National Institutes of Health (NIH), Joshua Frase Fondazione, la Distrofia Muscolare Association (MDA).

1. Impostazione per l&#39;esperimento <ol><li> Caricare il Controllo dinamico muscolare (DMC) del software. </li><li> Accendere le istruzioni del produttore rig fisiologia successivo. </li><li> Esegue il software DMC: </li></ol> Si presume che l&#39;hardware è collegato al computer che esegue il software di DMC, e che il sistema è calibrato. Il software può essere modificato di volta in volta, quindi, le istruzioni sono fornite di seguito riguardano la versione attuale del software che usiamo. Quando il software è aperto, è già in esecuzione. L&#39;utente può inizialmente scrivere un protocollo in DMC (ad esempio, per stimolare a 50 Hz per 1,5 s per produrre un tetano isometrico) e il protocollo possono essere salvati per un successivo utilizzo. Usiamo due protocolli standard: (1) protocollo contrazione isometrica (per esempio, contrazione o tetano) e (2) eccentrico stiro-infortunio protocollo. Si comincia con il protocollo di contrazione isometrica per la contrazione. Per ottimizzare la contrazione, lo schermo uscite monitor viene utilizzato; coppia generata durante la contrazione si può osservare come gli elettrodi vengono spostati. Quando la risposta contrazione massima è raggiunta, i dati sono raccolti con il ritorno alla schermata principale (selezionare Continua) e selezionando Begin e Fatto. I file vengono salvati dal Salva con nome finestra pop-up. Con gli elettrodi mantenuto nella stessa posizione, un tetano (50 Hz) viene poi raccolto e salvato. Quando tutte le contrazioni isometriche sono stati completati, l&#39;eccentrico stiro-infortunio protocollo può essere caricato ed eseguito. Perché ci sono una serie di contrazioni che deve essere eseguito in questo protocollo (10 contrazioni), nella schermata principale il tasto One Run è selezionato a rivelare lo stato Esegui tutti. Ora, quando Begin è selezionata, un Run Tutti i protocolli finestra pop-up sembra che chiede il nome del file radice e la directory in cui i file devono essere salvati. Poi, inizio prove della serie Fatto protocollo e vengono selezionati per iniziare il protocollo eccentrico. I file vengono salvati automaticamente nella directory selezionata. 2. Il posizionamento degli animali nei rig fisiologia <ol><li> La cura degli animali e l&#39;utilizzo del comitato (ACUC) le linee guida devono essere seguite per tutte le procedure che coinvolgono gli animali. </li><li> Anestetizzare cane in anestesia inalatoria (come isoflurano) secondo il protocollo approvato. Controllare batter riflesso per essere sicuri che l&#39;animale è profondamente anestetizzati. CO 2 monitoraggio, pulsossimetria e la temperatura devono essere attentamente monitorati durante l&#39;intera procedura. Usiamo tipicamente propofol per l&#39;induzione seguita da sevoflurano per l&#39;anestesia inalatoria. </li><li> Radersi i capelli intorno al laterale ginocchio (ginocchio), dove gli elettrodi stimolanti sarà posta (ad esempio, l&#39;aspetto laterale di inizio degli arti, alla testa del perone a 2-3 cm distalmente al grande trocantere. </li><li> Cane posizione sul tavolo fisiologia in decubito dorsale con l&#39;arto pelvico posizionato in modo che il femore e della tibia fare un angolo retto, e la tibia è parallelo al piano del tavolo. In entrambi i casi l&#39;arto destro o sinistro può essere verificata. </li><li> Prima di collegare zampa di cane sforzo al pedale, controllare per assicurarsi che il pedale forza è chiara e sicura a girare. Seguire la procedura di accensione per il rig fisiologia e attivare il pedale. Nota: il pedale forza dovrebbe essere &quot;duro&quot; quando l&#39;utente tenta di spostarlo manualmente. </li><li> Delicatamente resto zampa del cane nel pedale, misurare e registrare la lunghezza della zampa del cane dall&#39;asse centro di rotazione fino alla fine della cifra laterale. </li><li> Fissare la zampa del pedale con elastici auto-aderente a capo. </li></ol> 3. Contrazione isometrica di coppia (flessione tibio-tarsica) <ol><li> A seguito di un controllo di sicurezza, collegare sterile monopolare schermato 24-gauge elettrodi stimolante per l&#39;unità di isolamento stimolo (SIU). </li><li> Impostare lo stimolatore di: uscita a impulsi continui a 1 Hz (1 impulso al secondo) </li><li> Impostazioni del software: Caricare il protocollo di contrazione isometrica (il principale protocollo di carico schermata di selezione). Il pulsante di una corsa dovrebbe essere visibile accanto al pulsante Inizia. In questo modo il protocollo è eseguito solo una volta. </li><li> Con le mani guantate, pulire la pelle con l&#39;alcol, e palpare il nervo peroneale comune solo distale del perone prossimale laterale. Con un dito che segna l&#39;area del nervo, inserire con cautela la (nera) elettrodo catodo sotto la pelle e solo esterni al periostio. L&#39;elettrodo deve essere collocata parallelamente alla superficie della pelle ad una profondità di circa 2 cm, sufficiente a prevenire l&#39;elettrodo di muoversi quando la mano viene rimosso. </li><li> Posizionare la (rosso) elettrodo anodico sotto il parallelo pelle, e leggermente distale dell&#39;elettrodo catodico. Entrambi gli elettrodi dovrebbe essere interno al nervo peroneale comune appena distalmente alla testa del perone. </li><li> Attivare la stimolazionetore a 1 Hz. Osservare le risposte contrazione sul monitor. Fare piccoli aggiustamenti nelle posizioni degli elettrodi per ottenere l&#39;ampiezza maggiore contrazione possibile. L&#39;elettrodo dovrebbe essere completamente rimosso e sostituito in tre o quattro incrementi di ½ centimetro parallela alla tibia per trovare la risposta più grande contrazione. Questo è un componente fondamentale della procedura e grande cura deve essere presa per trovare la risposta più grande. </li><li> Registrare le risposte