Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

चूहों में घुटने के एक्सटेंसर मांसपेशी समारोह के वीवो माप में

Published: March 4, 2021 doi: 10.3791/62211
Automatic Translation
1,2, 3, 4,5, 6, 5,7, 1,2
1Department of Athletic Training and Clinical Nutrition, University of Kentucky, 2Center for Muscle Biology, University of Kentucky, 3Department of Physical Therapy, East Carolina University, 4Kinesiology and Health Promotion Graduate Program, University of Kentucky, 5Biomotion Lab, College of Health Sciences, University of Kentucky, 6Aurora Scientific, 7Department of Physical Therapy, College of Health Sciences, University of Kentucky

Summary

उम्र बढ़ने, रोग, चोट और पुनर्वास के लिए कार्यात्मक अनुकूलन को समझने के लिए घुटने के एक्सटेंसर अधिकतम शक्ति का मात्राकरण जरूरी है। हम वीवो घुटने विस्तार आइसोमेट्रिक पीक टेटानिक टॉर्क में बार-बार मापने के लिए एक उपन्यास विधि प्रस्तुत करते हैं।

Abstract

अनगिनत स्थितियों और उत्तेजनाओं के जवाब में कंकाल मांसपेशी प्लास्टिसिटी नकारात्मक और सकारात्मक दोनों समवर्ती कार्यात्मक अनुकूलन मध्यस्थता करता है। क्लिनिक और अनुसंधान प्रयोगशाला में, अधिकतम मांसपेशियों की ताकत व्यापक रूप से मनुष्यों में देशांतर मापा जाता है, घुटने के विस्तार के साथ सबसे अधिक सूचित कार्यात्मक परिणाम। घुटने के एक्सटेंसर मांसपेशी परिसर की विकृति उम्र बढ़ने, आर्थोपेडिक चोट, बीमारी और अप्रयुक्त में अच्छी तरह से प्रलेखित है; घुटने के एक्सटेंसर ताकत कार्यात्मक क्षमता और चोट जोखिम से निकटता से संबंधित है, जो घुटने की एक्सटेंसर ताकत के विश्वसनीय माप के महत्व को रेखांकित करता है। दोहराने योग्य, पूर्व-नैदानिक कृंतक अध्ययनों में घुटने के एक्सटेंसर स्ट्रेंथ के वीवो मूल्यांकन में ऑस्टियोआर्थराइटिस या घुटने की चोट की खोज के अध्ययन के लिए मूल्यवान कार्यात्मक अंत बिंदु प्रदान करता है। हम वीवो और गैर-इनवेसिव प्रोटोकॉल में रिपोर्ट करते हैं ताकि समय भर में चूहों में घुटने के एक्सटेंसर के आइसोमेट्रिक पीक टेटेनिक टॉर्क को बार-बार मापा जा सके। हम इसी तरह के परिणाम पैदा करने वाले कई चूहों में दोहराए गए मूल्यांकन के साथ घुटने के एक्सटेंसर ताकत को मापने के लिए इस उपन्यास विधि का उपयोग करके स्थिरता प्रदर्शित करते हैं।

Introduction

कंकाल की मांसपेशी व्यायाम, पोषण, चोट, रोग, उम्र बढ़ने और अप्रचार जैसे असंख्य उत्तेजनाओं के जवाब में द्रव्यमान और संरचना में प्रतिपूरक परिवर्तन के साथ एक अत्यधिक अनुकूलनीय ऊतक है। मनुष्यों में कंकाल मांसपेशी अनुकूलन की जांच करने वाले कई अध्ययन कंकाल मांसपेशियों के आकार और कार्य पर प्रभाव दोनों को मापने के तरीकों को नियोजित करते हैं, क्योंकि सोने के मानक शक्ति आकलन मानव विषयों में आसानी से दोहराए जाते हैं।

विशेष रूप से, नैदानिक अनुसंधान में घुटने के एक्सटेंसर और फ्लेक्सर स्ट्रेंथ का सबसे अधिक आकलन किया जाता है। उम्र बढ़ने, व्यायाम, आर्थोपेडिक चोट, घुटने ऑस्टियोआर्थराइटिस, पुरानी बीमारी और 1,2,3,4,5,6,7के मानव अध्ययनों में घुटने के विस्तार शक्ति में परिवर्तन व्यापक रूप से सूचित किया गया है। हालांकि, मशीनी कृंतक अध्ययनों में घुटने के एक्सटेंसर मांसपेशियों (क्वाड्रिसेप्स) ताकत का बार-बार और गैर-आक्रामक विश्लेषण करने के तरीके अपेक्षाकृत सीमित रहे हैं। चूहों में वीवो क्वाड्रिसेप्स मांसपेशियों की संकुचनता में निर्धारित करने की एक विधि पहले विकसित की गई थी8; हालांकि, गैर-व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उपकरणों के व्यापक निर्माण की आवश्यकता है। घुटने की चोट/ऑस्टियोआर्थराइटिस9,10, 11, 12, 13के बाद मस्कुलोस्केलेटल परिणामों का अध्ययन करने के लिए विकसित कृंतक मॉडलों की चौड़ाई को देखतेहुए क्वाड्रिसेप्स ताकत के गैर-आक्रामक मूल्यांकन की आवश्यकता है।

इसके अलावा, कंकाल मांसपेशी अनुकूलन को रेखांकित करने वाले आणविक तंत्र की जांच करने वाले कृंतक अध्ययन अक्सर आनुवंशिक संशोधन की सादगी के कारण माउस मॉडल का उपयोग करते हैं, क्योंकि चूहों की तुलना में चूहों में दवा के कम वजन-आधारित डोजिंग से जुड़े कई औषधीय हस्तक्षेप अध्ययन करते हैं। हम मामूली संशोधन के साथ व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उपकरणों का उपयोग करके, विभिन्न प्रयोगशालाओं के बीच प्रजनन क्षमता को सुविधाजनक बनाने और मानव शक्ति परिणामों की अधिक प्रत्यक्ष तुलना प्रदान करने के लिए समय के साथ एक ही माउस में वीवो घुटने एक्सटेंसर फ़ंक्शन में बार-बार मापने के लिए एक गैर-आक्रामक विधि की रिपोर्ट करते हैं।

Protocol

सभी प्रायोगिक प्रक्रियाओं को केंटकी संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति विश्वविद्यालय द्वारा अनुमोदित किया गया था ।

1. उपकरण सेटअप

  1. पुष्टि करें कि मशीनें प्रति निर्माता विनिर्देशों से जुड़ी हुई हैं।
  2. यदि पहले से ही जगह में नहीं है, तो 809C पशु मंच के लिए घुटने विस्तार उपकरण के साथ 300D-305C-FP मोटर संलग्न करें ।
  3. प्लेटफार्म को गर्म करना शुरू करने के लिए पानी पंप को 37 डिग्री सेल्सियस पर चालू करें।
  4. यदि कंप्यूटर पहले से चालू नहीं है, तो कंप्यूटर को चालू करें, इसके बाद हाई-पावर द्वि-चरण उत्तेजक और 2 चैनल ड्यूल-मोड लीवर सिस्टम है।
  5. अधिकतम भरने लाइन के लिए वाष्पीकरण में आइसोफ्लुएरेन डालो।

