متساوي القياس وغريب الأطوار التقييم تكوين القوات من عضلات الهيكل العظمي المعزولة من الفئران نماذج من ضمور العضلات

الهدف العام من هذا الإجراء هو قياس الخصائص الميكانيكية لعضلات الهيكل العظمي المعزولة عن الفئران. يتم تحقيق ذلك عن طريق تشريح عضلة الباسطة الأصابع الطويلة أو عضلة EDLE أولا ، وكذلك عضلة الحجاب الحاجز من. بعد تحضير شريط الحجاب الحاجز ، قم بتثبيت EDL وشريط الحجاب الحاجز في طبق من محلول الرنين المؤكسج ثم اربط حلقات الخياطة على طرفي العضلات.

بعد ذلك ، يتم تأمين شريط EDL أو الحجاب الحاجز في حمام عضو بين قطبين متصلين بمحول قوة أو رافعة في أحد طرفيه ويتم تعديله على طوله الأمثل بناء على قوة الارتعاش. الخطوة الأخيرة هي تحفيز العضلات باستخدام عدد من البروتوكولات الميكانيكية وقياس إنتاج القوة. في النهاية ، يتم استخدام حساب إنتاج القوة ، ومقاومة علاقة تردد قوة الضرر ، والخصائص الأخرى لإظهار قوة وسلامة العضلات وخصائصها الأخرى ، وإذا أمكن ، آثار العلاج أو التعديل الجيني.

يمكن استخدام هذه التقنية لاختبار العلاجات المحتملة لضمور العضلات لأن معظم هذه العلاجات تهدف إلى استعادة قوة العضلات وتقليل هشاشة العضلات. على الرغم من أننا لسنا أول من استخدم هذه التقنية ، إلا أننا نستخدم هذا بشكل روتيني لدراسة عدد من نماذج الفئران المختلفة وتقييم وظيفة عضلاتها ، وأيضا لتوصيف وتقييم العلاجات المتعددة لضمور العضلات. بالإضافة إلى الدكتورة كاثرين موروود ، سنوضح هذا الإجراء باستخدام عضوين من نواة التقييم الفسيولوجي لدينا ، الدكتور مين ليو ، باحث مشارك ، والسيد إيان ، أخصائي أبحاث.

يتم تخدير الفئران المستخدمة في هذا الإجراء باستخدام الكيتامين والزيلازين للتأكد من عدم شعورها بأي ألم أو ضيق ، لكن العضلات تظل مؤكسجة جيدا عن طريق الدورة الدموية. بعد التأكيد عن طريق قرصة إصبع القدم أن مخدر بدرجة كافية ، قم بتثبيت أطرافه العالية باستخدام شريط طبي وإزالة جلد الطرف الخلفي الأمامي السفلي لفضح عضلات هذه المنطقة ، وحافظ على رطوبة العضلات مع تطبيق PBS على فترات منتظمة. تحت نطاق تشريح ، قم بعمل شق صغير جانبي في الركبة من أجل فضح الوتر القريب للعضلة الباسطة الإصناعية الطويلة أو عضلة EDEL.

يوجد وتاران في هذه المنطقة ويجب قطع كلاهما لتمكين إزالة EDL في الكاحل الإنسي. قطع وتر الظنبوب الأمامي أو عضلة TA لكشف الأوتار البعيدة ل EDL ، والتي تمتد على طول مشط القدم. ارفع عضلة TA بعيدا عن الطريق.

الحرص على عدم قطع أو لمس EDL تحته. العودة إلى الأوتار البعيدة لرابطة كهرباء لبنان وقص كل منها. بعد ذلك ، أمسك الأوتار واسحب EDL برفق بعيدا عن بقية الطرف.

يجب أن تتحرر من النهاية القريبة بحرية. قم بإزالة عضلة EDL وضعها في طبق تشريح مليء بالعصارة المبردة المؤكسجة. قم بتثبيت العضلات من خلال الأوتار بطول الراحة تقريبا ، وهو الطول الموجود في الجسم الحي.

يكون الطول قصيرا جدا عندما تكون العضلة منقوشة في الطبق وطويلة جدا إذا كانت العضلة تسحب دبابيس التشريح. اربط الغرز بالأوتار في أقرب وقت ممكن من العضلات، ولكن لا تلمس العضلات. قم بتثبيت العضلات بطول الراحة تقريبا باستخدام الغرز.

لبدء هذا الإجراء. قم بعمل شق في جلد القتل الرحيم. لفضح تجويف البطن والصدر.

