Name: non-invasive assessment of dorsiflexor muscle function in mice
Uploaded: 2019-01-17T13:30:00
Duration: 5 min 31 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice Video at JoVE.com

وكان التمويل من هذا المشروع من المدرسة لممارسة وعلوم التغذية، جامعة ديكين. الكتاب يود أن يشكر السيد أندرو هوارث لعمله واسعة النطاق في الاستفادة المثلى من جهاز كهربائي.

وافق جميع الإجراءات التجريبية "الحيوانية جامعة ديكين لجنة الأخلاقيات" (المشروع #G19/2014).
1-معدات الإعداد
<ol><li>تأكد من أن كافة أجهزة الكمبيوتر موصولة بشكل صحيح.</li>
	<li>قم بتشغيل الكمبيوتر وعالية الطاقة ثنائية-المرحلة مشجعا ونظام رافعة ذات الوضع المزدوج.</li>
	<li>إعداد المشبك الركبة الماوس على المنصة، فضلا عن فوتبلاتي الماوس على موصل وسيطي.</li>
	<li>بدوره على منصة التدفئة إلى 37 درجة مئوية.</li>
	<li>افتح برنامج مراقبة العضلات الديناميكية على سطح المكتب. ملاحظة: هذه هي البرامج المطلوبة لإجراء الاختبار الوظيفي.</li>
</ol>2-البرامج وإعداد نموذج
<ol><li>بمجرد فتح البرنامج (الشكل 1)، معايرة محول وحدد الإعداد | بلادي الصكوك | معايرة.</li>
	<li>فوق الزر "إعداد"، حدد إينستانتستيم وتغيير معلمات "وقت تشغيل" إلى 120 ثانية (الشكل 1A). ملاحظة: يمكن أيضا أن يتحقق الجهد الأمثل بأداء التشنجات واحد أو يدوياً إعداد، أو البدء في إينستانتستيم عدة مرات حسب الحاجة.</li>
	<li>في نافذة قادرة على النوع المسمى "قاعدة الحفظ التلقائي" لإدخال الاسم للسيارات حفظ موقع الملف (مثل، mouse1-تاريخ-timepoint1). انقر فوق خانة الاختيار إلى يسار نافذة "حفظ تلقائي للبريد قاعدة" والتغيير إلى تمكين الحفظ التلقائي.</li>
	<li>في الجزء العلوي من عنصر التحكم التشكيلة الشاشة الذهاب إلى المنظم، مما سيفتح من جديد يطفو على السطح نافذة. حدد تسلسل مفتوحة وحدد البروتوكول premade أن تستخدم (الشكل 1B). انقر فوق تسلسل تحميل | قم بإغلاق إطار. ملاحظة: يتم استخدام هذه الخطوة إنشاء اختبار منحنى تردد (تقصي) قوة (1، 10، 20، 30، 40، 50، 60، 80، 100، 150، 200، 250 هرتز).</li>
	<li>تعيين مقبض "النطاق" إلى 10 mA في مشجعا ثنائية المرحلة. ملاحظة: ضمان أن مقبض "ضبط" (أسفل يمين القادم) على صفر. يسمح هذا التعديل غرامة الإعداد من أقطاب كهربائية.</li>
</ol>3. إعداد الماوس
ملاحظة: كل قوة قياسات أجريت على الفئران الذكور البرية من نوع (C57BI/6) في 12 أسبوعا عمر.
<ol><li>ضع كل الماوس إلى غرفة التخدير مع تدفق الأوكسجين بمعدل 1 لتر في الدقيقة مع 5% إيسوفلوراني (عن طريق استنشاق نوسيكوني) حتى الماوس يفقد وعيه. تأكيد التخدير الكافي عن طريق فقدان العاكسة سيرا على الأقدام.</li>
	<li>إزالة جميع الشعر في الساق اليمنى للماوس بالحلاقة مع مقص الشعر الكهربائية.</li>
	<li>وضع الحيوان في موقف ضعيف على منصة ساخنة وتنظيف الساق اليمنى (يمكن أن تستخدم أي من الجانبين) بالكحول 70% واليود. عند هذه النقطة، ضبط isoflurane إلى 2 في المائة (مع تدفق الأكسجين في 1 لتر في الدقيقة) وتطبيق هلام موصلة إلى الجلد حيث سيتم وضع أقطاب كهربائية. ملاحظة: استخدام مجس درجة حرارة المستقيم لرصد درجة حرارة الجسم أثناء الإجراء وتطبيق مرهم العين لمنع أي جفاف و/أو الأضرار بالعين.</li>
	<li>ضع القدم على فوتبلاتي وإرفاق باستخدام الأشرطة الطبية. المشبك الركبة لتحقيق الاستقرار وشل ساقه أثناء الإجراء. ملاحظة: وقد وصف بعض الدراسات باستخدام إبرة رقيقة جداً إدراجها عن طريق الساق الدانية (الخلفي للعضلات دورسيفليكسورس)12 لتوفير الاستقرار. اختارت هذا البروتوكول المشبك، كما يوفر هذا الاستقرار كافية دون ضغط/أضرار لا داعي لها للركبة. كما يتجنب المشبك التهاب المحتملة التي قد إنشاء pin ترانس--العظمى، في حين لا يزال يسمح التقييم الدقيق للعضلات كونتراكتيليتي. وعلاوة على ذلك، كان المشبك الركبة الماوس المستخدمة بنجاح14.</li>
	<li>عند هذه النقطة، استخدم المقابض على المنصة لوضع اللكتات الماوس حتى تكون هناك زاوية 90 درجة في الكاحل (الشكل 2).</li>
</ol>4-الاستغلال الأمثل لموقف أقطاب
<ol><li>حالما يتم وضع الماوس على النظام الأساسي، وضع أقطاب كهربائية تحت الجلد (تحت الجلد) في ساقه اليمنى. ملاحظة: هذا خطوة حاسمة، وإعادة تنظيم بعض قد يكون مطلوباً للحصول على الموضع المطلوب أثناء الإعداد في الخطوة 4، 4.</li>
	<li>وضع أقطاب كهربائية على الجانب الوحشي للساق اليمنى. مكان واحد قرب رأس الشظية ومسرى أخرى أكثر ديستالي على الجانب الوحشي للساق (الشكل 2). ملاحظة: تم تصميم نظام قطب مصنوعة خصيصا لتحسين هذه الخطوة. ومع ذلك، يمكن إجراء هذا الاختبار مع الإبر القطب التي توفرها الشركة المصنعة لهذا النظام.</li>
	<li>وبمجرد تحقيق هذه الخطوات، على مشجعا المرحلة ثنائية عالية الطاقة ضبط مقبض الباب المسمى "ضبط" حسب الحاجة للحصول على تحفيز للعصب الشظوي الذي ينتج في عطف ظهري أقصى عزم الدوران. ملاحظة: للكبار البرية من نوع الفئران، هذا النطاق هو أقل من 2 mA؛ ومع ذلك، قد يكون هذا يعتمد على حجم، والعمر، والجنس من الحيوان. وينبغي زيادة إنتاج القوة (قمم المنحنيات) ببطء حتى يتم الوصول إلى القوة القصوى.</li>
