Name: הערכת Vivo לשעבר של התכווצות, ועיפנות Alternans בשרירי שלד מבודדים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-01T12:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 2 s
Description: למדו שיטה להערכת התכווצות שרירי שלד מבודדים מעכברים באמצעות גירוי שדה חשמלי. השיטה מאפשרת מדידת כוח, עייפות ותכונות סידן בתנאי מעבדה מבוקרים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי AHA SDG 10SDG2630086 לזאו X, RO1-AR061385 למא י וללכת גרנט RC2AR05896 לBrotto מ &#39;

<ol><li>Winegrad, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+intracellular+calcium+movements+in+excitation-contraction+coupling+in+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Fed%22%5BJournal%5D)">Role of intracellular calcium movements in excitation-contraction coupling in skeletal muscle.</a> Fed. 24, 1146-1152 (1965).</li>
<li>Sandow, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excitation-contraction+coupling+in+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Excitation-contraction coupling in skeletal muscle.</a> Pharmacol. Rev. 17, 265-320 (1965).</li>
<li>Thornton, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Store-operated+Ca%282%2B%29+entry+%28SOCE%29+contributes+to+normal+skeletal+muscle+contractility+in+young+but+not+in+aged+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Aging%22%5BJournal%5D)">Store-operated Ca(2+) entry (SOCE) contributes to normal skeletal muscle contractility in young but not in aged skeletal muscle.</a> Aging. 3, 621-634 (2011).</li>
<li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ca2%2B+overload+and+sarcoplasmic+reticulum+instability+in+tric-a+null+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Ca2+ overload and sarcoplasmic reticulum instability in tric-a null skeletal muscle.</a> J. Biol. Chem. 285, 37370-37376 (2010).</li>
<li>Brotto, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defective+maintenance+of+intracellular+Ca2%2B+homeostasis+is+linked+to+increased+muscle+fatigability+in+the+MG29+null+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Res%22%5BJournal%5D)">Defective maintenance of intracellular Ca2+ homeostasis is linked to increased muscle fatigability in the MG29 null mice.</a> Cell Res. 14, 373-378 (2004).</li>
<li>Florkin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Machina+carnis.+The+Biochemistry+of+Muscular+Contraction+in+its+Historical+Development%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Hist%22%5BJournal%5D)">Machina carnis. The Biochemistry of Muscular Contraction in its Historical Development.</a> Med. Hist. 17, 316-317 (1973).</li>
<li>Galvani, A., Aldini, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((De+viribus+electricitatis+in+motu+musculari+commentarius%5BTitle%5D)+AND+%22ApudSocietatem+Typographicam%22%5BJournal%5D)">De viribus electricitatis in motu musculari commentarius.</a> ApudSocietatem Typographicam. , (1792).</li>
<li>Fulton, J. F., Wilson, L. G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFulton%2C+JF+%22Selected+Reading+in+the+History+of+Physiology%22">Selected Reading in the History of Physiology</a>. , Charles C.Thomas. (1930).</li>
<li>Piccolino, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Luigi+Galvani+and+animal+electricity%3A+two+centuries+after+the+foundation+of+electrophysiology%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Luigi Galvani and animal electricity: two centuries after the foundation of electrophysiology.</a> Trends Neurosci. 20, 443-448 (1997).</li>
<li>Hodgkin, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Croonian+Lecture%3A+Ionic+Movements+and+Electrical+Activity+in+Giant+Nerve+Fibres%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Royal+Society+of+London.+Series+B%2C+Biological+Sciences%22%5BJournal%5D)">The Croonian Lecture: Ionic Movements and Electrical Activity in Giant Nerve Fibres.</a> Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 148, 1-37 (1958).</li>
<li>Hodgkin, A. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHodgkin%2C+AL+%22The+Sherrington+Lectures+VII+the+Conduction+of+the+Nervous+Impulse%22">The Sherrington Lectures VII the Conduction of the Nervous Impulse</a>. , Liverpool University Press. 71964(1965).</li>
<li>Ringer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+further+contribution+regarding+the+influence+of+the+different+constituents+of+the+blood+on+the+contraction+of+the+heart%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">A further contribution regarding the influence of the different constituents of the blood on the contraction of the heart.</a> J. Physiol. 4, 29-42.3 Forthcoming.</li>
<li>Ringer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Further+experiments+regarding+the+influence+of+small+quantities+of+lime%2C+and+other+salts+on+muscular+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Further experiments regarding the influence of small quantities of lime, and other salts on muscular tissue.</a> J. Physiol. 7, 291-308 Forthcoming.</li>
<li>Ringer, S., Buxton, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concerning+the+action+of+calcium%2C+potassium+and+sodium+salts+upon+the+eel%27s+heart+and+upon+the+skeletal+muscles+of+the+frog%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Concerning the action of calcium, potassium and sodium salts upon the eel's heart and upon the skeletal muscles of the frog.</a> J. Physiol. 8, 15-19 Forthcoming.</li>
<li>Ringer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regarding+the+action+of+lime%2C+potassium+and+sodium+salts+on+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Regarding the action of lime, potassium and sodium salts on skeletal muscle.</a> J. Physiol. 8, 20-24 (1887).</li>
<li>Campbell, A. K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCampbell%2C+AK+%22Intracellular+Calcium+its+Universal+Role+as+Regulator%22">Intracellular Calcium its Universal Role as Regulator</a>. , John Wiley and Sons. (1983).</li>
<li>Mol, J. Cell Cardiol. 16, ll3-ll6 (1984).</li>
<li>Ridings, J. W., Barry, S. R., Faulkner, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aminophylline+enhances+contractility+of+frog+skeletal+muscle%3A+an+effect+dependent+on+extracellular+calcium%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Aminophylline enhances contractility of frog skeletal muscle: an effect dependent on extracellular calcium.</a> J. Appl. Physiol. 67, 671-676 (1989).</li>
<li>Fitts, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cross-bridge+cycle+and+skeletal+muscle+fatigue%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">The cross-bridge cycle and skeletal muscle fatigue.</a> J. Appl. Physiol. 104, 551-558 (2008).</li>
<li>Kolbeck, R. C., Speir, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diaphragm+contactility+as+related+to+cellular+calcium+metabolism%3A+Influence+of+theophylline+and+fatigue%5BTitle%5D)+AND+%22American+Review+of+Respiratory+Disease%22%5BJournal%5D)">Diaphragm contactility as related to cellular calcium metabolism: Influence of theophylline and fatigue.</a> American Review of Respiratory Disease. 139, 495(1989).</li>