افتح تجويف البطن واقطع جدار الجسم أسفل الأضلاع مباشرة باستخدام مقص العظام وابدأ فوق إدخال الحجاب الحاجز. اقطع حول القفص الصدري بأكمله باتباع خط الأضلاع واقطع العمود الفقري. قطع الأوعية الدموية التي تمر عبر مركز الحجاب الحاجز بحيث يمكن إزالة الحجاب الحاجز بسهولة.

قم بإزالة الحجاب الحاجز من الماوس وضعه في طبق تشريح مليء بالجرعات المؤكسجة. حرك الحجاب الحاجز برفق في الطبق لغسل الدم. قم بتحديث محلول الرنين حسب الحاجة.

بعد ذلك ، قم بقص شريط صغير من الحجاب الحاجز من الوتر المركزي إلى الأضلاع على طول اتجاه الألياف في الجزء المركزي من أغشية النصف الجانبية. يجب أن يتراوح عرض الشريط بين ملليمترين إلى أربعة ملليمترات. اربط الغرز بالوتر المركزي ، واربط الغرز بكل من طرفي الأضلاع البارزة جانبيا ، ثم اربطها معا لعمل حلقة كبيرة باستخدام مقص العظام.

اقطع الضلع على جانبي الشريط ، تاركا ما يقرب من ملليمتر إلى ملليمترين ، متدليا من الضلع على جانبي الحجاب الحاجز. يتم إجراء تقييم توليد قوة الشريط لعضلات الهيكل العظمي المعزولة بواسطة نظام اختبار العضلات في المختبر لتركيب العضلات في حمام الميكانيكي ، وإمساك الغرز واستخدامها لربط العضلات بعمود صلب من أحد طرفيه ومحول القوة على الطرف الآخر. التقريب الجيد هو طول العضلات أثناء الراحة.

كما هو موضح سابقا ، يمتلئ الحمام بمحلول الرنين المؤكسج الذي يتم الحفاظ عليه عند 22 درجة مئوية. لإطالة استقرار العضلات لاختبار العضلات يجب أن تستريح لمدة خمس دقائق في هذا الحمام قبل الاختبار الوظيفي ، بحيث تكون درجة حرارة العضلات مساوية ل 22 درجة مئوية لإنشاء ظروف التحفيز القصوى أعلاه. بعد وضع العضلات في الحمام ، استخدم نبضات تحفيز واحدة 0.5 مللي ثانية لتوليد نشل ومراقبة إخراج القوة.

قم بزيادة التيار تدريجيا حتى تصل القوة إلى أقصى مستوى ولكن ثابت ، وقم بزيادة التيار إلى 10٪ أكثر من هذا المستوى للتجارب المتبقية لتحديد الطول الأمثل ، أولا ، تأكد من أن العضلات ليست متراخية ، ولكن لم يتم تدريسها أيضا. التقريب الجيد هو طول عضلة الراحة كما هو موضح سابقا. باستخدام محفزات نشل متساوية القياس ، اضبط طول العضلات تدريجيا حتى يتم الحصول على أقصى قوة.

أرح العضلات حوالي 10 ثوان بين كل انقماش. يتم تحقيق طول العضلات الأمثل عندما تكون قوة الارتعاش هي الحد الأقصى لطول العضلات القياسي باستخدام الفرجار الورني. بالنسبة ل EDL ، هو الطول بين تقاطعات وتر myo.

بالنسبة للحجاب الحاجز ، فهو الطول بين تقاطع الوتر العضلي المركزي وإدخال العضلات إلى الضلع. لتحديد الحد الأقصى لقوة تيتانيك متساوية القياس ، قم بتحفيز مجموعة العضلات عند طول العضلات الأمثل لمدة 500 مللي ثانية بسلسلة من نبضات 0.5 مللي ثانية عند التحفيز الأقصى الفائق وبتردد الاندماج. عادة ما يتم تحقيق هضبة عضلات كهرباء الدماغ ب 120 هرتز وبالنسبة لعضلات الحجاب الحاجز ب 100 هرتز تحفز ثلاث مرات بالتردد المعني مع فترات راحة مدتها خمس دقائق بين نوبات التحفيز لكل عضلة بعد خمس دقائق من الراحة.

بعد إجراء تقلصات متساوية القياس ، ابدأ إجراء الانقباضات اللامركزية. تحفيز العضلات عند 80 هرتز متساوية القياس لمدة 500 مللي ثانية أولية ، متبوعا بتمدد طول العضلات الأمثل بنسبة 10٪ في التحفيز النهائي 200 مللي ثانية. كرر نمط التحفيز مع خمس دقائق من الراحة بينهما.

