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L'obiettivo di questo articolo è quello di fornire indicazioni su come eseguire la funzione muscolare isolato su due muscoli di topo - l'EDL e il diaframma. La valutazione di questi muscoli può fornire una conoscenza o meno di nuovi candidati terapeutici per le malattie muscolari sono utili. Per entrambi i muscoli, il fattore principale per ottenere dati affidabili è una dissezione pulito. Pertanto, la pratica e perfezionare il passo iniziale isolamento è essenziale prima di passare i test funzionali. Inoltre, l'istituzione di parametri funzionali per il muscolo normale è fondamentale prima di fare paragoni al muscolo distrofico, o tra i trattamenti. Ciò assicurerà che i risultati dello studio non sono soggetti a variabilità impartita dalla capacità di chi esegue gli esperimenti. L'uso di un colorante impermeant membrana può aiutare con ottimizzare la preparazione dissezione, per incubazione di qualsiasi muscolo in una soluzione contenente un colorante segnerà fibre più danneggiate, e può servire come un indice di dissection successo. Minimizzando il numero di fibre danneggiate nel muscolo aiuterà ad ottimizzare la misurazione. Le fibre danneggiate da dissezione fluorescenza molto più brillantemente di quelli danneggiati da contrazione eccentrica, e quindi, se il colorante è utilizzato anche durante il processo meccanica, si può usare l'intensità del colorante per distinguere tra i due tipi di danni.
Dissezione di strisce diaframma sarà quasi sempre danno fibra, semplicemente perché tagliando lungo la lunghezza delle fibre, alcune inevitabilmente vengono distrutte. Assorbimento colorante è forte in quei fibre danneggiate, e questi sono normalmente limitati ai bordi esterni della preparazione. In media, si osserva una banda di fibre danneggiate che è ~ 3 fibre in larghezza (~ 120 micron) su entrambi i lati della striscia muscolare. Se la banda danneggiato comprende più del 15% del muscolo, i dati vengono scartati. La preparazione diaframma ha anche vincoli sulla dimensione ottimale per le misure funzionali. Abbiamo trovato che i pezzi di diaphragm che sono più larghi di 5 mm iniziano a piegare su se stesse, perché il legame tendine centrale è solo in un punto. Ciò si traduce in una riduzione della forza specifica nella preparazione. Abbiamo anche trovato che strette strisce hanno anche bassa forza specifica, che riteniamo sia perché il numero di fibre danneggiate durante la dissezione comprendono una quota maggiore del numero totale di fibre. Per esempio, se 0,1 millimetri per lato è danneggiato, allora è 5% (2x0.1 mm / 4 strip mm) della preparazione muscolare che non contribuisce alla forza, mentre se la striscia è solo 1 mm, quindi 20 % della preparazione muscolare è danneggiato. Così, sia la larghezza della zona danneggiata e la larghezza della intera preparazione sono fattori importanti da controllare.
Misure di massima tensione isometrica richiedono che tutte le fibre muscolari di un muscolo vengono stimolati. Poiché non vi è variabilità enorme componenti di un apparato funzione, questo deve essere determinato per ogni singola serieup. Per esempio, dimensione bagno o il tipo di stimolatore può influenzare l'intensità di stimolazione. Stimolazione Twitch è un modo ragionevole per determinare le condizioni di stimolazione sovramassimale. Una volta che questo è stabilito per una configurazione specifica e muscolo, può essere utilizzato per studi successivi.
Al contrario, la lunghezza ottimale di qualsiasi muscolo dato deve essere misurato per ciascun preparato mediante il processo iterativo sopra descritto. Questo assicura che si sovrappongono a filamento spessi e sottili è ottimale e il massimo potenziale di capacità di generazione di forza è misurata. Procedure alternative possono fare affidamento sui modelli di diffrazione associati con le striature muscolari, ma questo richiede attrezzatura supplementare non descritto qui.
Noi abitualmente uso 500 msec durata di stimolazione, che rientra nella fascia media di questo parametro utilizzato da altri ricercatori in questo campo. Anche se questo potrebbe causare affaticamento del muscolo durante la contrazione, che è evidenteda un "abbassamento" della produzione di forza massima, questo di per sé può essere informativo. Per esempio, una differenza di affaticamento potrebbe essere raggiunto da diversi tipi di terapie comprese quelle che movimentazione bersaglio di calcio, di conseguenza l'abbassamento in vigore durante contrazione attiva può servire come un indice di miglioramento. In alternativa, la perdita di forza potrebbe indicare che le suture sui tendini non sono abbastanza stretto, e che stanno scivolando durante la contrazione. Il muscolo deve essere rimosso dal bagno e le suture devono essere ri-legato se questo si verifica. Abbiamo anche utilizzare una serie di contrazioni tetaniche 3, che aiuta a valutare la stabilità del preparato. Anche in questo caso, scivola sutura porterebbe alla perdita di forza tra le contrazioni, che richiede sutura ri-legatura. Muscoli di grandi dimensioni possono anche generare nuclei anossici, che portano a perdite di forza durante il protocollo. Massa muscolare è un fattore limitante per l'esecuzione di test di funzionalità muscolare isolato, in cui i muscoli EDL con masse superiori a 20 mg perdere forza con ogni contrazionezione, e non può essere supportata da superfusione in un bagno. Strisce membrana non soffrono le stesse complicazioni perché sono abbastanza sottili da avere vitalità prolungata nel bagno.
Altri muscoli possono essere utilizzati per la funzione muscolare isolato, compreso il muscolo soleo, che è comunemente usata, ma non descritti qui. Molte delle stesse procedure possono essere adottate per i soleo in termini di preparazione e il collaudo funzionale. Tuttavia, le differenze principali sono la frequenza di stimolazione, ed i parametri per contrazioni eccentriche. Utilizzare del soleo per funzione complementare a quello degli altri due muscoli, e quindi dovrebbe essere considerata come parte di un "pacchetto standard" per la valutazione topi distrofici 4, 7.
Contrazione eccentrica fornisce un indice di fragilità contrattile, ed è importante utilizzare un protocollo che comporta modesta perdita di forza nei muscoli da animali di tipo selvatico e di una notevole perdita di forza inmuscoli distrofici non trattati in modo che ci sia una vasta gamma dinamica per i confronti. La mancanza di qualsiasi perdita di forza nei muscoli normali suggerisce che la contrazione eccentrica è troppo dolce, e non sarà sufficiente per distinguere tra terapie che non sono efficaci e quelle che sono veramente vantaggioso. Tuttavia, una perdita di forza nei muscoli normali sottoposti a contrazione eccentrica potrebbe essere troppo grande per prendere in giro le differenze associate alla malattia. Il nostro protocollo per l'EDL e il diaframma di 0,5 utilizza Lo / sec velocità di allungamento per produrre un cambiamento di lunghezza del 10%. Noi di solito eseguire 5 contrazioni eccentriche, che si traducono in una piccola perdita di forza nei muscoli normali e una significativa perdita di forza nei muscoli distrofici. Certamente, tutti questi parametri possono essere variati per aumentare la variazione di lunghezza totale, il tasso di allungamento, o il numero di contrazioni eccentriche per distinguere differenze tra muscolo malato e sano, nonché sugli effetti di uno specifico tipo di mutazione o tRATTAMENTO che si studia. Fino a quando non vi è una netta differenza tra i muscoli normali e malati, poi c'è un gold standard da raggiungere in termini di trattamenti.
In sintesi, questo protocollo definisce le linee guida per l'esecuzione di contrazioni isometriche ed eccentrico, e identifica spera potenziali insidie da evitare quando si imposta questa tecnica nel vostro laboratorio.