<li>Kolbeck, R. C., Nosek, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fatigue+of+rapid+and+slow+onset+in+isolated+perfused+rat+and+mouse+diaphragms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Fatigue of rapid and slow onset in isolated perfused rat and mouse diaphragms.</a> J. Appl. Physiol. 77, 1991-1998 (1994).</li>
<li>Moore, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diaphragm+atrophy+and+weakness+in+cortisone-treated+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Diaphragm atrophy and weakness in cortisone-treated rats.</a> J. Appl. Physiol. 67, 2420-2426 (1989).</li>
<li>Lannergren, J., Westerblad, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force+decline+due+to+fatigue+and+intracellular+acidification+in+isolated+fibres+from+mouse+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Force decline due to fatigue and intracellular acidification in isolated fibres from mouse skeletal muscle.</a> J. Physiol. 434, 307-322 (1991).</li>
<li>Westerblad, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+gradients+of+intracellular+calcium+in+skeletal+muscle+during+fatigue%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch%22%5BJournal%5D)">Spatial gradients of intracellular calcium in skeletal muscle during fatigue.</a> Pflugers Arch. 415, 734-740 (1990).</li>
<li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+resistance+to+fatigue+and+altered+calcium+handling+properties+of+sarcalumenin+knockout+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Genomics%22%5BJournal%5D)">Enhanced resistance to fatigue and altered calcium handling properties of sarcalumenin knockout mice.</a> Physiol. Genomics. 23, 72-78 (2005).</li>
<li>Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardioprotection+of+ischemia%2Freperfusion+injury+by+cholesterol-dependent+MG53-mediated+membrane+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Cardioprotection of ischemia/reperfusion injury by cholesterol-dependent MG53-mediated membrane repair.</a> Circ. Res. 107, 76-83 (2010).</li>
<li>Cai, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MG53+nucleates+assembly+of+cell+membrane+repair+machinery%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">MG53 nucleates assembly of cell membrane repair machinery.</a> Nat. Cell Biol. 11, 56-64 (2009).</li>
<li>Shen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deficiency+of+MIP%2FMTMR14+phosphatase+induces+a+muscle+disorder+by+disrupting+Ca%282%2B%29+homeostasis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Deficiency of MIP/MTMR14 phosphatase induces a muscle disorder by disrupting Ca(2+) homeostasis.</a> Nat. Cell Biol. 11, 769-776 (2009).</li>
<li>Romero-Suarez, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle-specific+inositide+phosphatase+%28MIP%2FMTMR14%29+is+reduced+with+age+and+its+loss+accelerates+skeletal+muscle+aging+process+by+altering+calcium+homeostasis%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+%28Albany+NY%29%22%5BJournal%5D)">Muscle-specific inositide phosphatase (MIP/MTMR14) is reduced with age and its loss accelerates skeletal muscle aging process by altering calcium homeostasis.</a> Aging (Albany NY). 2, 504-513 (2010).</li>
<li>Yazawa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TRIC+channels+are+essential+for+Ca2%2B+handling+in+intracellular+stores%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">TRIC channels are essential for Ca2+ handling in intracellular stores.</a> Nature. 448, 78-82 (2007).</li>
<li>Brotto, M. A., Nosek, T. M., Kolbeck, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+ageing+on+the+fatigability+of+isolated+mouse+skeletal+muscles+from+mature+and+aged+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Influence of ageing on the fatigability of isolated mouse skeletal muscles from mature and aged mice.</a> Exp. Physiol. 87, 77-82 (2002).</li>
<li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compromised+store-operated+Ca2%2B+entry+in+aged+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">Compromised store-operated Ca2+ entry in aged skeletal muscle.</a> Aging Cell. 7, 561-568 (2008).</li>
<li>Pan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dysfunction+of+store-operated+calcium+channel+in+muscle+cells+lacking+mg29%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Dysfunction of store-operated calcium channel in muscle cells lacking mg29.</a> Nat. Cell Biol. 4, 379-383 (2002).</li>
<li>Zhao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Azumolene+inhibits+a+component+of+store-operated+calcium+entry+coupled+to+the+skeletal+muscle+ryanodine+receptor%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Azumolene inhibits a component of store-operated calcium entry coupled to the skeletal muscle ryanodine receptor.</a> J. Biol. Chem. 281, 33477-33486 (2006).</li>
<li>Renaud, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+force+development+by+Na%2B%2C+K%2B%2C+Na%2B+K%2B+pump+and+KATP+channel+during+muscular+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Can.+J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Modulation of force development by Na+, K+, Na+ K+ pump and KATP channel during muscular activity.</a> Can. J. Appl. Physiol. 27, 296-315 (2002).</li>
<li>Brotto, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+and+biochemical+modifications+in+skeletal+muscles+from+malarial+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Functional and biochemical modifications in skeletal muscles from malarial mice.</a> Exp. Physiol. 90, 417-425 (2005).</li>
<li>Brotto, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoxia+and+fatigue-induced+modification+of+function+and+proteins+in+intact+and+skinned+murine+diaphragm+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch%22%5BJournal%5D)">Hypoxia and fatigue-induced modification of function and proteins in intact and skinned murine diaphragm muscle.</a> Pflugers Arch. 440, 727-734 (2000).</li>
<li>Smith, M. A., Reid, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Redox+modulation+of+contractile+function+in+respiratory+and+limb+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Respir+Physiol+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Redox modulation of contractile function in respiratory and limb skeletal muscle.</a> Respir Physiol Neurobiol. 151, 229-241 (2006).</li>
<li>Bagni, M. A., Cecchi, G., Colomo, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myofilament+spacing+and+force+generation+in+intact+frog+muscle+fibres%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Myofilament spacing and force generation in intact frog muscle fibres.</a> J. Physiol. 430, 61-75 (1990).</li>
</ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

