensity+in+male+rat+skeletal+muscle.">The change in thyroid hormone signaling by altered training intensity in male rat skeletal muscle.</a> Endocr J. 63 (8), 727-738 (2016).</li><li>Hokama, J. Y., Streeper, R. S., Henriksen, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voluntary+exercise+training+enhances+glucose+transport+in+muscle+stimulated+by+insulin-like+growth+factor+I.">Voluntary exercise training enhances glucose transport in muscle stimulated by insulin-like growth factor I.</a> J Appl Physiol. 82 (2), 508-512 (1997).</li><li>Tyler, K. R., Wright, A. 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=Light+weight+portable+stimulators+for+stimulation+of+skeletal+muscles+at+different+frequencies+and+for+cardiac+pacing.">Light weight portable stimulators for stimulation of skeletal muscles at different frequencies and for cardiac pacing.</a> J Physiol Lond. 307, 6-7 (1980).</li><li>Takahashi, M., Rana, A., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Portable+electrical+stimulator+for+use+in+small+animals.">Portable electrical stimulator for use in small animals.</a> J Appl Physiol. 74 (2), 942-945 (1993).</li><li>Ljubicic, V., Adhihetty, P. J., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+animal+models:+chronic+electrical+stimulation-induced+contractile+activity.">Application of animal models: chronic electrical stimulation-induced contractile activity.</a> Can J Appl Physiol. 30 (5), 625-643 (2005).</li><li>Pette, D., Vrbova, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+does+chronic+electrical+stimulation+teach+us+about+muscle+plasticity?.">What does chronic electrical stimulation teach us about muscle plasticity?.</a> Muscle Nerve. 22 (6), 666-677 (1999).</li><li>Pette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Historical+Perspectives:+plasticity+of+mammalian+skeletal+muscle.">Historical Perspectives: plasticity of mammalian skeletal muscle.</a> J Appl Physiol. 90 (3), 1119-1124 (2001).</li><li>Pette, D., Vrbova, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Contribution+of+Neuromuscular+Stimulation+in+Elucidating+Muscle+Plasticity+Revisited.">The Contribution of Neuromuscular Stimulation in Elucidating Muscle Plasticity Revisited.</a> Eur J Transl Myol. 27 (1), 6368 (2017).</li><li>Skorjanc, D., Jaschinski, F., Heine, G., Pette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+increases+in+capillarization+and+mitochondrial+enzymes+in+low-frequency-stimulated+rabbit+muscle.">Sequential increases in capillarization and mitochondrial enzymes in low-frequency-stimulated rabbit muscle.</a> Am J Physiol. 274 (3 Pt 1), C810-C818 (1998).</li><li>Kim, Y., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+the+autophagy+system+during+chronic+contractile+activity-induced+muscle+adaptations.">Regulation of the autophagy system during chronic contractile activity-induced muscle adaptations.</a> Physiol Rep. 5 (14), (2017).</li><li>Memme, J. M., Oliveira, A. N., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronology+of+UPR+activation+in+skeletal+muscle+adaptations+to+chronic+contractile+activity.">Chronology of UPR activation in skeletal muscle adaptations to chronic contractile activity.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 310 (11), C1024-C1036 (2016).</li><li>Ljubicic, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+basis+for+an+attenuated+mitochondrial+adaptive+plasticity+in+aged+skeletal+muscle.">Molecular basis for an attenuated mitochondrial adaptive plasticity in aged skeletal muscle.</a> Aging (Albany NY). 1 (9), 818-830 (2009).</li><li>Schwarz, G., Leisner, E., Pette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+telestimulation+systems+for+chronic+indirect+muscle+stimulation+in+caged+rabbits+and+mice.">Two telestimulation systems for chronic indirect muscle stimulation in caged rabbits and mice.</a> Pflugers Arch. 398 (2), 130-133 (1983).</li><li>Simoneau, J. A., Pette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Species-specific+effects+of+chronic+nerve+stimulation+upon+tibialis+anterior+muscle+in+mouse,+rat,+guinea+pig,+and+rabbit.">Species-specific effects of chronic nerve stimulation upon tibialis anterior muscle in mouse, rat, guinea pig, and rabbit.</a> Pflugers Arch. 412 (1-2), 86-92 (1988).</li><li>Ohlendieck, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+chronic+low-frequency+stimulation+on+Ca2+-regulatory+membrane+proteins+in+rabbit+fast+muscle.">Effects of chronic low-frequency stimulation on Ca2+-regulatory membrane proteins in rabbit fast muscle.</a> Pflugers Arch. 438 (5), 700-708 (1999).</li><li>Brown, M. D., Cotter, M. A., Hudlicka, O., Vrbova, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+different+patterns+of+muscle+activity+on+capillary+density,+mechanical+properties+and+structure+of+slow+and+fast+rabbit+muscles.">The effects of different patterns of muscle activity on capillary density, mechanical properties and structure of slow and fast rabbit muscles.</a> Pflugers Arch. 361 (3), 241-250 (1976).</li><li>Skorjanc, D., Traub, I., Pette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identical+responses+of+fast+muscle+to+sustained+activity+by+low-frequency+stimulation+in+young+and+aging+rats.">Identical responses of fast muscle to sustained activity by low-frequency stimulation in young and aging rats.</a> J Appl Physiol. 85 (2), 437-441 (1998).</li><li>Kim, Y., Triolo, M., Hood, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+Aging+and+Exercise+on+Mitochondrial+Quality+Control+in+Skeletal+Muscle.">Impact of Aging and Exercise on Mitochondrial Quality Control in Skeletal Muscle.</a> Oxid Med Cell Longev. 2017, 3165396 (2017).</li><li>Callewaert, L., Puers, B., Sansen, W., Jarvis, J. C., Salmons, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Programmable+implantable+device+for+investigating+the+adaptive+response+of+skeletal+muscle+to+chronic+electrical+stimulation.">Programmable implantable device for investigating the adaptive response of skeletal muscle to chronic electrical stimulation.</a> Med Biol Eng Comput. 29 (5), 548-553 (1991).</li><li>Kern, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+stimulation+counteracts+muscle+decline+in+seniors.">Electrical stimulation counteracts muscle decline in seniors.</a> Front Aging Neurosci. 6, 189 (2014).</li><li>Zampieri, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+exercise+in+aging+human+skeletal+muscle+increases+mitochondrial+calcium+uniporter+expression+levels+and+affects+mitochondria+dynamics.">Physical exercise in aging human skeletal muscle increases mitochondrial calcium uniporter expression levels and affects mitochondria dynamics.</a> Physiol Rep. 4 (24), (2016).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

