Name: ex vivo assessment of contractility, fatigability and alternans in isolated skeletal muscles
Uploaded: 2012-11-01T12:00:00
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Este trabalho foi financiado pela AHA SDG 10SDG2630086 de Zhao X, RO1-AR061385 a Ma J e Grant GO RC2AR05896 para Brotto M.

Composição da solução: 2,5 mM de Ca 2 + solução de Tyrode: NaCl 140 mM, KCl 5 mM, HEPES 10 mM, CaCl2 2,5 mM, MgCl2 2 mM e 10 mM de glicose 0 mM de Ca 2 + solução de Tyrode: 140 mM de NaCl, 5 mM KCl, 10 mM de HEPES, 2 mM de MgCl2, 0,1 mM de ácido etileno-glicol tetraacético (EGTA) e 10 mM de glicose Nota: A solução de banho deve ser saturada com 100% O 2, se uti...

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Medição da força contráctil e fatigabilidade é importante para a avaliação global da função do músculo esquelético. O principal objetivo deste ensaio é identificar alterações na força muscular e propriedades fatigantes sob certas condições patológicas, como sarcopenia e fadiga muscular, e para testar o efeito de drogas / reagentes sobre a contratilidade muscular. Desde que a força muscular está intimamente relacionada com o Ca 2 + intracelular lançamento, extracelular Ca 2 + e ...