המדידה של כוח ועיפנות כויץ חשובה להערכה הכוללת של תפקוד שרירי שלד. המטרה העיקרית של בדיקה זו היא לזהות שינויים בכוח השרירים ומאפיינים מעייפים תחת מצבים פתולוגיים מסוימים, כגון sarcopenia ועייפות שרירים, ולבדוק את ההשפעה של תרופות / ריאגנטים על התכווצות שרירים. מאז כוח השריר קשור קשר הדוק עם Ca 2 + שחרור התאי, תאית Ca 2 + כניסה והדיבור בין שני אלה, אנחנו יכולים גם לאסוף מידע על Ca 2 + מעמד איתות בשרירי שלד באמצעות שיטה זו. כאן אנו הראינו פנוטיפ ייחו...

שרירי שלד לצרף לעצמות השלד וליצור כוחות התכווצות תחת השליטה של ​​מערכת העצבים המרכזית. צימוד עירור-התכווצות (ECC) מתייחס לתהליך של המרת גירוי חשמלי לתגובה מכאנית. Ca 2 + איתות היא מרכיב חיוני בתפקוד כויץ בשרירי שלד. יעיל Ca 2 + גיוס מreticulum sarcoplasmic (SR) הוא מרכיב חשוב לECC בתאי שריר 1, 2, ושינויים בCa 2 + איתות התאי בבסיס תפקוד כויץ המקביל במספר מחל שרירים 3-5. הערכה נכונה של התכווצות שרירים היא חיונית ומחמיא לCa 2 + הדמיה ומבחנים אחרים כדי להשיג תובנה לתפקוד שרירי שלד, ולא רק ברמת כויץ, אלא גם ברמה קינטית. כוח ומהירות גם ניתן להשיג על מנת ליידע את התכונה החשובה שלכוח שרירים ומצב תהליך ECC בתנאים פיסיולוגיים וpathophysiological שונים. תחום זה של מחקר פורה יש היסטוריה עשירה מאוד ותאוריות רבות של התכווצות שרירים, הופיעו מעל אלפיים שנה 6. מחקר השרירים מודרני כנראה מתחיל ב1674-1682 באבחנה המיקרוסקופית של-קווקווים צולבים וmyofibrils בסיבי שריר על ידי 6 יוונהוק. כמעט מאה שנה מאוחר יותר, לואיג&#39;י גלוואני הבחין כי תוקף חוזי שרירי צפרדע כשהעצב שלה הוא נגע עם אזמל במהלך פריקת ניצוץ ממכונה חשמלית רחוקה 7-9. התכווצות יכולה גם להיות מיוצרת על ידי חיבור העצב לשריר הרגל דרך מוליך מתכתי. את הפרטים של מנגנון האיתות החשמלי המורכב הטיפו גלווני סופו של דבר גובשו על ידי הודג&#39;קין, הקסלי וכץ במשוואה המפורסמת שלהם 10, 11, שהפכה לבסיס של אלקטרו. התצפיות המדהימות של ריןגר על ההשפעות של תאי Ca 2 + על ההתכווצות של לב צפרדע ושרירי שלד 12-15 מייצג את הצעד הראשון החשוב בהכרה של Ca 2 + כרגולטור מפתח של התכווצות שרירים 16, 17. משינה 1980 ועד ימינו פרץ של תגליות בתחום התכווצות השרירים מומש עקב כניסתה של התכווצות שרירים ופרוטוקולי עיפנות בשרירי שלד Murine 18. ג&#39;ונס ואדוארדס היו הראשון שטענה כי עייפות לסירוגין בתדירות נמוכה (הפחתת פעילות גופנית הנגרמת בכוח) 19 היו קשורים לשינויים במכונות ECC ולא מנגנון ההתכווצות. בשנת 1980 מאוחר ו1990 המוקדמים, Kolkeck et 20 אל, Kolbeck וNosek 21, ו 22 ריד היו באמצעות שריר סרעפת ממכרסמים כדי לחקור את ההשפעות של theophyllines, cortiosterone, ורדיקלים חופשיים בהתכווצות שרירי שלד, ואילו ברוקס וFaulknאה היו ראשון לדווח על מדידות של כוח חזר ומדידות כוח ובפה מהר שרירים איטיים מעכברים 22. בנוסף, Lannegren, Westerblad, כבש, וWesterblad היו הראשון ישירות לקשר contractility vivo לשעבר עם Ca 2 + תאי רגולציה והתחיל לחקור את תפקידו של חמצת בעייפות שרירים 23, 24. המעבדות שלנו תרמו באופן משמעותי מאז 2000 מוקדמים לקראת הבנה של גני רומן עם עצב ותפקידים הרגולטוריים על השריר ECC עם תפקידים קריטיים בהתכווצות שרירים, עיפנות, והזדקנות באמצעות שילוב של מחקרי contractility שרירי עכבר שלמים, תאיים Ca 2 + ניטור ב סיבי שריר שלם ועור ומניפולציות גנטיות מולקולרית 3-5, 25-29. כאן אנו מפורטים פרוטוקול הניסוי, למדידת התכווצות של soleus המבודד Murine וlongus digitorum פושטים (EDL) שרירים, אשר תואמים את רוב איטי חמצונים (אני סוג וסיבי שריר IIa) ובעיקר שרירים מהירים glyocolytic (הסוג IIb וסיבי שריר IIx) עם תכונות התכווצות מובחנות. בפרוטוקול זה, קומפלקסים שלמים שריר גיד היינו מבודדים ורחצו במערכת ADI PowerLab Radnotti קאמרית מסופקת גם עם חמצן טהור או בתערובת של חמצן (95%) ו-CO 2 (5%). כוחות התכווצות נוצרו על ידי גירויים חשמליים מממריץ גראס וזוהה באמצעות מתמר כוח שהיה