Verfahren für die Ratte In situ Skeletal Muscle kontraktilen Eigenschaften

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die kontraktilen Eigenschaften der Skelettmuskulatur unter physiologischen Bedingungen zu untersuchen. Dies wird erreicht, indem ein Tier betäubt und die motorische Versorgung des interessierenden Muskels chirurgisch isoliert wird. Der nächste Schritt des Eingriffs besteht darin, das distale Ende des Muskels zu isolieren.

Der Muskel wird dann in einem Myotransplantat so eingerichtet, dass der Muskelursprung immobilisiert wird und die Muskellänge auf eine reproduzierbare Referenzlänge eingestellt wird. Durch die Stimulation der motorischen Nerven können Ergebnisse erzielt werden, die grundlegende kontraktile Eigenschaften wie Kraftgeschwindigkeit, Kraftfrequenz und Ermüdung oder einzigartige Eigenschaften aufweisen, die mit ungewöhnlichen Stimulationsmustern verbunden sind. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber anderen Methoden, wie der In-vitro-Beurteilung kontraktiler Eigenschaften, besteht darin, dass die In-situ-Bewertung die direkte Untersuchung der kontraktilen Eigenschaften der Muskeln bei Körpertemperatur und normalem Blutfluss ermöglicht.

Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen in den Bereichen Muskelmechanik, Muskelstoffwechsel und Trainingsphysiologie zu beantworten, wie z. B. was sind die Mechanismen der Ermüdung der peripheren Skelettmuskulatur? Was sind die kurzfristigen Folgen einer wiederholten Aktivierung? Die chronische Behandlung des Tieres durch Training oder Aufhängung der Hintergliedmaßen, z. B. mit anschließender Bewertung der kontraktilen Eigenschaften, ermöglicht die Bestimmung der Auswirkungen einer solchen Behandlung auf die kontraktilen Eigenschaften.

Diese insitu-Methode kann Aufschluss darüber geben, wann sich die kontraktilen Eigenschaften der Skelettmuskulatur ändern. Die kontraktilen Eigenschaften können sich akut bei wiederholter Aktivierung oder chronisch bei Krankheitsinaktivität oder Training ändern. Kontraktionen können isometrisch oder dynamisch sein, und es können Überlegungen zur Länge des Muskels angestellt werden.

Sobald die ausgewählte Ratte vollständig betäubt ist, immobilisieren Sie sie auf einer Plexiglasplattform mit Kreppband. Geben Sie einen Tropfen Paraffinöl auf die Augen und vergewissern Sie sich, dass keine Hornhaut- oder Zehenbeugungen vorhanden sind, bevor Sie fortfahren. Die sterile Technik ist kein Problem, da dieses Verfahren akut ist.

Schneiden Sie nun mit einer Schere durch die rasierte Haut von der Ferse bis zur Wirbelsäule und trennen Sie die Haut vom darunter liegenden Gewebe. Halten Sie freiliegende Oberflächen mit isotonischer Kochsalzlösung getränkter Gaze bedeckt, schneiden Sie proximal durch den oberflächlichen Muskel über dem Musculus gastrocnemius entlang der gleichen Linie wie der Hautschnitt. Achten Sie beim Durchtrennen des Muskels darauf, den Ischiasnerv zu lokalisieren und zu vermeiden.

Nutze den Weg des Nervs, um den Schnitt zu führen, aber bleibe weit über dem Nerv. Identifizieren Sie als Nächstes die durchsichtige Naht zwischen den Muskeln und schneiden Sie entlang dieser Naht in Richtung Knie. Achten Sie darauf, keine Blutgefäße zu durchtrennen.

Übermäßige Blutungen oder sogar eine Schädigung des essentiellen Blutgefäßes führen zu einer Muskelvorbereitung, die sich schnell verschlechtert und eine langsame Muskelentspannung aufweist. Befreien Sie nun das Bindegewebe vom Ischiasnerv, damit es in die Nervenmanschette geschoben werden kann. Achten Sie darauf, den Nerv sanft zu behandeln.

