Summary
Bir
Abstract
Kas suşları doktorlar tarafından tedavi edilen en yaygın şikayetlerden biridir. Ancak bir kas hasarı, genellikle hastanın öyküsü ve fizik muayene tek başına tanısı, klinik prezentasyon, kas hasarı veya kas hastalıkları, kas hasarı değerlendirmesi hastalarda yaralanma, hastanın ağrı toleransı, vb ölçüde büyük ölçüde bağlı olarak değişebilir. hassasiyet, hareket gücü, menzil ve daha yakın zamanda, görüntüleme çalışmaları gibi klinik belirtiler, genellikle sınırlı. Kas hasarı ile serum kreatin kinaz düzeyleri gibi biyolojik belirteçleri, genellikle yükselir, ancak bunların seviyelerini her zaman güç üretim kaybı ile ilişkili değildir. Bu zarar bir "doğrudan ölçmek" sağlayan hayvanlar, histolojik bulgular bile doğrudur, ancak fonksiyon kaybı hesabı yok. Bazı iddia, kas kasılma kuvveti genel sağlık en kapsamlı önlem. Kas hasarı çeşitli biyomekanik koşullar altında meydana gelen rastgele bir olay olduğundan, çalışmak zordur. Burada, in vivo hayvan modelinde bir tork ölçmek için üretmek ve güvenilir bir kas hasarı açıklar. Ayrıca in situ izole kas kuvveti ölçümü için model tarif. Ayrıca, küçük hayvan MRI prosedürü açıklar.
Protocol
1 in vivo yaralanma Model ve izometrik tork ölçümü.
- Bu prosedürler, sıçan ve fareler 7,17,18 için kullanılabilir . Başlamak için, hassas bir buharlaştırıcı (kedi # 91.103, Veteriner Equip, Inc, Pleasanton inhalasyon anestezi (~% 4-5, bir indüksiyon odasında indüksiyonu için izofluran daha sonra bakım için bir roket ucu konisi yoluyla izofluran% 2 ~) altında hayvan yatar , CA). Kurumasını kornealar korumak için her gözün steril oftalmik krem (Paralube Veteriner Merhem, PharmaDerm, Floham Park, NJ) uygulayın. İşlem sırasında, hayvan, kafes dışına yerleştirilmiş bir ısı lambası kullanımı ile sıcak tutulur ve her zaman hayvan en az 6 inç tuttu.
- Hazırlık cilt, saç kaldırarak ve yumuşak doku veya kemik içine tohumlama cilt bakterileri önlemek için betadin ve% 70 alkol scrubs alternatif temizleme. , Derin tendon refleksi eksikliği (ayak kısma yanıt ayak çekme) tarafından uygun anestezi onaylayın. Ekstremite (25G veya 27G fare) platformu üzerine stabilize etmek için elle proksimal tibia boyunca iğne yerleştirilir. İğne bacağın ön kompartman girmemeniz gerekir.
- Iğne, hayvan yatar ve ayak parmakları düz yukarı bakacak şekilde olduğu gibi sabit bir pozisyonda kilitleyin. Ismarlama cihaz, iğne, güvenli ve dolayısıyla bacak stabilize etmek için kullanılır.
- Bacak, ayak, özel işlenmiş footplate (Şekil 1) üzerine yerleştirin. Footplate eksen step motor (T8904 modeli, NMB Teknolojileri, Chatsworth, CA) ve tork sensörü bağlı (model QWFK-8M, Sensotec, Columbus, OH). Ayak Şekil 1'de olduğu gibi başlangıçta, bu nedenle tibia dik hizalanmış olmalıdır.
- Transkutanöz elektrotlar (723.742, Harvard Apparatus, Cambridge, MA) veya subkutan elektrotlar (J05 İğne Elektrot İğneler, 36BTP, Jari Elektrod Kaynağı, Gilroy, CA), sinir yatıyor fibula, boyun yakın fibula siniri uyarmak için kullanın. yüzeysel bir pozisyon. Görme ayak güvenli önce (sıçan, fare ve 1 ms darbe 0.1 ms pulse) tiki bir dizi yaparak izole dorsifleksiyon onaylayın. Sonra ayak seğirme genlik gerilim artışa yanıt olarak bir artış olduğunu karşıt kasları (plantar) aynı anda uyarılmış değildir, yapışkan bant ile footplate teyit sabitlenir.