משולב עם מערכת PowerLab/400 ADI, המאפשר התאמה אישית של שגרת מאקרו לשלוט רכישה, האיסוף, דיגיטציה, והאחסון של נתונים. התקנה זו יכולה למדוד כוח שרירים, כוח שרירים, כמו גם את יחסי כוח מול תדר, עייפות שרירים, התאוששות מעייפות שרירים, מהירות ותכונות הקינטית כוללות של התכווצות שרירים. בנוסף, השפעות של תרופות על התכווצות שרירים ניתן לנטר באמצעות ניסויים אלה. </p&gt; יתרונות של שיטה זו טמונות בהסרת רכיבים העצביים וכלי דם משריר השלד, המאפשרים הערכה ישירה של המאפיינים הפנימיים של הידבקות שרירים. בנוסף, מבחני contractility vivo לשעבר לאפשר מניפולציה של הסביבה התאית המקיפה את השרירים המבודדים, המאפשרת שימוש במניפולציות פרמקולוגיים של ערוצים שונים יון חלחול ומובילים במטרה להגדיר את תפקידיהם הפיסיולוגיים לתפקוד שרירי שלד. מערכת vivo לשעבר זה אפשרה לנו לאחרונה מגלה התנהגות מובהקת alternan בהכנות שרירי מוטציה מסוימות, שהיו קשורים לCa שינה התאי 2 + טיפול נכסים 4. Alternans מוגדרים כפרקי פרץ תנודות של כוח התכווצות בשלב הירידה של הפרופיל עייף אותו. במהלך אירועים אלה כוחות התכווצות רגע להגדיל מעל רמתו הקודמת בכוח דuring גירוי מתיש, אולי כי גם יותר Ca 2 + מתפרסם או מכונות כויץ הפכו רגישות יותר לCa 2 + 30. טיפול בחומצת cyclopiazonic (רו&quot;ח), חוסם הפיך של סידן reticulum ATPase sarcoplasmic-endoplasmic (SERCA), קפאין, אגוניסט של ryanodine ערוץ (RyR) וחזרתי לעייף גירויים יכול לגרום לכל alternans המכאני 4, מה שמראה כי alternans קשור ישירות אפנון של תהליך צימוד EC. הדגמה של השיטה כדי לגרום ולהקליט alternans מכונאי בהתקנת contractility מבחנה משמשת כדוגמה כדי להראות את הפרמטרים הניסיוניים המגוונים שיכול להיות שהושגו עם מערכת זו או דומים לאלה, המבוסס על תחומי מחקר בודדים. שיטה זו עשויה להיות עניין לחוקרים הלומדים פיזיולוגיה של שרירים. התקנה דומה יכולה לשמש גם למתחמי muscle-tendon/ligament שלד מבודדים משנימקומות אנטומיים, כמו גם לסיבים בודדים ורצועות שרירים.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם המגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות (אופציונלי) </td></tr><tr><td> 2-APB </td><td> Tocris </td><td> 1224 </td><td> חוסם של מספר Ca 2 + ערוצי כניסה כולל SOC וTRP וכו &#39; </td></tr><tr><td> SKF96365 </td><td> סיגמא </td><td> SKF-96365 </td><td> חוסם של מספר Ca 2 + ערוצי כניסה כולל SOC וקולט בתיווך Ca 2 + כניסה וכו &#39; </td></tr><tr><td> BTP-2 </td><td> Millipore </td><td> 203890-5mg </td><td> חוסם SOC יחסית ספציפי </td></tr><tr><td> רו&quot;ח </td><td> סיגמא </td><td> C1530 </td><td> חוסם SERCA הפיך </td></tr><tr><td> קפאין </td><td> סיגמא </td><td> C0750 </td><td> אגוניסט RyR פעולה המהיר </td></tr><tr><td> מערכת מיקלוש רדנוטי כבר ארבע יחידת רקמות איברי אמבטיה </td><td> מיקלוש רדנוטי כבר </td><td> 159920 </td><td></td></tr><tr><td> תמיכת רקמות שילוב / אלקטרודה מגרה </td><td> מיקלוש רדנוטי כבר </td><td> 160151 </td><td> אנכי זגזג סוג עם תמיכת רקמות </td></tr><tr><td> Quad הגשר Amp </td><td> ADInstruments </td><td> FE224 </td><td></td></tr><tr><td> PowerLab/400 </td><td> ADInstruments </td><td></td><td> מוצר זה אינו זמין עוד. בחר גרסה אחרת של מערכת איסוף הנתונים. </td></tr><tr><td> מתמר כוח (5 מ&quot;ג - 25 ז) </td><td> ADInstruments </td><td> MLT0201/RAD </td><td></td></tr><tr><td> תרשים v4.02 </td><td> ADInstruments </td&gt; <td></td><td> LabChart 7.3 היא הגרסה האחרונה של תוכנת תרשים. </td></tr><tr><td> S8800 כפול Pulse דיגיטלי ממריץ </td><td> טכנולוגיות GRASS </td><td></td><td> מוצר זה אינו זמין עוד. S88X כפול פלט כיכר דופק הגירוי הוא גירוי חדש יותר. </td></tr><tr><td> יחידת בידוד שנאי RF </td><td> טכנולוגיות GRASS </td><td> דגם SIU5 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