2. सॉफ्टवेयर सेटअप

  1. सॉफ्टवेयर खोलें (सामग्री की तालिकामें प्रदान किए गए विवरण)।
  2. जांच प्लेसमेंट (चरण 4) को अनुकूलित करने के लिए लाइव डेटा मॉनिटर के साथ मिलकर इंस्टेंट स्टिमुलेशन सुविधा का उपयोग करने के लिए, कॉन्फिग्योर इंस्टेंट स्टिम (चित्रा 1)के बाद तैयार प्रयोग का चयन करें। पल्स फ्रीक्वेंसी (हर्ट्ज) को 125, पल्स चौड़ाई (एमएस) को 0.2, दालों की संख्या 1 के रूप में, ट्रेन फ्रीक्वेंसी (हर्ट्ज) को 0.5 और रन टाइम (एस) को 120 के रूप में सेट करें।
  3. फाइल का चयन करें और लाइव डेटा मॉनिटर खोलें।
  4. चिकोटी (चरण 5) और टोक़-फ्रीक्वेंसी (चरण 6) प्रयोगों को करने के लिए, पहले से प्रोग्राम किए गए अध्ययन का चयन करें जिसमें उपयुक्त चिकोटी और घुटने विस्तार टोक़-आवृत्ति प्रयोग (चरण 5 और चरण 6 में नीचे विस्तृत) शामिल हैं।
    1. उपयुक्त प्रयोगात्मक माउस का चयन करें या टोक़ डेटा के साथ संग्रहीत करने के लिए नए पशु और इनपुट संबंधित माउस जानकारी जोड़ें।
    2. चिकोटी प्रोटोकॉल से टोक़-फ्रीक्वेंसी अनुक्रम में संक्रमण के लिए अगला प्रयोग या पिछला प्रयोग चुनें।

3. माउस सेटअप

  1. एनेस्थेटिक कक्ष में व्यक्तिगत माउस रखें।
  2. ऑक्सीजन टैंक वाल्व जारी करें और 2.5% आइसोफ्लाणे के साथ 1 एल/मिनट पर ऑक्सीजन प्रवाह दर निर्धारित करें।
  3. सुनिश्चित करें कि माउस पूरी तरह से बेहोश होने तक सुरक्षित रूप से बंद ढक्कन के साथ कक्ष में रहता है। पैर की अंगुली चुटकी के साथ अनुपस्थित पैर पलटा द्वारा चेतना की पूरी हानि की पुष्टि करें।
  4. 2.5% आइसोफ्लुन के साथ 1 एल/मिनट पर ऑक्सीजन प्रवाह दर के साथ गर्म मंच पर नाक में सिर के साथ एक सुढ़कीय माउस रखें।
  5. बिजली के कतरनी का उपयोग कर सही हिंद अंग से बाल दाढ़ी। एक शराब पोंछ और एक छोटे से वैक्यूम के साथ मुंडा क्षेत्र से बाल निकालें। पिछले अंग और मंच से दूर हटा बाल साफ।
  6. सुरक्षित रूप से ऊपरी हिंद अंग, घुटने के पीछे(चित्रा 2) दबाना।
    नोट: सुनिश्चित करें कि गति की घुटने की सीमा बाधित नहीं है।
  7. पूर्वकाल टिबिया हल्के से समायोज्य प्लास्टिक के टुकड़े को छूने के साथ घुटने विस्तार तंत्र में निचले हिंद अंग प्लेस (चैनल पढ़ने में बल 0 और -1.0 mN * m के बीच पढ़ना चाहिए) । माउस के निचले हिंद अंग के आकार के आधार पर, सर्जिकल टेप को समायोज्य प्लास्टिक के टुकड़े के निचले हिस्से के चारों ओर लपेटा जा सकता है ताकि पैर को सुरक्षित रूप से आराम करने की अनुमति मिल सके।
    नोट: विस्तृत छवियों और कस्टम निर्मित प्लास्टिक के टुकड़े के आयामों अनुपूरक चित्रा 1में दिखाया गया है ।
  8. घुटने 60 डिग्री पर झुक गया है सुनिश्चित करने के लिए मंच पर घुंडी समायोजित करें।
  9. अधिकतम घुटने के विस्तार के साथ प्रतिपूरक आंदोलन को रोकने के लिए हल्के से माउस धड़ पर टेप का एक टुकड़ा मंच पर रखें।

4. इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट

  1. इलेक्ट्रोड को सीधे क्वाड्रिसेप्स/घुटने के एक्सटेंसर मांसपेशियों (चित्रा 2) के ऊपर घुटने के लिए2-4 मिमीसमीपस्थ रखें । इलेक्ट्रोड लगभग 1-2 मिमी अलग होना चाहिए।
  2. इलेक्ट्रोड के इष्टतम प्लेसमेंट का निर्धारण करने के लिए, लाइव डेटा मॉनिटरके साथ तत्काल उत्तेजना समारोह का उपयोग करें। घुटने के विस्तार की पुष्टि करने के लिए दोहराया चिकोटी के लिए ५० एमए पर amperage/वर्तमान सेट (घुटने के विस्तार एक नकारात्मक चिकोटी वक्र का उत्पादन होगा) । लाइव डेटा मॉनिटर विंडो में मापा गया अधिकतम घुटने विस्तार चिकोटी टॉर्क प्राप्त करने के लिए तत्काल उत्तेजना के दौरान जांच को समायोजित करें।
    नोट: चित्र 3 एक प्रतिनिधि तत्काल उत्तेजना उत्पादन दिखाता है, जो घुटने के विस्तार की पुष्टि करता है। अनुपूरक वीडियो 1 और अनुपूरक वीडियो 2 वास्तविक समय और धीमी गति घुटने के विस्तार जगह में मोटर हाथ के बिना twitches दिखाने के लिए, घुटने के विस्तार के दृश्य पुष्टि के लिए अनुमति देता है ।
  3. इंस्टेंट उत्तेजनाके साथ बार-बार झटकों के दौरान, विरोधी मांसपेशियों की सक्रियता की पुष्टि करने के लिए इंडेक्स फिंगर के साथ घुटने के फ्लेक्सर मांसपेशियों को टटोलना। घुटने के एक्सटेंसर को अधिकतम उत्तेजित करने के लिए, माउस की शरीर की संरचना और ऊर्ध्वाधर तंत्रिका और घुटने के एक्सटेंसर मांसपेशियों के मोटर बिंदु के सटीक स्थान में मामूली शारीरिक अंतर के आधार पर जांच रिपोजिशनिंग आवश्यक हो सकती है।
    नोट: एक मांसपेशी मोटर बिंदु वह स्थान है जहां तंत्रिका की मोटर शाखा मांसपेशियों के पेट में प्रवेश करती है और विद्युत चालकता के प्रति कम प्रतिरोध और बाद में विद्युत उत्तेजना के प्रति उच्चतम जवाबदेही14,15के साथ बिंदु है। विद्युत उत्तेजना का उपयोग कर नैदानिक अनुप्रयोगों में, इस बिंदु को एक पेन इलेक्ट्रोड के साथ स्कैन करके मांसपेशियों के ऊपर के स्थान को खोजने के लिए पहचाना जाता है जिस पर मांसपेशियों में चिकोटी सबसे कम इंजेक्शन वर्तमान14, 15के साथ होती है। इष्टतम न्यूरोमस्कुलर विद्युत उत्तेजना15की सुविधा के लिए मांसपेशी मोटर प्वाइंट की पहचान आवश्यक है । मानव नैदानिक परीक्षणों में, मांसपेशियों के14के डिस्टल हाफ में क्वाड्रिसेप्स मांसपेशियों के लिए मांसपेशी मोटर अंक की पहचान की गई है। चूहों में इष्टतम घुटने के एक्सटेंसर उत्तेजना को प्राप्त करने के लिए, इस तकनीक को तत्काल उत्तेजना के साथ इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट का उपयोग करके सबसे बारीकी से अनुमानित मांसपेशी मोटर पॉइंट स्थानों पर पुनः प्राप्त किया गया था जो आमतौर पर घुटने के एक्सटेंसर के डिस्टल हाफ में पाए जाते हैं। इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट (अपेक्षाकृत सतही से गहरे तक) में कुछ परिवर्तनशीलता मौजूद है जिसके परिणामस्वरूप अधिकतम टॉर्क होता है, और इंस्टेंट स्टिमुलेशन फ़ंक्शन इष्टतम इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट की सुविधा प्रदान करता है।