	<li>أثناء التنشيط، تشغيل محول اتجاه عقارب الساعة تسفر عن القيم السلبية (الشكل 3)، التي تعتبر هامة لضمان أن أقطاب كهربائية يتم تنشيط عضلات دورسيفليكسور فقط بالعصب الشظوي. بعد تحقيق هذه الخطوة، استقرار كهربائي استخدام المشبك، تمنع أي حركة أثناء الإجراء. ملاحظة: القمم ببطء زيادة في حجم، ويتحدد أقصى قوة تيار كهربائي كالمستوى الذي ينتج ثلاثة أو أكثر من التحفيز على التوالي contractility متطابقة. مقاومة تحول التيار أعلى من اللازم؛ التيار الأقصى سيحفز المجاورة ويحتمل أن خصم العضلات للتعاقد، مما تسبب في انكماش المشارك، والتي يمكن أن تولد قمم القيم الإيجابية.</li>
	<li>وقف Stim الفورية على البرمجيات.</li>
	<li>على الشاشة الرئيسية، قم بتشغيل الزر المسمى "تسلسل بدء" لبدء تسلسل الإعداد السابقة (كما هو موضح في الخطوة 2، 4).</li>
</ol>5-إنهاء الإجراء
<ol><li>بمجرد الانتهاء من قياسات القوة، إزالة الأقطاب وإطلاق سراح المشبك الركبة، وإزالة الشريط سيرا على الأقدام.</li>
	<li>إيقاف تشغيل في إيسوفلوراني والحفاظ على إيصال الأوكسجين لبضع دقائق تساعد استرجاع الحيوانات. وبمجرد الماوس يبدأ التحرك و/أو يستعيد وعيه ويمكن الحق الذاتي، العودة الماوس إلى قفصة. ملاحظة: يمكن أن يكون حقن مخدرات المسكنة المضادة للالتهابات (الأدوية المضادة للالتهاب) تحت الجلد (ميلوكسيكام 1 مغ/كغ) لمنع أي إزعاج و/أو وجع بعد الإجراء.</li>
</ol>6-بيانات التحليل
<ol><li>فتح برنامج تحليل البيانات.</li>
	<li>الذهاب إلى إنتاجية عالية (أعلى اليسار على الشاشة). حدد تردد القوة لتحليل ما ورد أعلاه وصف تسلسل الإعداد.</li>
	<li>حدد دليل وقم بتغيير قيمة "نهاية المؤشر" إلى 3. كما حدد إزالة خط الأساس.</li>
	<li>انقر فوق اختيار الملفات للوصول الداخلي المنجز سابقا ثم انقر فوق تحليل. عند هذه النقطة يمكن الوصول إليها على الشاشة النتيجة أو تصدير إلى جدول بيانات لتحليل إضافي و/أو العمليات الحسابية. ملاحظة: تم قياس البيانات في مينيسوتا؛ ومع ذلك، يمكن حساب عزم الدوران بضرب قيمة القوة بطول ذراع رافعة (مطلق القوة). إذا كان التطبيع هو المطلوب (القوة الخاصة)، يمكن تطبيعها عزم الدوران لوزن الجسم، أو يمكن إجراء تجارب المحطة الطرفية لجمع العضلات لتطابق العمر.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Frontera, W. R., Ochala, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle:+a+brief+review+of+structure+and+function.">Skeletal muscle: a brief review of structure and function.</a> Calcified Tissue International. 96 (3), 183-195 (2015).</li><li>Gerlinger-Romero, F., Guimaraes-Ferreira, L., Yonamine, C. Y., Salgueiro, R. B., Nunes, M. T. <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+beta-hydroxy-beta-methylbutyrate+(HMB)+on+the+expression+of+ubiquitin+ligases,+protein+synthesis+pathways+and+contractile+function+in+extensor+digitorum+longus+(EDL)+of+fed+and+fasting+rats.">Effects of beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) on the expression of ubiquitin ligases, protein synthesis pathways and contractile function in extensor digitorum longus (EDL) of fed and fasting rats.</a> The Journal of Physiological Sciences. 68 (2), 165-174 (2018).</li><li>Pinheiro, C. 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=Metabolic+and+functional+effects+of+beta-hydroxy-beta-methylbutyrate+(HMB)+supplementation+in+skeletal+muscle.">Metabolic and functional effects of beta-hydroxy-beta-methylbutyrate (HMB) supplementation in skeletal muscle.</a> European Journal of Applied Physiology. 112 (7), 2531-2537 (2012).</li><li>Metter, E. J., Talbot, L. A., Schrager, M., Conwit, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle+strength+as+a+predictor+of+all-cause+mortality+in+healthy+men.">Skeletal muscle strength as a predictor of all-cause mortality in healthy men.</a> The Journal of Gerontology, Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. 57 (10), B359-B365 (2002).</li><li>Foletta, V. C., White, L. J., Larsen, A. E., Leger, B., Russell, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+and+regulation+of+MAFbx/atrogin-1+and+MuRF1+in+skeletal+muscle+atrophy.">The role and regulation of MAFbx/atrogin-1 and MuRF1 in skeletal muscle atrophy.</a> Pfl&#252;gers Archiv: European Journal of Physiology. 461 (3), 325-335 (2011).</li><li>Zacharewicz, E., 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=Identification+of+microRNAs+linked+to+regulators+of+muscle+protein+synthesis+and+regeneration+in+young+and+old+skeletal+muscle.">Identification of microRNAs linked to regulators of muscle protein synthesis and regeneration in young and old skeletal muscle.