contrazione uscendo dalla schermata di uscite monitor (selezionare Continua), poi selezionare Inizio e Fine per raccogliere i dati. Salvare il file con il nome del file desiderato in Salva con nome finestra pop up. Spegnere lo stimolatore. </li></ol> 4. Isometrica tetanica coppia (flessione tibio-tarsica) <ol><li> Senza spostare gli elettrodi, modificare le impostazioni stimolatore a 50 Hz per 1,5 sec e abilitare la funzione esterna grilletto. Questo permette lo stimolatore per essere attivato dal software. </li><li> Impostazioni del software: Lo stesso protocollo contrazione isometrica viene utilizzato per raccogliere la risposta tetanica come per la contrazione. Supponendo che gli elettrodi stimolanti non sono stati spostati, Inizio e Fine sono selezionati per produrre il tetano. Nel protocollo isometrica per produrre un tetano, lo stimolatore viene attivato dal software per mantenere i tempi corretti. Salva la risposta tetanica in Salva con nome finestra pop up. </li></ol> 5. Protocollo eccentrico <ol><li> Senza spostare gli elettrodi, modificare le impostazioni stimolatore di: 50 Hz per 1 sec (100V) e attivare la funzione esterna grilletto. Questo permette lo stimolatore per essere attivato dal software. </li><li> Impostazioni del software: il carico eccentrico protocollo lesioni tratto, un comando al servomotore per ruotare 29 gradi (30 gradi è il massimo). Selezionare Esegui tutti. Selezionare Inizio; inserire il nome del file di root per la serie eccentrico di file e la cartella in cui devono essere salvati. Selezionare Start prove della serie Protocollo, quindi Fine per avviare il protocollo. </li><li> In questo protocollo lo stimolatore è impostato per essere attivato dal software per mantenere i tempi corretti. Come risposta ad ogni contrazione eccentrica appare sullo schermo, questo viene automaticamente salvato. </li><li> Un periodo di riposo quattro minuti segue ogni serie di dieci contrazioni eccentriche. </li><li> Raccogliere un totale di 30 contrazioni eccentriche (tre serie di dieci contrazioni; ogni set separati da un periodo di riposo quattro minuti). </li></ol> 6. Contrazione isometrica di coppia (estensione tibio-tarsica) <ol><li> Ripetere il protocollo di contrazione di cui sopra, ma gli elettrodi perpendicolari alla pelle e prossimale al posizionamento degli elettrodi originale per il protocollo di flessione. Il nervo tibiale viene stimolato in quanto i corsi caudalmente e distalmente nel ventre del muscolo gastrocnemio. Accoppiato stimolante ed elettrodi di riferimento vengono inseriti nel profondo la muscolatura caudale e solo in prossimità del ginocchio. Il punto approssimativo di posizionamento è lungo una linea che divide in due l&#39;angolo 90 ° formato dal ginocchio (ginocchio). Poiché il nervo tibiale è più profondo (e caudale) al nervo peroneo comune, gli elettrodi devono essere posti in diverse aree per suscitare le potenzialità contrazione ottimale. Questo è un componente fondamentale della procedura. Nota: tracciati di coppia per la contrazione tibio-tarsica e tetania appare invertita rispetto a tracciati flessione tibio-tarsica. </li></ol> 7. Isometrica tetanica coppia (estensione tibio-tarsica) <ol><li> Senza spostare gli elettrodi, modificare le impostazioni stimolatore a 50 Hz per 1,5 sec e abilitare la funzione esterna grilletto. Questo permette lo stimolatore per essere attivato dal software. </li><li> Impostazioni software: 50 Hz per 1.5 sec e abilitare la funzione esterna grilletto. Questo permette lo stimolatore per essere attivato dal software. </li><li> Impostazioni del software: Lo stesso protocollo contrazione isometrica viene utilizzato per il tetano che per la contrazione. Supponendo che gli elettrodi stimolanti non sono stati spostati, Inizio e Fine sono selezionati per produrre il tetano. </li><li> Nel protocollo isometrica per produrre un tetano, lo stimolatore viene attivato dal software per mantenere i tempi corretti. Salva la risposta tetanica nel pop up finestra Salva file. </li></ol> 8. Analisi dei dati <ol><li> Analisi dinamica muscolare (DMA) programma (Aurora scientifico) è usato per ottenere la coppia e le informazioni raccolte dalla contrazione temporale, contrazioni tetaniche ed eccentrico. </li><li> L&#39;esecuzione del programma DMA: Il software può essere modificato di volta in volta, quindi, le istruzioni sono fornite di seguito riguardano la versione attuale del software che usiamo. Quando il software DMA è aperto non è in esecuzione. Per attivare il programma, selezionare il pulsante freccia bianca in alto a sinistra. Il software DMA ha un certo numero di funzioni, ma per il nostro scopos, solo alcune funzioni pertinenti saranno descritte. Caricare un file da analizzare: Il file di Ricarica recenti dati o file di dati nuovi finestra pop-up appare quando il programma viene avviato DMA. Selezionare Nuovo, nella finestra successiva selezionare Labview, nella finestra successiva, seleziona la cartella appropriata e file, selezionare Apri. Selezionare Rimuovi Plot filtro per eliminare questa finestra. Inserire una frequenza del filtro nel taglio casella Frequenza. Frequenza del filtro ottimale dovrebbe essere determinata sulla base dei dati specifici da valutare. Come esempio, si usa 30 Hz per le nostre risposte isometrica e 10 Hz per le risposte eccentrico. Selezionate il pulsante Usa i dati filtrati. In Dati Plot Select, selezionare Forza filtrata. Utilizzare le due barre di scorrimento in basso per espandere la visualizzazione e spostarsi attraverso il file. </li><li> Twitch analisi (Fig. 1): Assumendo che il file viene caricato ed i passaggi precedenti sono stati completati, impostare la posizione dei cursori: Ci sono 3 cursori: (1) blu (2), giallo e (3) bianco. Per le contrazioni isometriche e tetani o altri contrazioni isometriche, il blu è impostata nel punto in cui sorge coppia dalla