הערכת דור חיל איזומטרי והאקסצנטרית של שרירי שלד מבודד ממודלים עכבריים של ניוון שרירים

המטרה הכוללת של הליך זה היא למדוד את התכונות המכניות של שרירי השלד המבודדים מעכברים. זה מושג על ידי ניתוח ראשון של שריר ה-extensor digitorum longus או EDL, כמו גם את שריר הסרעפת מהחיה. לאחר הכנת רצועת הסרעפת, הצמידו את ה-EDL ואת רצועת הסרעפת בצלחת של תמיסת רינגר מחומצנת ולאחר מכן קשרו לולאות תפרים לשני קצוות השרירים.

לאחר מכן, רצועת ה-EDL או הסרעפת מאובטחת באמבט איברים בין שתי אלקטרודות המחוברות למתמר כוח או מנוף בקצה אחד ומותאמת לאורכו האופטימלי על סמך כוח העווית. השלב האחרון הוא לעורר את השריר באמצעות מספר פרוטוקולים מכניים ולמדוד את ייצור הכוח. בסופו של דבר, חישוב ייצור כוח, התנגדות ליחסי תדר כוח נזק ותכונות אחרות משמשים כדי להראות את החוזק והשלמות ותכונות אחרות של השריר, ובמידת הצורך, את ההשפעות של טיפול או שינוי גנטי.

ניתן להשתמש בטכניקה זו כדי לבחון טיפולים פוטנציאליים לניוון שרירים מכיוון שרוב הטיפולים הללו נועדו להחזיר את כוח השרירים ולהפחית את שבריריות השרירים. למרות שאיננו הראשונים שמשתמשים בטכניקה זו, אנו משתמשים בה באופן שגרתי כדי לחקור מספר מודלים שונים של עכברים ולהעריך את תפקוד השרירים שלהם, וגם כדי לאפיין ולהעריך טיפולים מרובים לניוון שרירים. בנוסף לד"ר קתרין מורווד, נדגים הליך זה באמצעות שני חברים בליבת ההערכה הפיזיולוגית שלנו, ד"ר מין ליו, עמית מחקר, ומר איאן, מומחה מחקר.

העכברים המשמשים בהליך זה מורדמים באמצעות קטמין וקסילזין כדי להבטיח שהם לא יחוו כאב או מצוקה, אך השרירים נשארים מחומצנים היטב על ידי מחזור הדם. לאחר וידוא על ידי צביטה בבוהן שהחיה מורדמת מספיק, שתק את גפיו הגבוהות באמצעות סרט רפואי והסר את עור הגפה האחורית הקדמית התחתונה כדי לחשוף את שרירי אזור זה, שמור על לחות השרירים עם מריחת PBS במרווחי זמן קבועים. תחת היקף ניתוח, בצע חתך קטן לרוחב הברך על מנת לחשוף את הגיד הפרוקסימלי של שריר extensor digitorum longus או EDL.

ישנם שני גידים באזור זה ויש לחתוך את שניהם כדי לאפשר הסרת ה-EDL בקרסול המדיאלי. חתוך את הגיד של שריר השוקה הקדמי או שריר TA כדי לחשוף את הגידים הדיסטליים של ה-EDL, המשתרעים לאורך המטטרסלים. הרם את שריר ה-TA מהדרך.

היזהר לא לחתוך או לגעת ב-EDL שמתחת. חזור לגידים הדיסטליים של ה-EDL וחתוך כל אחד מהם. לאחר מכן, אחוז בגידים ומשוך בעדינות את ה-EDL הרחק משאר הגפה.

זה אמור להשתחרר מהקצה הפרוקסימלי בחופשיות. הסר את שריר ה- EDL והניח בכלי חיתוך מלא בסחיטה מחומצנת צוננת. הצמד את השריר דרך הגידים באורך מנוחה בערך, שהוא האורך שנמצא in vivo.

האורך קצר מדי כאשר השריר מתנפח בצלחת וארוך מדי אם השריר מושך את סיכות הניתוח. קושרים תפרים לגידים קרוב ככל האפשר לשריר, אך לא נוגעים בשריר. הצמד את השריר באורך מנוחה בערך באמצעות התפרים.

כדי להתחיל בהליך זה. בצע חתך בעור החיה המומתה. לחשיפת חלל הבטן והחזה.