</a> PLoS One. 9 (12), e114009 (2014).</li><li>Ryan, M. 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=Suppression+of+oxidative+stress+by+resveratrol+after+isometric+contractions+in+gastrocnemius+muscles+of+aged+mice.">Suppression of oxidative stress by resveratrol after isometric contractions in gastrocnemius muscles of aged mice.</a> The Journal of Gerontology, Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. 65 (8), 815-831 (2010).</li><li>Iyer, S. R., Valencia, A. P., Hernandez-Ochoa, E. O., Lovering, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Vivo+Assessment+of+Muscle+Contractility+in+Animal+Studies.">In Vivo Assessment of Muscle Contractility in Animal Studies.</a> Methods in Molecular Biology. 1460, 293-307 (2016).</li><li>Mintz, E. L., Passipieri, J. A., Lovell, D. Y., Christ, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+In+Vivo+Functional+Testing+of+the+Rat+Tibialis+Anterior+for+Evaluating+Tissue+Engineered+Skeletal+Muscle+Repair.">Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair.</a> Journal of Visualized Experiments. (116), e54487 (2016).</li><li>Hakim, C. H., Wasala, N. B., Duan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+muscle+function+of+the+extensor+digitorum+longus+muscle+ex+vivo+and+tibialis+anterior+muscle+in+situ+in+mice.">Evaluation of muscle function of the extensor digitorum longus muscle ex vivo and tibialis anterior muscle in situ in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (72), e50183 (2013).</li><li>Moorwood, C., Liu, M., Tian, Z., Barton, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isometric+and+eccentric+force+generation+assessment+of+skeletal+muscles+isolated+from+murine+models+of+muscular+dystrophies.">Isometric and eccentric force generation assessment of skeletal muscles isolated from murine models of muscular dystrophies.</a> Journal of Visualized Experiments. 71, e50036 (2013).</li><li>Lovering, R. M., Roche, J. A., Goodall, M. H., Clark, B. B., McMillan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vivo+rodent+model+of+contraction-induced+injury+and+non-invasive+monitoring+of+recovery.">An in vivo rodent model of contraction-induced injury and non-invasive monitoring of recovery.</a> Journal of Visualized Experiments. (51), e50036 (2011).</li><li>Corona, B. T., Ward, C. L., Baker, H. B., Walters, T. J., Christ, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implantation+of+in+vitro+tissue+engineered+muscle+repair+constructs+and+bladder+acellular+matrices+partially+restore+in+vivo+skeletal+muscle+function+in+a+rat+model+of+volumetric+muscle+loss+injury.">Implantation of in vitro tissue engineered muscle repair constructs and bladder acellular matrices partially restore in vivo skeletal muscle function in a rat model of volumetric muscle loss injury.</a> Tissue Engineering Part A. 20 (3-4), 705-715 (2014).</li><li>Collins, B. C., 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=Deletion+of+estrogen+receptor+alpha+in+skeletal+muscle+results+in+impaired+contractility+in+female+mice.">Deletion of estrogen receptor alpha in skeletal muscle results in impaired contractility in female mice.</a> Journal of Applied Physiology (1985). 124 (4), 980-992 (2018).</li><li>Lynch, G. S., Hinkle, R. T., Chamberlain, J. S., Brooks, S. V., 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=Force+and+power+output+of+fast+and+slow+skeletal+muscles+from+mdx+mice+6-28+months+old.">Force and power output of fast and slow skeletal muscles from mdx mice 6-28 months old.</a> The Journal of Physiology. 535 (Pt 2), 591-600 (2001).</li><li>Vitzel, K. F., 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=In+Vivo+Electrical+Stimulation+for+the+Assessment+of+Skeletal+Muscle+Contractile+Function+in+Murine+Models.">In Vivo Electrical Stimulation for the Assessment of Skeletal Muscle Contractile Function in Murine Models.</a> Methods in Molecular Biology. 1735, 381-395 (2018).</li><li>Jackman, R. W., Kandarian, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+basis+of+skeletal+muscle+atrophy.">The molecular basis of skeletal muscle atrophy.</a> American Journal of Physiology Cell Physiology. 287 (4), C834-C843 (2004).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