Die Dehnung des Nervs kann zu einer Inexerregbarkeit führen und damit das Experiment vorzeitig beenden. Legen Sie eine Krawatte um den Nerv, der proximal zur Krawatte geschnitten ist, und reflektieren Sie den Nerv zurück über den Muskel. Bohren Sie nun mit einem tragbaren Rotationswerkzeug ein kleines Pilotloch durch die Hirnrinde fast in das Mark des Oberschenkelknochens.

Bohren Sie nicht zu tief, da es sonst zu übermäßigen Blutungen kommt. Vermeiden Sie den Kontakt mit Weichteilen unter einem Präpariermikroskop. Lokalisieren Sie die Stelle, an der der Nervus popalis hinter dem Musculus gastrocnemius medialis verschwindet.

Die verschiedenen Äste vorsichtig ausbreiten und den Ast bis zum seitlichen Gastrocnemius abschneiden. Die anderen Äste werden durchtrennt, wenn der distale Teil des Beins entfernt wird. Die Innervation kann durch Mikrostimulation bestimmt werden.

Schneiden Sie auch die oberflächlichen Äste mit einer Schere ab. Schneiden Sie den Magenmuskel ab oder präparieren Sie ihn stumpf, um ihn von anderen Geweben zu trennen. Ziehen Sie die Sehne der Plesterrasse unter der Achillessehne hervor.

Binden Sie es ab und durchtrennen Sie seine Sehne. Trennen Sie dann ein beträchtliches Stück der Plantars vom Musculus gastrocnemius und schneiden Sie die an der Plantarsehne gebundene Schnur ab. Lege nun eine Nummer eins Seidenligatur um die Achillessehne und binde sie zu einem quadratischen Knoten zusammen.

Ziehen Sie nicht zu fest, sonst wird die Sehne beschädigt. Verwende Knochenros, um den Fersenbein zu durchtrennen, und lass ein kleines Stück Knochen an der Achillessehne haften. Halten Sie die Schnittflächen waagerecht, um sicherzustellen, dass der Knochen und nicht nur die Sehne geschnitten wird.

Lokalisieren Sie den Sous-Muskel entlang der Unterseite des Gastrocnemius und trennen Sie die beiden Muskeln mit einer stumpfen Dissektion. Schneiden Sie dann die Soleussehne in der Nähe des distalen Endes ab. Zum Schluss trennen Sie die mediale und die laterale Magenmuskulatur

Schneiden Sie die laterale Sehne so ab, dass der mediale Gastrocnemius-Muskel das einzige Gewebe ist, das an der Achillessehne befestigt ist, wobei der Gastrocnemius-Muskel von der Achillessehne getrennt ist, platzieren Sie eine enge Ligatur um den Schaft der Tibia knapp über dem Mittelpunkt. Nicht in das Gewebe schneiden. Machen Sie eine zweite Schlaufe, um ein Verrutschen zu verhindern und befestigen Sie die Ligatur mit einem quadratischen Knoten.

Schneide nun mit einer kleinen Säge den unteren Schenkel in der Mitte des Schienbeins ab. Führen Sie dann eine scharfe Sonde in das Mark des Schienbeins ein. Mit Michel-Clips, die an zwei Gummibändern befestigt sind, werden diese verwendet, um die Haut um den Muskel herum zu halten und einen Behälter für Paraffinöl zu bilden.

Positionieren Sie die Ratte auf der Myotransplantatbasis und immobilisieren Sie ihr Bein, indem Sie die Tibiasonde auf den Hebel ausrichten und in die Halterung einsetzen. Ziehe nun die Haut an den Seiten nach oben, um einen Behälter zu bilden und befestige die Haut mit Gummibändern. Stützen Sie den Oberschenkelknochen auf der vorderen Seite ab und setzen Sie einen Bohrer in den Oberschenkelknochen ein.