coppia di riposo, il giallo è posto dove la coppia torna a coppia a riposo (cioè, dopo la fase di rilassamento), il bianco è posto a alla destra del cursore giallo (non necessario). I cursori possono essere facilmente spostati con premuto il tasto sinistro del mouse e trascinando il cursore selezionato nella posizione desiderata. Eseguire l&#39;analisi: quando i cursori sono posizionati, selezionare fare analisi muscolare, poi mostrare i risultati. Sul analizzato i dati muscolare Risultati finestra pop-up, una serie di variabili vengono visualizzati come Forza massima, Forza di base; ½ Relax Time, ecc I dati sono presentati per la risposta della coppia che si trova tra i cursori 1 (blu) e 2 (giallo ). Tutte queste variabili o variabili specifiche possono essere registrati in un file di dati, tuttavia, questo processo non è qui descritto. Se un registro di dati non è impostato, i dati dovrebbero essere registrati a mano. Selezionare Chiudi finestra per tornare alla schermata principale. Selezionare Programma Esci per chiudere il DMA, quindi selezionare la freccia bianca per iniziare l&#39;analisi di un nuovo file. </li><li> Tetania analisi (Fig. 2): La stessa procedura descritta sopra per la contrazione. </li><li> Analisi eccentrico (Fig. 3): L&#39;analisi eccentrico richiede più passaggi per impostare e usa tutti e 3 i cursori. Se la risposta è negativa della coppia eccentrica (cioè, i tracciati appaiono coppia nella direzione verso il basso), può essere invertita inserendo -1 nella zona di riferimento (cmq) box (valori di coppia sono invariati) e selezionare Non normalizzare, il pulsante inverte per indicare i dati sono stati normalizzati (in questo caso, invertiti). Inserire la frequenza di taglio desiderata (es. 10 Hz) e selezionare Usa dati non filtrati per invertire il pulsante per utilizzare i dati filtrati, ora dati filtrati verranno utilizzati per l&#39;analisi. Posizionare il cursore blu nel punto in cui una coppia isometrica comincia a salire da una coppia di riposo, posizionare il cursore giallo nel punto in cui la coppia eccentrica tratto comincia a salire dal pianoro isometrica (vedi figura sotto), posizionare il cursore bianco al quale la coppia torna a riposo coppia. Seleziona Do Analisi muscolare, poi mostrare i risultati. Sui risultati del muscolo analizzato i dati finestra pop-up, è possibile selezionare i dati tra i cursori 1 (blu) e 2 (giallo) per i dati di coppia isometrica, o tra i cursori 2 (giallo) e 3 (bianco) per i dati di coppia eccentrica. Tutte queste variabili o variabili specifiche possono essere registrati in un file di dati, tuttavia, questo processo non è qui descritto. Se un registro di dati non è impostato, i dati dovrebbero essere registrati a mano. Selezionare Chiudi finestra per tornare alla schermata principale. Selezionare Programma Esci per chiudere il DMA, quindi selezionare la freccia bianca per iniziare l&#39;analisi di un nuovo file. </li></ol> 9. Rappresentante Risultati <ol><li> Twitch di coppia: la stimolazione del nervo tibiale (1 Hz) attivato contrazioni dei muscoli estensori singolo tibio-tarsica (Fig. 1). Si noti che l&#39;asse Y indica &quot;forza&quot;, della coppia (il prodotto della forza e della distanza) è calcolata da parte dell&#39;utente. Misuriamo la lunghezza della zampa (rispetto all&#39;asse di rotazione fino alla fine della cifra laterale). Questa lunghezza è la distanza (braccio di leva) utilizzato per determinare la coppia (Nm). </li><li> Isometrica coppia tetanica (estensione tibio-tarsica): la stimolazione del nervo tibiale tetanized tibiotarsica muscoli estensori (1,5 sec treno di impulsi di 50Hz). Abbiamo usato il software di controllo dinamico del muscolo computer (DMC, Aurora Scientific, Inc.) per controllare tempi stimoli e di catturare le risposte di coppia (Fig. 2). </li><li> Protocollo eccentrici: le contrazioni eccentriche sono stati condotti nel flessori tibio-tarsica. Percutanea del nervo peroneale Stimulzione attivata una contrazione isometrica iniziale seguita da rotazione congiunta causando l&#39;allungamento dei muscoli flessori attivato (contrazione eccentrica; Fig. 3) 6. </li></ol><img src="/files/ftp_upload/2623/2623fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Posizionamento di punto in bianco (# 1), giallo (# 2) e bianco (# 3) cursori per analizzare una contrazione. Una schermata rappresentante del software DMA viene mostrato per contrazione estensione tibio-tarsica in un cane sano 13 kg. Si noti che per la successiva analisi effettuata dal software, i dati vengono esportati in un foglio di calcolo, e l&#39;uscita forza (mostrato in figura come Forza (g) possono essere convertiti in coppia (Nm). Coppia è calcolata dal prodotto della forza e braccio di leva distanza (in questo la distanza = lunghezza misurata dall&#39;asse di rotazione a cifre laterale della zampa). <img src="/files/ftp_upload/2623/2623fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Posizionamento di punto in bianco (# 1), giallo (# 2) e bianco (# 3) cursori per analizzare un tetano. Uno schermo rappresentante colpo del software DMA viene mostrato per tibiotarsica tetania estensione, stesso animale come mostrato in Fig. 1. <img src="/files/ftp_upload/2623/2623fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. Posizionamento di punto in bianco (# 1), giallo (# 2) e bianco (# 3) cursori per analizzare un eccentrico stiro-infortunio contrazione. Una schermata rappresentante del software DMA è indicato per un singolo tratto eccentrico-infortunio contrazione in un ambiente sano cane di 13 kg. L&#39;altopiano iniziale (linea verde) illustra la fase isometrica della contrazione. La fase isometrica è seguita da un eccentrico (allungamento) di fase, come illustrato dal picco rapido la linea verde. Ripetute contrazioni eccentriche tipicamente provocare un calo costante della coppia isometrica.