قياس وظيفة العضلات القصوى الهوس بطريقة دقيقة وقابلة للتكرار أمر حاسم لتقييم التدريجي الوراثية، والايض، والعضلات ظروف17. وبالمثل، وظيفة الهوس المجراة في العضلات يسمح لتقييم علاجات جديدة والمداواة لظروف العضلات المنهكة. علينا أن نظهر هنا قياس الإنتاج قوة العضلات دورسيفليكسور للماوس اللكتات أقل من خلال إجراء المجراة.
المستحضرات التجارية تكون فعالة ومفيدة في تنفيذ هذا الإجراء غير الغازية. هذا الاختبار يوفر مزايا هامة تتصل بتقييم الدالة تقلص العضلات مع الحفاظ على بيئة فسيولوجية أصلية، في الدم التي تظل سليمة على الإمداد وتعصيب. من ناحية أخرى، والعيوب تتعلق بالتطبيع قوة كل وحدة عبر مساحة مقطعية للعضلات (القوة الخاصة)، التي يمكن التأكد منها فقط في العضلات معزولة التي يتم حصادها بعد التجريب. ومع ذلك، الاختبار غير الغازية يسمح قياسات متعددة من الهوس وظيفة العضلات المثنية في الحيوان نفسه مع مرور الوقت، أسفر عن انخفاض إعداد الحيوانات التجريبية، لا سيما إذا كان الهدف تقييم التغيرات النسبية ( التغييرات في القوة المطلقة على مر الزمن).
وهناك الخطوات الهامة التي يجب مراعاتها أثناء هذا الإجراء بغية تحقيق بيانات متسقة أكثر تيميبوينتس. أولاً، ينبغي محاولة توحيد المواقع الحيوانية كلما كان ذلك ممكناً. ثانيا، أثناء إعداد ذلك من المهم أن تكون متسقة مع قطب كهربائي لتحديد المواقع حيث أن التحفيز المثلى يمكن الوصول إليها عن طريق تحفيز العصب الشظوي. ينبغي أن يكون موقع الأقطاب على الجانب الوحشي للساق (الحق في هذه الحالة)، قرب رئيس الشظية وغيره المزيد أسفل الجانب الوحشي للساق (الشكل 2). وبناء على هذا، أقطاب كهربائية مصنوعة خصيصا مصممة على هذا النحو أن كليهما يمكن وضعها في نفس الموقف كل مرة. ومع ذلك، تحفيز كافية يمكن أيضا أن يتحقق استخدام الإبر القطب المقدمة مع المستحضرات التجارية. ثالثا، من الأهمية بمكان لتحقيق قمم السلبية أثناء الإعداد الجهد عن طريق تحويل اتجاه عقارب الساعة محول متصل فوتبلاتي. أظهرت الصحيح من أقطاب الساق الماوس مع الإعداد الحد الأقصى من الجهد لتحديد المواقع لتكون تقنية التي يمكن أن يؤديها على الماوس نفسها على مر الزمن.
القدرة على تقييم وتتبع وظيفة العضلات في تيميبوينتس مختلفة على الحيوان نفسه تقييما هاما لتوصيف الأمراض العضلية المختلفة فضلا عن تقدمهم. وعلاوة على ذلك، يمكن أن يكون هذا القياس من عطف ظهري العضلات في الفئران أداة لتقييم مدى فعالية العلاجات المحتملة في بيئة فسيولوجية أصلية، مع الحد الأدنى من الإجهاد الأيضي12. وهكذا، يوفر تقنية في تقييم علاج المرض وتطور وإمكانات العضلات.