פתח את חלל הבטן וחתוך את דופן הגוף ממש מתחת לצלעות בעזרת מספריים עצם והחל מעל החדרת הסרעפת. חותכים סביב כל כלוב הצלעות בעקבות קו הצלעות וחותכים דרך עמוד השדרה. חותכים כלי דם העוברים במרכז הסרעפת כך שניתן יהיה להסיר את הסרעפת בקלות.

הסר את הסרעפת מהעכבר והניח בכלי חיתוך מלא בצלצולים מחומצנים. מערבבים בעדינות את הסרעפת בכלי כדי לשטוף דם. רענן את תמיסת הצלצול לפי הצורך.

לאחר מכן, חותכים רצועה קטנה של הסרעפת מהגיד המרכזי לצלעות לאורך כיוון הסיבים בחלק המרכזי של דיאפרגמות המי לרוחב. רוחב הרצועה צריך להיות בין שניים לארבעה מילימטרים. קושרים תפרים לגיד המרכזי, קושרים תפרים לכל אחד מקצות הצלעות הבולטים לרוחב, ואז קושרים אותם יחד ליצירת לולאה גדולה בעזרת מספריים עצם.

חותכים את הצלע משני צידי הרצועה, משאירים כמילימטר עד שניים, תלויים של צלע משני צידי הסרעפת. הערכת יצירת כוח הרצועה של שרירי השלד המבודדים מתבצעת על ידי מערכת בדיקת שרירים במבחנה כדי להרכיב את השרירים באמבט של המכונאי, לתפוס את התפרים ולהשתמש בהם כדי לחבר את השריר לעמוד קשיח בקצה אחד ולמתמר כוח בקצה השני. קירוב טוב הוא אורך השריר במנוחה.

כפי שהוצג קודם לכן, האמבטיה מלאה בתמיסת צלצולים מחומצנת שנשמרת על 22 מעלות צלזיוס. כדי להאריך את יציבות השרירים לבדיקת השרירים צריכים לנוח חמש דקות באמבטיה זו לפני הבדיקה התפקודית, כך שטמפרטורת השריר שווה ל-22 מעלות צלזיוס כדי ליצור תנאי גירוי על-מקסימליים. לאחר הנחת שריר באמבטיה, השתמש בפולסים בודדים של גירוי של 0.5 אלפיות השנייה כדי ליצור עווית ולנטר את תפוקת הכוח.

הגדילו את הזרם בהדרגה עד שהכוח יגיע לרמה מקסימלית אך יציבה, הגדילו את הזרם ל-10% יותר מרמה זו עבור הניסויים הנותרים כדי לקבוע אורך אופטימלי, ראשית, וודאו שהשריר אינו רפוי, אך גם לא נלמד. קירוב טוב הוא אורך שריר המנוחה כפי שהוצג קודם לכן. באמצעות גירויים איזומטריים מכוונים את אורך השריר בהדרגה עד לקבלת כוח מקסימלי.

הניחו את השריר כ-10 שניות בין כל כיווץ. אורך שריר אופטימלי מושג כאשר כוח העווית הוא אורך שריר שיא מקסימלי באמצעות קליפרים ורניה. עבור ה-EDL, זהו האורך בין צמתים של גידי מיו.

עבור הסרעפת, זהו האורך בין צומת גיד מיו של הגיד המרכזי לבין החדרת השריר לצלע. כדי לקבוע את הכוח האיזומטרי המקסימלי של טיטאניק לעורר את השריר המוגדר באורך שריר אופטימלי לתקופה של 500 מילישניות עם סדרה של פולסים של 0.5 אלפיות השנייה בגירוי סופר מקסימלי ובתדר היתוך. הרמה עבור שרירי EDL מושגת בדרך כלל עם 120 הרץ ולשרירי הסרעפת עם 100 הרץ מגרים שלוש פעמים בתדירות המתאימה עם פרקי מנוחה של חמש דקות בין התקפי גירוי לכל שריר לאחר מנוחה של חמש דקות.

לאחר ביצוע התכווצויות איזומטריות, התחל בהליך להתכווצויות אקסצנטריות. לעורר את השריר ב-80 הרץ באופן איזומטרי במשך 500 אלפיות השנייה הראשונות, ולאחר מכן מתיחה אופטימלית של 10% אורך שריר בגירוי האחרון של 200 אלפיות השנייה. חזור על דפוס הגירוי עם מנוחה של חמש דקות בין לבין.