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	<li>Childers, M. K., Okamura, C. S., Bogan, D. J., Bogan, J. R., Petroski, G. F., McDonald, K., Kornegay, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eccentric+contraction+injury+in+dystrophic+canine+muscle.">Eccentric contraction injury in dystrophic canine muscle.</a> Arch Phys Med Rehabil. 83, 1572-1578 (2002).</li><li>Childers, M. K., Okamura, C. S., Bogan, D. J., Bogan, J. R., Sullivan, M. J., Kornegay, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myofiber+injury+and+regeneration+in+a+canine+homologue+of+Duchenne+muscular+dystrophy.">Myofiber injury and regeneration in a canine homologue of Duchenne muscular dystrophy.</a> Am J Phys Med Rehabil. 80, 175-181 (2001).</li><li>MK, C. h. i. l. d. e. r. s., JT, S. t. a. l. e. y., JN, K. o. r. n. e. g. a. y., KS, M. c. D. o. n. a. l. d. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skinned+single+fibers+from+normal+and+dystrophin-deficient+dogs+incur+comparable+stretch-induced+force+deficits.">Skinned single fibers from normal and dystrophin-deficient dogs incur comparable stretch-induced force deficits.</a> Muscle Nerve. 31, 768-771 (2005).</li><li>Kornegay, J. N., Bogan, D. J., Bogan, J. R., Childers, M. K., Cundiff, D. D., Petroski, G. F., Schueler, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contraction+force+generated+by+tarsal+joint+flexion+and+extension+in+dogs+with+golden+retriever+muscular+dystrophy.">Contraction force generated by tarsal joint flexion and extension in dogs with golden retriever muscular dystrophy.</a> J Neurol Sci. 166, 115-121 (1999).</li><li>Liu, J. M., Okamura, C. S., Bogan, D. J., Bogan, J. R., Childers, M. K., Kornegay, J. N. <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+prednisone+in+canine+muscular+dystrophy.">Effects of prednisone in canine muscular dystrophy.</a> Muscle Nerve. 30, 767-773 (2004).</li><li>Tegeler, C. J., Grange, R. W., Bogan, D. J., Markert, C. D., Case, D., Kornegay, J. N., Childers, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eccentric+contractions+induce+rapid+isometric+torque+drop+in+dystrophin-deficient+dogs.">Eccentric contractions induce rapid isometric torque drop in dystrophin-deficient dogs.</a> Muscle Nerve. 42, 130-132 (2010).</li><li>Allen, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eccentric+muscle+damage:+mechanisms+of+early+reduction+of+force.">Eccentric muscle damage: mechanisms of early reduction of force.</a> Acta Physiol Scand. 171, 311-319 (2001).</li><li>Friden, J., Lieber, 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=Eccentric+exercise-induced+injuries+to+contractile+and+cytoskeletal+muscle+fibre+components.">Eccentric exercise-induced injuries to contractile and cytoskeletal muscle fibre components.</a> Acta Physiol Scand. 171, 321-326 (2001).</li><li>Merkies, I. S., Faber, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Outcome+measures+in+Duchenne+muscular+dystrophy:+are+we+ready+for+the+new+therapeutic+era?.">Outcome measures in Duchenne muscular dystrophy: are we ready for the new therapeutic era?.</a> Neuromuscul Disord. 19, 447-447 (2009).</li><li>Nagaraju, K., Willmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developing+standard+procedures+for+murine+and+canine+efficacy+studies+of+DMD+therapeutics:+report+of+two+expert+workshops+on+"Pre-clinical+testing+for+Duchenne+dystrophy".">Developing standard procedures for murine and canine efficacy studies of DMD therapeutics: report of two expert workshops on "Pre-clinical testing for Duchenne dystrophy".</a> Neuromuscul Disord. 19, 502-506 (2009).</li><li>Proske, U., Allen, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Damage+to+skeletal+muscle+from+eccentric+exercise.">Damage to skeletal muscle from eccentric exercise.</a> Exerc Sport Sci Rev. 33, 98-104 (2005).</li><li>Warren, G. L., Lowe, D. A., Armstrong, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+tools+used+in+the+study+of+eccentric+contraction-induced+injury.">Measurement tools used in the study of eccentric contraction-induced injury.</a> Sports Med. 27, 43-59 (1999).</li></ol>