الهيكل العظمى والعضلات هو أنسجة الأيض هامة التي تضم حوالي 40% وزن الجسم الكلي. أنها تلعب دوراً حاسما في السيطرة على الطاقة الأيض والتوازن1. الهيكل العظمى والعضلات الجماهيري يتم الاحتفاظ بتوازن دقيق بين معدلات البروتين التوليف وتدهور1. العديد من الحالات المرضية تؤثر على هذه العمليات في الهيكل العظمى والعضلات، مما يؤدي إلى خسارة صافية في العضلات (ضمور). هذه تشمل، ولكنها لا تقتصر على، السرطان، والإيدز، والشيخوخة، والصوم، واطرافهم التثبيت2،3. في شيخوخة السكان، وفقدان قوة يرتبط بفقدان العضلات الشامل ومؤشرا لحالة جميع الوفيات4. وفي هذا السياق، يوفر تقييما لوظيفة العضلات تدبيرا هاما عند تحديد مدى فعالية الاستراتيجيات العلاجية مكافحة أو منع إضاعة الهيكل العظمى والعضلات، وفقدان وظيفة.
استخدم الباحثون العديد من مختلف النهج ونماذج حيوانية لفهم المسارات الجزيئية من ضمور العضلات5،6 ، والآثار المترتبة على هذه الآليات في العضلات وظيفة الهوس2،3 ،7. ولذلك، ربط التغييرات على المستوى الجزيئي للاختلافات في وظيفة العضلات لا بد في فهم كيف يمكن أن تؤثر التغييرات على مستوى الجزيئي وظيفة العضلات.
وظيفة الهيكل العظمى والعضلات، لا سيما في القوارض الصغيرة، تتم عادة باستخدام ثلاثة إجراءات الموصوفة جيدا8،9 الكشف عن ضعف قوة الإنتاج و/أو رصد تطور المرض. (1) السابقين فيفو؛ حيث العضلات هو إزالتها من الحيوان والمحتضنة في حمام الحل المسابقة لتقييم وظيفة العضلات باستخدام حقل التحفيز10. (2) في الموقع؛ حيث لا يزال مرفق الدانية من العضلات في الحيوان ووتر القاصي متصل بمحول قوة، تسمح وظيفة العضلات التي ينبغي أن تؤديها تحفيز العصب مباشرة11. فيفو في (3)؛ حيث أقطاب توضع تحت الجلد للحصول على القوة العضلية العصبية أثارت إنتاج9،12. بينما هذه الإجراءات الثلاثة تستخدم لأغراض مختلفة، كل منها لديها مزايا وعيوب. ولذلك، من المهم تحديد طريقة مناسبة استناداً إلى هدف الدراسة. القيد الرئيسي مع السابقين فيفو التجارب هو إزالة العضلات من بيئتها الطبيعية واستخدام التحفيز في الميدان. الأسلوب في الموقع الذي يحافظ على إمدادات دم عادي ويستخدم التحفيز عن طريق العصب، ولكن يتم تعديلها في التشريح الطبيعي وطبيعة التجربة من المحطة الطرفية؛ وهكذا، وهذا يجعل العضلات متابعة القياسات الدالة مستحيلة. المجراة في الأسلوب الموصوفة هنا أكثر عن كثب يحاكي الطبيعي علم وظائف الأعضاء في أن التشريح دون عائق وحزمة الأعصاب لا تزال سليمة والتجربة ليست المحطة الطرفية، السماح لتدابير المتابعة داخل الحيوان نفسه على مدى الساعة8.
وهنا يصف لنا إجراء المجراة في أن يسمح قياسات متعددة لوظيفة العضلات في الحيوان نفسه على مر الزمن. هذا الإجراء ينطوي على تقييم عضلات المقصورة المغبنية الأمامية – بما في ذلك anterior(TA) الظنبوبي، باسطة أصابع طويلة (مؤسسة كهرباء لبنان)، وباسطة العضلات طويلة (استكشاف) هاليكوس، المسؤولة عن عطف ظهري – في إجراء غير الغازية بتحفيز العصب (يعرف أيضا باسم الشظوية) الشظوية. تا ينص معظم قوة الكاحل عطف ظهري13، مع فقط أدنى مساهمة من مؤسسة كهرباء لبنان ومشروع استكشاف القانون الإنساني أن مراقبة حركة أصابع القدم. ويضمن هذا البروتوكول غير الطرفية الحفاظ على إمدادات الدم والأعصاب. وهذا يسمح لتحقيق فعالية العلاج وتطور المرض في البيئة الفيزيولوجية الأكثر المتوفرة حاليا في نموذج حيوان بمرور الوقت.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:606px;" width="605">
	<tbody>
		<tr height="229">
			<td height="229" style="height:229px;width:223px;">1300A: 3-in-1 Whole Animal System &#8211; Mouse</td>
			<td style="width:89px;">Aurora Scientific Inc.</td>
			<td style="width:123px;">305C-LR: Dual-Mode Footplate; 605A: Dynamic Muscle Data Acquisition And Analysis System; 701C: Electrical Stimulator and 809C:&#160;in-situ&#160;Mouse Apparatus</td>
			<td style="width:172px;">Complete muscle function system&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Conductive gel&#160;</td>
			<td style="width:89px;">Livingstone</td>
			<td style="width:123px;">ECGEL250</td>
			<td style="width:172px;">conductive gel used in the mice</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Eye ointment</td>
			<td style="width:89px;">Alcon</td>
			<td style="width:123px;">Poly Visc</td>
			<td style="width:172px;">pharmaceutic product (ophthalmic use)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID)&#160;</td>
			<td style="width:89px;">Ilium</td>
			<td style="width:123px;">Metacam</td>
			<td>veterinary medicine (injectable 5mg/ml)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Isoflurane&#160;</td>
			<td style="width:89px;">Zoetis</td>
			<td style="width:123px;">Isoflo</td>
			<td>veterinary inhalation Anaesthetic</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