Os músculos esqueléticos anexar a ossos do esqueleto e gerar forças contrácteis sob o controlo do sistema nervoso central. Acoplamento excitação-contração (ECC) refere-se ao processo de conversão de um estímulo eléctrico a uma resposta mecânica. Ca 2 + de sinalização é um componente essencial da função contráctil do músculo esquelético. Eficaz a mobilização de Ca 2 + do retículo sarcoplasmático (RS) é um componente importante para ECC em células musculares 1, 2, e mudanças no Ca 2 + intracelular de sinalização estão subjacentes à disfunção contráctil correspondente numa série de doenças musculares 3-5. Avaliação adequada da contratilidade muscular é essencial e complementar ao Ca 2 + de imagem e outros ensaios para obter insights sobre a função do músculo esquelético, não apenas no nível de contração, mas também ao nível cinética. Força e velocidade também pode ser obtido a informar a propriedade importante deforça muscular e do estado do processo de ECC em diferentes condições fisiológicas e fisiopatológicas. Este campo fecundo de pesquisa tem uma história muito rica e muitas teorias de contração muscular apareceu mais de dois milênios 6. Pesquisa muscular moderna provavelmente começa em 1674-1682 com a observação microscópica de cross-estrias e miofibrilas nas fibras musculares por Leeuwenhoek 6. Quase um século depois, Luigi Galvani observou que os contratos musculares sapo vigorosamente quando seu nervo é tocado com bisturi durante uma descarga de centelha de uma máquina elétrica distante 7-9. Contracção pode também ser produzida através da ligação do nervo para o músculo da perna por meio de um condutor metálico. Os detalhes do mecanismo de sinalização elétrica complexa defendidas por Galvani foram eventualmente formulado por Hodgkin, Huxley e Katz em sua famosa equação 10, 11, que se tornou a base de eletrofisiologia. As observações notáveis ​​de Ringer sobre os efeitos do Ca 2 + extracelular sobre a contractilidade do coração e músculos esqueléticos rã 12-15 representam o primeiro passo importante no reconhecimento de Ca 2 + como um regulador chave da contractilidade do músculo 16, 17. A partir da década de 1980 até os dias atuais uma explosão de descobertas no campo da contratilidade muscular foi realizado devido à introdução de contratilidade muscular e protocolos fatigabilidade em murinos músculos esqueléticos 18. Jones e Edwards foram os primeiros a sugerir que a fadiga de baixa freqüência intermitente (induzida pelo exercício diminuição da força) 19 foi associado a alterações no maquinário ECC e não o aparato contrátil. No final dos anos 1980 e início de 1990, Kolkeck et al 20, Kolbeck e Nosek 21, e Reid 22 foram usar o músculo diafragma de modelos de roedores para estudar os efeitos da teofilinas, cortiosterone, e radicais livres sobre a contratilidade muscular, enquanto Brooks e Faulkner foram os primeiros a informar sobre as medidas de força repetida e medições de potência em fast-e-lento músculos de ratos 22. Além disso, Lannegren, Westerblad, Cordeiro e Westerblad foram os primeiros a ligar diretamente contratilidade ex vivo com Ca 2 + intracelular regulação e começou a questionar o papel da acidose em fadiga muscular 23, 24. Nossos laboratórios têm contribuído significativamente desde o início de 2000 para a compreensão de novos genes com modulador e funções de regulação no músculo ECC com papéis críticos da contratilidade muscular, cansaço e envelhecimento, usando uma combinação de intactas rato estudos de contratilidade muscular, intracelular de Ca 2 monitoramento + em intactas e sem pele fibras musculares e molecular-genéticos manipulações 3-5, 25-29. Aqui nós mostramos o protocolo experimental para medir a contratilidade de murinos sóleo isolados e longus extensor dos dedos (EDL) dos músculos, o que corresponde a uma maior parte slow-oxidativo (tipo I e IIa fibras musculares) e um músculo principalmente fast-glyocolytic (tipo IIb e fibras musculares IIx) com distintas propriedades contrácteis. Neste protocolo, intactas músculo-tendão complexos foram isolados e banhado numa Radnotti PowerLab ADI sistema de câmara fornecido com ou oxigénio puro ou uma mistura de oxigénio (95%) e CO2 (5%). Forças contrácteis foram gerados por estímulos eléctricos a partir de um estimulador Grass e detectado utilizando um transdutor de força que foi integrado com um sistema de PowerLab/400 ADI, o que permite a personalização de rotinas de macro para controlar a aquisição, a recolha, a digitalização e armazenamento de dados. Esta configuração pode medir a força muscular, força muscular, assim como a relação força versus frequência, fadiga muscular, a recuperação da fadiga muscular, velocidade e propriedades cinéticas totais de contração muscular. Além disso, os efeitos de drogas sobre a contração do músculo pode ser monitorado através destas experiências. </p&gt; As vantagens deste método reside na remoção dos componentes neuronais e vasculares de distância a partir do músculo esquelético, o que permite avaliar directamente as propriedades intrínsecas de contrair o músculo. Além disso, os ensaios de contratilidade ex vivo permite que a manipulação do meio extracelular em torno dos músculos isolados, o que permite o uso de manipulações farmacológicas de vários canais de iões e transportadores de permeação, de modo a definir os seus papéis fisiológicos para a função do músculo esquelético. Este sistema ex vivo nos permitiu descobrir recentemente um comportamento distinto alternano em certas preparações de músculo mutantes, que estavam ligados a alteração do Ca 2 + intracelular manipulação propriedades 4. Alternans são definidos como episódios de ruptura flutuação de força contrátil durante a fase de declínio do perfil fatigante. Durante esses eventos forças contráteis aumentar momentaneamente acima de seu nível anterior de força durante estimulação cansativo, talvez porque seja mais Ca 2 + está sendo lançado ou a maquinaria contrátil tornou-se mais sensível ao Ca + 30 2. Tratamento de ciclopiazônico ácido (CPA), um bloqueador reversível da sarcoplasmático-retículo endoplasmático cálcio ATPase (SERCA), cafeína, um agonista de rianodina canal (RYR) e repetiu fatigante estímulos podem induzir a alternância mecânica 4, sugerindo que a alternância estão diretamente relacionados à modulação do processo de acoplamento CE. Demonstração do método de induzir e gravar alternância mecânico in vitro configuração contratilidade serve como um exemplo para mostrar os parâmetros diversificados experimentais que poderiam ser obtidos com este sistema ou similares, com base em interesses de pesquisa individuais. Este método pode ser de interesse para os investigadores que estudam a fisiologia muscular. Configuração similar pode também ser usado para os complexos isolados de outros muscle-tendon/ligament esqueléticoslocalizações anatómicas, assim como para as fibras individuais e as tiras musculares.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários (opcional) </td></tr><tr><td> 2-APB </td><td> Tocris </td><td> 1224 </td><td> Bloqueador de um certo número de canais de Ca 2 + e de entrada, incluindo TRP, etc SOC </td></tr><tr><td> SKF96365 </td><td> Sigma </td><td> SKF-96365 </td><td> Bloqueador de um certo número de canais de Ca 2 + de entrada incluindo SOC e mediada pelo receptor de entrada de Ca 2 +, etc </td></tr><tr><td> BTP-2 </td><td> Millipore </td><td> 203.890-5mg </td><td> Relativamente específica bloqueador SOC </td></tr><tr><td> CPA </td><td> Sigma </td><td> C1530 </td><td> SERCA bloqueador reversível </td></tr><tr><td> cafeína </td><td> Sigma </td><td> C0750 </td><td> Agonista RYR ação rápida </td></tr><tr><td> Quatro Radnoti Unidade Tissue Organ Sistema Bath </td><td> Radnoti </td><td> 159920 </td><td></td></tr><tr><td> Suporte combinação tecido / Eletrodo Estimular </td><td> Radnoti </td><td> 160151 </td><td> Vertical Tipo Zig Zag com suporte de tecido </td></tr><tr><td> Quad Ponte Amp </td><td> ADInstruments </td><td> FE224 </td><td></td></tr><tr><td> PowerLab/400 </td><td> ADInstruments </td><td></td><td> Este produto não está mais disponível. Escolha outra versão do sistema de aquisição de dados. </td></tr><tr><td> Os transdutores de força (5 mg - 25 g) </td><td> ADInstruments </td><td> MLT0201/RAD </td><td></td></tr><tr><td> Gráfico v4.02 </td><td> ADInstruments </td&gt; <td></td><td> LabChart 7.3 é a versão mais recente do software gráfico. </td></tr><tr><td> S8800 dupla Pulso Digital Estimulador </td><td> TECNOLOGIAS DE GRAMA </td><td></td><td> Este produto não está mais disponível. S88X dupla saída de pulso quadrado Stimulator é um novo estimulador. </td></tr><tr><td> RF Unidade Transformador de isolamento </td><td> TECNOLOGIAS DE GRAMA </td><td> Modelo 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