- Yaralanma öncesi ve bir yaralanma sonrasında seçilen zaman noktalarında, dorsifleksörlerin üretim kapasitesi maksimal kuvvet, "maksimum izometrik tork" (kas uzunluğu bir değişiklik olmadan tork) olarak kaydedildi. Tork ölçümleri hasara yol için kullanılan aynı teçhizat yapılmaktadır. Maksimal izometrik tork kaydetmeden önce, darbe genlik seğirme gerginlik ve ayak bileği en uygun konumunu optimize etmek için ayarlanabilir dorsifleksör farklı uzunluklarda seyirmesi vererek belirlenir. Dorsifleksör (dinlenme süresini, aka Lo) optimal uzunluğunu belirlemek için açılı bir tork eğrisi elde ettikten sonra, aşamalı olarak 200 ms puls sırasında bakliyat sıklığı artan bir tork frekans arsa ile elde edilir. Maksimal erimiş tetanik kasılma genellikle 90-100 Hz'de elde edilir. Üç ayrı seyirmesi ve tetanik kasılmaları kaydedilir ve daha fazla analiz için kaydedilir.
- Kontraktil aktivasyon, ayak bileği dönüş başlangıcı, senkronize etmek ve tork veri toplama (Labview sürüm 8.5, National Instruments, Austin, Teksas) ticari yazılımı kullanın. Dorsifleksör kasların uyarılması, bilgisayar kontrollü motor aynı anda, böylece uzatma daralma (aynı zamanda kas yaralanması neden olan, "eksantrik" bir daralma olarak da adlandırılır), plantar fleksiyonda footplate hareket ederken ortaya çıkar. Belirli bir protokol araştırmacı tarafından istenilen yaralanma istenilen büyüklüğüne bağlıdır. Büyüklüğü, yaralanma veya doku hasarı, açısal hız, kas aktivasyonunun zamanlaması, eklem hareket açıklığı, ve uzatma kasılmaları sayısı gibi değişkenler manipülasyonu ile düzenlenir.
- Hasara yol için maksimal izometrik kasılma, hareket açıklığı, uzama hızı, ve gerektiği gibi stimülasyon zamanlama değişen üzerine bir uzatma daralma üst üste. Örneğin, dorsifleksör maksimal izometrik kasılma elde edilir ve 200 ms sonra yaklaşık normal hareketi (900 ° / sn) seçilen bir hızda uzatılmış. Hareket ve uzatma derecesi bir yaralanma 14 elde edilmesinde önemli faktörlerdir önce daha önce bu aktivasyon göstermiştir . Dorsifleksör tarafından üretilen tork çoğunluğu TA 11 ve daha önce gösterilen bu model, bu kas 5,13-15 yaralanması sonuçları . TA uzatma boyunca uyarılmış kalır.
- Yaralanma sonrası, hayvan cihazdan kaldırılır. Tibial pinkaldırılmış, bacak tekrar temizlenir ve hayvan kafesine geri döndü (37 ° C sıcaklık kontrollü bir ısıtma bloğu yerleştirilen) ve kurtarma kadar izlenir. Hayvan uyanık ve hareketli kadar bu bekleme içerir. Hayvanlar işlem sırasında herhangi bir gözlemlenebilir ağrı acı ve uzatma kasılmaların neden olduğu yaralanma sonrası yürüyüş görünür değişiklikler (örneğin topallık) vardır. Ancak, uygun anti-ağrı tedavi (cerrahi sonrası 48 saat süreyle 0.1 mg / kg her 12 saatte bir buprenorfin 0.05) daha sonra uygulanır.
2. tüm kas gerginliği yerinde ölçümü.