הדגם פעילות כויץ כרונית (המרכז לאמנות עכשווית) של פעילות גופנית, דרך השריר בתדר נמוך גירוי ויוו, הוא מודל מצויין ללמוד שריר עיבודים פנוטיפי לממש24,13,25 , 26. כפי שמוצג מחקרים קודמים20,27, ה?...

שרירי השלד יכול להסתגל תרגיל אימון באמצעות שינויים ביואנרגיה ואת המבנה הפיזי1. אחד השינויים העיקריים הביא על ידי אימון סבולת הוא להן מיטוכונדריאלי, אשר יכול להיות מוערך על ידי עלייה בביטוי של רכיבים מיטוכונדריאלי (למשל, ציטוכרום c אוקסידאז [קוקס] subunits), כמו גם הביטוי של coactivator תעתיק, PGC-1α2. מספר גדל והולך של מחקרים הראו כי גורמים רבים אחרים, כולל מחזור מיטוכונדריאלי, mitophagy, חשובים גם עיבודים שריר. עם זאת, המנגנון על ידי איזה תרגיל אקוטי או כרוני לווסת את אלה תהליכים בשרירי השלד לא ברורים.
על המסלולים המסדירה שריר הנגרמת עיבודים, מודלים שונים של פעילות גופנית היו בשימוש נפוץ במחקרים מכרסמים, כולל הליכון, גלגל ריצה ושחייה תרגיל. אולם, פרוטוקולים אלה יש כמה מגבלות בכך ~ 4-12 שבועות יש צורך לבחון אלו שינויים פנוטיפי3,4,5. ניסיוני כאמצעי חלופי, תדירות נמוכה הנוצרות על-ידי גירוי כרוני כויץ פעילות (המרכז לאמנות עכשווית) השתמשו ביעילות רבה, כמו זה יכול להוביל עיבודים שרירים תוך תקופה קצרה יותר באופן משמעותי (קרי, עד 7 ימים) ונראה את השפעותיו להיות דומה, או אף יותר מאשר פרוטוקולים אחרים פעילות גופנית. יתר על כן, הנוכחות של הורמונלי6, טמפרטורה7ותופעות נוירולוגיות8 עשוי להקשות להבין תגובות ספציפיות שרירים פעילות גופנית כרונית. לדוגמה, הורמון בלוטת התריס9,10 ו פקטורי גדילה דמויי אינסולין (IGF)-111 זוהו לתווך עיבודים הכשרה-induced שרירים, אשר יכול גם לווסת את איתות המסלולים אחרות בהשלד שריר. ראוי לציין, המרכז לאמנות עכשווית-induced אפקטים מינימלית מוסדרים על ידי גורמים מערכתית, המאפשר מיקוד להניחו על התגובה הישירה של שריר השלד כויץ פעילות.
היחידה חיצוני עבור המרכז לאמנות עכשווית הוצג לראשונה על ידי טיילר, רייט12, פותחה עם שינויים12. בקיצור, היחידה מורכבת משלושה חלקים עיקריים: גלאי אינפרא-אדום זה ניתן להפעיל ולכבות כתוצאה מחשיפה אור אינפרא-אדום, גנרטור הדופק, מחוון הדופק (איור 1). עיצוב מפורט מעגל של היחידה ממריץ היה שתואר לעיל13. המאפיינים המפורטים של המרכז לאמנות עכשווית ניתן למצוא יותר עומק במספר של סקירת מאמרים14,15,16,17. בקצרה, פרוטוקול גירוי נועד להפעיל את שיתוק נפוצות בתדר נמוך (קרי, 10 הרץ), ואת השרירים innervated (השוקתי הקדמי [ת א], השריר פושט האצבעות הארוך [אדי]) נאלצים נכלל בחוזה מראש את משך הזמן (למשל, h 3-6). לאורך זמן, זה משמרות את השרירים הנ ל כדי הפנוטיפ אירובית יותר, הפגינו מעלייה ברמת צפיפות נימי18 והן תוכן מיטוכונדריאלי19,20,21. לכן, בשיטה זו הוא מודל מוכח לחקות חלק עיבודים אימון סיבולת גדולה תוך שרירי השלד של חולדות.