La produzione di questo video-articolo è stato sponsorizzato da Aurora Scientific, Inc.

Questo protocollo è utilizzato per valutare la funzionalità muscolare grandi animali in vivo per analizzare, documentare e determinare l&#39;efficacia degli interventi di trattamento o di documentare le caratteristiche biologiche della progressione della malattia. 1-6 posizionamento degli animali, il posizionamento degli arti e il posizionamento di elettrodi sono le variabili chiave che in modo significativo i risultati impatto. In uno studio preliminare, la media concentrazione alveolare (MAC) valori per isoflurano non ha influenzato significativamente misure di forza (RO Schueler, Koch H, Kornegay JN, dati non pubblicati, 1993). Hardware e software sono disponibili in commercio e metodi ben stabiliti. 7, 1,2,8,4,9-11,6,12 Si raccomanda agli utenti di ottenere e utilizzare il software e le attrezzature di cui sopra quando si segue questo protocollo. Modifiche: i limiti del servomotore attuali comprendono la massa corporea di circa 23 kg e lunghezza zampa di 20 cm. Si noti che il limite di coppia è ~ 8 N-tester per il trasduttore di coppia (modello 310LR) descritto qui. Questo valore può essere superato da cani normali a 6 mesi o più. Eventuali modifiche al protocollo correnti includono l&#39;aggiornamento del software e per aumentare la gamma di coppia del trasduttore. Aurora scientifico produce un dispositivo di posizionamento degli arti per gli animali di grandi dimensioni che possono essere sostituiti per il frame stereotassico utilizzati nel protocollo corrente. Questo metodo è stato applicato con successo per altri modelli animali, tra cui i primati non umani.

<table border="1"><tbody><tr><th> Nome del reagente </th><th> Azienda </th><th> Numero di catalogo </th><th> Commenti (opzionale) </th></tr><tr><td> Elettrodi stimolanti </td><td> Teca </td><td> 25mmx26G </td><td> Monouso sterili elettrodi ad ago monopolare </td></tr><tr><td> Stimolatore </td><td> Erba </td><td> S88X </td><td></td></tr><tr><td> Stimolo isolamento unità </td><td> Erba </td><td> SIU-C </td><td></td></tr><tr><td> Leva del sistema muscolare </td><td> Aurora scientifico </td><td> 310C-LR </td><td> Pedana opzione </td></tr><tr><td> Segnale di interfaccia </td><td> Aurora scientifico </td><td> Serie 604A </td><td></td></tr><tr><td> Muscle Dynamic Control &amp; Software di analisi </td><td> Aurora scientifico </td><td> Aurora scientifico </td><td></td></tr><tr><td> PC / Monitor </td><td> Aurora scientifico </td><td> Computer con Windows XP </td><td></td></tr><tr><td> Arto posizione del dispositivo </td><td> Aurora scientifico </td><td> NA </td><td> Può essere sostituito per telaio stereotassico </td></tr><tr><td> Tavolo </td><td> Northstar doganale, LLC </td><td> NA </td><td> Tabella personalizzata fatta </td></tr><tr><td> Avvolgere flessibile per il collegamento zampa di pedalare </td><td> Andover </td><td> PetFlex (5cmx2m) </td><td> Possono essere riutilizzati una volta o due </td></tr></tbody></table>

in vivo canine muscle function assay

Descriviamo un metodo minimamente invasivo e riproducibili per misurare la forza dei muscoli pelvici canina degli arti e la risposta muscolare alle ripetute contrazioni eccentriche. L&#39;arto pelvico di un cane anestetizzato è immobilizzato in una cornice stereotassica per allineare la tibia ad angolo retto rispetto al femore. Adesivo avvolgere appone la zampa di un pedale montati sull&#39;albero di un servomotore per misurare la coppia. Stimolazione nervosa percutanea attiva i muscoli degli arti pelvici della zampa a uno push (estendere) o tirare (flex) contro il pedale per generare una coppia isometrica. Stimolazione del nervo tibiale percutanea attiva i muscoli estensori tibio-tarsica. Ripetute eccentrico (allungamento) contrazioni sono indotte nei muscoli flessori tibio-tarsica con la stimolazione del nervo peroneo percutanea. Il protocollo eccentrico è costituito da una contrazione isometrica iniziale seguito da un tratto forzata imposta dal servomotore. La rotazione si allunga in modo efficace, mentre il muscolo si contrae, ad esempio, una contrazione eccentrica. Durante la stimolazione dei muscoli flessori sono sottoposte a un isometrica 800 msec e 200 msec contrazione eccentrica. Questa procedura viene ripetuta ogni 5 sec. Per evitare l&#39;affaticamento, 4 min resto segue le contrazioni ogni 10 con un totale di 30 contrazioni eseguite.