- Hayvan hazırlanan ve 1.3 ile bölüm 1.1 'de yukarıda açıklandığı gibi tibia stabilize edilir. Tüm enstrümantasyon uygun kalibrasyonu için test öncesinde en az 30 dakika açık ve kuvvet dönüştürücü termal sürüklenme en aza indirmek için.
- İnsizyon cilt anterior ayak bileği ve tibialis anterior kas (TA) tendon sever. Tendon dikkatlice 4.0 Ethicon ipek emilmeyen sütür kravat ve yük hücresi) S-hook (ağırlığı = 0.1g), model FT03, Çim Aletleri, Warwick, RI ile Vicryl dikiş ekleyiniz. Alternatif olarak, özel bir kelepçe (ağırlığı = 0.5g) Vicryl dikiş (Şekil 2) tendon takmak için kullanılabilir.
- Yük hücresi TA (kökeni ve ekleme arasında düz bir çizgi çekin) dinlenme uzunluğu ayarlanabilir ve hizalanmamış olabilir, böylece bir mikromanipülatör (Uçurtma Manipulator, Dünya Precision Instruments Inc, Sarasota, FL) monte edilir. TA, bir ısı lambası ve, mineral yağ ile dehidratasyon soğutma korunmaktadır. Yük hücresi (her test öncesi kalibre) gelen sinyaller, satın alma yazılımı (sürüm 2.1 PolyView, Çim Instruments tarafından toplanan ve saklanan bir A / D kurulu bir DC amplifikatör (modeli P122, Çim Aletleri, Warwick, RI) ile beslenir Warwick, RI).
- TA yük hücresi takın ve L 0 belirlemek amacıyla farklı kas uzunlukları tek tiki (1 ms dikdörtgen darbe) uygulamak. Kaliperler kullanarak ölçülen kas dinlenme süresini, tibial tüberkül ve myotendinous kavşak arasındaki mesafe olarak tanımlanır. Bu uzunluk, yavaş yavaş bir güç-frekans ilişkisi kurmak için darbe genlik ve sonra nabız frekansı artar. Maksimum erimiş tetanik kasılma yaklaşık 90-100Hz (300 ms tren süresi 0,1 ms veya 1 ms bakliyat oluşan) elde edilir. Maksimum uyarılma yoğunluğu% 150 maksimal kasılma aktivasyonu (P 0) ikna etmek için TA etkinleştirmek için kullanın. Maksimal tetanik kasılmaların istediğiniz herhangi bir nokta, zaman içinde bir yorgunluk indeksi, P 0 yüzdesi olarak defalarca yapılan ve ifade edilebilir .
3 in vivo MR görüntüleme ve / veya kemirgen iskelet kaslarında spektroskopi.
Tüm MRG ve MRS Bruker Biospin (Billerica, MA) Paravision 5.0 yazılımı çalıştıran bir 12 cm degrade ekleme (660 mT / m maksimum degrade, 4570 T / m / s maksimum yetişme hızı) ile donatılmış olan 7.0 Tesla MR sistemi yapılır.
- 1.1 'de yukarıda açıklandığı gibi izofluran buharlaşmış hayvan anestezi. Bir MR-uyumlu küçük hayvan izleme ve yolluk sistemi (SA Instruments, Inc.), Solunum hızı ve vücut ısısı izlemek için kullanılır. Fare vücut ısısı 36-37 ° C sıcak su sirkülatör kullanılarak korunur. Ismarlama bir fare sahibi her iki bacakta diz ayak mıknatısın delik paralel yatar pozisyonda konumlandırmak için kullanılır. Rezonatör 72 mm doğrusal 1H içinde dört-kanallı alma sadece yüzey bobini yerleştirilir. Rezonatör bobin ayarlı ve örnek eşleştirilir.