non-invasive assessment of dorsiflexor muscle function in mice

تقييم الدالة الهوس الهيكل العظمى والعضلات مقياس هام لكلا السريرية وأغراض البحث. ظروف عديدة يمكن أن تؤثر سلبا على الهيكل العظمى والعضلات. وهذا يمكن أن يؤدي فقدان كتلة العضلات (ضمور) و/أو فقدان جودة العضلات (خفضت قوة كل وحدة العضلات الشامل)، كلاهما انتشارا في الأمراض المزمنة والأمراض الخاصة بالعضلات والتثبيت والشيخوخة (ساركوبينيا). يمكن تقييم وظيفة الهيكل العظمى والعضلات في الحيوانات بمجموعة من الاختبارات المختلفة. اختبارات جميع القيود المتصلة ببيئة الاختبار الفسيولوجي، واختيار اختبار معين غالباً ما يعتمد على طبيعة التجارب. هنا، يمكننا وصف أسلوب غير الغازية المجراة في، ، التي تشمل إجراء تقييم مفيدة وسهلة لقوة التردد-منحنى (تقصي) في الفئران التي يمكن أن يؤديها على الحيوان نفسه على مر الزمن. وهذا يسمح برصد تطور المرض و/أو مدى فعالية العلاج العلاجية المحتملة.

منحنى قوة التردد هو اختبار مفيدة فيها العضلات يمكن أن تحفزها على ترددات أدنى وأعلى للتمييز بين القوة دون المستوى الأمثل والأمثل الردود15. على ترددات أقل القوة التي يمكن أن تحفز نشل واحدة، تفعيل وحدات السيارات الأصغر حجماً وأقل، وترددات أعلى هو التوصل إلى ذروة مستقرة، حيث تنصهر التشنجات معزولة (التيتانوس)، الوصول إلى الحد الأقصى من القوة من خلال تفعيل جميع الوحدات الحركية16 . في الاختبار المقدمة، يبدأ المنحنى تيتانيك ~ 60 هرتز، حيث يمكن تصور التقوية (الشكل 4A) والقوة القصوى تتحدد في ~ 150 هرتز (الشكل 4 باء)، عندما يتم التوصل إلى الهضبة مع منحنى تنصهر مكتملة9، 16.
أي تباين هذه النتائج قد تشير إلى أن العضلات لا يجري بشكل صحيح تحفزها أقطاب كهربائية. التنسيب الكهربائي خطوة هامة في الإعداد لهذا الإجراء، كما يجب وضع التحفيز الكهربائي بشكل صحيح يعصب العصب الشظوي وهكذا تماما تنشيط عضلات عطف ظهري، الذي فيه الإمدادات (تا ومؤسسة كهرباء لبنان، واستكشاف القانون الإنساني). الصحيحة موضع القطب النتائج في توليد قمم السلبية (الشكل 3) أثناء هذه العملية، حين اختلالها أقطاب أو أعلى قوة تيار كهربائي يمكن أن يؤدي إلى تحفيز المحيطة بالعضلات، تسبب انكماش المشارك العضلات المجاورة وخصم العضلات، الذي يولد بدوره قمم القيم الإيجابية.
يظهر الشكل 5A بيانات التردد-منحنى القوة التمثيلية من ماوس عبر الزمن، حيث كان تكرار الإجراء مرة واحدة في أسبوع حتى أنجزت تيميبوينتس 5. وقد أظهرت هذه الملاحظات القوة يتفق قيم الإنتاج في جميع أنحاء تيميبوينتس و/أو الملاحظات التي تقاس. وقد أظهرت هذا الإجراء أيضا تكون متسقة بين القياسات الفئران، كما يبين الشكل 5B الممثل المنطقة تحت المنحنى لتقصي الحقائق والتوفيق حفز الملاحظات المختلفة ما يزيد على 5 في الفئران 6 اختبار مرة واحدة في أسبوع.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58696/58696fig1.jpg"> الشكل 1 : نظام البرمجيات. (أ) التحكم في برامج الرسم التوضيحي للخطوات اللازمة لإعداد المعلمات "Stim فورية". في خلفية الصورة، انقر فوق الإعداد | Stim الفورية. الصغيرة التي برزت في إطار (استقبال الصور)، قم بإعداد المعلمات. (ب) رسم توضيحي لعرض الإعداد "المنظم". <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58696/58696fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58696/58696fig2.jpg"> الشكل 2 : إعداد الماوس. نظرة عامة حول الموقف من هذا الحيوان أنيسثيتيزيد. يتم وضع المشبك الركبة اليمنى حيث تكون الركبة على 90 درجة، وحيث تكون في القدم والكاحل بزاوية 90° (خط منقط أبيض). تقلص العضلات دورسيفليكسورس ويتحقق من خلال تحفيز العصب الشظوي، الذي يقع تحت (القاصي إلى) رئيس الشظية. ونحن نستخدم أقطاب خصيصا (اقحم)؛ ومع ذلك، أقطاب الإبرة التي يتم توفيرها مع الوحدة، أو شراؤها بشكل منفصل، أيضا كافية. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58696/58696fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58696/58696fig3.jpg"> الشكل 3 : الإخراج من وضع أقطاب كهربائية- حالما يتم وضع أقطاب كهربائية تحت الجلد ويتم البدء الجهد، ولوحظت قمم مع القيم السالبة. عند هذه النقطة، التوصل إلى قيم سالبة (خطوط خضراء) خطوة حاسمة في التأكد من تحقق التحفيز في دورسيفليكسور العضلات فقط (تا ومؤسسة كهرباء لبنان، واستكشاف القانون الإنساني). تتم الإشارة إلى القياس في الوقت الحقيقي بين هذين الخطين الأحمر. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58696/58696fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58696/58696fig4.jpg"> الشكل 4 : الممثل المنحنيات. (أ) عينة من منحنى القوة عند تردد 60 هرتز (الماوس #06). (ب) عينة من المنحنى تيتانيك في 150 هرتز (الماوس #03). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58696/58696fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58696/58696fig5.jpg"> الشكل 5 : ممثل القوة منحنى التردد (تقصي الحقائق والتوفيق) ومنطقة تحت منحنى البيانات. تيميبوينتس (أ) تقصي الحقائق والتوفيق (س) ما يزيد على 5 مختلفة (أيام 1، 2، 3، 4 و 5) في نموذج ماوس (#05). (ب) منطقة تحت المنحنى (الاتحاد الأفريقي، والمحور ص) تقصي الحقائق والتوفيق على مدى 5 تيميبوينتس مختلفة (فأر #01، 02، 03، 04، 05 و 06 التوالي؛ المحور س). النتائج يتم التعبير عنها ك ± يعني الخطأ المعياري للقياس (SEM) لخمس تيميبوينتس (الاختبارات) في الفئران 6 وتم تحليلها بواسطة أحادي الاتجاه ANOVA اختبار (ف < 0.05). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58696/58696fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>