Descrito aqui é um método para medir a contratilidade dos músculos esqueléticos isolados. Parâmetros, tais como a força muscular, a força muscular, a cinética contráteis, fatigabilidade ea recuperação após a fadiga pode ser obtido para avaliar aspectos específicos do acoplamento excitação-contração (ECC) do processo, como a excitabilidade, máquinas contrátil e Ca 2 + capacidade de manipulação. Este método remove o suprimento nervoso e sangue e se concentra sobre o músculo esquelético isolado em si. Rotineiramente usar esse método para identificar os componentes genéticos que alteram a propriedade contrátil do músculo esquelético embora modulação Ca 2 + vias de sinalização. Aqui, nós descrevemos um fenótipo do músculo esquelético recentemente identificado, isto é, a alternância mecânico, como um exemplo de várias informações e rico que pode ser obtida utilizando o ensaio in vitro a contractilidade do músculo. Combinação deste ensaio com ensaios de célula única, as abordagens genéticas e bioquímicasensaios Stry pode fornecer importantes insights sobre os mecanismos de ECC no músculo esquelético.

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

Nós descrevemos um método para medir diretamente a força muscular, a força muscular, a cinética contráteis e fatigabilidade de músculos esqueléticos isolados em um<em&gt; In vitro</em&gt; Sistema usando estimulação campo. Informações valiosas sobre Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt; As propriedades de manuseamento e maquinaria contrátil do músculo pode ser obtida utilizando-se diferentes protocolos de estimulação.

Avaliação ex vivo de Fatigabilidade Contratilidade e Alternans em músculos esqueléticos isolados

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

Research

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

Medição in vivo Micro-circulação no músculo esquelético por Intra-vital Microscopia

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

Biologia

DNA Transfection of Mammalian Skeletal Muscles using In Vivo Electroporation

DNA Transfection of Mammalian Skeletal Muscles using In Vivo Electroporation

Transfecção de DNA de mamíferos usando músculos esqueléticos In Vivo Eletroporação

 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

O Ex vivo Preparação microvasos isolada esquelético de Investigação da reatividade vascular

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

Avaliação Geração isométrica e excêntrica Força dos músculos esqueléticos Isolado de modelos murinos de Distrofias Musculares

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

Avaliação do cálcio Faíscas intactas fibras musculares esqueléticas

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

Medidas de contratilidade no isolado músculos papilares de Investigação de Cardiac inotropia em Ratos

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

A proteína c-Fos Detecção imuno: Uma ferramenta útil como um marcador de vias centrais envolvidos em respostas fisiológicas específicas<em&gt; In Vivo</em&gt; e<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

Medindo a rigidez<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Mouse aortas Usando Microscopia de Força Atômica

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

Medição da absorção de glicose estimulada por insulina e contração em músculo esquelético maduro isolado e incubado de camundongos

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

Ensaio de cultura de myofibra única para a avaliação da funcionalidade de células-tronco musculares adultas 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 ...