הערכת vivo לשעבר של התכווצות, ועיפנות alternans בשרירי שלד מבודדים

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

מתואר כאן היא שיטה למדידת התכווצות של שרירי שלד מבודדים. פרמטרים כגון כוח שריר, כוח השריר, קינטיקה התכווצות, עיפנות, והתאוששות לאחר עייפות ניתן להשיג להעריך היבטים ספציפיים של צימוד עירור הכיווץ (ECC) תהליך כגון רגישות, מכונה התכווצות וCa 2 + יכולת טיפול. שיטה זו מסירה את אספקת דם והעצבים ומתמקדת בשרירי השלד המבודדים עצמו. אנו משתמשים באופן שגרתי בשיטה זו כדי לזהות מרכיבים גנטיים המשנים את נכס ההתכווצות של שריר השלד למרות ויסות Ca 2 + מסלולי איתות. כאן, אנו מתארים פנוטיפ זיהה לאחרונה שלד שריר, כלומר, alternans מכונאי, כדוגמה למידע המגוון ועשיר שניתן להשיג באמצעות בדיקה בהתכווצות שרירי מבחנה. שילוב של assay זה עם מבחנים בודדים סלולריים, גישות גנטיות וbiochemiמבחני stry יכולים לספק תובנה חשובות למנגנונים של ECC בשרירי שלד.

אנו מתארים שיטה ישירה למדידת כוח שרירים, כוח שרירים, התכווצות וקינטיקה עיפנות של שרירי שלד מבודדים ב<em&gt; במבחנה</em&gt; מערכת באמצעות גירוי תחום. מידע רב ערך על Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt; מאפייני טיפול ומכונה התכווצות של השריר ניתן להשיג באמצעות פרוטוקולים שונים המגרים את הדמיון.

הערכת Vivo לשעבר של התכווצות, ועיפנות Alternans בשרירי שלד מבודדים

כאן מתוארה שיטה למדידת כושר התכווצות של שרירים שלד מבודדים. פרמטרים כגון כוח שריר, הספק שריר, קינטיקה התכווצית, ...