Watch this Scientific Journal Video about Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice Video at JoVE.com

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice Video (Video) | JoVE

قياس الهيكل العظمى والعضلات القوارض الهوس الدالة هو أداة مفيدة يمكن استخدامها لتتبع تطور المرض، فضلا عن فعالية التدخل العلاجي. يصف لنا هنا غير الغازية، في فيفو تقييم العضلات دورسيفليكسور التي يمكن أن تتكرر على مر الزمن في الماوس نفسه.

تقييم غير الغازية لوظيفة العضلات دورسيفليكسور في الفئران

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...

يمكن أن يساعد هذا النموذج في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال وظيفة تقلص العضلات. مثل آلية إنتاج القوة ، أثناء تطور المرض. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن هذا الإجراء هو غير الغازية، والتي يمكن أن تؤدي على نفس الحيوان على نقاط زمنية مختلفة، لرصد تطور المرض والعلاج.العرض التوضيحي المرئي لهذه الطريقة أمر بالغ الأهمية، حيث أن تغيير أي من هذه الخطوات قد يؤدي إلى زيادة التباين في النتائج. لذلك، قد تسمح لك الممارسة بالحصول على نتائج أكثر تناسقاً. لبدء هذا الإجراء، قم بإعداد مشبك الركبة الماوس على المنصة، وكذلك لوحة الماوس على محول.ثم تشغيل منصة التدفئة إلى 37 درجة مئوية. افتح برنامج التحكم الديناميكي في العضلات على سطح المكتب. في قائمة الإعداد المنسدلة، حدد stem الفورية، وقم بتغيير معلمات وقت التشغيل إلى 120 ثانية.في الإطار الذي يحمل اسم "حفظ قاعدة" أو إدخال اسم موقع ملف الحفظ التلقائي. انقر فوق خانة الاختيار إلى يسار النافذة الأساسية حفظ تلقائي، ثم قم بتغييره لتمكين الحفظ التلقائي. في الجزء العلوي من شاشة التحكم DMC، انقر فوق المنظم، الذي سيفتح نافذة منبثقة جديدة.حدد تسلسل مفتوح وحدد البروتوكول الذي سيتم استخدامه. ثم انقر فوق تحميل تسلسل وإغلاق الإطار. لتحضير الحيوان للتجربة، قم بإزالة الشعر على الساق اليمنى من الفأرة مع مقصات الشعر الكهربائية.وضع الحيوان في موقف supine على منصة ساخنة وتنظيف الساق اليمنى مع 70٪ الكحول واليود. عند هذه النقطة، ضبط Isoflurane إلى 2٪ مع تدفق الأكسجين في لتر واحد في الدقيقة الواحدة. ضع القدم على لوح القدم وآمن به باستخدام الشريط الطبي.ثم تطبيق هلام موصل على الجلد حيث سيتم وضع الأقطاب الكهربائية. بعد ذلك، المشبك في الركبة لتحقيق الاستقرار في الساق أثناء العملية. استخدام المقابض على منصة لوضع طرفه الخلفي من أجل تشكيل زاوية 90 درجة في الكاحل.بمجرد تأمين الماوس على المنصة ، ضع الأقطاب الكهربائية تحت جلد الساق اليمنى ، واحدة بالقرب من رأس الشظية ، والأقطاب الأخرى أكثر اندصالًا على الجانب الجانبي من الساق. يتم وضع الأقطاب بعناية من أجل تحقيق التحفيز الكافي من العصب البيروني. كما يمكن تعديل هذا الموقف للوصول إلى ذروة مستقرة، تصور على الشاشة.وبمجرد تحقيق هذه الخطوات, ضبط الطاقة العالية ثنائية المرحلة محفز للحصول على تحفيز العصب Peroneal أن يؤدي إلى أقصى عزم دوران dorsiflexion. أثناء التحفيز، قم بتحويل محولات الطاقة باتجاه عقارب الساعة لتسفر عن قيم سلبية، والتي تعتبر مهمة لضمان أن الأقطاب الكهربائية تحفز فقط عضلات الظهرية من العصب البيروني. بمجرد تحقيق هذه الخطوة ، قم بتثبيت الأقطاب الكهربائية باستخدام المشبك ، من أجل منع أي حركة أثناء الإجراء.تحقيق الذروة السلبية ببطء وبالتدريج مهم للتحقق من أن يتم وضع الأقطاب الكهربائية في الوضع الصحيح، والجهد يكفي لتحقيق أقصى قدر من القوة. في وقت لاحق ، ووقف الجذعية الفورية على البرنامج. على الشاشة الرئيسية، قم بتشغيل الزر المسمى تسلسل البدء "لبدء تسلسل الإعداد السابق.بمجرد الانتهاء من قياسات القوة، قم بإزالة الأقطاب الكهربائية، وإزالة شريط القدم، والإفراج عن المشبك الركبة. إيقاف Isoflurane والحفاظ على تسليم الأوكسجين لبضع دقائق للمساعدة في الانتعاش الحيوان. بمجرد أن يبدأ الماوس في التحرك ويستعيد وعيه، إعادته إلى القفص.يُظهر هذا الرسم البياني بيانات منحنى الترددات التمثيلية من فأرة عبر الزمن، حيث تكرر الإجراء مرة واحدة في الأسبوع حتى تم الانتهاء من خمس نقاط زمنية. وقد أظهرت هذه الملاحظات قيم إنتاج القوة الثابتة الثابتة طوال النقاط الزمنية. وقد أظهرت هذه العملية أيضا أن تكون متسقة بين الفئران المختلفة، كما هو مبين في المنطقة التمثيلية، تحت منحنى التحفيز FFC، أكثر من خمس ملاحظات مختلفة في ستة فئران اختبار مرة واحدة في الأسبوع.بعد تطورها ، تسمح هذه التقنية للباحثين في مجال الأمراض العصبية العضلية بالتحقيق في التغيرات الزمنية في وظيفة العضلات في نماذج متطابقة للمرض.