5. इष्टतम वर्तमान का निर्धारण

  1. एक बार इष्टतम जांच प्लेसमेंट निर्धारित हो जाने के बाद, अधिकतम चिकोटी टोक़ उत्पादन प्राप्त करने के लिए सबसे कम वर्तमान का निर्धारण करने के लक्ष्य के साथ, टॉर्क-फ्रीक्वेंसी प्रयोग के लिए उपयोग किए जाने वाले इष्टतम एम्परेज/वर्तमान का निर्धारण करने के लिए प्रगतिशील चिकोटी की एक श्रृंखला करें। 50 एमए पर वर्तमान सेट के साथ शुरू करें और एक चिकोटी का उत्पादन करने के लिए रन प्रयोग का चयन करें। टोक़ आउटपुट प्रदर्शित करने के लिए परिणामों का विश्लेषण चुनें। बेसलाइन घटाया के साथ मैक्स फोर्स के तहत प्रदर्शित चिकोटी टोक़ रिकॉर्ड करें।
    नोट: माप को नकारात्मक टोक़ से सकारात्मक में बदलने के लिए फोर्स चैनल को पलटने का विकल्प चुनें।
  2. 60-70 एमए करने के लिए वर्तमान में वृद्धि और चिकोटी प्रयोग दोहराएं। बेसलाइन घटाया के साथ मैक्स फोर्स के तहत प्रदर्शित चिकोटी टोक़ रिकॉर्ड करें।
  3. इस तरीके से चिकोटी प्रयोगों की एक श्रृंखला के साथ जारी रखें (प्रत्येक प्रगति के साथ लगभग 10-20 एमए बढ़ाना) जब तक चिकोटी टॉर्क अब बढ़ता नहीं है (या तो पठार या कम होना शुरू होता है)। झटकने वाली श्रृंखला का उदाहरण तालिका 1में दिखाया गया है।
  4. सबसे कम वर्तमान जिस पर सबसे अधिक चिकोटी टोक़ हासिल किया गया रिकॉर्ड । इस वर्तमान का उपयोग किया जाएगा और आगामी बल-आवृत्ति प्रयोग के दौरान स्थिर रहेगा। चित्रा 4 एक प्रतिनिधि चोटी चिकोटी से पता चलता है ।

6. पीक आइसोमेट्रिक टेटानिक टॉर्क निर्धारित करने के लिए टोक़-आवृत्ति प्रयोग

  1. सॉफ्टवेयर में (सामग्री की तालिकादेखें), निम्नलिखित सेटिंग सुनिश्चित करने के लिए घुटने के विस्तार के लिए पूर्व-प्रोग्राम किए गए टॉर्क-फ्रीक्वेंसी प्रयोग का चयन करें। प्रोत्साहन अवधि: 0.35 एस, आवृत्ति अनुक्रम: 10 हर्ट्ज, 40 हर्ट्ज, 120 हर्ट्ज, 150 हर्ट्ज, 180 हर्ट्ज, 200 हर्ट्ज, दालों/संकुचन के बीच बाकी अवधि: 120 s
    नोट: नमूना दर 10,000 हर्ट्ज (डिफ़ॉल्ट सेटिंग) है।
  2. प्रयोग चलाएं, परिणामों का विश्लेषण करें,और मैन्युअल रूप से बेसलाइन घटाया के साथ मैक्स फोर्स के तहत प्रदर्शित टोक़ रिकॉर्ड करें (सुनिश्चित करें कि बल चैनल उलटा है, क्योंकि घुटने के एक्सटेंसर संकुचन प्रत्येक आवृत्ति पर नकारात्मक टोक़ का उत्पादन करेगा)। पीक आइसोमेट्रिक टेटानिक टॉर्क के रूप में उच्चतम अधिकतम बल मूल्य पर ध्यान दें। टॉर्क-फ्रीक्वेंसी डेटा का उदाहरण तालिका 2 में दिखाया गया है और चित्रा 5 120 हर्ट्ज पर हासिल किए गए पीक आइसोमेट्रिक टेटनिक टॉर्क आउटपुट के लिए एक प्रतिनिधि टिटनेस वक्र दिखाता है।

7. प्रयोग की समाप्ति

  1. टोक़ आवृत्ति प्रयोग के पूरा होने पर, एक अनुवर्ती चिकोटी प्रदर्शन और एक ही वर्तमान में प्रारंभिक चोटी चिकोटी के साथ तुलना करने के लिए नुकसान का आकलन/
    नोट: चोट और रोग के कुछ मॉडलों में, कंकाल की मांसपेशियों की बढ़ी हुई वसा की संभावना की उम्मीद है और प्रायोगिक सेटअप या माउस के साथ समस्या नहीं है।
  2. जब सभी टोक़ माप पूरे हो जाते हैं, तो धीरे-धीरे इलेक्ट्रोड जांच को हटा दें, और घुटने को खोलना।
  3. आइसोफ्लुनान बंद करें और नाक शंकु से माउस को हटा दें।
  4. माउस को एक वार्मिंग पैड के शीर्ष पर रखे एक उपयुक्त पिंजरे में वापस रखें। माउस ठीक हो जाता है और चेतना आ के रूप में मॉनिटर।
    नोट: माउस होश में होना चाहिए और 2-3 मिनट के भीतर चल रहा है।