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In Vivo Canine Muscle Function Assay

Descriviamo un metodo minimamente invasivo e indolore per misurare la forza muscolare degli arti posteriori del cane e la risposta muscolare alle ripetute contrazioni eccentriche.

In Vivo saggio canina funzione muscolare

We describe a minimally-invasive and reproducible method to measure canine pelvic limb muscle strength and muscle response to repeated eccentric 
...

Research

JoVE Journal

Medicine

In Vivo Canine Muscle Function Assay

16.7K Views.  Wake Forest University. Descriviamo un metodo minimamente invasivo e indolore per misurare la forza muscolare degli arti posteriori del cane e la risposta muscolare alle ripetute contrazioni eccentriche.

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An in vivo Assay to Test Blood Vessel Permeability

This method is based on the intravenous injection of Evans Blue in mice as the test animal model. Evans blue is a dye that binds albumin. Under physiologic conditions the endothelium is impermeable to albumin, so Evans blue bound albumin remains restricted within blood vessels. In pathologic conditions that promote increased vascular permeability endothelial cells partially lose their close contacts and the endothelium becomes permeable to small proteins such as albumin. This condition allows for extravasation of Evans Blue in tissues. A healthy endothelium prevents extravasation of the dye in the neighboring vascularized tissues. Organs with increased permeability will show significantly increased blue coloration compared to organs with intact endothelium. The level of vascular permeability can be assessed by simple visualization or by quantitative measurement of the dye incorporated per milligram of tissue of control versus experimental animal/tissue. Two powerful aspects of this assay are its simplicity and quantitative characteristics. Evans Blue dye can be extracted from tissues by incubating a specific amount of tissue in formamide. Evans Blue absorbance maximum is at 620 nm and absorbance minimum is at 740 nm. By using a standard curve for Evans Blue, optical density measurements can be converted into milligram dye captured per milligram of tissue. Statistical analysis should be used to assess significant differences in vascular permeability.

An in vivo Assay to Test Blood Vessel Permeability

We are presenting an in vivo assay to test blood vessel permeability. This assay is based on intravenous injection of a dye and subsequent visualization of its diffusion into interstitial spaces.

Un<em&gt; In vivo</em&gt; Test per la verifica della nave Permeabilità Sangue

This method is based on the intravenous injection of Evans Blue in mice as the test animal model. Evans blue is a dye that binds albumin. Under ...

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Medicina

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. Here, we describe a general protocol for cell labeling, imaging, and image processing. The technique is applicable to various cell types and animal models, although here we focus on a typical mouse model for tracking murine immune cells. The most important issues for cell labeling are described, as these are relevant to all models. Similarly, key imaging parameters are listed, although the details will vary depending on the MRI system and the individual setup. Finally, we include an image processing protocol for quantification. Variations for this, and other parts of the protocol, are assessed in the Discussion section. Based on the detailed procedure described here, the user will need to adapt the protocol for each specific cell type, cell label, animal model, and imaging setup. Note that the protocol can also be adapted for human use, as long as clinical restrictions are met.

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

We describe a general protocol for in vivo cell tracking using MRI in a mouse model with ex vivo labeled cells. A typical protocol for cell labeling, image acquisition processing and quantification is included.

In vivo 19 F MRI per il tracciamento cellulare

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

High-throughput Flow Cytometry Cell-based Assay to Detect Antibodies to N-Methyl-D-aspartate Receptor or Dopamine-2 Receptor in Human Serum

Over the recent years, antibodies against surface and conformational proteins involved in neurotransmission have been detected in autoimmune CNS diseases in children and adults. These antibodies have been used to guide diagnosis and treatment. Cell-based assays have improved the detection of antibodies in patient serum. They are based on the surface expression of brain antigens on eukaryotic cells, which are then incubated with diluted patient sera followed by fluorochrome-conjugated secondary antibodies. After washing, secondary antibody binding is then analyzed by flow cytometry. Our group has developed a high-throughput flow cytometry live cell-based assay to reliably detect antibodies against specific neurotransmitter receptors. This flow cytometry method is straight forward, quantitative, efficient, and the use of a high-throughput sampler system allows for large patient cohorts to be easily assayed in a short space of time. Additionally, this cell-based assay can be easily adapted to detect antibodies to many different antigenic targets, both from the central nervous system and periphery. Discovering additional novel antibody biomarkers will enable prompt and accurate diagnosis and improve treatment of immune-mediated disorders.

Over the recent years, live cell-based assays have been used successfully to detect antibodies against surface and conformational antigens. Here, we describe a method using high-throughput flow cytometry enabling the analysis of large cohorts of patients. Detection of novel antibodies will improve diagnosis and treatment of immune-mediated disorders.

High-throughput Citometria a Flusso test cellulare per individuare gli anticorpi per N-metil-D-aspartato Receptor o dopamina-2 recettore nel siero umano

Over the recent years, antibodies against surface and conformational proteins involved in neurotransmission have been detected in autoimmune CNS diseases ...

