Name: application of chronic stimulation to study contractile activity-induced rat skeletal muscle phenotypic adaptations
Uploaded: 2018-01-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 50 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Application of Chronic Stimulation to Study Contractile Activity-induced Rat Skeletal Muscle Phenotypic Adaptations at JoVE.com

Liam Tyron el yazması uzman onun okuma için minnettarız. Bu eser Doğa Bilimleri ve mühendislik Araştırma Konseyi, Kanada (NSERC) ö. A. Hood için fon tarafından desteklenmiştir. Ö. A. Hood ayrıca Kanada araştırma sandalye hücre fizyolojisi sahiptir.

Tüm hayvan ile ilgili yordamları gözden geçirilmiş ve York Üniversitesi hayvan bakımı Komitesi tarafından onaylanmış. York Üniversitesi'nde hayvan tesisinde gelişinden sonra gıda sağlanan ad libitumile cerrahi işlem öncesinde onların ortama parkenizin en az beş gün tüm rats verildi. Her ne kadar bu iletişim kuralı diğer türler15,17,22' ye daha önce uygulanmış olan geçerli kağıt Pette ve meslektaşları23 öncü çalışmaları oluşturur ve sıçan modelinde özellikle duruluyor.
1. kronik Contractile etkinlik birimi hazırlanması
<ol><li>Bir voltmetre kullanarak, sikke lityum piller potansiyelini denetleyin. Not: Her pil potansiyelini 3.0 ± 0.10 V olması gerekir.</li>
	<li>Böylece toplam potansiyel 6-9 V iki ya da üç pil birimi yuvasına takın. Not: Bütün deneysel işlem sırasında ne kadar potansiyel (6 veya 9 V) korumak için göz önünde bulundurulacak araştırmacılar takdirine kadar öyle. Çalışma tasarım ve uyarıcı istenen yoğunluğuna bağlı olarak, 2 veya 3 piller kullanılabilir.</li>
	<li>Birim düzgün nabız göstergesi 1 darbe taşınabilir kızılötesi strobe ışık tarafından yayılan birimine açarak çalıştığından emin olun.</li>
</ol>2. cerrahi işlem kronik Contractile aktivitesinin
Not: tüm cerrahi alet cerrahi işlem önce Sterilize. Hem sırasında ve hemen sonrasında ameliyat, fareler vücut sıcaklığını bir Isıtma yastığı tarafından korunur. Bu cerrahi işlem cerrahi örtüsü üzerinde gerçekleştirmek için arzu edilir. Cerrah steril cerrahi eldiven gibi temiz laboratuar önlüğünü giymelisin. Gerekirse, bu tek kullanımlık maske maske takmak için tavsiye edilir.
<ol><li>Fareler küçük % 1-3 anestezi isoflurane inhalasyon ile oksijen, bir gaz Buharlaştırıcı sistemi tarafından işletilmektedir. Hayvan tamamen hindlimb ayak çimdik denetleyerek ve solunum derinlik ve oranı gözlemleyerek sakinleştirici aldı onaylayın. Oküler yağ gözler kuruluğu önlemek için geçerlidir. Meloksikam (0,5 mg/mL) 2 mg/kg bir Subkutan Enjeksiyon uygulanır. Not: Ayrıca analjezi (örneğin, Meloksikam artı lidokain) sırasında ve ameliyat sonrası ağrı en aza indirmek için Multi-Modal bir uygulama olması önerilir.</li>