8. डेटा विश्लेषण

  1. विश्लेषण सॉफ्टवेयर से प्रयोग के बाद डेटा निकालें (सामग्री की तालिकादेखें)।
    1. ओपन एनालिसिस सॉफ्टवेयर।
    2. सॉफ्टवेयर से डेटा प्राप्त करें।
    3. चयन तिथि जिस पर प्रयोग किया गया था और उपयुक्त माउस कोड।
    4. ब्याज की आवृत्ति का चयन करें (सभी चिकोटी प्रयोग और टोक़ आवृत्ति प्रयोग की प्रत्येक आवृत्ति सूचीबद्ध किया जाएगा) ।
    5. मांसपेशी विश्लेषणका चयन करें ।
    6. पुष्टि करें कि बेसलाइन सुधार का उपयोग करें।
      नोट: बेसलाइन टॉर्क की गणना सॉफ्टवेयर द्वारा पहले 100 अंकों के औसत के रूप में की जाती है और पूर्ण अधिकतम टॉर्क मूल्य से घटाया जाता है।
    7. अधिकतमके तहत सूचीबद्ध टॉर्क मूल्य रिकॉर्ड करें ।
      नोट: यहां प्रस्तुत किए गए डेटा अनफ़िल्टर्ड हैं; हालांकि, यदि वांछित हो तो सॉफ्टवेयर में एक फ़िल्टर का चयन किया जा सकता है।
  2. वैकल्पिक रूप से, जैसा कि चरण 6.2 में ऊपर वर्णित है, विश्लेषण परिणाम खिड़की के माध्यम से प्रत्येक टॉर्क-फ्रीक्वेंसी पॉइंट/संकुचन पर वास्तविक समय में मैक्स फोर्स के तहत प्रदर्शित टॉर्क आउटपुट को मैन्युअल रूप से रिकॉर्ड करें।
    1. पुष्टि करें कि बेसलाइन घटाया गया है, और बल चैनल उलटा है।
    2. शरीर के वजन सामान्यीकरण गणना (ग्राम में टोक़/शरीर के वजन) और ब्याज की रेखांकन और सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए एक स्प्रेडशीट में इनपुट डेटा । सांख्यिकीय सॉफ्टवेयर का उपयोग वक्र के तहत टोक़-आवृत्ति घटता और गणना क्षेत्र को रेखांकन करने के उद्देश्य से किया गया था।
      नोट: टॉर्क डेटा को एमएन.m (milliNewton.मीटर) में मापा जाता है।
  3. टेटनस घटता उत्पन्न करने के लिए, विश्लेषण सॉफ्टवेयर से प्रत्येक आवृत्ति से पूरा डेटा निर्यात करें।
    1. ऊपर 8.1.1-8.1.4 कदम दोहराएं।
    2. निर्यात डेटाका चयन करें ।
    3. रॉ फ़िल्टर किए गए डेटा का चयन करें और पसंद के स्थान पर सहेजें। MATLAB का उपयोग निर्यात किए गए टेक्स्ट फाइल से टेटनस घटता उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है और/या आगे के विश्लेषण के लिए ।
      नोट: टेक्स्ट फाइल से टिटनेस वक्र उत्पन्न करने के लिए MATLAB कोड अनुरोध पर उपलब्ध है।

9. ड्यूल-मोड लीवर सिस्टम अंशांकन

  1. सटीक और विश्वसनीय डेटा सुनिश्चित करने के लिए प्रारंभिक उपयोग से पहले सिस्टम को कैलिब्रेट करें, और डेटा संग्रह सॉफ्टवेयर और ज्ञात वजन का उपयोग करके समय-समय पर अंशांकन दोहराएं।
    1. डेटा संग्रह सॉफ्टवेयर खोलें।
    2. सेटअप टैब पर क्लिक करें और चैनल सेटअपका चयन करें ।
    3. माई इंस्ट्रूमेंट्सके तहत सूचीबद्ध 305C-FP का चयन करें ।
    4. कैलिब्रेशन एडिटर विंडो खोलने के लिए चयनित कैलिब्रेट पर क्लिक करें।
    5. लंबाई को जांचने के लिए, नकारात्मक और सकारात्मक वोल्टेज (जैसे, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 वी) दोनों सहित परीक्षण वोल्टेज की एक श्रृंखला इनपुट करें।
      1. पहली पंक्ति के लिए सेट पर क्लिक करें।
      2. क्लिक करें पढ़ें।
      3. मिलीमीटर में लीवर आर्म की सटीक लंबाई और इसी बॉक्स में इनपुट को मापें।
      4. अगले वोल्टेज के लिए दोहराएं।
      5. सभी वोल्टेज की रिकॉर्डिंग पर, कैल फैक्टर्स (मिमी/वोल्ट में दर्ज) की गणना पर क्लिक करें ।
    6. बल को जांचने के लिए, एक रैखिक प्रगति में बढ़ते ज्ञात वजन के एक सेट का उपयोग करें।
      1. मोटर को समायोजित करें ताकि यह बेंचटॉप के समानांतर लीवर आर्म के साथ बेंच या टेबल के किनारे पर आराम कर रहा हो और वजन को लटकाने की अनुमति देने के लिए किनारे पर लटक जाए।
      2. एक रबर बैंड का उपयोग कर लीवर हाथ से पहला वजन लटका। एप्लाइड फोर्सके तहत, रबर बैंड के द्रव्यमान के लिए ग्राम लेखांकन में ज्ञात वजन दर्ज करें।
      3. रीडका चयन करें ।
      4. कम से कम 3 ज्ञात वजन के लिए दोहराएं।
      5. कैल फैक्टर की गणना करें।
      6. गणना सत्यापित करने के लिए, प्लॉट कैलिब्रेशन डेटा और प्लॉट कैलका चयन करके वक्र फिट।
    7. बल को जांचने के लिए, अंशांकन वोल्टेज दर्ज करें (10 वोल्ट तक)
      1. कैलिब्रेशन वोल्टेज के बगल में सीधे सेट पर क्लिक करें।
      2. प्रत्येक वोल्टेज लाइन के लिए दोहराएं।
      3. धीरे से एक उंगली का उपयोग कर लीवर हाथ के लिए दबाव लागू जब तक बल बाहर बदलने के लिए रहता है और मोटर हाथ को स्थानांतरित करने के लिए शुरू होता है ।
      4. इस स्थिति को बनाए रखें। रीडका चयन करें ।
      5. प्रत्येक वोल्टेज लाइन के लिए दोहराएं।
      6. कैल फैक्टर की गणना करें।