המטרה הכללית של הליך זה היא לבודד שרירים בריאים ושלמים כדי לחקור תפקוד התכווצות in vitro. מטרה זו מושגת תחילה על ידי בידוד שריר ה-extensor digitorum longus (EDL) ושריר ה-soleus השלמים מהעכבר. השלב השני הוא קשירת הרצועות והגידים של שרירי ה-EDL וה-soleus באמצעות תפר כירורגי.בשלב הבא, מקבעו את השרירים המבודדים למתמר הכוח ובתוך תא ההתכווצות. השלב האחרון הוא גירוי השריר באמצעות פולסים חשמליים של שדה כדי להשראת התכווצויות. לבסוף, הכוחות הנוצרים מועברים למתמר הכוח ונרשמים; ניתן לבצע מניפולציות פיזיולוגיות ופארמקולוגיות שונות כדי להשוות את השפעותיהן על כושר ההתכווצות של השריר.היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות להערכת תפקוד השריר, כגון מדידת כיווץ in situ, בדיקת ביצועי זכר וכדומה, הוא ששיטה זו מסירה את הרכיבים העצביים והכליים מהשריר השלדי, ובכך מאפשרת הערכה ישירה של התכונות הפנימיות של השריר המתכווץ. באופן כללי, אנשים שאינם מכירים את השיטה עלולים להתקשות, כיוון שהדיסקציה של שרירים שלמים דורשת מיומנות עדינה וסבלנות רבה. הליך זה יבוצע על ידי טכנאי במעבדתי ועל ידי Keyhole Park, פוסט-דוקטורנט במעבדתו של Dr.Jma.הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית, מכיוון שביצוע ניתוח של השריר והרכבתו בתא הכיווץ הם תהליכים מורכבים. לכן, סרטון זה מסייע בהבנת המבנה האנטומי של השריר ובהערכת קנה המידה הנדרש להרכבת השריר המבודד. בהליך זה, יש להקריב עכבר מסוג wild type C 57 black six, או עכבר ממודל מחלה, באמצעות פריקת צוואר ולהניח אותו בעמדה צדית.כדי לחשוף את ה-EDL, בצעו חתך שטחי בעור. חתכו את הפסציה בין השרירים הטיביאליים הקדמיים לקבוצת השרירים האחורית. אתרו את נקודת המוצא הפרוקסימלית שבה הרצועה מחוברת לקונדילוס הלטרלי של הטיביה ולשלושת רבעי החלק העליון של פני השטח הקדמיים של הפיבולה.בשלב הבא, גזרו את הרצועה בעזרת מספרי עיניים עדינים רחוק ככל האפשר מהשריר (דיסטלית לו), כדי לשחרר את נקודת המקור הפרוקסימלית של שריר ה-EDL. לאחר מכן, החזיקו את הרצועה בעזרת פינצטה קהה ומשכו אותה לאט כדי לשחרר את ה-EDL. ייתכן שיהיה צורך לגזור חלק מהרקמה שסביב ה-EDL ושרירים אחרים המקיפים אותו.יש לבצע שלב זה בעדינות כדי למנוע פגיעה בשריר ה-EDL. לאחר מכן, באזור ההחדרה שבו ארבעת הגידים הדיסטליים נכנסים לפלנגות האמצעיות והדיסטליות של אצבעות שתיים עד חמש, יש לחתוך את הגידים רחוק ככל האפשר מהשרירים. העבירו את שריר ה-EDL המבודד לכלי ניתוח המכיל תמיסת tyro איזוטונית נטולת סידן.שריר ה-EDL הוא שריר גליקוליטי מהיר בעל צבע לבן-ורוד בהיר, אורך של כ-10 עד 13 מילימטרים ומשקל של שמונה עד 11 מיליגרמים. לאחר מכן, קשרו קשר כירורגי הדוק בשני קצות שריר ה-EDL המבודד באמצעות תפר במידה 6, רחוק ככל האפשר מהשריר ומעט מעל נקודת האמצע של הרצועה או הגיד לאורכו. לאחר מכן, העבירו את שריר ה-EDL לתא רחצה לרקמות המרווה בחמצן.חבר את השריר לחריץ הדגימה של מתמר הכוח וללולאה הנייחת בתחתית תא הרחצה. חזור על תהליך הבידוד וההרכבה עבור שריר ה-EDL מהרגל השנייה, תוך דיסקציה של הסולאה בצד הלטרלי האחורי של הרגל. הדף הצידה את שריר ה-gastro המכסה אותה בדרך כלל.שריר ה-sole הוא שריר חמצוני איטי בעל צבע אדום כהה, קצר בכ-1 מילימטר מה-EDL, אך שוקל מעט יותר ממנו. במוצא הפרוקסימלי, חתוך את הרצועה המחברת את החצי הפרוקסימלי של הטיביה האחורית לאורך קו ה-sole, ואת השליש הפרוקסימלי של הפיבולה האחורית.בשלב הבא, בנקודת ההחדרה הדיסטלית, חתכו את הגיד העקבי הנכנס לעקב האחורי. לאחר מכן, שחררו בזהירות את שריר ה-soleus. רססו כראוי את שריר ה-soleus בתוך תא הרחצה.לאחר שהשרירים הותקנו בתאי רחצה נפרדים לרקמה, התחילו בהקלטת הנתונים. זכרו לאפס את קו הבסיס של חיישן הכוח (force transducer). פעולה זו תקל על התבוננות בשינויים בקו הבסיס ותפשט את ההשוואה בין התכווצויות השרירים בתנאים ניסיוניים שונים.לאחר מכן, גרו את השרירים המבודדים באמצעות פולסים של גל מרובע. השתמש בזרמים חשמליים בטווח של 60 עד 300 milliamps, משכי פולס בודדים של גל מרובע בין 0.3 ל-1 millisecond ומשכי רכבת גירוי של 350, 500 או 1000 milliseconds. השלב הבא הוא בחירת תדירות גירוי המסוגלת להפיק כוח טטני מקסימלי כאשר השריר המבודד מתוח באורכו האופטימלי בטמפרטורת החדר.