- MR Görüntüleme: yerelleştiriciler sonra, aşağıdaki MR taramaları yapılmaktadır: Aşağıdaki parametreler ile rahatlama donanım ile T1 ağırlıklı hızlı iktisabı (NADİR): TE = 9.52 ms, TR = 1800, eko trenin uzunluğu = 4, düzlem çözünürlüğü 100x100 mikron ve dilim kalınlığı = 750 mm. Çift-eko PD/T2 NADİR: TE = 19.0/57.1 ms, TR = 5000 ms, eko trenin uzunluğu = 4, düzlem çözünürlüğü 100x100 mm, kesit kalınlığı = 750 mm. Spin eko (SE): b-değeri = 350 s / mm -2, TE = 26 ms, TR = 4500 ms, düzlem çözünürlüğü 150x150 mm, kesit kalınlığı = 750 mm 12 sigara colinear yönde kullanarak difüzyon tensör görüntü verilerini . 16 TES ΔTE ile 182.5 ms = 11,4 ms = 11.4 ms, TR = 10000 ms, düzlem çözünürlüğü 150x150 mm, ve dilim kalınlığı 750 mikron kullanarak multi-slice multi-eko (MSME) T2 haritalama parametrik veri.
- Görüntü işleme: Difüzyon tensör yeniden yapılanma ve traktografi TrackVis (Martinos için Biyomedikal Görüntüleme Merkezi, Massachusetts Genel Hastanesi, Boston, MA) kullanılarak yapılır ortalama yayınım (MD), fraksiyonel anizotropi (FA) görüntüleri yanı sıra traktografi haritaları oluşturmak için. T2 haritalama MAT yazılmış özel yazılım kullanılarak yapılır LAB (Mathworks Natick, MA) kurallı T2 sinyal denklemin her pikselin ölçülen verilerin sığması için doğrusal olmayan en küçük kareler. Faiz ölçümleri Bölgeler parametre değerleri TA içinde değerlendirmek için yapılmaktadır.
- 1H spektroskopisi: Otomatik layneri TA 1 x 1 x 4 mm 3 voksel yapılır. Bir nokta çözümlü spektroskopisi (BASIN) darbe dizisi (TR / TE = 2000/18 ms) 1024 ortalamaları ile aynı voksel spektrumları elde etmek için kullanılır. Veri toplama, her bir bacak üzerinde 34 dakika. Spektral veriler LCModel paketi 16 kullanılarak işlenir. 31P spektroskopisi: Çift ayarlı (1H, 31P) yüzey bobin, in vivo spektroskopisi (ISIS) darbe dizisi seçilen görüntü kullanılarak veya lokalize spektroskopi (tek darbe deneyi kullanarak) olmayan lokalize gerçekleştirmek için kullanılır .
4. Hasat ve kaslar saklamak.
TA, deney sonunda sonra hasat tartılır, sıvı nitrojen içinde dondurulmuş ek bileşenini ve daha sonra -80 ° C'de saklanan Bu, in vivo deneylerde sonra zaman içinde herhangi bir noktada yapılabilir . Kaslar, bu bir terminal işlemi olarak, in situ deneylerde hemen sonra hasat edilir . Detaylı morfolojik çalışmalar için, hayvan sol ventrikül ile perfüzyon üzerinden% 4 paraformaldehid ile sabittir.
5. Temsilcisi sonuçları.
Şekil 3, in vivo aparat sıçan temsilcisi verileri gösterir in vivo cihazı dorsifleksör kasları tarafından üretilen maksimum tork elde etmek için kullanılır; aynı zamanda bu aynı kas yaralanması ikna etmek için kullanılır . Ayak bileği eklemi, yaklaşık 20 ° plantar (ayak ile 0 ° kabul tibia dik yerleştirilmiş) konumlandırılmış kas uzunluk-gerilim ilişkisi nedeniyle, maksimal izometrik tork genellikle oluşur. Maksimal izometrik tork elde edildikten sonra, ayak yaralanma protokolü başlamak için herhangi bir konuma yerleştirilebilir. 70 ° - Şekil 3, 0 ° ile hareket bir yay 30 tekrarlar bir yaralanma protokolü temsil eder. Izometrik faz (dolu ok) ve daralma bağlı yaralanma protokol sırasında uzatma fazı (açık ok) elde edilen tork istikrarlı düşüş dikkat edin. Tork Nmm birimleri kaydedildi, ancak mutlak değeri hayvan boyutu ve durumu (örneğin, yaralı kas, aşırı yorgunluk, kas, veya belirli bir protein homolog rekombinasyon nedeniyle eksikliği kas) bağlıdır.
