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Le but de cet article est de fournir des directives pour réaliser la fonction musculaire isolée sur deux muscles de souris - l'EDL et le diaphragme. L'évaluation de ces muscles peut donner une idée si oui ou non candidats thérapeutiques pour les maladies musculaires sont bénéfiques. Pour les deux muscles, le facteur majeur dans l'obtention de données fiables est une dissection propre. Par conséquent, la pratique et le perfectionnement de l'étape d'isolement initiale est essentielle avant de passer à des tests fonctionnels. En outre, l'établissement de repères fonctionnels pour le muscle normal est essentiel avant de faire des comparaisons avec le muscle dystrophique, ou entre les traitements. Ceci assure que les résultats de l'étude ne sont pas sujettes à la variabilité élevée transmise par la capacité de la personne effectuant les expériences. L'utilisation d'un colorant imperméant membrane peut vous aider à optimiser la préparation de dissection, pour l'incubation d'un muscle dans une solution contenant un tel colorant marquera fibres les plus endommagés, et peut servir d'indice de dissection succès. Minimiser le nombre de fibres endommagées dans le muscle aidera à optimiser la mesure. Les fibres endommagées par la dissection fluorescence beaucoup plus vives que celles endommagées par la contraction excentrique, et donc si le colorant est également utilisé lors du processus de la mécanique, on peut utiliser l'intensité du colorant de faire la distinction entre les deux types de dommages.
Dissection de bandes membrane auront presque toujours détérioration de la fibre, tout simplement parce que en coupant le long de la longueur des fibres, certains sont inévitablement détruits. La montée du colorant est forte dans les fibres endommagées, et ceux-ci sont normalement limité aux bords extérieurs de la préparation. En moyenne, on observe une bande de fibres endommagées qui est ~ 3 fibres de largeur (~ 120 um) de chaque côté de la bande de muscle. Si la bande endommagée comprend plus de 15% du muscle, puis les données sont supprimées. La préparation diaphragme a également des contraintes sur la taille optimale pour les mesures fonctionnelles. Nous avons trouvé que des morceaux de diaphragm qui sont plus larges que 5 mm commencer à se replier sur eux-mêmes, car l'attache du tendon central est uniquement en un point. Il en résulte une baisse de la force spécifique dans la préparation. Nous avons également constaté que les bandes plus étroites ont aussi moins de force spécifique, que nous croyons parce que le nombre de fibres endommagées lors de la dissection constituent une plus grande proportion du nombre total des fibres. Par exemple, si 0,1 mm de chaque côté est endommagé, qui est de 5% (2x0.1 mm / 4 mm bande) de la préparation de muscle qui ne contribue pas à la force, alors que si la bande est à seulement 1 mm, puis 20 % de la préparation de muscle est endommagé. Ainsi, à la fois la largeur de la zone endommagée, ainsi que la largeur de l'ensemble de préparation sont des facteurs importants à contrôler.
Les mesures de la tension isométrique maximale exigent que toutes les fibres musculaires dans un muscle sont stimulées. Parce qu'il ya une variabilité considérable dans les composants d'un appareil de fonction, celle-ci doit être déterminée pour chaque jeu individuelvers le haut. Par exemple, la taille ou le type de bain de stimulateur peut influer sur l'intensité de la stimulation. Stimulation transcutanée est un moyen raisonnable de déterminer les conditions de stimulation supramaximale. Une fois cela établi pour une configuration spécifique et musculaire, il peut être utilisé pour des études ultérieures.
En revanche, la durée optimale d'un muscle donné doit être mesurée pour chaque préparation en utilisant le processus itératif décrit ci-dessus. Cela garantit que le chevauchement de filaments fins et épais est optimale et la capacité maximale potentielle de production de force est mesurée. D'autres procédures peuvent s'appuyer sur les diagrammes de diffraction associés aux stries musculaires, mais cela nécessite un équipement supplémentaire n'est pas décrite ici.