للحصول على العدد المطلوب من الانقباضات اللامركزية ، قم بقياس قوة كل انكماش في الفترة الزمنية التي تسبق التمدد. احسب الانخفاض في القوة بين الانكماش الأول والأخير عند الانتهاء من الاختبار الوظيفي. تقصير طول العضلات وإزالة العضلات برفق من محول الطاقة والمنشور.

أعد العضلات إلى طبق تشريح مع الرنين. إزالة الغرز من عضلات عضلة كهرباء القلب. قم بسد العضلات مرتين ثم وزنها قبل المعالجة اللاحقة.

سيكون هذا مهما لحساب مساحة المقطع العرضي والقوة المحددة لعضلة الحجاب الحاجز التي تنقع في 0.1٪ إيجابيات والبرتقال ، وهو غشاء وصبغة دائمة لمدة 15 إلى 20 دقيقة. سيوفر هذا مؤشرا لتلف التشريح ، وتشريح عضلة الحجاب الحاجز بعيدا عن الإدخال العظمي وكذلك الوتر المركزي. يعد ذلك ضروريا لتوفير وزن دقيق لبقعة العضلات قبل الوزن والتحضير اللاحق.

يتم حساب مساحة المقطع العرضي أو CSA باستخدام الصيغة التالية حيث L over LO هي نسبة الألياف إلى طول العضلات و 1.06 هي كثافة القيم المتوقعة للعضلات للقوى متساوية القياس في النوع البري C 57 والحثل العضلي أو عضلات M-D-X-E-D-L من البالغة من العمر 12 أسبوعا موضحة في هذا الشكل. نظرا لأن عضلات MDX تظهر تضخما تعويضيا ، فإن إجمالي القوة العملاقة يمكن أن يكون أعلى في عضلات MDX مقارنة بعناصر التحكم من النوع البري المطابق للعمر. المقياس الأكثر ملاءمة للإخراج الوظيفي هو القوة المحددة حيث يتم تطبيع القوة لمنطقة المقطع العرضي.

لحساب هذه القيمة ، تعتمد القوة المحددة على القدرة الوظيفية المتأصلة في العضلات ، حيث يكون الضعف في عضلات الضمور أكثر وضوحا عند حساب كل من القوة المطلقة ومنطقة المقطع العرضي. لوحظ في هذه الدراسة أن عضلات EDL من الفئران MDX تولد قوى محددة أقل بنسبة 20 إلى 25٪ تقريبا من تلك الموجودة في الفئران البرية المطابقة للعمر من 10 إلى 26 أسبوعا من العمر. بالنسبة للحجاب الحاجز ، فإن القوة المحددة فقط هي ذات صلة بالمقارنات لأن المستحضر عبارة عن قطعة من العضلة تعتمد على التشريح.

تعكس مقارنة القوة المحددة بين العضلات البرية C 57 المشار إليها بالخط الأزرق وعضلة الحجاب الحاجز MDX المشار إليها بالشرائط الحمراء علم الأمراض التدريجي في هذا الأنسجة. يتضاءل ناتج القوة متساوية القياس مع تقدم العمر بحيث لا تنتج عضلات الحجاب الحاجز من الفئران MDX أكثر من نصف الناتج الوظيفي لشرائط الحجاب الحاجز من أدوات التحكم من النوع البري المطابق للعمر. يظهر في هذا الشكل مثال على الانقباضات اللامركزية من اختبار الحجاب الحاجز.

مع كل انكماش غريب الأطوار لاحق ، يتضاءل ناتج القوة في شرائط الحجاب الحاجز من كل من النوع البري C 57 الموضح في الفئران الزرقاء و MDX الموضحة باللون الأحمر. ومع ذلك ، فإن فقدان القوة يكون أكثر دراماتيكية في عينات العضلات من فأر MDX ، ويفترض أنه من غياب الديستروفين والبروتينات المرتبطة به بمجرد إتقانها. يمكن إجراء هذه التقنية في حوالي ساعة واحدة لعضلة واحدة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح باتباع هذه التقنية.

يمكن استخدام طرق أخرى مثل النشاف الغربي أو القياسات الكيميائية الحيوية الأخرى للإجابة على أسئلة إضافية مثل ما إذا كان العلاج قد غير مستويات البروتين أو سلامة العضلات الطبيعية. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تشريح EDL والحجاب الحاجز من الماوس وكيفية قياس وتحليل إنتاج القوة قبل وبعد الانقباضات اللامركزية.