תדר זה הוא בדרך כלל סביב 100 hertz עבור EDL ו-60 hertz. עבור sole, מתוח את השריר לאט והמתן 30 שניות, ולאחר מכן גרה אותו ב-100 hertz או 60 hertz. לאחר מכן, מתוח אותו שוב.המתינו 30 שניות נוספות ועברו שוב על הגירוי בעת המתיחה. אם הכוח אינו עולה יותר, המשמעות היא בדרך כלל שהושג כוח מקסימלי. במקביל, במחזורים חוזרים של מתיחה וגירוי, ירידה בכוח מעידה על כך שהשרירים נמתחו יתר על המידה. במצב זה, שחררו את השריר לרמת המתיחה הקודמת ועברו שוב על גירוי השריר עד להשגת הכוח המקסימלי.כעת, השג את הקשר בין הכוח לתדר. גרה את השריר בתדרים שבין 1 ל-140 hertz במרווחים של 5 עד 10 hertz ובמחזוריות של 30 עד 60 שניות. כאשר הניסויים מבוצעים ב-25 degrees Celsius, ובמקרים שבהם הניסויים מבוצעים ב-37 degrees Celsius, הרחב את ה-FF לתדרים גבוהים יותר של עד 300 hertz עבור שריר הסרעפת, 180 עד 200 hertz עבור הסוליה (soleus) ו-220 עד 250 hertz עבור ה-EDL.בשלב הבא, על ידי השוואת עוצמת הכוח הנוצר בכל תדר גירוי, זהו את התדר המייצר כוח טיטני מקסימלי וכוח טיטני של כחצי מהערך המקסימלי. Tmax מספק מידע חשוב על המודולציה של מנגנון הכיווץ, בעוד שחצי Tmax מספק מידע רלוונטי יותר לוויסות הסידן ולתהליך ה-ECC.לאחר מכן מגרה את השריר בתדירות tmax במרווחים של דקה אחת למשך 30 דקות, תהליך המכונה equilibration (השוואת שיווי משקל) כדי לבחון את תרומת הרשת הסרקופלזמית. שחרור סידן למכווצות השריר לאחר ה-equilibration מעייף את השרירים על ידי מתן גירוי של מחצית מ-Tmax במרווחים של שתי שניות למשך חמש דקות. השתמשנו כאן במשך רכבת גירויים של 500 milliseconds, ולכן מחזור העבודה הוא 25%. לאחר מכן מאפשרים לשריר להתאושש תחת מחצית מ-Tmax במרווחים של דקה אחת.ניתן לבצע פרוטוקול העייפות נוסף למשך 30 דקות או עד שהכוח יתייצב. כעת, שימוש ב-tmax להעייפות ב-Tmax נחשב כבדיקה מדויקת של מצב המנגנון המכווץ. לאחר מכן, חזור על הפרוטוקולים לקבלת FF כדי שניתן יהיה להבחין בהבדלים פנוטיפיים בין זנים שונים, מודלים של מחלות או טיפולים תרופתיים.כדי לבחון את תרומתו של כניסת סידן חוץ-תאי לכיווץ השריר באמצעות ניתוח ה-FF לפני ואחרי עייפות, ניתן להחליף את תמיסת הרחצה בתמיסה שאינה מכילה סידן, אך מכילה 0.1 millimolar EGTA. לחלופין, ניתן להוסיף לתמיסת הרחצה חוסמים שונים של תעלות המופעלות על ידי מאגרים (store operated channels). בסיום הניסוי, מדדו את האורך הניסויי של השרירים, לאחר מכן שקלו כל שריר בנפרד באמצעות מאזניים אנליטיים, הקפיאו את השרירים בהקפאה מהירה בחנקן נוזלי ושמרו אותם בטמפרטורה של minus 80 degrees Celsius לצורך אנליזות ביוכימיות.כעת, בצעו כיול של מתמר הכוח. המירו את כוח השריר שנמדד במילי-וולט לכוח בגרמים בהתבסס על תוצאות הכיול. לאחר מכן, נרמלו את התוצאה לשטח החתך הפיזיולוגי.איור זה מציג את כוחות הכיווץ המושרים על ידי 5 hertz, 20 hertz וכוח טיטני מקסימלי; כאן מוצג רישום של כוח כיווץ של שריר פגוע. להלן דוגמה מייצגת המראה את הכיווצים הבודדים של קשר הכוח מול התדר ב-EDL ואת העקומה המ plotted הנובעת מה-ff. זהו פרופיל התעייפות טיפוסי בעל דעיכה מהירה של שריר ה-EDL ופרופיל התעייפות בעל דעיכה איטית של שריר ה-sole.גירוי מעייף מוביל להופעת חלופות מכניות בטריק, שריר knockout בעל תכונות שיבוש בטיפול בסידן. ברגע שהטכניקה נשלטת, ניתן לבצעה תוך שעתיים. אם היא מבוצעת כראוי, הניסוי כולו יימשך זמן רב יותר ויהיה תלוי במספר ההתערבויות שבוצעו. בעת ניסיון ביצוע הליך זה, חשוב מאוד לבודד ולהרכיב את שריר ה-DL במהירות האפשרית, מכיוון שסביבת in vitro דלת החמצן עלולה לגרום לנזק בלתי הפיך לכל שריר מהיר.בעקבות הליך זה, ניתן לבצע ניתוח גנים, western blotting, immunohistochemistry ומחקרי מבנה על אותם שרירים ניסיוניים כדי לענות על שאלות נוספות. לדוגמה, רמת ביטוי ומיקום של חלבון מסוים או רכיבים של חלבוני השריר המווסתים את כושר ההתכווצות או את איתות הסידן, וכן שינויים מורפולוגיים או אולטרה-מבניים בשרירים כתוצאה ממצבים ספציפיים לאחר התפתחותם. טכניקה זו סללה את הדרך עבור חוקרים בתחום פיזיולוגיית השריר לחקור פגמים גנטיים המשפיעים על תפקוד השריר השלדי במודלים שונים, כולל עכברים, חולדות והמסטרים.