עבור המספר הרצוי של התכווצויות אקסצנטריות, מדוד את הכוח עבור כל התכווצות בפרק הזמן שלפני המתיחה. חשב את ירידת הכוח בין הכיווץ הראשון לאחרון בסיום הבדיקה הפונקציונלית. קצר את אורך השריר והסר בעדינות את השריר מהמתמר והעמוד.

מחזירים את השריר לכלי ניתוח בעזרת צלצולים. הסר תפרים מהשרירים עבור שריר ה-EDL. חסום את השריר פעמיים ואז שקול אותו לפני העיבוד שלאחר מכן.

זה יהיה חשוב לחישוב שטח החתך והכוח הספציפי לשריר הסרעפת להשרות 0.1% פרו וכתום, ממברנה וצבע קבוע למשך 15 עד 20 דקות. זה יספק אינדקס לנזק לדיסקציה, ינתח את שריר הסרעפת הרחק מההחדרה הגרמית כמו גם מהגיד המרכזי. זה הכרחי כדי לספק משקל מדויק של כתם השריר לפני השקילה וההכנה שלאחר מכן.

שטח החתך או CSA מחושב באמצעות הנוסחה הבאה כאשר L מעל LO הוא יחס הסיבים לאורך השריר ו-1.06 הוא צפיפות השרירים הצפויים לכוחות האיזומטריים בטבע מסוג C 57 ושרירי ניוון שרירים או M-D-X-E-D-L מבעלי חיים בני 12 שבועות מוצגים באיור זה. מכיוון ששרירי MDX מציגים היפרטרופיה מפצה, הכוח הכולל עד הטיטאני יכול להיות גבוה יותר בשריר MDX בהשוואה לבקרות מסוג פרא תואם גיל. מדד מתאים יותר לתפוקה פונקציונלית הוא כוח ספציפי שבו הכוח מנורמל עבור שטח חתך.

כדי לחשב ערך זה כוח ספציפי תלוי ביכולת התפקודית הטבועה של השריר, כאשר החולשה בשרירים דיסטרופיים ניכרת יותר כאשר מביאים בחשבון גם כוח מוחלט וגם שטח חתך. במחקר זה נצפה כי שרירי EDL מעכברי MDX מייצרים כוחות ספציפיים נמוכים בכ-20 עד 25% מאלו של עכברי בר תואמים לגיל מגיל 10 עד 26 שבועות. עבור הסרעפת רק כוח ספציפי רלוונטי להשוואות מכיוון שההכנה היא חלק מהשריר התלוי בדיסקציה.

השוואה של כוח ספציפי בין שריר מסוג בר C 57 המצוין על ידי הקו הכחול לבין שריר הסרעפת MDX המצוין על ידי הפסים האדומים משקף את הפתולוגיה המתקדמת ברקמה זו. תפוקת הכוח האיזומטרית פוחתת עם הגיל כך שעד גיל שישה חודשים שרירי הסרעפת מעכברי MDX מייצרים לא יותר ממחצית מהתפוקה התפקודית של רצועות דיאפרגמה מבקרות מסוג בר תואמות גיל. דוגמה להתכווצויות אקסצנטריות מבדיקת דיאפרגמה מוצגת באיור זה.

עם כל התכווצות אקסצנטרית שלאחר מכן, תפוקת כוח ההתכווצות פוחתת ברצועות הסרעפת הן מעכברי C 57 הפראיים המוצגים בכחול והן מעכברי MDX המוצגים באדום. עם זאת, אובדן הכוח דרמטי יותר בדגימות שריר מעכבר ה-MDX, ככל הנראה מהיעדר דיסטרופין והחלבונים הקשורים אליו לאחר שליטה. ניתן לבצע טכניקה זו תוך כשעה עבור שריר בודד אם היא מבוצעת כראוי לפי טכניקה זו.

ניתן להשתמש בשיטות אחרות כגון Western Blotting או מדידות ביוכימיות אחרות כדי לענות על שאלות נוספות כגון האם הטיפול שינה את רמות החלבון או נורמליזציה של שלמות השרירים. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לנתח את ה- EDL והסרעפת מהעכבר וכיצד למדוד ולנתח את ייצור הכוח לפני ואחרי התכווצויות אקסצנטריות.