Representative Results

टॉर्क-फ्रीक्वेंसी वक्र अपेक्षाकृत कम टोक़ के कई अलग आइसोमेट्रिक ट्विच का उत्पादन करने के लिए कम आवृत्तियों का उपयोग करता है और तेजी से उच्च आवृत्तियों के माध्यम से प्रगति करता है, जिसके परिणामस्वरूप आइसोमेट्रिक टिटनेस संकुचन के लिए चिकोटी का संलयन होता है जिस पर पीक टेटनिक टॉर्क प्राप्त होता है। घुटने के विस्तार पीक टेटानिक टॉर्क के लिए प्रस्तुत प्रोटोकॉल बल-आवृत्ति वक्र 10 हर्ट्ज पर शुरू होता है जो 3 अलग-थलग झटकों को प्रकाश में आता है। चिकोटी का आंशिक संलयन 40 हर्ट्ज पर होता है, और पीक टेटानिक टॉर्क 120-180 हर्ट्ज(चित्रा 5) केबीच पहुंच जाता है।

चित्रा 6 महिला C57BL/6 चूहों से प्रतिनिधि घुटने विस्तार टोक़ आवृत्ति घटता दिखाता है । बेसलाइन पर तीन अलग-अलग चूहों का परीक्षण किया गया था, और प्रजनन क्षमता का आकलन करने की तुलना के लिए प्रत्येक माउस में 2 सप्ताह बाद प्रयोग दोहराया गया था। टॉर्क-फ्रीक्वेंसी वक्र्स को कच्चे टॉर्क मूल्यों(चित्रा 6A)के साथ दिखाया गया है, साथ ही कच्चे टॉर्क मूल्यों को माउस शरीर के वजन(चित्रा 6B)के लिए सामान्यीकृत किया जाता है। दोहराया टिप्पणियों प्रयोगों के बीच एक 2 सप्ताह के आराम की अवधि के साथ सभी 3 चूहों में तुलनीय परिणाम प्रदर्शित करता है । शरीर के वजन सामान्यीकृत टोक़ डेटा कच्चे टोक़ के अलावा विचार किया जाना चाहिए, के रूप में वजन में मामूली उतार चढ़ाव कार्यात्मक उत्पादन प्रभाव सकता है और कच्चे टोक़ अकेले के साथ नहीं माना जाता है । इसके अलावा, शरीर के वजन सामान्यीकृत टोक़ डेटा अलग-अलग आकार के चूहों की तुलना की सुविधा प्रदान करता है। टॉर्क को मांसपेशियों के गीले वजन या मायोफिबर क्रॉस सेक्शनल क्षेत्र में भी सामान्यीकृत किया जा सकता है, जैसा कि हमने पहले16दिखाया है।

चित्रा 7A पूर्ण टोक़ आवृत्ति प्रयोगों (10 हर्ट्ज, 4 अलग C57BL/6 चूहों के लिए 40 हर्ट्ज, 120 हर्ट्ज, 150 हर्ट्ज, 180 हर्ट्ज, 200 हर्ट्ज) समान कुल टॉर्क आउटपुट और एक ही चूहों के भीतर दोहराए गए प्रयोगों के साथ 5.6% से 8.8% के बीच भिन्नता के गुणांक को उजागर करते हैं। डेटा को सबसे अधिक व्यस्त पीक टेटनिक टॉर्क(चित्रा 7B)के रूप में सूचित किया जाता है जो 120-200 हर्ट्ज से बार-बार टिटनेस आइसोमेट्रिक संकुचन से अधिकतम टॉर्क मूल्य है। पीक टेटानिक टॉर्क आउटपुट 6-8 महीने की मादा C57BL/6 चूहों(चित्रा 7B)में एक ही चूहों के भीतर देशांतर मूल्यांकन के साथ ४.८% और ८.७% के बीच भिन्नता के गुणांक के साथ तुलनीय है । पीक टेटानिक टॉर्क मानव अध्ययन में सोने के मानक शक्ति मूल्यांकन के लिए सबसे अधिक तुलनीय है: अधिकतम आइसोमेट्रिक टोक़।

इसके अलावा, घुटने के एक्सटेंसर पीक टेटानिक टॉर्क प्रोटोकॉल कई माउस मॉडल में ताकत मतभेदों का पता लगाने के लिए एक उपयोगी उपकरण है। चित्रा 8 एक गैर घायल, स्वस्थ 6 महीने पुराने C57BL/6 महिला माउस (काली रेखा) और सुप्राफिजियोलॉजिकल हाइपरट्रॉफी के एक ट्रांसजेनिक माउस मॉडल में घुटने के विस्तार शक्ति के बीच एकदम विपरीत दर्शाता है जिसमें myostatin/GDF8 बाहर खटखटाया है (नीली रेखा) । हम पूर्वकाल क्रूसिएट स्नायु (एसीएल-टी) (लाल रेखा) के सर्जिकल ट्रांसेक्शन के 7 दिन बाद C57BL/6 माउस से एक चोटी टेटनस वक्र भी दिखाते हैं, जो चोट के बाद पीक टॉर्क में लगभग 50% गिरावट का प्रदर्शन करता है जो अघायल चूहों के दोहराने के परीक्षण के साथ मनाए गए भिन्नता के गुणांक के बाहर अच्छी तरह से होता है। मानव डेटा17,18के साथ समवर्ती, एसीएल-टी के साथ ताकत स्पष्ट रूप से कम है। सभी चूहे मादा और समान उम्र (6-8 महीने) के हैं।

चिकोटी प्रयोग एम्परेज/करंट (एमए) टॉर्क (एमएन•मी)
1 50 1.279
2 70 1.341
3 90 1.36
4 110 1.362
5 *130 1.449
6 150 1.436
7 140 1.333

तालिका 1: चिकोटी श्रृंखला का उदाहरण। * इष्टतम एम्परेज/वर्तमान को दर्शाता है।

आवृत्ति (हर्ट्ज) टॉर्क (एमएन•एम)
10 1.385
40 1.869
120 *18.765
150 18.375
180 17.97
200 17.548

तालिका 2: टॉर्क-फ्रीक्वेंसी वक्र डेटा का उदाहरण। * चोटी के टेटानिक टॉर्क को दर्शाता है।