ex-vivo-assessment-contractility-fatigability-alternans-isolated

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

מיו מכני ניתוח בשרירי השלד מבודדת

אנו מתארים שיטה מינימלית פולשנית וללא כאבים למדוד hindlimb כלבים שריר וכוח התגובה התכווצויות שריר אקסצנטרי חוזרות ונשנות.

In vivo Assay שרירים כלב פונקציה

שינויים בנכסים והתכווצות שרירי גפיים מכאניים פסיביים הם סמנים חשובים למחל שרירים. כתב יד זה מתאר מבחנים פיסיולוגיים למדידת נכסים אלה בlongus העכברי extensor digitorum ושרירים קדמיים tibialis.

הערכה של תפקוד שרירים של שריר extensor digitorum Longus<em&gt; גופיים</em&gt; ושריר קדמי tibialis<em&gt; באתר</em&gt; בעכברים

שריר פפילרי חדרית עזב Murine יכול לשמש כדי לחקור התכווצות לב במבחנה. מאמר זה מתאר בפירוט את הבידוד ופרוטוקולי ניסוי ללמוד מאפייני התכווצות לב.

מדידות התכווצות שרירים בpapillary מבודדים לחקירת הלב Inotropy בעכברים

מאמר זה מתאר פרוטוקול המעריך את השינויים ברגישות לשריר Ca2+ במהלך התכווצות במיוציטים לבביים מבודדים מלב חולדה. יחד עם אלקטרופיזיולוגיה של הלב, רמות ציטוזול סיסטולי/דיאסטולי Ca2+ והתכווצות/הרפיה, מדידה זו הכרחית בבסיס המנגנונים המתווכים צימוד עירור-התכווצות לב בלב בריא וחולה.

הערכת Myofilament Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt; עירור-התכווצות לב ביסוד רגישה זיווגים

פרוטוקול זה נועד לתאר צעד אחר צעד את הטכניקה של מיצוי והערכה של תפקוד הלב באמצעות cardiomyocytes עור. מתודולוגיה זו מאפשרת מדידה ואימודולציה חריפה של תפקוד myofilament באמצעות ביופסיות קפואות קטנות שניתן לאסוף ממקומות לב שונים, מעכברים לגברים.

להערכת ויטרו של תפקוד הלב באמצעות קרדיומיוציטים עור

מוצג כאן פרוטוקול כדי להעריך את המאפיינים ההתכווצות של שרירים מחוסנים myofibrils עם רזולוציית ננו ניוטון. הפרוטוקול משתמש בהתקנה עם גשוש כוח אופטי מבוסס אינטרפרומטריה. הגדרה זו יוצרת נתונים עם יחס אות לרעש גבוה ומאפשרת הערכה של קינטיקה מתכוובת של myofibrils.

בידוד מיו-בריאלס מבריות מביופסיות שריר השלד וקביעת תפקוד מתכווץ עם מתמר כוח רזולוציה ננו-ניוטון

מוצגת סדרה של פרוטוקולים המתארים את מדידת פונקציית ההתכווצות באמצעות זיהוי אורך סרקומר יחד עם מדידת סידן (Ca2+) במיוציטים של חולדות מבודדות. היישום של גישה זו למחקרים במודלים של בעלי חיים של אי ספיקת לב נכלל גם הוא.

ניתוח של תפקוד לקוי של התכווצות הלב ו- Ca2 + טרנזיינטים במיוציטים של מכרסמים

פרוטוקול זה מתאר כיצד למדוד התכווצות בקרדיומיוציטים ראשוניים אנושיים בוגרים מלבבות תורמים באמצעות מערכת MyoBLAZER, פלטפורמה אמינה להערכת שינויים בהתכווצות הנגרמת על ידי תרופות במהלך הפיתוח הפרה-קליני.

מדידת התכווצות הלב בקרדיומיוציטים ראשוניים אנושיים בוגרים מבודדים

ניתן להעריך את תפקוד שרירי השלד על ידי כימות ההתכווצות של סיבי שריר מבודדים, באופן מסורתי באמצעות גישות מייגעות בעלות תפוקה נמוכה. במאמר זה אנו מתארים שיטה מבוססת אופטיקה בעלת תפוקה גבוהה לכימות ההתכווצות של סיבי שריר משובצים בהידרוג'ל. לגישה זו יש יישומים לסינון תרופות ופיתוח טיפולי.

מדידות כיווץ בתפוקה גבוהה של סיבי שריר עכבר שלמים המשובצים בהידרוג'ל באמצעות מערכת מבוססת אופטיקה

אנו מתארים פרוטוקול לקבלת סיבים מנותקים אנזימטית באורכים וסוגים שונים משישה שרירים של עכברים בוגרים: שלושה מהם כבר תוארו (flexor digitorum brevis, extensor digitorum longus, soleus) ושלושה מהם נותקו בהצלחה בפעם הראשונה (extensor hallucis longus, peroneus longus, peroneus digiti quarti).

סיבי שריר שלד שלמים קצרים, בינוניים וארוכים המתקבלים על ידי דיסוציאציה אנזימטית של שישה שרירי גפיים אחוריות של עכברים: Beyond Flexor Digitorum Brevis

למדו שיטה להערכת התכווצות שרירי שלד מבודדים מעכברים באמצעות גירוי שדה חשמלי. השיטה מאפשרת מדידת כוח, עייפות ותכונות סידן בתנאי מעבדה מבוקרים.

הערכת Vivo לשעבר של התכווצות, ועיפנות Alternans בשרירי שלד מבודדים

גלה סרטונים נוספים