Şekil 4 yerinde aparat sıçan temsilcisi verileri gösterir. Yerinde aparat uzatma kasılmaları dahil değildir; bunun yerine bize maksimum gerilimi bilinen bir uzunlukta ayrı bir kas tarafından üretilen izole düzgün hizalamak ve ölçmek için sağlar. Şekil 4 kademeli bir sıçan tibialis anterior kas yorulma testi sırasında meydana gelen kuvvet kaybı gösterir. Bu özel örnekte, titanic kasılmaları 5 dakika boyunca her saniyede bir kere yapıldı. Gerilim (kuvvet), genellikle Newton (ya da gram), ama tork gibi, mutlak değer, hayvanın boyutuna ve durumuna bağlıdır. Kas ağırlığı hemen bu işlemden sonra elde olduğundan, kuvvet, kas çapraz kesit alanı ("özel kuvvet" olarak adlandırılır) normalize edilebilir.
Şekil 5 T1 ve T2 parametrik haritalama gibi temsili bir fare in vivo görüntüleme veri (A), difüzyon tensör görüntüleme (B), 1 H spektroskopisi (C), ve 31 P spektroskopi 3D traktografi gösterir. Detaylar rakam efsanesi verilmiştir.
Şekil 1: in vivo aparat .* yaralanma üretmek için, tibia stabilize ve ayak motorlu plaka takılı. Footplate ayak plantar fleksiyon (noktalı ok) güçleri ise ayak bileği dorsifleksör fibula sinir ile uyarılır.
* Lovering & De Deyne, izni ile kullanılmaktadır J Biyomekanik 2005,.
Şekil 2: yerinde aparat yük hücresi TA dinlenme uzunluğu ayarlanabilir ve X, Y ve Z yönlerinin düzgün hizalanmış olabilir böylece mikromanipülatör monte edilir. TA distal tendon yük hücresi bağlı ve tek tiki L 0 belirlemek amacıyla farklı kas uzunluklarında indüklenen. Maksimal kasılma aktivasyon (P 0) belirlemek için maksimal tetanik kasılma elde edilir. Maksimal tetanik gerginlik bir zaman istenilen noktada yorgunluk indeksi, P 0 yüzdesi olarak defalarca yapılan ve ifade edilebilir.
782/2782fig3.jpg "alt =" Şekil 3 "/>
Şekil 3: sıçan kasılmaları uzatma tork in vivo aparat Temsilcisi iz kayıtları veri Tork. Bu özel örnekte, kaslar (açık ok) 900 açısal hızda hareket 70 ° yayı üzerinden footplate uzatma önce bir tepe izometrik kasılma (dolu ok) ikna etmek için 200 milisaniye için uyarılır ° / s
Şekil 4: Gerilim yerinde aparat Temsilcisi verileri bir sıçan tibialis anterior kas (TA) tekrar uyarılması sırasında maksimal izometrik tetanik gerilim düşüş gösteren veriler. Bu örnekte, TA optimal uzunluğu (L 0) ayarlanabilir, izole edilmiş ve daha sonra 5 dakika boyunca saniyede bir 200 ms tetanik kasılma ile uyarılır .