	<li>Yavaşça sol hindlimb yanı sıra bir şerit arka boyun, gövde etrafında civarında arkasında forelimbs ve anterior Toraks genelinde tıraş. Yavaşça iyot ve etil alkol dezenfekte ile traş alanlarını silin.</li>
	<li>Onun karnına döşeme hayvanla (kürek kemikleri arasındaki aşikar alan) traş bölgesinin merkezinde boyun arkasında küçük bir insizyon attım (~0.5 cm) yapmak bir neşter (No. 10 bıçak) kullanarak.</li>
	<li>Ortak peroneal sinir bulun.<ol>
<li>Hayvan sağ yan üzerine rulo ve ~ 2-3 cm olun-uzun sol hindlimb deride kesti. Diz eklem çukur ve arka kuyruk kökeni yakın arasında landmarked üst kalça kas gruplarını kesi çevresini hedef. Not: ilk kesi alan vücut konumunu değiştirirken kontamine değil dikkatli olun.</li>
		<li>Künt uçlu kullanarak eğri Cerrahi makas, subkutan alan yaygın olarak incelemek ~3.5 - 4 cm, deri bir cep arasında açılan deri ve temel kas yapmak için temel kas ayıran. Cilt kesi (~1.5 cm2) tüm çevresi temel doku açın.</li>
		<li>Küçük bir insizyon attım (daha az 0.5 cm) ile Cerrahi makas makas ipuçları kas doğrudan aşağı kesiyorsun sağlanması, pazı kemiği kas üzerinde olun.</li>
		<li>İç kas gruplarını ve ortak peroneal sinir görünür hale gelene kadar hafifçe açık kesme alan (dış kas dokuları (Yani, pazı kemiği) derinliği ~0.5 cm olan). Forseps kullanarak, yavaşça touch/görünür sinir kıstırmak ve hedef kas gruplarını (Örneğin, TA kas) ve ayak parmakları (görünür dorsiflexion) ortak peroneal sinir izole olduğunu doğrulamak için yanıt gözlemlemek. Not: Bu adım kesme veya sinir zarar önlemek için son derece dikkatli yapılmalıdır.</li>
		<li>Pencereyi pencerenin boyutunu ~1.5 cm2 pencerenin ortasına yalan peroneal sinir ile öyle ki açık metal traktör ile çekerek tarafından tamir. Askıları ve/veya tablo, yüzey (veya cerrahi kurulu) bağlanır lastik bantlar bağlı küçük metal kanca kullanın (şekil 2A).</li>
	</ol></li>
	<li>Tel sinir iki tarafa da ekleyin.<ol>
<li>~ 50-60 cm, politetrafloroetilin (PTFE) hazırlamak-kaplı ince paslanmaz çelik tel ve ikiye katlayın. Not: PTFA kaplı tel ameliyattan önce UV ışık altında göstermek yararlı olabilir.</li>
		<li>Tel bir 30 cm uzunluğundaki paslanmaz çelik çubuk yarık içine katlanmış parçası kanca. Çubuk, Tel, boyun arkasında küçük kesi alan doğru hindlimb, açık cebinden subkutan birlikte bir L Şekil desen bacak yukarı ve arka ortasına boyunca geçirin.</li>