מאמר זה מציג הליך מפורט של הניתוח השרשה אלקטרודה לזירוז המרכז לאמנות עכשווית, כך החוקרים ניתן להחיל את המודל הזה בלימודיהם תרגיל. המרכז לאמנות עכשווית היא דוגמנית מעולה ללמוד מסלול הזמן של עיבודים השריר, ובכך לספק כלי יעיל עבור חקירת האירועים המולקולריים איתות השונים בשתי נקודות זמן מוקדם ומאוחר יותר בעקבות תחילת תרגיל אימונים.

<table><tbody><tr><td>Sprague Dawley Rat</td><td>Charles River</td><td>Strain 400</td><td></td></tr><tr><td>Chronic contractile activity unit</td><td>Home-made</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>CCA unit protective box (3.5 x 3.5 x 2.5 cm)</td><td>Home-made</td><td>n/a</td><td>Box should be made of opaque material or covered in an opague tape</td></tr><tr><td>Coin lithium ion batteries (3V)</td><td>Panasonic</td><td>CR2016</td><td></td></tr><tr><td>Medwire</td><td>Leico Industries</td><td>316SS7/44T</td><td></td></tr><tr><td>Solder pin (socket)</td><td>Digi-Key</td><td>ED6218-ND</td><td></td></tr><tr><td>Zonas porous tape</td><td>Johnson &amp;amp; Johnson</td><td>5104</td><td></td></tr><tr><td>Suture silk (Size 5)</td><td>Ethicon</td><td>640G</td><td></td></tr><tr><td>Suture silk (Size 6)</td><td>Ethicon</td><td>706G</td><td></td></tr><tr><td>Curved blunt scissor (11.5 cm Length)</td><td>F.S.T.</td><td>14075-11</td><td></td></tr><tr><td>Curved blunt scissor (15 cm Length)</td><td>F.S.T.</td><td>14111-15</td><td></td></tr><tr><td>Delicate haemostatic forceps (16 cm Length)</td><td>Lawton</td><td>06-0230</td><td></td></tr><tr><td>Scalpel</td><td>Feather</td><td>3</td><td></td></tr><tr><td>Curved forceps</td><td>F.S.T.</td><td>11052-10</td><td></td></tr><tr><td>Stainless-steel rod (30 cm; 7mm diameter)</td><td>Home-made</td><td>n/a</td><td>Rod should have 5 mm slit in one end to hold the wire for tunneling under the skin</td></tr><tr><td>Clip applying forceps</td><td>KLS Martin</td><td>20-916-12</td><td></td></tr><tr><td>Staples (clips)</td><td>Bbraun</td><td>BN507R</td><td></td></tr><tr><td>Metal hooks/retractor</td><td>Home-made</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>Povidone-iodine (500 mL)</td><td>Rougier</td><td>#NPN00172944</td><td></td></tr><tr><td>Ampicillin sodium</td><td>Novopharm</td><td>#DIN00872644</td><td></td></tr><tr><td>Metacam</td><td>Boehringer</td><td>#DIN02240463</td><td></td></tr><tr><td>Digital multimeter (voltmeter)</td><td>Soar Corporation</td><td>ME-501</td><td></td></tr><tr><td>LED digital stroboscope</td><td>Lutron Electronic Enterprise</td><td>DT-2269</td><td></td></tr></tbody></table>

