Name: ex vivo assessment of contractility, fatigability and alternans in isolated skeletal muscles
Uploaded: 2012-11-01T12:00:00
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Diese Arbeit wurde von AHA SDG 10SDG2630086 Zhao X, RO1-AR061385 Ma J und GO Stipendium RC2AR05896 um Brotto M. unterstützt

Zusammensetzung der Lösung: 2,5 mM Ca 2 + Tyrodelösung: 140 mM NaCl, 5 mM KCl, 10 mM HEPES, 2,5 mM CaCl 2, 2 mM MgCl 2 und 10 mM Glucose 0 mM Ca 2 + Tyrodelösung: 140 mM NaCl, 5 mM KCl, 10 mM HEPES, 2 mM MgCl 2, 0,1 mM Ethylenglykol tetraessigsäure (EGTA) und 10 mM Glucose Anmerkung: Badelösung sollte mit 100% O 2, wenn mit dem oben genannten Lösung, aber mit 95% O <...

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	<li>Winegrad, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+intracellular+calcium+movements+in+excitation-contraction+coupling+in+skeletal+muscle.">Role of intracellular calcium movements in excitation-contraction coupling in skeletal muscle.</a> Fed. 24, 1146-1152 (1965).</li><li>Sandow, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitation-contraction+coupling+in+skeletal+muscle.">Excitation-contraction coupling in skeletal muscle.</a> Pharmacol. Rev. 17, 265-320 (1965).</li><li>Thornton, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Store-operated+Ca(2+)+entry+(SOCE)+contributes+to+normal+skeletal+muscle+contractility+in+young+but+not+in+aged+skeletal+muscle.">Store-operated Ca(2+) entry (SOCE) contributes to normal skeletal muscle contractility in young but not in aged skeletal muscle.</a> Aging. 3, 621-634 (2011).</li><li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ca2++overload+and+sarcoplasmic+reticulum+instability+in+tric-a+null+skeletal+muscle.">Ca2+ overload and sarcoplasmic reticulum instability in tric-a null skeletal muscle.</a> J. Biol. Chem. 285, 37370-37376 (2010).</li><li>Brotto, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defective+maintenance+of+intracellular+Ca2++homeostasis+is+linked+to+increased+muscle+fatigability+in+the+MG29+null+mice.">Defective maintenance of intracellular Ca2+ homeostasis is linked to increased muscle fatigability in the MG29 null mice.</a> Cell Res. 14, 373-378 (2004).</li><li>Florkin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Machina+carnis.+The+Biochemistry+of+Muscular+Contraction+in+its+Historical+Development.">Machina carnis. The Biochemistry of Muscular Contraction in its Historical Development.</a> Med. Hist. 17, 316-317 (1973).</li><li>Galvani, A., Aldini, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=De+viribus+electricitatis+in+motu+musculari+commentarius.">De viribus electricitatis in motu musculari commentarius.</a> ApudSocietatem Typographicam. , (1792).</li><li>Fulton, J. F., Fulton, J. F., Wilson, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Selected Reading in the History of Physiology. , (1930).</li><li>Piccolino, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Luigi+Galvani+and+animal+electricity:+two+centuries+after+the+foundation+of+electrophysiology.">Luigi Galvani and animal electricity: two centuries after the foundation of electrophysiology.</a> Trends Neurosci. 20, 443-448 (1997).</li><li>Hodgkin, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Croonian+Lecture:+Ionic+Movements+and+Electrical+Activity+in+Giant+Nerve+Fibres.">The Croonian Lecture: Ionic Movements and Electrical Activity in Giant Nerve Fibres.</a> Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 148, 1-37 (1958).</li><li>Hodgkin, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Sherrington Lectures VII the Conduction of the Nervous Impulse. , 71964 (1965).</li><li>Ringer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+further+contribution+regarding+the+influence+of+the+different+constituents+of+the+blood+on+the+contraction+of+the+heart.">A further contribution regarding the influence of the different constituents of the blood on the contraction of the heart.