		<li>Tel iki ucu hindlimb bulmak. Tüm teller PTFE yalıtılmış olduğundan teller şerit. Bir neşter kullanarak, dikkatle tel ucu ~1.5 cm şerit. Teller yıpranmış olmak, onları kesip ve yeniden şerit. Sökülen tel biter körelmenin 21-G iğne etrafında bir coil yapmak (5 kez), sarın. Bobinler düzgün yapıldıktan sonra iğneyi onları serbest bırakın.</li>
		<li>Bir boyutu 6-0 cerrahi ipek kullanarak, her bir ortak peroneal sinir (şekil 2A) her iki tarafında bobinleri güvenli.<ol>
<li>Bobin En sonunda bir düğüm yapın ve sinir sol tarafındaki dikiş. Bobin 1.5-2.5 mm den sinir olduğundan emin olun.</li>
			<li>Bobin güvenliğini sağlamak için iki veya üç ek dikiş bobin boyunca geçerlidir.</li>
			<li>Sinir sağ tarafta bu adımları yineleyin.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Antibiyotik çözüm (serum Ampisilin; 132 mg/mL) 2-3 damla uygulamak ve dikkatle boyutu 5-0 ipek kullanarak pencere (i.e., pazı kemiği kas dokusu) dikiş at.</li>
	</ol></li>
	<li>Gevşek tel (yaklaşık işaret parmağı çapı) ve subkutan pocket dikilmiş kesi pazı kemiği kas (yaklaşık yukarıda kalça) yukarıda içine itme kalan bolluk Rüzgar.</li>
	<li>Antibiyotik çözüm tekrar (serum Ampisilin; 132 mg/mL) 2-3 damla uygulanır. Zımbalama tarafından açılan cilt kapatın.</li>
	<li>(Boyun kesi bölgeden geliyor) teller CCA Stimülatörü bağlayın.<ol>
<li>Pin yuva ile tel bağlayın.<ol>
<li>Belgili tanımlık kesme 2 tel biter (Bu müşteri adayına peroneal sinir her iki tarafına sütüre bobinler) oluşturmak için boynun üst kısmında çıkan tel döngü kesti.</li>
			<li>Bir neşter, tarafından ~0.5 cm. kesim kapalı yıpranmış teller, tellerin uçları kapalı şerit varsa kullanarak.</li>
			<li>Yavaş yavaş kablolar soyulmuş parçalar pin yuva deliğe itmek ve pin yuva teller kullanarak bir havya, lehim.</li>
		</ol>
</li>
		<li>İsteğe bağlı olarak, kablo bağlantısını kontrol edin.<ol>
<li>Pimleri büyük benchtop Stimülatörü birim yolu ile timsah klipleri bağlayın.</li>
			<li>Dorsiflexes ayak TA kas sözleşmeleri ve sol onaylamak için bir tek darbe 9 V (0.1 ms, 10 Hz) teslim.</li>
		</ol>
</li>
		<li>PIN bağlı telli uçları ~ 4 cm x 4 cm steril gazlı bez pad üzerinden geçmek.</li>
		<li>İğneler CCA Stimülatörü birimine bağlayın.<ol>
<li>Teller Stimülatörü kutusu tabanındaki delikten geçmek. Not: Bu kutuyu CCA Stimülatörü birimi için ev yapımı odası ve 3.5 cm × 3,5 cm × 2,5 cm13.</li>
			<li>Bağlantı kutuları CCA biriminin pimleri ekleyin. CCA birim odanın içine kırmadan. Yapışkan bir çivinin odasının altındaki CCA Birimi güvenliğini sağlamak için kullanın.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Atletik bir teyp veya gözenekli cerrahi teyp kullanarak, odası traş gövde etrafında bant ile düzeltmek. Odası taping üç katmanları ile üst kapatın ve bir kaset kutusu (şekil 2B) güvenliğini sağlamak için uyarıcı kutusu kenarları sarma tarafından bitirmek.</li>