Şekil 5: in vivo görüntüleme görüntüleri tibialis anterior kas (TA) T1 ve T2 parametrik haritalama enine (eksenel) bölümleri göstermektedir. Noktalı kırmızı kutu göstermek için TA çevreleyen artan yaralı T2 (sol taraf) artış karşı yaralanmamış bir şekilde (sağ tarafta) B:. Difüzyon tensör görüntüleme (DTG) Temsilcisi 3D traktografi C: bir fare TA 1 H spektrum gösterir birkaç saptanabilir lipid rezonanslar; intramiyoselüler (IMCL) ve extramyocellular lipid (EMCL) zirveleri arasında ayrım bu yöntemi kullanarak elde edilir: D phosphocreatine (PCR), inorganik fosfat (Pi), ve üç sıçan TA 31 P MR spektrum gösterir. Adenozin 5'-trifosfat (ATP) rezonanslar (α, β, γ).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
"Muscle hasar", birçok şekillerde tanımlanmış ve ölçülmüştür. Yapısal hasar histolojik bulgular 6,9 bellidir, ama birçok hayvan çalışmalarında kullanılan da dahil olmak üzere kas hasarı değerlendirmek için kullanılan biyolojik belirteç bir sorun, genellikle kuvvet kaybı ile korele olmadığını. Kas hasarı genellikle incelemek için kullanılan testin kapsamında tanımlanmış ve hiç bir bulgu yaralanma sonrası kontraktilite değişiklikleri için hesap. Tam kasılma fonksiyonu yaralanma belirteçlerin varlığına rağmen devam edebilir bu yana, güç kaybı, yaralanma 3 en geçerli ölçü, ve muhtemelen en alakalı olabilir .
Insidansını tahmin etmek zordur ve klinik sunum büyük ölçüde değişir rastgele bir olay olduğu gibi, insanlarda kas yaralanmaları çalışma zordur. Bu nedenle kas yaralanmaları ile ilgili verilerin çok daha pek çok değişken ve yaralanma ve kurtarma mekanizmaları çalışma yeteneği üzerinde kontrolü sağlar hayvanlar üzerinde yapılan çalışmalar ile tespit edilmiştir. Tarif var, in vivo yaralanma aparat, altında çalışma hayvan euthanize gerek kalmadan böylece kas diseksiyon olmadan kontraktil fonksiyonunu değerlendirmek ve için bir yöntem sağlar . Bizim özel tasarlanmış yaralanma modeli (patentli), diğer hayvanlar 5,12,15,24 daralma kaynaklı yaralanma kurmak için kullanılan aynı ilkelere dayanmaktadır . Modelleri pazardaki mevcudiyetine rağmen, donanım kullanımının ötesinde küçük bir talimat yoktur. Bizim modelimiz mevcut aralığı 17 avantajlı, ama bizim asıl amacımız yöntemlerini paylaşmak için hareket ve açısal hız açısından özelliklere sahip bir yaralanma üretmek için baştan sona prosedürleri tanımlamak için çalıştık. In vivo modeldir Faydaları kas, anatomi ve biyomekanik değişmiş ve prosedür terminali değildir olmadığını. Biz sıhhi prosedürler izlenerek ve her bir ölçüm için steril bir iğne kullanılarak, tüm tork ölçümleri için tibia aynı yerde kullanın. Transosseus pin kullanımı olmaksızın bacak stabilize olabilir, ama biz güvenilirlik açısından ve uzatma kasılmaları sırasında gereksiz hareketi ortadan kaldırarak üstün olduğu pin bulduk.
In vivo tork ölçümleri için kullanılan aparat, bazı ek avantajları da vardır . Herhangi bir diseksiyon içermeyen, bu nedenle çalışma kapsamında hayvan euthanize gerek yoktur. Sonuç olarak, bir zaman içinde aynı hayvan kontraktilite ölçebilir, ve / veya in vivo MRI gibi görüntüleme . Diğer avantajlar normal anatomi değişmiş değildir, sinir (in vitro hazırlıkları gibi) uyarılması için bypass değildir ve kas normal ortamda kalır, inflamasyon, hormonlar, ya da diğer faktörlerin etkilerini inceledi olabilir. Çünkü bu kaslar daha az manipülasyonlar (örneğin, fonksiyon testinin önce diseksiyon) tabi tutulur, daha az hayvan, kullanımını gerektirir, biz mümkün tork ölçümleri kullanmayı tercih ediyor. Fare TA moment kolu 4 bilinir ve hayvan kurban kas tartılır olabilir. Kas izole karşılaştırıldığında, ancak bazı sınırlamalar vardır. Örneğin, tam uzunlukta uzatma kasılmaları sırasında meydana gelen değişiklikleri bilmek zordur ve hasat kadar kas kütlesi 8 (tahmin edilebilir olmasına rağmen, MRI yoluyla ölçülen hacim dayalı) ölçülebilir değildir.