application of chronic stimulation to study contractile activity-induced rat skeletal muscle phenotypic adaptations

שרירי השלד הוא רקמה מאוד, כמו תכונותיו הביוכימי, פיזיולוגיים הם שינו באופן משמעותי בתגובה פעילות גופנית כרונית. לחקור את המנגנונים הבסיסית לגבי עיבודים שרירים שונים, מספר תרגיל פרוטוקולים כגון הליכון, גלגל ריצה ואימון שחייה היו בשימוש במחקרים בבעלי חיים. עם זאת, התרגיל אלה מודלים דורשים תקופה ארוכה של זמן כדי להשיג שרירים עיבודים, אשר עשוי להיות מוסדרים גם על ידי גורמים ההורמונאלית או נוירולוגיות, ובכך יגביל את היישומים שלהם ללמוד עיבודים הנוצרות על-ידי התכווצות של שרירים ספציפיים. גירוי עקיף בתדר נמוך (10 Hz) כדי לעודד פעילות כויץ כרונית (המרכז לאמנות עכשווית) שימש כמודל חלופי עבור תרגיל אימונים, כמו זה יכול בהצלחה להוביל עיבודים מיטוכונדריאלי שרירים תוך 7 ימים, עצמאית של גורמים מערכתית. מאמר זה מפרט את טכניקות ניתוחיות הדרוש כדי להחיל את הטיפול של המרכז לאמנות עכשווית שרירי השלד של חולדות, יישום נרחב בעתיד מחקרים.

אנחנו הראו כי פעילות כויץ כרונית (המרכז לאמנות עכשווית) הוא כלי יעיל לזירוז עיבודים מיטוכונדריאלי חיובית תוך שרירי השלד. חולדות נתון 7 ימים של המרכז לאמנות עכשווית (6 שעות לכל יום) להציג להן מיטוכונדריאלי משופרת בשריר מגורה לעומת hindlimb unstimulated contralateral (בקרה). עלייה זו להן מיט?...

Watch this Scientific Journal Video about Application of Chronic Stimulation to Study Contractile Activity-induced Rat Skeletal Muscle Phenotypic Adaptations at JoVE.com

Application of Chronic Stimulation to Study Contractile Activity-induced Rat Skeletal Muscle Phenotypic Adaptations

פרוטוקול זה מתאר את השימוש של הדגם פעילות כויץ כרונית של תרגיל להתבונן הנוצרות על-ידי גירוי שרירי השלד עיבודים ב hindlimb החולדה.

יישום של גירוי כרוני ללמוד עיבודים פנוטיפי של שרירי השלד כויץ הנוצרות על-ידי פעילות עכברוש

Skeletal muscle is a highly adaptable tissue, as its biochemical and physiological properties are greatly altered in response to chronic exercise. To ...

application-chronic-stimulation-to-study-contractile-activity-induced

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

6.7K Views.  York University. פרוטוקול זה מתאר את השימוש של הדגם פעילות כויץ כרונית של תרגיל להתבונן הנוצרות על-ידי גירוי שרירי השלד עיבודים ב hindlimb החולדה.

Video: Application of Chronic Stimulation to Study Contractile Activity-induced Rat Skeletal Muscle Phenotypic Adaptations

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.