	</ol></li>
	<li>CCA kızılötesi ışık tek bir darbe birimine açarak çalışıp çalışmadığını kontrol edin (dalga boyu spektrum > 770 nm) taşınabilir kızılötesi strobe ışık tarafından yayılan. Not: CCA düzgün çalışıyorsa, araştırmacılar hindlimb kasları (Yani, TA) yanıt kızılötesi ışık olarak sözleşme yaptığınız görmek mümkün olacaktır.</li>
	<li>Fareyi gözlemlemek ve tamamen kendine geldi kadar sıcaklık izlemek. Diğer hayvanların herhangi bir zarar görmesini önlemek için bir tek yolcu kafeste ev ve tüm tüneller ve plastik nesnelere çalışma uyarıcı birimine hasar görmesi veya hayvan yaralanma riskini azaltmak için geri kalanı için kafeste bırakmayın. Amoksisilin dahil bir su şişesiyle (0,5 mg/mL) sağlayın.</li>
	<li>Meloksikam 1 mg/kg doz subkutan her 24 saat en az 72 h için devam ediyor ameliyatı takiben uygulanır.</li>
</ol>3. kronik Contractile etkinliği
<ol><li>Ameliyattan sonra en az 5-7 gün tam bir iyileşme kesi ve dikiş alanların içinde/etrafında iskelet kasları için izin. Not: Sırasında ve sonrasında CCA yordam iyice her hayvanın durumu (Örneğin, yeme, içme, ve/veya taşıma) davranışları gözlemleyerek kontrol edin. Buna ek olarak, herhangi bir ağır stres veya yan etkileri bir değişiklik öncesi ve sonrası CCA yordamı vücut ağırlığının denetleyerek belirler.</li>
	<li>Tek bir nabız kızılötesi ışığın uyarıcı birimine açarak CCA stimülasyon günü, CCA üzerinde açmak (dalga boyu aralığı > 770 nm) taşınabilir kızılötesi strobe ışık tarafından.</li>
	<li>3 veya 6 h 10 Hz CCA stimülasyon uygulanır. Not: Uyarılması için zaman dilimi kadar araştırmacıdır. Stimülasyon sıklığını asla bu deneylerde değişikliğe uğramış ve mitokondrial uyum içinde yalnızca çok mütevazı geliştirmeleri 6 h/gün, bizim deneyim 3 uyarmaya genişleterek gözlenmiştir. Mümkünse, her 30-60 dk stimülasyon ve hayvan kontrol edin.</li>
	<li>İstenen CCA süre sonrasında, CCA birim yolu ile kızılötesi ışık pozlama (üniteyi dönüm olarak aynı yordam) kapatın.</li>
	<li>Eğer birden fazla gün uygulayarak, 3.2 adımı yineleyin. 3,4 için.</li>
	<li>Doku toplama zamanlamasını belirlemek. Örneğin, CCA (Yani, 18 h 6 h son CCA uyarılması sonra), anestezi altında CCA cerrahi işlem sırasında tamamlandý olarak yürütülen son bout başlangıcından sonra doku 24 h toplamak. Hemen tüm dokularda topladıktan sonra hayvanlar hayvan hala anestezi altında iken kalp bilincin ötenazi.</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>

Yazarlar ifşa gerek yok.

13,24,25 egzersiz kas fenotipik uyarlamalar çalışmak için mükemmel bir model egzersiz yoluyla düşük frekanslı kas uyarımı vivo içindekronik contractile etkinliği (CCA) modeldir , 26. önceki çalışmalar20,27' de gösterildiği CCA hangi tarafından araştırmacılar denetim eğitim birimleri ve Frekanslar (Ya...

İskelet kası bioenergetics ve fiziksel yapısı1değişiklikler ile eğitim egzersiz uyarlayabilirsiniz. Dayanıklılık eğitim tarafından getirdiği önemli değişiklikler bir artış mitokondrial bileşenler (Örneğin, sitokrom c oksidaz [COX] alt birimleri) ifadesi değerlendirilebilir, mitokondrial Biyogenez ifadesinin yanı sıra biridir Transkripsiyon coactivator PGC-1α2. Çalışmalar giderek artan sayıda mitokondrial ciro ve mitophagy, dahil olmak üzere çok sayıda diğer faktörler de kas uyarlamaları için önemli olduğunu belirttiler. Ancak, hangi akut veya kronik egzersiz tarafından mekanizmaları bunlar düzenleyici kas iskelet süreçlerinde hala belirsiz.
Egzersizden kaynaklanan kas uyarlamalar düzenleyen yolları betimlemek için çeşitli egzersiz modelleri genellikle tekerlek çalışan ve egzersiz yüzme koşu bandı, dahil kemirgen çalışmalarda kullanılmıştır. Ancak, bu iletişim kuralları ~ 4-12 hafta bu fenotipik değişiklikler3,4,5gözlemlemek için gerekli olan bazı sınırlamalar sahip. Bu önemli ölçüde daha kısa bir sürede kas uyarlamaları için açabilir gibi alternatif bir deneysel yöntem düşük frekanslı stimülasyon kaynaklı kronik contractile etkinliği (CCA) etkili, kullanılmış olan (Yani, 7 gün) ve etkileri gibi görünüyor olmak karşılaştırılabilir ya da diğer egzersiz protokolleri bile daha büyüktür. Ayrıca, hormonal6, sıcaklık7ve nörolojik etkiler8 varlığı bu kronik egzersiz kas özel yanıt anlamak zor hale getirebilir. Örneğin, tiroid hormon9,10 ve insülin benzeri büyüme faktörü (IGF) -111 da iskelet diğer sinyal yollar düzenleyen eğitim kaynaklı kas uyarlamaları, arabuluculuk tespit edilmiştir Kas. Özellikle, CCA kaynaklı etkileri en az odak kas iskelet doğrudan yanıt contractile aktivite olarak yerleştirilmesini sağlayan sistemik faktörler tarafından düzenlenmektedir.
Dış ünitenin CCA için ilk Tyler ve Wright12tarafından tanıtıldı ve değişiklikler12ile geliştirilmiştir. Kısacası, birim üç ana bölümden oluşmaktadır: açma ve kapatma-ebilmek var olmak dönük kızılötesi ışık, bir darbe jeneratör ve nabız göstergesi (şekil 1) maruz bir kızılötesi Dedektör. Detaylı devre tasarımı in Stimülatörü birim oldu daha önce açıklanan13. CCA detaylı ve belirli özellikleri daha fazla bulunabilir bir dizi inceleme derinlemesine makaleler14,15,16,17. Kısacası, stimülasyon Protokolü ortak peroneal sinir düşük frekansta etkinleştirmek için tasarlanmıştır (Yani, 10 Hz), ve innervated kasları (tibialis anterior [TA] ve ekstansiyon digitorum longus [Edi] kas) için sözleşme zorunda kalan bir önceden belirlenmiş süre (örneğin, 3-6 h). Zaman içinde bu bir daha aerobik fenotip, kapiller yoğunluk18 ve mitokondrial içerik19,20,21artış gösterdiği söz konusu kasları geçirir. Bu nedenle, bu yöntem bazı fareler büyük dayanıklılık eğitim adaptasyonu kas iskelet içinde taklit etmek için kanıtlanmış bir modeldir.
Bu kağıt böylece araştırmacılar kendi egzersiz çalışmaları bu modelde uygulayabilirsiniz CCA ikna etmek için elektrot implantasyonu ameliyatı detaylı bir yordam sunar. CCA böylece egzersiz eğitim başlangıcı takip hem erken ve daha sonra zaman noktalarda çeşitli moleküler ve sinyal olayların soruşturma için etkili bir araç sağlayan kas uyarlamaları, saat ders çalışmak için mükemmel bir model var.

<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

Biyokimyasal ve fizyolojik özelliklerini büyük ölçüde yanıt kronik egzersiz olarak değişmiş gibi iskelet kas son derece uyarlanabilir bir doku olduğunu. Çeşitli kas uyarlamaları hakkında getirmek temel mekanizmaları araştırmak için bir dizi egzersiz Protokolü koşu bandı, tekerlek koşu ve yüzme egzersiz gibi hayvan çalışmalarında kullanılmıştır. Ancak, bunlar modelleri egzersiz de Böylece daralma kaynaklı kas özgü uyarlamalar eğitim uygulamaları sınırlama humoral veya nörolojik faktörler tarafından düzenlenmiş olabilir kas uyarlamalar ulaşmak için uzun bir süre gerektirir. Bu başarıyla 7 gün içinde sistemik faktörler bağımsız kas mitokondrial uyarlamaları için açabilir gibi dolaylı düşük frekans stimülasyon (10 Hz) Kronik contractile etkinliği (CCA) ikna etmek için alternatif bir model egzersiz eğitim için kullanılmıştır. Bu kağıt CCA tedavisi için sıçan, kas iskelet uygulamak için gelecekte yaygın uygulama çalışmaları için gereken cerrahi teknik ayrıntıları.

Kronik contractile aktivite (CCA) kas iskelet içinde olumlu mitokondrial uyarlamalar ikna etmek için etkili bir araç olduğunu göstermiştir. CCA (günde 6 saat) 7 gün tabi fareler uyarılan kas unstimulated kontralateral (kontrol) hindlimb ile karşılaştırıldığında geliştirilmiş mitokondrial Biyogenez görüntülemek. Bu artış, mitokondrial Biyogenez PGC-1α (şekil 3A), artan protein ifadesi ile birlikte diğer anahtar mitokondrial proteinle...

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

Bu iletişim kuralı sıçan hindlimb iskelet kas uyarımı kaynaklı uyarlamalar gözlemlemek için egzersiz kronik contractile etkinlik modeli açıklar.

Contractile fare faaliyet kaynaklı kas iskelet fenotipik uyarlamalar çalışmaya kronik stimulasyon uygulanması

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 Görüntüleme.  York University. Bu iletişim kuralı sıçan hindlimb iskelet kas uyarımı kaynaklı uyarlamalar gözlemlemek için egzersiz kronik contractile etkinlik modeli açıklar.

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.

İzole İskelet Kası Myo-mekanik Analizi

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 ...

Tıp

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.

Bir In vivo</emDaralma indüklenen Sakatlık ve Kurtarma Non-invaziv İzleme> Kemirgen Model

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.

Mikro Silikon konsolun Kullanımı Hücresel kasılma fonksiyonunu değerlendirmek için<em&gt; İn Vitro</em

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

Biyomühendislik

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.

Uygulamaları<em&gt; İn Vivo</em&gt; Doku değerlendirilmesi için Rat Tibialis Anterior Fonksiyonel Test İskelet Kası Onarım Engineered

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.

Değiştirilmiş elektriksel aktiviteye maruz kalan bireysel canlı zebra balıklarında iskelet kası büyümesinin gerçek zamanlı ve tekrarlanan ölçümü

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 ...

Gelişim Biyolojisi

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.

Rat Prosedürleri<em&gt; In situ</em&gt; İskelet Kası Kontraktil Özellikleri

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

Biyoloji

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.

İnsan İskelet Kas Mikrotissularında İskelet Kas Sağlığının Fonksiyonel Ölçümlerinin Değerlendirilmesi

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.

İzole İskelet Kaslar Kasılma, çabuk yorulma ve Alternans Ex Vivo Değerlendirilmesi

 
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.

İnsan Nöromüsküler Kavşağının Optogenetik Modelinin Mühendisliği ve Karakterizasyonu

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.

Farelerde Kardiyak inotropiyi Soruşturma İzole papiller Kaslar kontraktilite Ölçümleri

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

Contractile fare faaliyet kaynaklı kas iskelet fenotipik uyarlamalar çalışmaya kronik stimulasyon uygulanması

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

İzole İskelet Kası Myo-mekanik Analizi

Bir In vivo Kemirgen Model

Mikro Silikon konsolun Kullanımı Hücresel kasılma fonksiyonunu değerlendirmek için

Uygulamaları

Değiştirilmiş elektriksel aktiviteye maruz kalan bireysel canlı zebra balıklarında iskelet kası büyümesinin gerçek zamanlı ve tekrarlanan ölçümü

Rat Prosedürleri

İnsan İskelet Kas Mikrotissularında İskelet Kas Sağlığının Fonksiyonel Ölçümlerinin Değerlendirilmesi

İzole İskelet Kaslar Kasılma, çabuk yorulma ve Alternans Ex Vivo Değerlendirilmesi

İnsan Nöromüsküler Kavşağının Optogenetik Modelinin Mühendisliği ve Karakterizasyonu

Farelerde Kardiyak inotropiyi Soruşturma İzole papiller Kaslar kontraktilite Ölçümleri