Bireysel bir kas "özel kuvvet" (kesit alanı, birim başına kuvvet) belirlemek için, bu kas, düzgün bir şekilde izole edilmiş ve yerleştirilmiş olması gerekir, bu da 10 yakın kaslardan kuvvet aktarımı önler. Yerinde aparat bu amaç için dizayn edilmiştir. Bu, bilinen bir uzunluk ve kütle ile sadece tek bir kas kontraktilite ölçmek için bir alternatif sunuyor. Ancak bu yöntem çok sınırlamaları vardır. Bireysel bir kas kuvveti ölçüm yerinde aparat daha deneysel denetim sağlasa da, trade-off deney daha az fizyolojik olur. Anatomi değiştirebilir ve etkileyebilir TA kas cerrahi açıklaması, yerinde kuvvet ölçümleri gerektiren kuvvet aktarımı. Bu deney aynı zamanda terminali, kas zamanla takip edilemez.
Difüzyon tensör görüntüleme (DTG), potansiyel olarak daha duyarlı ve daha önceki standart T2 ağırlıklı MRG daha kas hasarı için bir belirteçtir. DTI ile elde edilen değişkenler, T2 sinyal değiştirmek için uzun bir süre alabilir, oysa en az (1) beyin gibi diğer dokularda, hasara karşı güçlü ve hızlı tepki göstermek. DTI dokularda su görünürdeki difüzyon ölçümü dayanmaktadır. DTI tekniği gerçek kesidindeki kıyasla olmuşturrat TA ve DTI yönde aslında kas 19 TA sıçan yerel kas lifi yönleri temsil ettiği görülmüştür.
MRS, non-invaziv 12 kas kimyasal bileşimi hakkında bilgi sağlar . Gözlenen çekirdeği olarak, MRS yüksek enerjili fosfat (31 P MRS) ya da lipidler (1 H MRS) gözlem sağlar. 31 P MRS non-invaziv olması nedeniyle kas metabolizmasının araştırılması için ideal bir araçtır ve kolayca in vivo çalışmalar iskelet kasının uygulanabilir. Iğne biyopsisi gibi yerinde kas metabolitleri, biyokimyasal tahlil için alternatif yaklaşımlar PCr 1 Pi ve belirgin azalmalar önemli olduğundan yük verebilir. Bir hayvan modelinde, kontrollü bir yaralanma ve biyokimya, morfolojisi ve doku fonksiyon bulgular, in vivo MRS değişiklikleri karşılaştıran bariz bir yarar sağlar. Yüksek enerjili fosfat metabolizmasında değişiklikler, kas dejenerasyonu 2,20 yol açan hastalıklarda rastlanır . Hücre içi pH yanı sıra MR sinyal intensite oranları Pi / PCr (inorganik fosfat [Pi] phosphocreatine [PCr]) ve PDE / PCr (fosfodiester [PDE] PCr), değerli sahne ile ilgili bilgi ve şiddeti kas dejenerasyonu.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Çıkar çatışması ilan etti.
Acknowledgments
Yazarlar Maryland Translasyonel Görüntüleme (C-TRIM) ve Manyetik Rezonans Araştırma Merkezi (MRRC) Çekirdek laboratuvar alanı ve tesisleri ve Dr. Rao Gullapalli ve Da Shi yaptığı cömert bağış için Dr Robert Bloch teşekkür etmek istiyorum teknik destek için. Bu çalışma, Jain Vakfı JAR Sağlık (K01AR053235 ve 1R01AR059179) Ulusal Sağlık Enstitüleri ve Müsküler Distrofi Derneği (# 4278), ve hibe RML bağışları ile desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| All equipment is the same for mice and rats except for the footplate | |||
| BUD Value Line Cabinet | Newark Inc | 06M4718 | |
| Multifunction l/O USB-6221M | National Instruments | 779808-01 | |
| Stepper motor controller | Newark Inc | 16M4189 | |
| Stepper Motor | Newark Inc | 16M4198 | |
| Strain Gauge Amplifier | Honeywell | DV-05 | |
| Torque Sensor | Honeywell | QWLC-8M | |
| Foot plate and stabilization device (custom made, patent pending) | |||
References
- Aldridge, R. Muscle pain after exercise is linked with an inorganic phosphate increase as shown by 31P. NMR. Biosci. Rep. 6, 663-663 (1986).