Figure 1
चित्रा 1:डेटा संग्रह सॉफ्टवेयर सेटअप। लाइव डेटा मॉनिटर के साथ डेटा संग्रह सॉफ्टवेयर के लिए सेटअप का चित्रण। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्र 2:माउस सेटअप और इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट। (ए-बी)गर्म मंच पर नाक शंकु के माध्यम से संज्ञाहरण प्राप्त माउस की सुपाइन स्थिति । ऊपरी हिंद अंग सुरक्षित रूप से क्लैंप किया जाता है, घुटने के पीछे घुटने के जोड़ में अप्रतिबंधित आंदोलन के लिए अनुमति देने के लिए। मोटर आर्म को समायोजित किया जाता है ताकि घुटने लगभग 60 डिग्री पर झुक जाएं। फीमोरल तंत्रिका मोटर बिंदु घुटने के एक्सटेंसर के संकुचन को सक्रिय करने के लिए सुई इलेक्ट्रोड द्वारा उत्तेजित होता है। माउस सेटअप को साइड व्यू(ए)और ओवरहेड व्यू(बी)से दिखाया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्र 3:आइसोमेट्रिक घुटने के विस्तार को प्राप्त करने के लिए इष्टतम इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट का निर्धारण। इंस्टेंट स्टिमुलेशन फंक्शन का उपयोग करके 50 एमए के साथ उत्तेजित और लाइव डेटा मॉनिटर में देखे गए दोहराए गए नकारात्मक चिकोटी का प्रतिनिधित्व। लाल तीर पहले तीन घुटने विस्तार चिकोटी का संकेत देते हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4:इष्टतम एम्परेज निर्धारित करने के लिए प्रतिनिधि चिकोटी। सबसे अधिक चिकोटी आइसोमेट्रिक टोक़ प्रकाश में लाने के लिए सबसे कम एम्परेज उत्तरोत्तर वृद्धि एम्परेज के साथ दोहराया चिकोटी प्रयोगों द्वारा बल आवृत्ति प्रयोग के लिए निर्धारित किया जाना चाहिए । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 5
चित्र 5:प्रतिनिधि टेटनिक टॉर्क एक ही माउस के लिए एक टोक़ आवृत्ति प्रयोग भर में घटता है । (A)उपमैक्सिमल आइसोमेट्रिक टेटानिक टोक़ 10 हर्ट्ज पर उत्पादित ।(B)सबमैक्सीमल आइसोमेट्रिक टेटानिक टॉर्क ४० हर्ट्ज पर ।(C)पीक आइसोमेट्रिक टेटानिक टॉर्क आउटपुट पर १२० हर्ट्ज ।(D)आइसोमेट्रिक टेटानिक टॉर्क पर १५० हर्ट्ज ।(ई)आइसोमेट्रिक टेटानिक टॉर्क पर १८० हर्ट्ज । (F) Isometric tetanic टॉर्क पर १८० हर्ट ।(F)Isometric tetanic टॉर्क पर २०० Hz । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 6
चित्रा 6:प्रतिनिधि टोक़-आवृत्ति वक्र डेटा। (ए-बी)। 3 अलग-अलग चूहों में 2 अलग-अलग टाइमपॉइंट (सप्ताह 1 और 3) पर टॉर्क-फ्रीक्वेंसी वक्र, जो कच्चे पीक टॉर्क(ए)और कच्चे चोटी टॉर्क को शरीर के वजन(बी)के लिए सामान्यीकृत के रूप में प्रस्तुत किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 7
चित्र 7:वक्र (एयूसी) और पीक टेटनिक टॉर्क डेटा के तहत प्रतिनिधि क्षेत्र। (ए)4 अलग-अलग चूहों के लिए एयूसी, जो शरीर के वजन को सामान्य रूप से कच्चे टॉर्क के रूप में प्रस्तुत किया गया है। (ख)एक ही 4 चूहों के लिए पीक टेटानिक टॉर्क, कच्चे चोटी टेटानिक टॉर्क के रूप में प्रस्तुत शरीर के वजन के लिए सामान्यीकृत । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 8
चित्रा 8:कई माउस मॉडल में घुटने के एक्सटेंसर का पीक टिटनिक टॉर्क। प्रतिनिधि पीक टॉर्क टेटनस एक खुलकर हाइपरट्रॉफी ट्रांसजेनिक माउस मॉडल (GDF8 KO), एक घायल स्वस्थ C57BL/6 माउस (माउस 2), और एक C57BL/6 माउस 7 दिन पूर्वकाल क्रूसिएट स्नायु ट्रांसेक्शन (एसीएल-टी) के लिए घटता है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

अनुपूरक चित्रा 1:कस्टम निर्मित प्लास्टिक के आयाम। लाल रंग में इनसेट गहराई का आयाम दिखाता है। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें ।

अनुपूरक वीडियो 1: मोटर आर्म के बिना रीयल-टाइम घुटने का एक्सटेंसर चिकोटी। कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें । 

अनुपूरक वीडियो 2: मोटर आर्म के बिना धीमी गति वाले घुटने का एक्सटेंसर चिकोटी। कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें । 

Discussion

कृंतक मॉडल में मांसपेशियों के कार्य का मापन और विश्लेषण व्यायाम, चोट, रोग और चिकित्सीय उपचार के साथ मनाए गए हिस्टोलॉजिकल और आणविक कंकाल मांसपेशी अनुकूलन के बारे में अनुवादात्मक और सार्थक अनुमान ों को बनाने के लिए जरूरी है। हम घुटने के एक्सटेंसर अधिकतम शक्ति का आकलन करने के लिए एक विधि प्रदर्शित करते हैं जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उपकरणों का उपयोग करके चूहों में मज़बूती से और बार-बार, समायोज्य प्लास्टिक के टुकड़े के साथ पूर्वकाल टिबिया में निचले हिंद अंग को पकड़ने के लिए एकमात्र कस्टम गढ़े हुए हिस्सा है जिसे दोहराया जा सकता है।

सामान्य कार्यात्मक मूल्यांकन उपकरणों का व्यापक रूप से उपयोग एक ही माउस के भीतर शारीरिक प्रदर्शन का बार-बार मूल्यांकन करने के लिए किया गया है, जैसे कि ट्रेडमिल इच्छाशक्ति थकान, रोटारोड प्रदर्शन परीक्षण, उल्टे चिपकने का परीक्षण और पकड़ शक्ति परीक्षण के लिए चल रहा है। हालांकि, जानकारीपूर्ण, इन मूल्यांकनों में कार्डियोपल्मोनरी और व्यवहार घटक (एस) शामिल हैं, जो इन शारीरिक प्रदर्शन उपायों से जुड़े न्यूरोमस्कुलर फ़ंक्शन की पूछताछ को अस्पष्ट कर सकते हैं। इसके अलावा, धीरज, समन्वय और संतुलन के तत्व इन कार्यात्मक मूल्यांकनों में से कई में अलग-अलग स्तरों तक मौजूद हैं, जो मांसपेशियों की ताकत के सापेक्ष स्पष्ट व्याख्या को सीमित करते हैं। कृंतक मांसपेशी (ओं) की क्षमता का उत्पादन करने वाले बल को विट्रो में, सीटू में, या वीवो में मापा जा सकता है। प्रत्येक दृष्टिकोण के सापेक्ष लाभ और सीमाएं हैं। विशेष रूप से, इन विट्रो मूल्यांकन के साथ, मांसपेशी पूरी तरह से अलग हो जाती है और जानवर के शरीर से हटा दी जाती है ताकि परफ्यूजन या इनरवेशन19से कोई प्रभाव न हो। यह संकुचन क्षमता का पता लगाने के लिए एक अच्छी तरह से नियंत्रित वातावरण पैदा करता है लेकिन परीक्षण के दौरान ऑक्सीजन और पोषक तत्वों के निष्क्रिय प्रसार पर निर्भरता के माध्यम से अध्ययन की जा रही मांसपेशियों के आकार को सीमित करता है। सीटू परीक्षण में मांसपेशियों के इनरवेशन और रक्त की आपूर्ति को बनाए रखता है, लेकिन एक विलक्षण टर्मिनल मूल्यांकन तक सीमित है, जैसा कि इन विट्रो परीक्षण20के साथ है। अंत में, वीवो परीक्षण में मांसपेशियों को विद्युत रूप से उत्तेजित करने के लिए मोटर तंत्रिका के पास डाले गए परक्यूटेनियस इलेक्ट्रोड के साथ अपने मूल वातावरण में शेष मांसपेशियों के साथ सबसे कम आक्रामक है। वीवो दृष्टिकोण की ताकत 21 , 22,23के समय में देशांतर परीक्षण की संभावना है ।