Nous utilisons régulièrement des durées de stimulation 500 ms, ce qui tombe dans la moyenne de ce paramètre utilisé par d'autres chercheurs dans ce domaine. Bien que cela puisse provoquer une certaine fatigue du muscle pendant la contraction, ce qui est évidentpar un "affaissement" de la production de force maximale, ce qui en soi peut être instructif. Par exemple, une différence de fatigue pourrait se faire par différents types de thérapies, y compris ceux qui manipulent cet objectif de calcium, d'où l'affaissement en vigueur lors de la contraction active peut servir d'indice pour l'amélioration. Alternativement, la perte de la force pourrait indiquer que les points de suture sur les tendons ne sont pas assez serrés, et qu'ils glissent lors de la contraction. Le muscle doit être retiré de la salle de bain et les sutures doivent être re-liée si cela se produit. Nous utilisons également une série de 3 contractions tétaniques, qui permet d'évaluer la stabilité de la préparation. Encore une fois, les bordereaux de suture conduirait à une perte de la force entre les contractions, ce qui nécessite de suture re-lier. Gros muscles peuvent également générer des noyaux anoxiques, ce qui conduit à des pertes de force pendant le protocole. La taille des muscles est un facteur limitant pour effectuer des tests de la fonction musculaire isolée, où les muscles EDL avec des masses supérieures à 20 mg perdre de la force à chaque contractiontion, et ne peut être pris en charge par surfusion dans un bain. Bandes membrane ne souffrent pas de complications mêmes parce qu'ils sont suffisamment minces pour avoir une viabilité prolongée dans le bain.
D'autres muscles peuvent être utilisés pour la fonction musculaire isolée, y compris le muscle soléaire, qui est couramment utilisé, mais pas décrits ici. Un grand nombre des mêmes procédures peuvent être adoptées pour le soléaire en termes de préparation et les essais fonctionnels. Cependant, les principales différences sont la fréquence de stimulation, et les paramètres de contractions excentriques. Utilisez du soléaire pour la fonction complémentaire à celle des deux autres muscles, et donc il doit être considéré comme faisant partie d'un «paquet standard" pour l'évaluation des souris dystrophiques 4, 7.
Contraction excentrique fournit un index de fragilité contractile, et il est important d'utiliser un protocole qui entraîne une perte modeste de la force dans les muscles des animaux de type sauvage et une perte importante de la force dansmuscles dystrophiques non traitées afin qu'il y ait une large plage dynamique pour les comparaisons. Une absence de toute perte de force dans les muscles normaux suggère que la contraction excentrique est trop doux, et ne sera pas suffisant pour distinguer entre les traitements qui ne sont pas efficaces et celles qui sont vraiment bénéfiques. Cependant, une perte dramatique de la force dans les muscles normaux soumis à la contraction excentrique peut être trop grande pour faire ressortir les différences associées à la maladie. Notre protocole pour l'EDL et utilise un taux de diaphragme 0,5 tronçon Lo / s pour produire une variation de longueur de 10%. Nous effectuent généralement 5 contractions excentriques, qui se traduisent par une petite perte de force dans les muscles normaux et une perte importante de la force dans les muscles dystrophiques. Certes, tous ces paramètres peuvent être modifiés pour augmenter la variation de longueur totale, le taux d'étirement, ou le nombre de contractions excentriques afin de distinguer les différences entre les muscles malades et en bonne santé, ainsi que sur les effets d'un type spécifique de mutation ou traitement l'on étudie. Tant qu'il y aura une différence marquée entre les muscles normaux et malades, alors il ya une règle d'or pour atteindre en termes de traitements.
En résumé, ce protocole établit des lignes directrices pour la réalisation des contractions isométriques et excentriques, et identifie j'espère que les pièges potentiels à éviter lors de la mise en place de cette technique dans votre laboratoire.