הערכת Vivo לשעבר של התכווצות, ועיפנות Alternans בשרירי שלד מבודדים

אנו מתארים שיטה ישירה למדידת כוח שרירים, כוח שרירים, התכווצות וקינטיקה עיפנות של שרירי שלד מבודדים ב

המטרה הכוללת של הליך זה היא לבודד שרירים בריאים ושלמים כדי ללמוד את תפקוד ההתכווצות במבחנה. זה מושג על ידי בידוד ראשון של ה-extensor digitorum longus או EDL השלמים ושרירי הסוליה או הסוליה מהעכבר. השלב השני הוא קשירת הרצועות והגידים של ה-EDL ושרירי הסוליה בתפר כירורגי.

לאחר מכן, הרכיב את השרירים המבודדים על מתמר הכוח ובתא ההתכווצות. השלב האחרון הוא לעורר את השריר באמצעות פולסים חשמליים בשדה כדי לגרום להתכווצויות. בסופו של דבר, הכוחות המתקבלים מועברים למתמר הכוח ומתועדים ניתן לבצע מניפולציות פיזיולוגיות ופרמקולוגיות שונות כדי להשוות את השפעותיהם על התכווצות השרירים.

היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני השיטה הקיימת להערכת תפקוד השרירים, כמו מדידת התכווצות באתר, טיפול בביצועים גבריים וכו', הוא ששיטה זו מסירה את מרכיבי העצב וכלי הדם משריר השלד, ומאפשרת הערכה ישירה של המאפיין הפנימי של השריר המתכווץ. בדרך כלל אנשים חדשים בשיטה זו, הגלגל נאבק מכיוון שדיסקציה של שרירי שאיפה שלמים דורשת מיומנות וסבלנות מפוזרת. הליך זה יהיה אחד, טכנאי במעבדה שלי ופארק חור מנעול, עמית פוסט-דוקטורט במעבדת ד"ר ג'מה.

הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית מכיוון שקשה להפעיל דיסקציה של שרירים והרכבה על תא ההתכווצות. לפיכך, סרטון זה עוזר להבין את המבנה האנטומי של השריר ולהעריך את קנה המידה הנדרש להרכבת השריר המבודד. בהליך זה, הקריבו עכבר שחור מסוג C 57, או מודל עכבר חולה על ידי פריקת צוואר הרחם והניחו אותו במיקום לרוחב.

כדי לנתח את ה-EDL, בצע חתך עור שטחי. חותכים את הפאשיה בין השוקה הקדמית לקבוצת השרירים האחורית. אתר את המקור הפרוקסימלי שבו הרצועה מחוברת לקונדיל הרוחבי של השוקה ולעליון, שלושה רבעים מהמשטח הסיבי הקדמי.

לאחר מכן, חתוך את הרצועה במספריים עיניים עדינים ככל האפשר מהשריר כדי לשחרר את המקור הפרוקסימלי של שריר ה- EDL. לאחר מכן, החזק את הרצועה עם זוג מלקחיים קהים ומשוך אותה לאט כדי לשחרר את ה-EDL. ייתכן שיהיה צורך לחתוך חלק מהפרמציום המקיף את ה-EDL ושרירים אחרים סביב ה-EDL.

שלב זה חייב להתבצע בעדינות כדי למנוע פגיעה בשריר ה-EDL. ואז באזור ההחדרה שבו ארבעת הגידים הדיסטליים נכנסים לפלנגות האמצעיות והדיסטליות של הספרות שתיים עד חמש, חתכו את הגידים רחוק ככל האפשר מהשרירים. העבירו את שריר ה-EDL המבודד לתוך צלחת דיסקציה המכילה תמיסת טירו איזוטונית נטולת סידן.