चोटी की मांसपेशियों की संकुचनता के वीवो मूल्यांकन में अधिकतम शक्ति को बेहतर ढंग से मापता है क्योंकि माउस की सामान्य शरीर रचना विज्ञान और शरीर विज्ञान बरकरार रहता है और विधि को हस्तक्षेप से पहले और बाद में या पूरे जीवन काल में एक ही माउस पर दोहराया जा सकता है। विशेष रूप से, चूहों में घुटने के एक्सटेंसर ताकत के वीवो माप में मानव अध्ययन के लिए सबसे बड़ी अनुवादात्मक प्रासंगिकता के साथ मुरीन ताकत मूल्यांकन है, क्योंकि अधिकतम घुटने विस्तार टोक़ को आमतौर पर मापा जाता है और मनुष्यों में विभिन्न कार्यात्मक और स्वास्थ्य परिणामों के संबंध के साथ सोने के मानक शक्ति परीक्षण को माना जाता है24,25,26,27 . इसके अलावा, घुटने के एक्सटेंसर विकृति उम्र बढ़ने के साथ-साथ असंख्य चोटों और बीमारियों के साथ1,2,4,5,6देखी जाती है, लेकिन चूहों में घुटने के एक्सटेंसर ताकत पर इन स्थितियों के प्रभाव का आकलन आसानी से प्राप्य नहीं किया गया है।

यद्यपि यह विधि एक देशांतर तरीके से घुटने के एक्सटेंसर पीक टॉर्क निर्धारित करने के लिए उपयोगिता प्रदान करती है, प्रोटोकॉल की कुछ सीमाओं पर विचार किया जाना चाहिए। 40 हर्ट्ज से 120 हर्ट्ज के बीच कम आवृत्तियों को टोक़-फ्रीक्वेंसी प्रोटोकॉल से हटा दिया गया था, जो चोट या रोग के साथ टॉर्क-फ्रीक्वेंसी वक्र में बाएं या दाएं ओर की ओर बदलाव का पता लगाने की क्षमता को सीमित कर सकता है। हालांकि, इस टोक़ आवृत्ति प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए, हम एसीएल चोट मॉडल में और C56BL/6 जंगली प्रकार के चूहों और सुपराफिजियोलॉजिकल मांसपेशी द्रव्यमान(चित्रा 8)के ट्रांसजेनिक माउस मॉडल के बीच पीक टेटानिक टॉर्क में परिवर्तन का पता लगाने में सक्षम रहे हैं। हम ध्यान दें कि हाथों या इसी तरह के उपकरण की मदद करने के साथ इलेक्ट्रोड को सुरक्षित करना फायदेमंद हो सकता है क्योंकि मांसपेशियों के संकुचन इलेक्ट्रोड को थोड़ा स्थानांतरित कर सकते हैं। हमने प्रगतिशील संकुचन के साथ इलेक्ट्रोड के किसी भी स्पष्ट विस्थापन को नोट नहीं किया; हालांकि, इलेक्ट्रोड के मामूली आंदोलन की संभावना से इनकार नहीं किया जा सकता है, जो मांसपेशियों की उत्तेजना को प्रभावित कर सकता है। इसके अतिरिक्त, उत्तेजना प्रोटोकॉल के साथ इंट्रामस्कुलर इलेक्ट्रोमायोग्राफी (ईएमजी) का प्रदर्शन नहीं किया गया था; हालांकि, यदि वांछित और ब्याज के प्रयोगात्मक मॉडल के लिए उपयुक्त हो तो ईएमजी उपायों को शामिल करना व्यवहार्य हो सकता है।

आर्थोपेडिक चोट और रोग के मुरीन मॉडल में घुटने के एक्सटेंसर ताकत का आकलन नैदानिक शक्ति उपायों के लिए सार्थक अनुवाद प्रासंगिकता के साथ पूर्व नैदानिक अनुसंधान की सुविधा होगी। हमारा प्रोटोकॉल किसी भी प्रयोगशाला के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उपकरणों के साथ चूहों में अधिकतम घुटने के एक्सटेंसर ताकत का सटीक और दोहराया आकलन करने में सक्षम बनाता है।

Disclosures

मैथ्यू बोर्कोवस्की अरोड़ा साइंटिफिक इंक, एक कंपनी है कि संभावित अनुसंधान के परिणामों से लाभ हो सकता है और यह भी कंपनी के एक कार्यकारी द्वारा नियोजित है ।