- Argov, Z., Lofberg, M., Arnold, D. L. Insights into muscle diseases gained by phosphorus magnetic resonance spectroscopy. Muscle Nerve. 23, 1316-1316 (2000).
- Brooks, S. V., Zerba, E., Faulkner, J. A. Injury to muscle fibres after single stretches of passive and maximally stimulated muscles in mice. J. Physiol. 488, 459-459 (1995).
- Burkholder, T. J. Relationship between muscle fiber types and sizes and muscle architectural properties in the mouse hindlimb. J. Morphol. 221, 177-177 (1994).
- Hakim, M. Dexamethasone and Recovery of Contractile Tension after a Muscle Injury. Clin. Orthop. Relat Res. 439, 235-235 (2005).
- Hamer, P. W. Evans Blue Dye as an in vivo marker of myofibre damage: optimising parameters for detecting initial myofibre membrane permeability. J. Anat. 200, 69-69 (2002).
- Hammond, J. W. Use of Autologous Platelet-rich Plasma to Treat Muscle Strain Injuries. Am. J. Sports Med. , (2009).
- Heemskerk, A. M. Determination of mouse skeletal muscle architecture using three-dimensional diffusion tensor imaging. Magn Reson. Med. 53, 1333-1333 (2005).
- Ho, K. W. Skeletal muscle fiber splitting with weight-lifting exercise in rats. Am. J. Anat. 157, 433-433 (1980).
- Huijing, P. A., Baan, G. C. Myofascial force transmission causes interaction between adjacent muscles and connective tissue: effects of blunt dissection and compartmental fasciotomy on length force characteristics of rat extensor digitorum longus muscle. Arch. Physiol Biochem. 109, 97-97 (2001).
- Ingalls, C. P. Dihydropyridine and ryanodine receptor binding after eccentric contractions in mouse skeletal muscle. J. Appl. Physiol. 96, 1619-1619 (2004).
- Lee, D., Marcinek, D. Noninvasive in vivo small animal MRI and MRS: basic experimental procedures. J. Vis. Exp. , (2009).
- Lovering, R. M., Deyne, P. G. D. e Contractile function, sarcolemma integrity, and the loss of dystrophin after skeletal muscle eccentric contraction-induced injury. Am. J. Physiol Cell Physiol. 286, C230-C238 (2004).
- Lovering, R. M. The contribution of contractile pre-activation to loss of function after a single lengthening contraction. J. Biomech. 38, 1501-1501 (2005).
- Lovering, R. M. Recovery of function in skeletal muscle following 2 different contraction-induced injuries. Arch. Phys. Med. Rehabil. 88, 617-617 (2007).
- Provencher, S. W. Automatic quantitation of localized in vivo 1H spectra with LCModel. NMR Biomed. 14, 260-260 (2001).
- Roche, J. A., Lovering, R. M., Bloch, R. J. Impaired recovery of dysferlin-null skeletal muscle after contraction-induced injury in vivo. Neuroreport. 19, 1579-1579 (2008).
- Stone, M. R. Absence of keratin 19 in mice causes skeletal myopathy with mitochondrial and sarcolemmal reorganization. J. Cell Sci. 120, 3999-3999 (2007).
- Van Donkelaar, C. C. Diffusion tensor imaging in biomechanical studies of skeletal muscle function. J. Anat. 194, 79-79 (1999).
- Vogl, T. J. The value of in-vivo 31-phosphorus spectroscopy in the diagnosis of generalized muscular diseases. The clinical results and the differential diagnostic aspects. Rofo. 162, 455-455 (1995).