Research

JoVE Journal

Medicine

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

In Vivo Canine Muscle Function Assay

In Vivo Canine Muscle Function Assay Video (Video) | JoVE

فيفو الناب في العضلات وظيفة الفحص

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

Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants

Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants Video (Video) | JoVE

غير الغازية قياس بصري من الأيض الدماغي وديناميكا الدم في الأطفال الرضع

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality  and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can  accurately ...

Non-invasive Assessment of Microvascular and Endothelial Function

Non-invasive Assessment of Microvascular and Endothelial Function Video (Video) | JoVE

غير الغازية تقييم وظيفة الاوعية الدموية الدقيقة غشائي

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of ...

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

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography Video (Video) | JoVE

تقييم البطين الأيمن هيكل وظيفة في نموذج الفأر من الشريان الرئوي عبر الصدر عن طريق انقباض ضربات القلب

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

A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology

A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology Video (Video) | JoVE

مقاربة منهجية لتقييم غير الغازية الأوعية الدموية وظيفة ومورفولوجيا

The endothelium is the innermost lining of the vasculature and is involved in the maintenance of vascular homeostasis.  Damage to the endothelium may ...

Non-invasive Assessment of the Efficacy of New Therapeutics for Intestinal Pathologies Using Serial Endoscopic Imaging of Live Mice

Non-invasive Assessment of the Efficacy of New Therapeutics for Intestinal Pathologies Using Serial Endoscopic Imaging of Live Mice Video (Video) | JoVE

تقييم غير الغازية من فعالية العلاجات الجديدة لعلوم الأمراض المعوية عن طريق التصوير بالمنظار المسلسل من الفئران الحية

Animal models of inflammatory bowel disease (IBD) and colorectal cancer (CRC) have provided significant insight into the cell intrinsic and extrinsic ...

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

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice Video (Video) | JoVE

تقييم الموجات فوق الصوتية وبناء من الشريان التاجي تدفق وتدفق التاجي الاحتياطي باستخدام نموذج الزائد الضغط في الفئران

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

Transcutaneous Assessment of Renal Function in Conscious Rodents

Transcutaneous Assessment of Renal Function in Conscious Rodents Video (Video) | JoVE

تقييم عبر الجلد من وظيفة الكلى في القوارض واعية

Glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional methods to evaluate GFR are cumbersome and ...

Assessment of Respiratory Function in Conscious Mice by Double-chamber Plethysmography

Assessment of Respiratory Function in Conscious Mice by Double-chamber Plethysmography Video (Video) | JoVE

تقييم وظيفة الجهاز التنفسي في الفئران واعية بغرفة مزدوجة بليثيسموجرافي

Air volume changes created by a conscious subject breathing spontaneously within a body box are at the basis of plethysmography, a technique used to ...

Biventricular Assessment of Cardiac Function and Pressure-Volume Loops by Closed-Chest Catheterization in Mice

Biventricular Assessment of Cardiac Function and Pressure-Volume Loops by Closed-Chest Catheterization in Mice Video (Video) | JoVE

تقييم البطينين لوظيفة القلب وحلقات حجم الضغط عن طريق قسطرة الصدر المغلقة في الفئران

Assessment of cardiac function is essential to conduct cardiovascular and pulmonary-vascular preclinical research. Pressure-volume loops (PV loops) ...