מיו מכני ניתוח בשרירי השלד מבודדת

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

An in vivo Rodent Model of Contraction-induced Injury and Non-invasive Monitoring of Recovery

Muscle strains are one of the most common complaints treated by physicians. A muscle injury is typically diagnosed from the patient history and physical exam alone, however the clinical presentation can vary greatly depending on the extent of injury, the patient's pain tolerance, etc. In patients with muscle injury or muscle disease, assessment of muscle damage is typically limited to clinical signs, such as tenderness, strength, range of motion, and more recently, imaging studies. Biological markers, such as serum creatine kinase levels, are typically elevated with muscle injury, but their levels do not always correlate with the loss of force production. This is even true of histological findings from animals, which provide a "direct measure" of damage, but do not account for all the loss of function. Some have argued that the most comprehensive measure of the overall health of the muscle in contractile force. Because muscle injury is a random event that occurs under a variety of biomechanical conditions, it is difficult to study. Here, we describe an in vivo animal model to measure torque and to produce a reliable muscle injury. We also describe our model for measurement of force from an isolated muscle in situ. Furthermore, we describe our small animal MRI procedure.

An in vivo Rodent Model of Contraction-induced Injury and Non-invasive Monitoring of Recovery

An in vivo animal model of injury is described. The method takes advantage of the subcutaneous position of the fibular nerve. Velocity, timing of muscle activation, and arc of motion are all pre-determined and synchronized using commercial software. Post injury changes are monitored in vivo using MR imaging/spectroscopy.

In vivo מכרסמים דגם של פגיעה הנגרמת על התכווצות ולא פולשנית לניטור של התאוששות

Muscle strains are one of the most  common complaints treated by physicians. A muscle injury is typically diagnosed from the patient history and  physical ...

Utilization of Microscale Silicon Cantilevers to Assess Cellular Contractile Function In Vitro

The development of more predictive and biologically relevant in vitro assays is predicated on the advancement of versatile cell culture systems which facilitate the functional assessment of the seeded cells. To that end, microscale cantilever technology offers a platform with which to measure the contractile functionality of a range of cell types, including skeletal, cardiac, and smooth muscle cells, through assessment of contraction induced substrate bending. Application of multiplexed cantilever arrays provides the means to develop moderate to high-throughput protocols for assessing drug efficacy and toxicity, disease phenotype and progression, as well as neuromuscular and other cell-cell interactions. This manuscript provides the details for fabricating reliable cantilever arrays for this purpose, and the methods required to successfully culture cells on these surfaces. Further description is provided on the steps necessary to perform functional analysis of contractile cell types maintained on such arrays using a novel laser and photo-detector system. The representative data provided highlights the precision and reproducible nature of the analysis of contractile function possible using this system, as well as the wide range of studies to which such technology can be applied. Successful widespread adoption of this system could provide investigators with the means to perform rapid, low cost functional studies in vitro, leading to more accurate predictions of tissue performance, disease development and response to novel therapeutic treatment.

Utilization of Microscale Silicon Cantilevers to Assess Cellular Contractile Function In Vitro

This protocol describes the use of microscale silicon cantilevers as pliable culture surfaces for measuring the contractility of muscle cells in vitro. Cellular contraction causes cantilever bending, which can be measured, recorded, and converted into readouts of force, providing a non-invasive and scalable system for measuring contractile function in vitro.

ניצול של זיזי סיליקון המיקרוסקופים כדי להעריך את התפקוד נייד התכווצות<em&gt; במבחנה</em

The development of more predictive and biologically relevant in vitro assays is predicated on the advancement of versatile cell culture systems which ...

Bioengineering

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.

יישומים של<em&gt; In vivo</em&gt; בדיקות פונקציונליות של עכברוש השוקה הקדמי להערכת רקמות מהונדסות תיקון שרירי שלד

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

Real Time and Repeated Measurement of Skeletal Muscle Growth in Individual Live Zebrafish Subjected to Altered Electrical Activity

A number of methods can be used to visualize individual cells throughout the body of live embryonic, larval or juvenile zebrafish. We show that live fish with fluorescently-marked plasma membranes can be scanned in a confocal laser scanning microscope in order to determine the volume of muscle tissue and the number of muscle fibers present. Efficient approaches for the measurement of cell number and size in live animals over time are described and validated against more arduous segmentation methods. Methods are described that permit the control of muscle electrical, and thus contractile, activity. Loss of skeletal muscle contractile activity greatly reduced muscle growth. In larvae, a protocol is described that allows reintroduction of patterned electrical-evoked contractile activity. The described methods minimize the effect of inter-individual variability and will permit analysis of the effect of electrical, genetic, drug, or environmental stimuli on a variety of cellular and physiological growth parameters in the context of the living organism. Long-term follow-up of the measured effects of a defined early-life intervention on individuals can subsequently be performed.