שריר ה-EDL הוא שריר גליקוליטי מהיר עם צבע לבן ורוד בהיר, אורך של כ-10 עד 13 מילימטרים ומשקל של שמונה עד 11 מיליגרם. לאחר מכן, קשרו קשר כירורגי בחוזקה בשני קצוות שריר ה-EDL המבודד עם שישה תפרים בגודל חם רחוק ככל האפשר מהשריר ומעט מעל נקודת האמצע לאורכו של הרצועה או הגיד. לאחר מכן העבירו את שריר ה-EDL לתא אמבט הרקמות רווי החמצן.

הרכיב את השריר על חריץ הדגימה של מתמר הכוח והוו הנייח בתחתית תא האמבטיה. חזור על תהליך הבידוד וההרכבה של שריר ה-EDL מהרגל השנייה כדי לנתח את הסוליה בצד הצדדי האחורי של הרגל. דחפו הצידה את שריר הגסטרו שבדרך כלל מכסה אותו.

הסוליה היא שריר חמצוני איטי עם צבע אדום כהה, קצר בכמילימטר אחד מה-EDL, אך שוקל מעט יותר מה-EDL. במקור הפרוקסימלי. חותכים את הרצועה המתחברת למחצית הפרוקסימלית של השוקה האחורית לאורך קו הסוליה ולשליש הפרוקסימלי של הפיבולה האחורית.

לאחר מכן בהחדרה הדיסטלית, חותכים את הגיד הקלקנאלי שנכנס לקלקנאוס האחורי. שחררו בזהירות את הנשמה לאחר מכן. הרכיב כראוי את שריר הסוליה בתא האמבטיה.

לאחר שהשרירים מותקנים בתאי אמבט רקמות בודדים, התחל לרשום את הנתונים. זכור לאפס את קו הבסיס של מתמר הכוח. זה יקל על התבוננות בשינויים בסיסיים ויפשט את ההשוואה של התכווצויות שרירים בתנאי ניסוי שונים.

ואז לעורר את השרירים המבודדים עם פולסים של גלים מרובעים. השתמש בזרמים חשמליים הנעים בין 60 ל-300 מיליאמפר משכי פולסים של גל מרובע בודד בין 0.3 לאלפית שנייה ומשכי רכבת מגרה של 350, 500 או 1000 אלפיות השנייה. השלב הבא הוא בחירת תדירות גירוי המסוגלת לייצר כוח טיטאני מקסימלי כאשר השריר המבודד נמתח באורכו האופטימלי בטמפרטורת החדר.

תדר זה הוא בדרך כלל בסביבות 100 הרץ עבור EDL ו-60 הרץ. לנשמה, מתחו את השריר לאט והמתינו 30 שניות, ואז גרו אותו ב-100 הרץ או 60 הרץ. לאחר מכן, מתחו אותו שוב.

המתן עוד 30 שניות ועורר אותו שוב לאחר המתיחה. אם הכוח לא גדל עוד יותר, זה בדרך כלל אומר שהושג כוח מקסימלי. בינתיים, במחזורים חוזרים ונשנים של מתיחות וגירוי, ירידת הכוח מצביעה על כך שהשרירים נמתחו יתר על המידה במצב זה, שחררו את השריר לרמת המתיחה הקודמת ועוררו את השריר שוב עד שנצפה הכוח המרבי.

כעת, השיגו את יחס הכוח מול התדר. גירוי השריר בתדרים מ-1 עד 140 הרץ במרווחים של 5 עד 10 הרץ ומחזוריות של 30 עד 60 שניות. בעת ביצוע הניסויים ב-25 מעלות צלזיוס, כאשר הניסויים מבוצעים ב-37 מעלות צלזיוס, יש להרחיב את ה-FF לתדרים גבוהים יותר של עד 300 הרץ לשריר הסרעפת, 180 עד 200 הרץ לנשמה ו-220 עד 250 הרץ ל-EDL.

לאחר מכן, על ידי השוואת כמות הכוח שנוצרת על ידי כל תדר של גירוי, זהה את התדר שמייצר כוח טיטאני מקסימלי וכמחצית כוח טיטאני מקסימלי. Tmax מספק מידע חשוב על אפנון מכונות התכווצות. בעוד שחצי Tmax מספק מידע רלוונטי יותר לוויסות הסידן ולתהליך ה-ECC.