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

Valutazione del ventricolo destro Struttura e funzione in modello murino di polmonare Arteria Costrizione da ecocardiografia transtoracica

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Early Detection of Drug-Induced Renal Hemodynamic Dysfunction Using Sonographic Technology in Rats

The kidney normally functions to maintain hemodynamic homeostasis and is a major site of damage caused by drug toxicity. Drug-induced nephrotoxicity is estimated to contribute to 19- 25% of all clinical cases of acute kidney injury (AKI) in critically ill patients. AKI detection has historically relied on metrics such as serum creatinine (sCr) or blood urea nitrogen (BUN) which are demonstrably inadequate in full assessment of nephrotoxicity in the early phase of renal dysfunction. Currently, there is no robust diagnostic method to accurately detect hemodynamic alteration in the early phase of AKI while such alterations might actually precede the rise in serum biomarker levels. Such early detection can help clinicians make an accurate diagnosis and help in in decision making for therapeutic strategy. Rats were treated with Cisplatin to induce AKI. Nephrotoxicity was assessed for six days using high-frequency sonography, sCr measurement and upon histopathology of kidney. Hemodynamic evaluation using 2D and Color-Doppler images were used to serially study nephrotoxicity in rats, using the sonography. Our data showed successful drug-induced kidney injury in adult rats by histological examination. Color-Doppler based sonographic assessment of AKI indicated that resistive-index (RI) and pulsatile-index (PI) were increased in the treatment group; and peak-systolic velocity (mm/s), end-diastolic velocity (mm/s) and velocity-time integral (VTI, mm) were decreased in renal arteries in the same group. Importantly, these hemodynamic changes evaluated by sonography preceded the rise of sCr levels. Sonography-based indices such as RI or PI can thus be useful predictive markers of declining renal function in rodents. From our sonography-based observations in the kidneys of rats that underwent AKI, we showed that these noninvasive hemodynamic measurements may consider as an accurate, sensitive and robust method in detecting early stage kidney dysfunction. This study also underscores the importance of ethical issues associated with animal use in research.

Early stage hemodynamic dysfunction is critical to the development of kidney disease. Yet, detection methodologies are limited. Recent advances in sonography provide a noninvasive, accurate option for early detection of kidney injury. This study outlines a step-by-step, sonographic methodology for detecting kidney dysfunction using a drug-induced nephrotoxicity rat model.

La diagnosi precoce del farmaco-indotta renale emodinamica erettile Utilizzando ecografica Technology di ratti

The kidney normally functions to maintain hemodynamic homeostasis and is a major site of damage caused by drug toxicity. Drug-induced nephrotoxicity is ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow reserve (CFR) in humans. Reduced CFR is accompanied by marked intramyocardial and pericoronary fibrosis and is used as an indication of the severity of dysfunction. This study explores, step-by-step, the real-time changes measured in the coronary flow velocity, CFR and systolic to diastolic peak velocity (S/D) ratio in the setting of an aortic banding model in mice. By using a Doppler transthoracic imaging technique that yields reproducible and reliable data, the method assesses changes in flow in the septal coronary artery (SCA), for a period of over two weeks in mice, that previously either underwent aortic banding or thoracotomy. 
During imaging, hyperemia in all mice was induced by isoflurane, an anesthetic that increased coronary flow velocity when compared with resting flow. All images were acquired by a single imager. Two ratios, (1) CFR, the ratio between hyperemic and baseline flow velocities, and (2) systolic (S) to diastolic (D) flow were determined, using a proprietary software and by two independent observers. Importantly, the observed changes in coronary flow preceded LV dysfunction as evidenced by normal LV mass and fractional shortening (FS). 
The method was benchmarked against the current gold standard of coronary assessment, histopathology. The latter technique showed clear pathologic changes in the coronary artery in the form of peri-coronary fibrosis that correlated to the flow changes as assessed by echocardiography. 
The study underscores the value of using a non-invasive technique to monitor coronary circulation in mouse hearts. The method minimizes redundant use of research animals and demonstrates that advanced ultrasound-based indices, such as CFR and S/D ratios, can serve as viable diagnostic tools in a variety of investigational protocols including drug studies and the study of genetically modified strains.

Coronary flow reserve (CFR) is useful for assessment of myocardial oxygen demand and evaluation of cardiovascular risk. This study establishes a step-by-step transthoracic Doppler echocardiographic (TTDE) method for longitudinal monitoring of the changes in CFR, as measured from coronary artery in mice, under the experimental pressure overload of aortic banding.

Valutazione Ecografia base di coronaropatia Flow e flusso coronarico Reserve Utilizzando la pressione Sovraccarico modello nei topi

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Depletion of Mouse Cells from Human Tumor Xenografts Significantly Improves Downstream Analysis of Target Cells

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic patient tumors in different assays1. Human tumor xenografts represent the gold standard with respect to tumor biology, drug discovery, and metastasis research 2-4. Tumor xenografts can be derived from different types of material like tumor cell lines, tumor tissue from primary patient tumors4 or serially transplanted tumors. When propagated in vivo, xenografted tissue is infiltrated and vascularized by cells of mouse origin. Multiple factors such as the tumor entity, the origin of xenografted material, growth rate and region of transplantation influence the composition and the amount of mouse cells present in tumor xenografts. However, even when these factors are kept constant, the degree of mouse cell contamination is highly variable.
Contaminating mouse cells significantly impair downstream analyses of human tumor xenografts. As mouse fibroblasts show high plating efficacies and proliferation rates, they tend to overgrow cultures of human tumor cells, especially slowly proliferating subpopulations. Mouse cell derived DNA, mRNA, and protein components can bias downstream gene expression analysis, next-generation sequencing, as well as proteome analysis 5. To overcome these limitations, we have developed a fast and easy method to isolate untouched human tumor cells from xenografted tumor tissue. This procedure is based on the comprehensive depletion of cells of mouse origin by combining automated tissue dissociation with the benchtop tissue dissociator and magnetic cell sorting. Here, we demonstrate that human target cells can be can be obtained with purities higher than 96% within less than 20 min independent of the tumor type.