Befestigen Sie den Bohrer an einer Querstange. Platzieren Sie als nächstes den distalen Stumpf des Ischiasnervs durch die nervenstimulierende Manschette. Stecken Sie es nahe an den Ursprung des Muskels und verbinden Sie den Stimulator mit den Nervenmanschettendrähten.

Befestigen Sie die Achillessehne am Hebel. Binden Sie es eng ab und lassen Sie etwas Raum für Anpassungen. Richte dann den Muskel senkrecht zum Hebel aus.

Füllen Sie nun den von der Haut gebildeten Behälter mit erwärmtem Paraffinöl und positionieren Sie eine Wärmelampe über dem Tier, um sicherzustellen, dass der Kern des Tieres die Position von 38 Grad Celsius nicht überschreitet. Folienfolien zwischen der Wärmelampe und dem Zwangswandler sowie zwischen dem Rattenkopf und der Wärmelampe. Der letzte Schritt bei dieser Vorbereitung besteht darin, die Länge des Muskels anzupassen, bis es kein Spiel mehr in der Schnur zwischen dem medialen Gastroc Anus und dem Kraftaufnehmer gibt, während sich der Muskel aufwärmt.

Stellen Sie die Impulsdauer des Stimulators auf 50 Mikrosekunden und 0,5 Volt ein. Stimulieren Sie nun den Muskel in Intervallen von acht bis 12 Sekunden. Erhöhen Sie die Spannung allmählich, bis die Twitch-Amplitude ein Plateau erreicht.

Das Plateau tritt bei der maximalen Spannung auf, und wenn der Nerv nicht beschädigt wird, sollte es weniger als 1,5 Volt betragen, um die doppelte maximale Spannung zu stimulieren, um die Aktivierung aller motorischen Einheiten sicherzustellen. Erhöhen Sie als Nächstes die Muskellänge in Schritten von einem Millimeter und messen Sie die Kontraktionsamplitude bei jeder Länge. Verwenden Sie eine Doppelpulsstimulation von 200 Hertz, wenn die Länge bestimmt ist, die die maximale Kontraktionsamplitude liefert.

Stellen Sie den Muskel auf diese Länge ein. Stellen Sie nun den Stimulator so ein, dass er 500 Millisekunden lang Impulse bei 200 Hertz abgibt, um eine vollständige Titanic-Kontraktion zu erzeugen. Dadurch werden alle Muskelverbindungen, einschließlich der Knoten am Muskel, gestrafft, dann wird die Referenzlänge neu bestimmt und der Muskel ist bereit für Experimente.

Diese Kontraktionen wurden erhalten, um die Beziehung zwischen Kraft und Frequenz zu veranschaulichen. Die Berechnung der maximalen Wirkkraft dieser Kontraktionen und die Darstellung der Wirkkraft gegen die Frequenz ergab diese Kraft-Häufigkeits-Beziehung. Die Daten können in die auf dem Bildschirm angezeigte Gleichung eingepasst werden, in der AF die aktive Kraft, F die Frequenz und A, B, C und D die Konstanten sind.

Diese Gleichung bildet eine Linie, die eng mit den Daten übereinstimmt. Sobald Sie diese Technik beherrschen, können Sie die Operation und die Einrichtung für diese Technik in einer Stunde abschließen, aber machen Sie keinen Wettbewerb daraus, während Sie dieses Verfahren versuchen. Es ist wichtig, den Grad der Betäubung des Tieres nach diesem Verfahren regelmäßig zu überprüfen.

Andere Messungen wie der EMG-Blutfluss oder die biochemische Beurteilung können ergänzt werden, um andere Fragen zu beantworten, z. B. ob die Erregbarkeit der Membran verringert wurde. Sind die Energievorräte erschöpft oder der Blutfluss beeinträchtigt?