Optical clarity is a major advantage for cell biological and physiological work in zebrafish. Robust methods for measurement of cell growth in individual animals are described that permit novel insights into how growth of skeletal muscle and neighboring tissues are integrated with whole body growth.

מדידה בזמן אמת וחוזרת ונשנית של גדילת שרירי השלד אצל דגי זברה חיים בודדים הנתונים לשינויים בפעילות החשמלית

A number of methods can be used to visualize individual cells throughout the body of live embryonic, larval or juvenile zebrafish. We show that live fish ...

Procedures for Rat in situ Skeletal Muscle Contractile Properties

There are many circumstances where it is desirable to obtain the contractile response of skeletal muscle under physiological circumstances: normal circulation, intact whole muscle, at body temperature. This includes the study of contractile responses like posttetanic potentiation, staircase and fatigue. Furthermore, the consequences of disease, disuse, injury, training and drug treatment can be of interest. This video demonstrates appropriate procedures to set up and use this valuable muscle preparation.
To set up this preparation, the animal must be anesthetized, and the medial gastrocnemius muscle is surgically isolated, with the origin intact. Care must be taken to maintain the blood and nerve supplies. A long section of the sciatic nerve is cleared of connective tissue, and severed proximally. All branches of the distal stump that do not innervate the medial gastrocnemius muscle are severed. The distal nerve stump is inserted into a cuff lined with stainless steel stimulating wires. The calcaneus is severed, leaving a small piece of bone still attached to the Achilles tendon. Sonometric crystals and/or electrodes for electromyography can be inserted. Immobilization by metal probes in the femur and tibia prevents movement of the muscle origin. The Achilles tendon is attached to the force transducer and the loosened skin is pulled up at the sides to form a container that is filled with warmed paraffin oil. The oil distributes heat evenly and minimizes evaporative heat loss. A heat lamp is directed on the muscle, and the muscle and rat are allowed to warm up to 37&deg;C. While it is warming, maximal voltage and optimal length can be determined. These are important initial conditions for any experiment on intact whole muscle. The experiment may include determination of standard contractile properties, like the force-frequency relationship, force-length relationship, and force-velocity relationship.
With care in surgical isolation, immobilization of the origin of the muscle and alignment of the muscle-tendon unit with the force transducer, and proper data analysis, high quality measurements can be obtained with this muscle preparation.

Procedures for Rat in situ Skeletal Muscle Contractile Properties

This video demonstrates the surgical preparation and procedures needed to study the contractile responses of the rat medial gastrocnemius muscle preparation in situ. This preparation allows measurement of skeletal muscle contractile properties under physiological conditions. The animal is anesthetized and the muscle is separated from surrounding tissue at its distal end. The Achilles tendon is attached to a force transducer, allowing measurement of the muscle&#x2019;s contractile response at 37 degrees C with an intact circulation.

נהלים לעכברוש<em&gt; באתר</em&gt; מאפייני התכווצות שרירי שלד

There are many circumstances where it is desirable to obtain the contractile response of skeletal muscle under physiological circumstances: normal ...

Biology

Assessing Functional Metrics of Skeletal Muscle Health in Human Skeletal Muscle Microtissues

Three-dimensional (3D) in vitro models of skeletal muscle are a valuable advancement in biomedical research as they afford the opportunity to study skeletal muscle reformation and function in a scalable format that is amenable to experimental manipulations. 3D muscle culture systems are desirable as they enable scientists to study skeletal muscle ex vivo in the context of human cells. 3D in vitro&#160;models closely mimic aspects of the native tissue structure of adult skeletal muscle. However, their universal application is limited by the availability of platforms that are simple to fabricate, cost and user-friendly, and yield relatively high quantities of human skeletal muscle tissues. Additionally, since skeletal muscle plays an important functional role that is impaired over time in many disease states, an experimental platform for microtissue studies is most practical when minimally invasive calcium transient and contractile force measurements can be conducted directly within the platform itself. In this protocol, the fabrication of a 96-well platform known as &#39;MyoTACTIC&#39;, and en masse production of 3D human skeletal muscle microtissues (hMMTs) is described. In addition, the methods for a minimally invasive application of electrical stimulation that enables repeated measurements of skeletal muscle force and calcium handling of each microtissue over time are reported.