Acknowledgments

हम तकनीकी सहायता के लिए रोसारियो मारोटो को धन्यवाद देना चाहेंगे । इस प्रकाशन में रिपोर्ट किए गए शोध को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान के राष्ट्रीय गठिया संस्थान और मस्कुलोस्केलेटल एंड चर्म रोग द्वारा पुरस्कार संख्या R01 AR072061 (CSF) के तहत समर्थित किया गया था । सामग्री पूरी तरह से लेखकों की जिम्मेदारी है और जरूरी नहीं कि स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों के आधिकारिक विचारों का प्रतिनिधित्व करता है ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1300A: 3-in-1 Whole Animal System- Mouse Aurora Scientific Incorporated 300D-305C-FP: dual-mode motor with custom knee extension apparatus, 605A: Dynamic Muscle Data Acquisition and Analysis System, 701C: Electrical Stimulator, 809C: in-situ Mouse Apparatus
6100 Dynamic Muscle Control LabBook software Aurora Scientific Incorporated DMC v6.000
611A Dynamic Muscle Analysis Aurora Scientific Incorporated DMA v5.501
BravMini hair clippers Wahl Clipper Corporation ASIN: B00IN24ILE
Eye Lube Optixcare Item Number: 142422
Isoflurane Covetrus NDC: 11695-6777-2
V-1 Tabletop Laboratory Animal Anesthesia System VetEquip Inhalation Anesthesia Systems Item Number: 901806
Prism 8 GraphPad Software, LLC Version 8.3.0 (328)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Brightwell, C. R., et al. Moderate-intensity aerobic exercise improves skeletal muscle quality in older adults. Translational Sports Medicine. 2 (3), 109-119 (2019).
  2. Moro, T., et al. Muscle protein anabolic resistance to essential amino acids does not occur in healthy older adults before or after resistance exercise training. Journal of Nutrition. 148 (6), 900-909 (2018).
  3. Angelozzi, M., et al. Rate of force development as an adjunctive outcome measure for return-to-sport decisions after anterior cruciate ligament reconstruction. Journal of Orthopedic Sports Physical Therapy. 42 (9), 772-780 (2012).
  4. Kalyani, R. R., et al. Quadriceps strength, quadriceps power, and gait speed in older U.S. adults with diabetes mellitus: results from the National Health and Nutrition Examination Survey, 1999-2002. Journal of American Geriatric Society. 61 (5), 769-775 (2013).
  5. Culvenor, A. G., Ruhdorfer, A., Juhl, C., Eckstein, F., Øiestad, B. E. Knee extensor strength and risk of structural, symptomatic, and functional decline in knee osteoarthritis: A systematic review and meta-analysis. Arthritis Care Res (Hoboken). 69 (5), 649-658 (2017).
  6. Abramowitz, M. K., et al. Skeletal muscle fibrosis is associated with decreased muscle inflammation and weakness in patients with chronic kidney disease. American Journal of Physiology and Renal Physiology. 315 (6), 1658-1669 (2018).
  7. Arentson-Lantz, E. J., English, K. L., Paddon-Jones, D., Fry, C. S. Fourteen days of bed rest induces a decline in satellite cell content and robust atrophy of skeletal muscle fibers in middle-aged adults. Journal of Applied Physiology. 120 (1985), 965-975 (2016).
  8. Pratt, S. J. P., Lovering, R. M. A stepwise procedure to test contractility and susceptibility to injury for the rodent quadriceps muscle. Journal of Biological Methods. 1 (2), (2014).
  9. Kamekura, S., et al. Osteoarthritis development in novel experimental mouse models induced by knee joint instability. Osteoarthritis Cartilage. 13 (7), 632-641 (2005).
  10. Kwok, J., et al. Histopathological analyses of murine menisci: implications for joint aging and osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 24 (4), 709-718 (2016).
  11. Glasson, S. S., Blanchet, T. J., Morris, E. A. The surgical destabilization of the medial meniscus (DMM) model of osteoarthritis in the 129/SvEv mouse. Osteoarthritis Cartilage. 15 (9), 1061-1069 (2007).
  12. Christiansen, B. A., et al. Musculoskeletal changes following non-invasive knee injury using a novel mouse model of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 20 (7), 773-782 (2012).
  13. Wurtzel, C. N., et al. Pharmacological inhibition of myostatin protects against skeletal muscle atrophy and weakness after anterior cruciate ligament tear. Journal of Orthopedic Research. 35 (11), 2499-2505 (2017).
  14. Botter, A., et al. Atlas of the muscle motor points for the lower limb: implications for electrical stimulation procedures and electrode positioning. European Journal of Applied Physiology. 111 (10), 2461-2471 (2011).
  15. Gobbo, M., Maffiuletti, N. A., Orizio, C., Minetto, M. A. Muscle moter point identification is essential for optimizing neuromuscular electrical stimulation use. Journal of Neuroengineering and Rehabililitation. 11, 17 (2014).
  16. Neelakantan, H., et al. Small molecule nicotinamide N-methyltransferase inhibitor activates senescent muscle stem cells and improves regenerative capacity of aged skeletal muscle. Biochemical Pharmacology. 163, 481-492 (2019).
  17. Kline, P. W., Morgan, K. D., Johnson, D. L., Ireland, M. L., Noehren, B. Impaired quadriceps rate of torque development and knee mechanics after anterior cruciate ligament reconstruction with patellar tendon autograft. American Journal of Sports Medicine. 43 (10), 2553-2558 (2015).
  18. Hiemstra, L. A., Webber, S., MacDonald, P. B., Kriellaars, D. J. Knee strength deficits after hamstring tendon and patellar tendon anterior cruciate ligament reconstruction. Medicine and Science in Sports and Exercise. 32 (8), 1472-1479 (2000).
  19. Park, K. H., et al. Ex vivo assessment of contractility, fatigability and alternans in isolated skeletal muscles. Journal of Visualized Experiments. (69), e4198 (2012).
  20. MacIntosh, B. R., Esau, S. P., Holash, R. J., Fletcher, J. R. Procedures for rat in situ skeletal muscle contractile properties. Journal of Visualized Experiments. (56), e3167 (2011).
  21. Chiu, C. S., et al. Non-invasive muscle contraction assay to study rodent models of sarcopenia. BMC Musculoskeletal Disorder. 12, 246 (2011).
  22. Mintz, E. L., Passipieri, J. A., Lovell, D. Y., Christ, G. J. Applications of in vivo functional testing of the rat tibialis anterior for evaluating tissue engineered skeletal muscle repair. Journal of Visualized Experiments. (116), e54487 (2016).
  23. Gerlinger-Romero, F., et al. Non-invasive assessment of dorsiflexor muscle function in mice. Journal of Visualized Experiments. (143), e58696 (2019).
  24. Davis, C. C., Ellis, T. J., Amesur, A. K., Hewett, T. E., Di Stasi, S. Improvements in knee extension strength are associated with improvements in self-reported hip function following arthroscopy for femoroacetabular impingement syndrome. International Journal of Sports Physical Therapy. 11 (7), 1065-1075 (2016).
  25. Omori, G., et al. Quadriceps muscle strength and its relationship to radiographic knee osteoarthritis in Japanese elderly. Journal of Orthopedic Science. 18 (4), 536-542 (2013).
  26. Wilk, K. E., Romaniello, W. T., Soscia, S. M., Arrigo, C. A., Andrews, J. R. The relationship between subjective knee scores, isokinetic testing, and functional testing in the ACL-reconstructed knee. Journal of Orthopedic Sports and Physical Therapy. 20 (2), 60-73 (1994).
  27. Bobowik, P., Wiszomirska, I. Diagnostic dependence of muscle strength measurements and the risk of falls in the elderly. Internation Journal of Rehabilitation Research. 43 (4), 330-336 (2020).

Tags

जीव विज्ञान अंक 169 घुटने विस्तार क्वाड्रिसेप्स मांसपेशियों की ताकत कंकाल मांसपेशी टोक़ गैर-आक्रामक
चूहों में घुटने के एक्सटेंसर मांसपेशी समारोह के वीवो माप में
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Brightwell, C. R., Graber, T. G.,… More

Brightwell, C. R., Graber, T. G., Brightwell, B. D., Borkowski, M., Noehren, B., Fry, C. S. In vivo Measurement of Knee Extensor Muscle Function in Mice. J. Vis. Exp. (169), e62211, doi:10.3791/62211 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter