فيفو الناب في العضلات وظيفة الفحص

الهدف العام من هذا الإجراء هو قياس وتوصيف الخصائص الميكانيكية لعضلات الطرف الخلفي في الكلب الحي باستخدام طرق غير جراحية. ويتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق وضع الكلب بشكل صحيح في منصة الفسيولوجيا. وتتمثل الخطوة الثانية من الإجراء في قياس وتسجيل عزم الدوران الارتعاشي المتساوي القياس وعزم دوران الثني الظنبوبي الرصغي التيتاني.

تتمثل الخطوة الثالثة من الإجراء في إجراء انقباضات لا مركزية. والخطوة النهائية من الإجراء هي قياس وتسجيل الارتجاف المتساوي القياس، وعزم الدوران، وعزم الدوران التيتاني أثناء تمديد الكاحل الظنبوبي. وفي النهاية، يمكن الحصول على نتائج توضح قوة عضلات الطرف الخلفي واستجابتها للانقباضات اللا مركزية المتكررة من خلال طريقة فسيولوجية غير جراحية.

تتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية مقارنة بالطرق الحالية، مثل اختبارات العضلات المعزولة خارج الجسم (ex vivo) التي تُعد دراسات نهائية، في إمكانية تكرار الطريقة المستخدمة هنا بمرور الوقت لكونها غير باضعة وتتحملها العضلات بشكل جيد. ويمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على أسئلة رئيسية في مجال فسيولوجيا العضلات، مثل استجابة العضلات للإصابة الناجمة عن الانقباض أو الإجهاد. وتمتد تطبيقات هذه التقنية لتشمل علاج أو تشخيص الحثل العضلي، نظرًا لأن هذه الطرق تقيس وظيفة العضلات في الكلاب أو الثدييات الكبيرة الأخرى.

تُعد هذه الحيوانات الكبيرة مطلوبة في الدراسات قبل السريرية للعديد من العلاجات الجديدة قبل الانتقال إلى التجارب السريرية والمرضى. ورغم أن هذه الطريقة يمكن أن توفر رؤى حول النماذج الكلابية، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضاً على أنظمة نماذج حيوانية أخرى مثل الرئيسيات غير البشرية. وبشكل عام، سيواجه الأشخاص المبتدئون في هذه الطريقة صعوبة بسبب العناية المطلوبة في وضع أقطاب التحفيز، والمعرفة بما هو متوقع من تتبع عزم الدوران. ويُعد العرض المرئي لهذه الطريقة أمراً بالغ الأهمية لأن خطوات تحديد موضع الأقطاب يصعب تعلمها بسبب الدقة المطلوبة لاستحثاث أقصى استجابة لعزم الدوران من العضلات.

تحت الدراسة، يُستخدم بروتوكولان مكتوبان في برنامج التحكم الديناميكي في العضلات (DMC) لتحديد معايير التحفيز وتسجيل البيانات. يُستخدم البروتوكول الأول، وهو بروتوكول الانقباض متساوي القياس، لكل من انقباضات النفضة والانقباضات الكزازية. أما البروتوكول الثاني، المسمى بروتوكول إصابة التمدد اللامرکزي، فيُستخدم للانقباضات اللامركزية. وتظهر إعدادات المحفز وتسلسلات البرنامج المستخدمة لكل بروتوكول في الجدول الموضح هنا، حيث يتم استحثاث انقباضات النفضة باستخدام تحفيز بتردد 1 hertz.

يتم استحثاث الانقباضات التتانية واللامركزية باستخدام تحفيز بتردد 50 هرتز. وفي حالة الانقباض اللامركزي، يتم تطبيق تمدد فوق العضلة المنقبضة. تتضمن هذه التجارب استحثاث عدة أنواع من الانقباضات العضلية، حيث يتم تحفيز العصب الشظوي لاستحثاث انقباضات نفضية أو تتانية أو لامركزية لعضلة قابضة، وتحفيز العصب الظنبوبي لاستحثاث انقباضات نفضية أو تتانية لعضلة باسطة.

بعد تخدير الكلب، تحقق من منعكس الرمش للتأكد من أن الحيوان في حالة تخدير عميق. راقب بدقة ثاني أكسيد الكربون، وقياس تأكسج النبض، ودرجة الحرارة. أثناء الإجراء، قم بحلاقة الشعر في الجانب الوحشي من مفصل الركبة حيث سيتم وضع أقطاب التحفيز.

بعد ذلك، ضع الكلب على طاولة الفسيولوجيا. في وضعية الاستلقاء الظهري، اجعل الطرف الحوضي بحيث يشكل الفخذ والظنبوب زاوية قائمة، ويكون الظنبوب موازياً لسطح الطاولة، ثم تحقق من قدرة دواسة القوة على الدوران بأمان. يجب أن تبدو الدواسة صلبة عند تحريكها يدوياً.

بعد ذلك، قم بتشغيل جهاز الفسيولوجيا وتنشيط الدواسة. يتم التحكم في حركة الدواسة بواسطة محرك السيرفو (servo motor)، الذي يتم التحكم فيه بدوره عن طريق الكمبيوتر. الآن، ضع مخلب الكلب برفق في الدواسة، ثم قم بقياس وتسجيل طول مخلب الكلب من محور الدوران المركزي وصولاً إلى نهاية الإصبع الجانبي.

بعد ذلك، يتم تثبيت مخلب الكلب في دواسة القدم باستخدام لفافة مرنة ذاتية الالتصاق. يقوم المحول الموجود في الدواسة بتسجيل قوة انقباضات عضلات الساقين. قم بإعداد أقطاب التحفيز عن طريق توصيل الأقطاب أحادية القطب المحمية بمقياس 24 gauge بوحدة عزل التحفيز.

باستخدام يدين ترتديان قفازات، قم بتنظيف جلد الكلب بالكحول وتحسس العصب الشظوي المشترك في المنطقة التي تلي الجزء القريب الوحشي من عظمة الشظية مباشرةً باستخدام الإصبع لتحديد موقع العصب، ثم أدخل قطب الكاثود الأسود بعناية تحت الجلد وبشكل خارجي مباشرةً بالنسبة للسمحاق، وضع قطب الأنود الأحمر تحت الجلد بشكل موازٍ وإلى الأسفل قليلاً من قطب الكاثود. يجب أن يكون كلا القطبين الآن داخليين بالنسبة للعصب الشظوي المشترك، أسفل رأس عظمة الشظية مباشرةً. بعد ذلك، قم بتنشيط جهاز التحفيز بتردد 1 Hz وراقب استجابة الارتجاف على الشاشة.

أجرِ تعديلات طفيفة على مواضع الأقطاب الكهربائية حسب الحاجة للحصول على أكبر سعة ممكنة للنفضة. وبمجرد وضع الأقطاب بشكل صحيح، قم بتنشيط برنامج DMC لجمع استجابة النفضة. الخطوة التالية هي استحثاث انقباض تيتانيكي دون تحريك الأقطاب الكهربائية.

اضبط المحفز كما هو محدد في الجدول لإحداث انقباض تيتاني. بعد ذلك، قم بتنشيط بروتوكول الانقباض المتساوي القياس في البرنامج لتوليد انقباض تيتاني متساوي القياس للعضلة. كما يتم إجراء التجربة التالية، وهي بروتوكول إصابة التمدد اللامركزي، دون تحريك الأقطاب الكهربائية.

اضبط جهاز التحفيز لإحداث انقباض لا مركزي وابدأ عملية التحفيز. في هذا البروتوكول، يتم تحفيز العصب 10 مرات بتردد 50 hertz لمدة ثانية واحدة. خلال هذه الثانية، تنقبض العضلات القابضة بشكل متساوي القياس خلال أول 800 milliseconds، ثم يتم تمديد العضلة خلال الـ 200 milliseconds الأخيرة.

بعد مجموعة واحدة مكونة من 10 انقباضات لا مركزية، اترك العضلة لترتاح لمدة أربع دقائق. ثم كرر بروتوكول إصابة التمدد اللامركزي مرتين إضافيتين مع فترة راحة مدتها أربع دقائق بين كل مجموعة لتحفيز العضلة الباسطة، وانقل الأقطاب الكهربائية إلى العصب الظنبوبي عن طريق إدخال الأقطاب بشكل عمودي على الجلد وفي موقع قريب من موضع الأقطاب الأصلي المستخدم للثني. نقطة الوضع التقريبية تكون على طول الخط الذي ينصف الزاوية 90 درجة التي تشكلها الركبة.

يقع العصب الظنبوبي في موقع أعمق وإلى الجانب من العصب الشظوي المشترك. حرك الأقطاب الكهربائية حسب الحاجة لاستحثاث أفضل جهود انقباض عضلية. وبمجرد وضع الأقطاب في مكانها، استحث انقباضاً أقصى باستخدام البروتوكول المتساوي القياس دون تحريك الأقطاب الكهربائية.

قم بتغيير إعدادات المحفز كما هو محدد للانقباضات التيتانية. بعد ذلك، قم بتنشيط وتسجيل انقباض تيتاني لعضلة باسطة رسغ الظنبوب. يُستخدم برنامج تحليل العضلات الديناميكي (DMA) لتحليل عزم الدوران والمعلومات الزمنية الناتجة عن انقباضات العضلات.

في هذا الشكل، أدى تحفيز العصب الظنبوبي بتردد 1 هرتز إلى تنشيط انقباضات مفردة لعضلات باسطة رسغ القدم الظنبوبية؛ ولتحليل البيانات، تم ضبط مواقع المؤشرات الثلاثة على النحو التالي: يوضع المؤشر الأزرق عند النقطة التي يرتفع فيها عزم الدوران عن عزم الدوران في حالة الراحة، بينما يوضع المؤشر الأصفر حيث يعود عزم الدوران إلى مستوى عزم الدوران في حالة الراحة.

بعد مرحلة الاسترخاء، لا تكون هناك حاجة للمؤشر الأبيض، لذا يتم وضعه إلى يمين المؤشر الأصفر. يوضح هذا الشكل أن تحفيز عزم الدوران التيتاني متساوي القياس للعصب الظنبوبي بسلسلة من نبضات بتردد 50 hertz لمدة 1.5 second قد أدى إلى انقباض تيتاني في العضلة الباسطة للرسغ الظنبوبية. ولتحليل البيانات، يتم وضع المؤشرين الأزرق والأصفر.

بالنسبة لتحليل الارتجاف في هذا الشكل، تم تحفيز الانقباضات اللامركزية في العضلات القابضة للظنبوب والرسغ. أدى تحفيز العصب العجاني عبر الجلد إلى تفعيل انقباض متساوي القياس أولي لمدة 800 milliseconds، وعند هذه النقطة تم تطبيق تمدد قسري على الساق. ولغرض تحليل هذه البيانات، تم وضع المؤشر الأزرق عند النقطة التي يبدأ عندها عزم الدوران متساوي القياس في الارتفاع عن عزم الدوران وقت الراحة.

يوضع المؤشر الأصفر عند النقطة التي يبدأ عندها عزم الدوران للتمدد اللامركزي في الارتفاع من الهضبة المتساوية القياس. ويوضع المؤشر الأبيض حيث يعود عزم الدوران إلى عزم الدوران في حالة الراحة. وبمجرد إتقان هذه التقنية، يمكن تنفيذها في غضون ساعة واحدة تقريباً إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. وأثناء محاولة تطبيق هذا الإجراء، من المهم تذكر الرجوع إلى بروتوكول مطبوع يحتوي على نقاط تدقيق خطوة بخطوة عند اتباع هذا الإجراء.

يمكن إجراء طرق أخرى مثل خزعات العضلات للإجابة على أسئلة إضافية مثل نوع الألياف العضلية، أو تعبير الجين المنقول بعد تطويره. وقد مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال فيزيولوجيا العضلات لاستكشاف الاستجابات للتمرين لدى الكلاب المصابة بضمور العضلات. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إجراء مقايسة غير جراحية لفيزيولوجيا العضلات في الكلاب.