This manuscript describes a detailed protocol to produce arrays of 3D human skeletal muscle microtissues and minimally invasive downstream in situ assays of function, including contractile force and calcium handling analyses.

הערכת מדדים תפקודיים של בריאות שריר השלד במיקרוטיסוסות שריר השלד האנושי

Three-dimensional (3D) in vitro models of skeletal muscle are a valuable advancement in biomedical research as they afford the opportunity to study ...

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.

הערכת Vivo לשעבר של התכווצות, ועיפנות Alternans בשרירי שלד מבודדים

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

Engineering and Characterization of an Optogenetic Model of the Human Neuromuscular Junction

Many neuromuscular diseases, such as myasthenia gravis (MG), are associated with dysfunction of the neuromuscular junction (NMJ), which is difficult to characterize in animal models due to physiological differences between animals and humans. Tissue engineering offers opportunities to provide in vitro models of functional human NMJs that can be used to diagnose and investigate NMJ pathologies and test potential therapeutics. By incorporating optogenetic proteins into induced pluripotent stem cells (iPSCs), we generated neurons that can be stimulated with specific wavelengths of light. If the NMJ is healthy and functional, a neurochemical signal from the motoneuron results in muscle contraction. Through the integration of optogenetics and microfabrication with tissue engineering, we established an unbiased and automated methodology for characterizing NMJ function using video analysis. A standardized protocol was developed for NMJ formation, optical stimulation with simultaneous video recording, and video analysis of tissue contractility. Stimulation of optogenetic motoneurons by light to induce skeletal muscle contractions recapitulates human NMJ physiology and allows for repeated functional measurements of NMJ over time and in response to various inputs. We demonstrate this platform&#39;s ability to show functional improvements in neuromuscular connectivity over time and characterize the damaging effects of patient MG antibodies or neurotoxins on NMJ function.

We describe a reproducible, automated, and unbiased imaging system for characterizing neuromuscular junction function using human engineered skeletal muscle tissue and optogenetic motoneurons. This system allows for the functional quantification of neuromuscular connectivity over time and detects diminished neuromuscular function caused by neurotoxins and myasthenia gravis patient serum.

הנדסה ואפיון של מודל אופטוגנטי של הצומת העצבי-שרירי האנושי

Many neuromuscular diseases, such as myasthenia gravis (MG), are associated with dysfunction of the neuromuscular junction (NMJ), which is difficult to ...

Contractility Measurements on Isolated Papillary Muscles for the Investigation of Cardiac Inotropy in Mice

Papillary muscle isolated from adult mouse hearts can be used to study cardiac contractility during different physiological/pathological conditions. The contractile characteristics can be evaluated independently of external influences such as vascular tonus or neurohumoral status. It depicts a scientific approach between single cell measurements with isolated cardiac myocytes and in vivo studies like echocardiography. Thus, papillary muscle preparations serve as an excellent model to study cardiac physiology/pathophysiology and can be used for investigations like the modulation by pharmacological agents or the exploration of transgenic animal models. Here, we describe a method of isolating the murine left anterior papillary muscle to investigate cardiac contractility in an organ bath setup. In contrast to a muscle strip preparation isolated from the ventricular wall, the papillary muscle can be prepared in toto without damaging the muscle tissue severely. The organ bath setup consists of several temperature-controlled, gassed and electrode-equipped organ bath chambers. The isolated papillary muscle is fixed in the organ bath chamber and electrically stimulated. The evoked twitch force is recorded using a pressure transducer and parameters such as twitch force amplitude and twitch kinetics are analyzed. Different experimental protocols can be performed to investigate the calcium- and frequency-dependent contractility as well as dose-response curves of contractile agents such as catecholamines or other pharmaceuticals. Additionally, pathologic conditions like acute ischemia can be simulated.

Murine left ventricular papillary muscle can be used to investigate cardiac contractility in vitro. This article describes in detail the isolation and experimental protocols to study cardiac contractile characteristics.

מדידות התכווצות שרירים בpapillary מבודדים לחקירת הלב Inotropy בעכברים

Papillary muscle isolated from adult mouse hearts can be used to study cardiac contractility during different physiological/pathological conditions. The ...

יישום של גירוי כרוני ללמוד עיבודים פנוטיפי של שרירי השלד כויץ הנוצרות על-ידי פעילות עכברוש

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video