לאחר מכן מגרים את השריר בתדירות tmax במרווח של דקה אחת למשך 30 דקות, תהליך הנקרא שיווי משקל כדי לחקור את התרומה של רשתית סרקופלזמית. שחרור סידן להתכווצות השרירים לאחר שיווי משקל מעייף את השרירים על ידי מתן גירוי של חצי Tmax במרווח של שתי שניות למשך חמש דקות. השתמשנו כאן במשך אימון של 500 אלפיות השנייה, ולכן מחזור העבודה הוא 25%ואז התאושש השריר בחצי Tmax במרווח של דקה אחת.

במשך 30 דקות או עד שהכוח יציב, ניתן לבצע פרוטוקול עייפות נוסף. כעת מאמינים כי שימוש בעייפות tmax ב-Tmax בודק במדויק את מצב מכונות ההתכווצות. לאחר מכן חזור על ההליכים להשגת FF כך שניתן יהיה לראות את ההבדלים הפנוטיפיים בין זנים שונים, מודלים של מחלות או טיפולים תרופתיים.

על ידי ניתוח ה-FF לפני ואחרי עייפות כדי לחקור את התרומה של כניסת סידן חוץ-תאית להתכווצות השרירים, ניתן לשנות את תמיסת הרחצה לתמיסה שאינה מכילה סידן, אלא 0.1 מילי-מולרי EGTA. לחלופין, ניתן ליישם חוסמים שונים של תעלות המופעלות בחנות בתמיסת הרחצה. בסוף הניסוי, מדדו את אורך הניסוי של השרירים, ואז שקלו אותם בנפרד עם איזון אנליטי, הבזקו, הקפיאו את השרירים בחנקן נוזלי ואחסנו אותם במינוס 80 מעלות צלזיוס לאנליזות ביוכימיות.

כעת, כייל את מתמר הכוח. המר את כוח השריר המוקלט במילי-וולט לכוח גרם על סמך תוצאות הכיול. ואז לנרמל אותו לאזור החתך הפיזיולוגי.

איור זה מראה את כוחות ההתכווצות הנגרמים על ידי חמישה הרץ, 20 הרץ, וכוח טיטאני מקסימלי כאן מראה עקבות של כוח התכווצות של שריר פגוע. להלן דוגמה מייצגת המציגה את ההתכווצויות הבודדות של יחס כוח מול תדר ב-EDL והעקומה המשורטטת הנובעת מה-ff. זהו פרופיל עייף טיפוסי של ירידה מהירה של שריר ה-EDL ופרופיל עייפות של ירידה איטית של שריר הסוליה.

גירוי מעייף מוביל להופעת חלופות מכניות בטריק, שריר נוקאאוט עם תכונות טיפול בסידן מופרעות לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך שעתיים. אם הוא מבוצע כראוי, הניסוי כולו יימשך זמן רב יותר ויהיה תלוי במספר ההתערבויות שבוצעו. בזמן שאתה מנסה הליך זה, חשוב מאוד לבודד ולהרכיב את שריר ה-DL במהירות האפשרית מכיוון שרמת החמצן הנמוכה בסביבה החוץ גופית עלולה לגרום לנזק בלתי הפיך לצום לכל שריר.

לאחר הליך זה, ניתן לבצע אנליזה גנטית, אימונוהיסטוכימיה מערבית ומחקרים מבניים על אותם שרירי ניסוי על מנת לענות על שאלות נוספות. לדוגמא, רמת ביטוי ולוקליזציה של חלבון מסוים או רכיבים של חלבוני השריר המווסתים את ההתכווצות או איתות הסידן, כמו גם שינויים מורפולוגיים או אולטרה-מבניים בשרירים הנובעים מתנאים ספציפיים לאחר התפתחותו. טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום הפיזיולוגיה של השרירים לחקור פגמים גנטיים המשפיעים על תפקוד שרירי השלד במודלים שונים, כולל עכברים, חולדות ואוגרים.