</a> J. Physiol. 4, 29-42.3 .</li><li>Ringer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Further+experiments+regarding+the+influence+of+small+quantities+of+lime,+and+other+salts+on+muscular+tissue.">Further experiments regarding the influence of small quantities of lime, and other salts on muscular tissue.</a> J. Physiol. 7, 291-308 .</li><li>Ringer, S., Buxton, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concerning+the+action+of+calcium,+potassium+and+sodium+salts+upon+the+eel's+heart+and+upon+the+skeletal+muscles+of+the+frog.">Concerning the action of calcium, potassium and sodium salts upon the eel's heart and upon the skeletal muscles of the frog.</a> J. Physiol. 8, 15-19 .</li><li>Ringer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regarding+the+action+of+lime,+potassium+and+sodium+salts+on+skeletal+muscle.">Regarding the action of lime, potassium and sodium salts on skeletal muscle.</a> J. Physiol. 8, 20-24 (1887).</li><li>Campbell, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Intracellular Calcium its Universal Role as Regulator. , (1983).</li><li>Mol, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cell Cardiol. 16, ll3-ll6 (1984).</li><li>Ridings, J. W., Barry, S. R., Faulkner, 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=Aminophylline+enhances+contractility+of+frog+skeletal+muscle:+an+effect+dependent+on+extracellular+calcium.">Aminophylline enhances contractility of frog skeletal muscle: an effect dependent on extracellular calcium.</a> J. Appl. Physiol. 67, 671-676 (1989).</li><li>Fitts, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+cross-bridge+cycle+and+skeletal+muscle+fatigue.">The cross-bridge cycle and skeletal muscle fatigue.</a> J. Appl. Physiol. 104, 551-558 (2008).</li><li>Kolbeck, R. C., Speir, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diaphragm+contactility+as+related+to+cellular+calcium+metabolism:+Influence+of+theophylline+and+fatigue.">Diaphragm contactility as related to cellular calcium metabolism: Influence of theophylline and fatigue.</a> American Review of Respiratory Disease. 139, 495 (1989).</li><li>Kolbeck, R. C., Nosek, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fatigue+of+rapid+and+slow+onset+in+isolated+perfused+rat+and+mouse+diaphragms.">Fatigue of rapid and slow onset in isolated perfused rat and mouse diaphragms.</a> J. Appl. Physiol. 77, 1991-1998 (1994).</li><li>Moore, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diaphragm+atrophy+and+weakness+in+cortisone-treated+rats.">Diaphragm atrophy and weakness in cortisone-treated rats.</a> J. Appl. Physiol. 67, 2420-2426 (1989).</li><li>Lannergren, J., Westerblad, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force+decline+due+to+fatigue+and+intracellular+acidification+in+isolated+fibres+from+mouse+skeletal+muscle.">Force decline due to fatigue and intracellular acidification in isolated fibres from mouse skeletal muscle.</a> J. Physiol. 434, 307-322 (1991).</li><li>Westerblad, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+gradients+of+intracellular+calcium+in+skeletal+muscle+during+fatigue.">Spatial gradients of intracellular calcium in skeletal muscle during fatigue.</a> Pflugers Arch. 415, 734-740 (1990).</li><li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+resistance+to+fatigue+and+altered+calcium+handling+properties+of+sarcalumenin+knockout+mice.">Enhanced resistance to fatigue and altered calcium handling properties of sarcalumenin knockout mice.</a> Physiol. Genomics. 23, 72-78 (2005).</li><li>Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardioprotection+of+ischemia/reperfusion+injury+by+cholesterol-dependent+MG53-mediated+membrane+repair.">Cardioprotection of ischemia/reperfusion injury by cholesterol-dependent MG53-mediated membrane repair.</a> Circ. Res. 107, 76-83 (2010).</li><li>Cai, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MG53+nucleates+assembly+of+cell+membrane+repair+machinery.">MG53 nucleates assembly of cell membrane repair machinery.</a> Nat. Cell Biol. 11, 56-64 (2009).</li><li>Shen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deficiency+of+MIP/MTMR14+phosphatase+induces+a+muscle+disorder+by+disrupting+Ca(2+)+homeostasis.">Deficiency of MIP/MTMR14 phosphatase induces a muscle disorder by disrupting Ca(2+) homeostasis.</a> Nat. Cell Biol. 11, 769-776 (2009).</li><li>Romero-Suarez, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle-specific+inositide+phosphatase+(MIP/MTMR14)+is+reduced+with+age+and+its+loss+accelerates+skeletal+muscle+aging+process+by+altering+calcium+homeostasis.">Muscle-specific inositide phosphatase (MIP/MTMR14) is reduced with age and its loss accelerates skeletal muscle aging process by altering calcium homeostasis.</a> Aging (Albany NY). 2, 504-513 (2010).</li><li>Yazawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TRIC+channels+are+essential+for+Ca2++handling+in+intracellular+stores.">TRIC channels are essential for Ca2+ handling in intracellular stores.</a> Nature. 448, 78-82 (2007).</li><li>Brotto, M. A., Nosek, T. M., Kolbeck, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+ageing+on+the+fatigability+of+isolated+mouse+skeletal+muscles+from+mature+and+aged+mice.">Influence of ageing on the fatigability of isolated mouse skeletal muscles from mature and aged mice.</a> Exp. Physiol. 87, 77-82 (2002).</li><li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compromised+store-operated+Ca2++entry+in+aged+skeletal+muscle.">Compromised store-operated Ca2+ entry in aged skeletal muscle.</a> Aging Cell. 7, 561-568 (2008).</li><li>Pan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dysfunction+of+store-operated+calcium+channel+in+muscle+cells+lacking+mg29.">Dysfunction of store-operated calcium channel in muscle cells lacking mg29.</a> Nat. Cell Biol. 4, 379-383 (2002).</li><li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Azumolene+inhibits+a+component+of+store-operated+calcium+entry+coupled+to+the+skeletal+muscle+ryanodine+receptor.">Azumolene inhibits a component of store-operated calcium entry coupled to the skeletal muscle ryanodine receptor.</a> J. Biol. Chem. 281, 33477-33486 (2006).</li><li>Renaud, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+force+development+by+Na+,+K+,+Na++K++pump+and+KATP+channel+during+muscular+activity.">Modulation of force development by Na+, K+, Na+ K+ pump and KATP channel during muscular activity.</a> Can. J. Appl. Physiol. 27, 296-315 (2002).</li><li>Brotto, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+and+biochemical+modifications+in+skeletal+muscles+from+malarial+mice.">Functional and biochemical modifications in skeletal muscles from malarial mice.</a> Exp. Physiol. 90, 417-425 (2005).</li><li>Brotto, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia+and+fatigue-induced+modification+of+function+and+proteins+in+intact+and+skinned+murine+diaphragm+muscle.">Hypoxia and fatigue-induced modification of function and proteins in intact and skinned murine diaphragm muscle.</a> Pflugers Arch. 440, 727-734 (2000).</li><li>Smith, M. A., Reid, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redox+modulation+of+contractile+function+in+respiratory+and+limb+skeletal+muscle.">Redox modulation of contractile function in respiratory and limb skeletal muscle.</a> Respir Physiol Neurobiol. 151, 229-241 (2006).</li><li>Bagni, M. A., Cecchi, G., Colomo, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myofilament+spacing+and+force+generation+in+intact+frog+muscle+fibres.">Myofilament spacing and force generation in intact frog muscle fibres.</a> J. Physiol. 430, 61-75 (1990).</li></ol>

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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JoVE Journal

Biology

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

In vivo Micro-circulation Measurement in Skeletal Muscle by Intra-vital Microscopy

In-vivo-Mikro-Zirkulation Measurement im Skelettmuskel von Intra-vital-Mikroskopie

BACKGROUND: Regulatory factors and detailed physiology of in vivo microcirculation have remained not fully clarified after many different modalities of ...

Forschung

Biologie

DNA Transfection of Mammalian Skeletal Muscles using In Vivo Electroporation

DNA Transfection of Mammalian Skeletal Muscles using In Vivo Electroporation

DNA Transfektion von Säuger Skelettmuskulatur mit In Vivo Elektroporation

 A growing interest in cell biology is to express transgenically modified forms of essential proteins (e.g. fluorescently tagged constructs and/or mutant ...

The ex vivo Isolated Skeletal Microvessel Preparation for Investigation of Vascular Reactivity

The ex vivo Isolated Skeletal Microvessel Preparation for Investigation of Vascular Reactivity

Die Ex vivo Isoliert Skeletal Mikrogefäßdichte Vorbereitung für Untersuchung der vaskulären Reaktivität

The isolated  microvessel preparation is an ex vivo preparation that allows for examination of the different contributions of  factors that control vessel ...

Isometric and Eccentric Force Generation Assessment of Skeletal Muscles Isolated from Murine Models of Muscular Dystrophies

Isometrische und exzentrische Krafterzeugung Beurteilung der Skelettmuskulatur Isoliert von Mausmodellen von Muskeldystrophien

Critical to the evaluation of potential  therapeutics for muscular disease are sensitive and reproducible physiological  assessments of muscle function. ...

Assessment of Calcium Sparks in Intact Skeletal Muscle Fibers

Bewertung von Calcium in Sparks Intact Skelettmuskelfasern

Maintaining homeostatic Ca2+ signaling is a fundamental physiological process in living cells. Ca2+ sparks are the elementary units of Ca2+ signaling in ...

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

Kontraktilität Messungen auf isolierte Papillarmuskeln für die Untersuchung von Herz Inotropie bei Mäusen

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

The c-FOS Protein Immunohistological Detection: A Useful Tool As a Marker of Central Pathways Involved in Specific Physiological Responses In Vivo and Ex Vivo

The c-FOS Protein Immunohistological Detection: A Useful Tool As a Marker of Central Pathways Involved in Specific Physiological Responses In Vivo and Ex Vivo

Die c-fos-Protein Immunohistologische Nachweis: Ein nützliches Werkzeug als Marker der Mittelwegen beteiligt sind in spezifischen physiologischen Antworten<em&gt; In Vivo</em&gt; und<em&gt; Ex Vivo</em

Many studies seek to identify and map the brain regions involved in specific physiological regulations. The proto-oncogene c-fos, an immediate early gene, ...

Measuring the Stiffness of Ex Vivo Mouse Aortas Using Atomic Force Microscopy

Measuring the Stiffness of Ex Vivo Mouse Aortas Using Atomic Force Microscopy

Messung der Steifigkeit von<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Maus Aorten Mit Rasterkraftmikroskopie

Arterial stiffening is a significant risk factor and biomarker for cardiovascular disease and a hallmark of aging. Atomic force microscopy (AFM) is a ...

Measurement of Insulin- and Contraction-Stimulated Glucose Uptake in Isolated and Incubated Mature Skeletal Muscle from Mice

Messung der insulin- und kontraktionsstimulierten Glukoseaufnahme in isolierten und inkubierten reifen Skelettmuskeln von Mäusen

Skeletal muscle is an insulin-responsive tissue and typically takes up most of the glucose that enters the blood after a meal. Moreover, it has been ...

Single Myofiber Culture Assay for the Assessment of Adult Muscle Stem Cell Functionality Ex Vivo

Single Myofiber Culture Assay zur Beurteilung der Funktionalität adulter Muskelstammzellen ex vivo

Adult skeletal muscle tissue harbors a stem cell population that is indispensable for its ability to regenerate. Upon muscle damage, muscle stem cells ...