Human tumor xenografts are vascularized and infiltrated by cells of mouse origin during the growth phase in vivo. To circumvent the bias caused by these contaminating cells during downstream analysis, we developed a method allowing for comprehensive depletion of all mouse cells by magnetic cell sorting.

L&#39;esaurimento delle cellule di topo da xenotrapianti tumorali umani migliora in modo significativo Analisi A valle delle cellule bersaglio

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic ...

Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

Skeletal muscle mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity, which is critically important in health and disease, can be measured in vivo and noninvasively in humans via phosphorus-31 magnetic resonance spectroscopy (31PMRS). However, the approach has not been widely adopted in translational and clinical research, with variations in methodology and limited guidance from the literature. Increased optimization, standardization, and dissemination of methods for in vivo 31PMRS would facilitate the development of targeted therapies to improve OXPHOS capacity and could ultimately favorably impact cardiovascular health. 31PMRS produces a noninvasive, in vivo measure of OXPHOS capacity in human skeletal muscle, as opposed to alternative measures obtained from explanted and potentially altered mitochondria via muscle biopsy. It relies upon only modest additional instrumentation beyond what is already in place on magnetic resonance scanners available for clinical and translational research at most institutions. In this work, we outline a method to measure in vivo skeletal muscle OXPHOS. The technique is demonstrated using a 1.5 Tesla whole-body MR scanner equipped with the suitable hardware and software for 31PMRS, and we explain a simple and robust protocol for in-magnet resistive exercise to rapidly fatigue the quadriceps muscle. Reproducibility and feasibility are demonstrated in volunteers as well as subjects over a wide range of functional capacities.

Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

This work demonstrates the feasibility of an in vivo phosphorus-31 magnetic resonance spectroscopy (31PMRS) technique to quantify mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity in human skeletal muscle.

Fosforo-31 spettroscopia di risonanza magnetica: uno strumento per misurare<em&gt; In Vivo</em&gt; Capacità fosforilazione ossidativa mitocondriale nel muscolo scheletrico umano

Skeletal muscle mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity, which is critically important in health and disease, can be measured in vivo ...

In Vivo Evaluation of the Mechanical and Viscoelastic Properties of the Rat Tongue

The tongue is a highly innervated and vascularized muscle hydrostat on the floor of the mouth of most vertebrates. Its primary functions include supporting mastication and deglutition, as well as taste-sensing and phonetics. Accordingly, the strength and volume of the tongue can impact the ability of vertebrates to accomplish basic activities such as feeding, communicating, and breathing. Human patients with sleep apnea have enlarged tongues, characterized by reduced muscle tone and increased intramuscular fat that can be visualized and quantified by magnetic resonance imaging (MRI). The abilities to measure force generation and viscoelastic properties of the tongue constitute important tools for obtaining functional information to correlate with imaging data. Here, we present techniques for measuring tongue force production in anesthetized Zucker rats via electrical stimulation of the hypoglossal nerves and for determining the viscoelastic properties of the tongue by applying passive Lissajous force/deformation curves.

In Vivo Evaluation of the Mechanical and Viscoelastic Properties of the Rat Tongue

We describe a surgical procedure in an anesthetized rat model for determining the muscle tone and viscoelastic properties of the tongue. The procedure involves specific stimulation of the hypoglossal nerves and application of passive Lissajous force/deformation curves to the muscle.

Valutazione in vivo delle proprietà meccaniche e viscoelastiche del linguaggio del ratto

The tongue is a highly innervated and vascularized muscle hydrostat on the floor of the mouth of most vertebrates. Its primary functions include ...

Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic demand. Reactive hyperemia (in response to a brief period of tissue ischemia) is an independent predictor of cardiovascular events and provides important insight into vascular health and vasodilatory capacity. Skeletal muscle oxidative capacity is equally important in health and disease, as it determines the energy supply for myocellular processes. Here, we describe a simple, non-invasive approach using near-infrared spectroscopy to assess each of these major clinical endpoints (reactive hyperemia, neurovascular coupling, and muscle oxidative capacity) during a single clinic or laboratory visit. Unlike Doppler ultrasound, magnetic resonance images/spectroscopy, or invasive catheter-based flow measurements or muscle biopsies, our approach is less operator-dependent, low-cost, and completely non-invasive. Representative data from our lab taken together with summary data from previously published literature illustrate the utility of each of these end-points. Once this technique is mastered, application to clinical populations will provide important mechanistic insight into exercise intolerance and cardiovascular dysfunction.

Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with &#039;One Stop Shop&#039; Near-infrared Spectroscopy

Here, we describe a simple, non-invasive approach using near-infrared spectroscopy to assess reactive hyperemia, neurovascular coupling and skeletal muscle oxidative capacity in a single clinic or laboratory visit.

Muscolo scheletrico Neurovascular accoppiamento, capacità ossidativa e funzione microvascolare con 'One Stop Shop' spettroscopia nel vicino infrarosso

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic ...