Name: In Vivo saggio canina funzione muscolare (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-04-05T11:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 34 s
Description: Impara a misurare la forza muscolare degli arti posteriori nei cani con un metodo non invasivo e ripetibile nel tempo. Questa tecnica consente di caratterizzare le proprietà meccaniche muscolari per studi di fisiologia veterinaria.

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National Institutes of Health (NIH), Joshua Frase Fondazione, la Distrofia Muscolare Association (MDA).

1. Impostazione per l'esperimento <ol><li> Caricare il Controllo dinamico muscolare (DMC) del software. </li><li> Accendere le istruzioni del produttore rig fisiologia successivo. </li><li> Esegue il software DMC: </li></ol> Si presume che l'hardware è collegato al computer che esegue il software di DMC, e che il sistema è calibrato. Il software può essere modificato di volta in volta, quindi, le istruzioni sono fornite di seguito riguardano la versione attuale del software che usiamo. Quando il software è aperto, è già in esecuzione. L'utente può inizialmente scrivere un protocollo in DMC (ad esempio, per stimolare a 50 Hz per 1,5 s per produrre un tetano isometrico) e il protocollo possono essere salvati per un successivo utilizzo. Usiamo due protocolli standard: (1) protocollo contrazione isometrica (per esempio, contrazione o tetano) e (2) eccentrico stiro-infortunio protocollo. Si comincia con il protocollo di contrazione isometrica per la contrazione. Per ottimizzare la contrazione, lo schermo uscite monitor viene utilizzato; coppia generata durante la contrazione si può osservare come gli elettrodi vengono spostati. Quando la risposta contrazione massima è raggiunta, i dati sono raccolti con il ritorno alla schermata principale (selezionare Continua) e selezionando Begin e Fatto. I file vengono salvati dal Salva con nome finestra pop-up. Con gli elettrodi mantenuto nella stessa posizione, un tetano (50 Hz) viene poi raccolto e salvato. Quando tutte le contrazioni isometriche sono stati completati, l'eccentrico stiro-infortunio protocollo può essere caricato ed eseguito. Perché ci sono una serie di contrazioni che deve essere eseguito in questo protocollo (10 contrazioni), nella schermata principale il tasto One Run è selezionato a rivelare lo stato Esegui tutti. Ora, quando Begin è selezionata, un Run Tutti i protocolli finestra pop-up sembra che chiede il nome del file radice e la directory in cui i file devono essere salvati. Poi, inizio prove della serie Fatto protocollo e vengono selezionati per iniziare il protocollo eccentrico. I file vengono salvati automaticamente nella directory selezionata. 2. Il posizionamento degli animali nei rig fisiologia <ol><li> La cura degli animali e l'utilizzo del comitato (ACUC) le linee guida devono essere seguite per tutte le procedure che coinvolgono gli animali. </li><li> Anestetizzare cane in anestesia inalatoria (come isoflurano) secondo il protocollo approvato. Controllare batter riflesso per essere sicuri che l'animale è profondamente anestetizzati. CO 2 monitoraggio, pulsossimetria e la temperatura devono essere attentamente monitorati durante l'intera procedura. Usiamo tipicamente propofol per l'induzione seguita da sevoflurano per l'anestesia inalatoria. </li><li> Radersi i capelli intorno al laterale ginocchio (ginocchio), dove gli elettrodi stimolanti sarà posta (ad esempio, l'aspetto laterale di inizio degli arti, alla testa del perone a 2-3 cm distalmente al grande trocantere. </li><li> Cane posizione sul tavolo fisiologia in decubito dorsale con l'arto pelvico posizionato in modo che il femore e della tibia fare un angolo retto, e la tibia è parallelo al piano del tavolo. In entrambi i casi l'arto destro o sinistro può essere verificata. </li><li> Prima di collegare zampa di cane sforzo al pedale, controllare per assicurarsi che il pedale forza è chiara e sicura a girare. Seguire la procedura di accensione per il rig fisiologia e attivare il pedale. Nota: il pedale forza dovrebbe essere "duro" quando l'utente tenta di spostarlo manualmente. </li><li> Delicatamente resto zampa del cane nel pedale, misurare e registrare la lunghezza della zampa del cane dall'asse centro di rotazione fino alla fine della cifra laterale. </li><li> Fissare la zampa del pedale con elastici auto-aderente a capo. </li></ol> 3. Contrazione isometrica di coppia (flessione tibio-tarsica) <ol><li> A seguito di un controllo di sicurezza, collegare sterile monopolare schermato 24-gauge elettrodi stimolante per l'unità di isolamento stimolo (SIU). </li><li> Impostare lo stimolatore di: uscita a impulsi continui a 1 Hz (1 impulso al secondo) </li><li> Impostazioni del software: Caricare il protocollo di contrazione isometrica (il principale protocollo di carico schermata di selezione). Il pulsante di una corsa dovrebbe essere visibile accanto al pulsante Inizia. In questo modo il protocollo è eseguito solo una volta. </li><li> Con le mani guantate, pulire la pelle con l'alcol, e palpare il nervo peroneale comune solo distale del perone prossimale laterale. Con un dito che segna l'area del nervo, inserire con cautela la (nera) elettrodo catodo sotto la pelle e solo esterni al periostio. L'elettrodo deve essere collocata parallelamente alla superficie della pelle ad una profondità di circa 2 cm, sufficiente a prevenire l'elettrodo di muoversi quando la mano viene rimosso. </li><li> Posizionare la (rosso) elettrodo anodico sotto il parallelo pelle, e leggermente distale dell'elettrodo catodico. Entrambi gli elettrodi dovrebbe essere interno al nervo peroneale comune appena distalmente alla testa del perone. </li><li> Attivare la stimolazionetore a 1 Hz. Osservare le risposte contrazione sul monitor. Fare piccoli aggiustamenti nelle posizioni degli elettrodi per ottenere l'ampiezza maggiore contrazione possibile. L'elettrodo dovrebbe essere completamente rimosso e sostituito in tre o quattro incrementi di ½ centimetro parallela alla tibia per trovare la risposta più grande contrazione. Questo è un componente fondamentale della procedura e grande cura deve essere presa per trovare la risposta più grande. </li><li> Registrare le risposte contrazione uscendo dalla schermata di uscite monitor (selezionare Continua), poi selezionare Inizio e Fine per raccogliere i dati. Salvare il file con il nome del file desiderato in Salva con nome finestra pop up. Spegnere lo stimolatore. </li></ol> 4. Isometrica tetanica coppia (flessione tibio-tarsica) <ol><li> Senza spostare gli elettrodi, modificare le impostazioni stimolatore a 50 Hz per 1,5 sec e abilitare la funzione esterna grilletto. Questo permette lo stimolatore per essere attivato dal software. </li><li> Impostazioni del software: Lo stesso protocollo contrazione isometrica viene utilizzato per raccogliere la risposta tetanica come per la contrazione. Supponendo che gli elettrodi stimolanti non sono stati spostati, Inizio e Fine sono selezionati per produrre il tetano. Nel protocollo isometrica per produrre un tetano, lo stimolatore viene attivato dal software per mantenere i tempi corretti. Salva la risposta tetanica in Salva con nome finestra pop up. </li></ol> 5. Protocollo eccentrico <ol><li> Senza spostare gli elettrodi, modificare le impostazioni stimolatore di: 50 Hz per 1 sec (100V) e attivare la funzione esterna grilletto. Questo permette lo stimolatore per essere attivato dal software. </li><li> Impostazioni del software: il carico eccentrico protocollo lesioni tratto, un comando al servomotore per ruotare 29 gradi (30 gradi è il massimo). Selezionare Esegui tutti. Selezionare Inizio; inserire il nome del file di root per la serie eccentrico di file e la cartella in cui devono essere salvati. Selezionare Start prove della serie Protocollo, quindi Fine per avviare il protocollo. </li><li> In questo protocollo lo stimolatore è impostato per essere attivato dal software per mantenere i tempi corretti. Come risposta ad ogni contrazione eccentrica appare sullo schermo, questo viene automaticamente salvato. </li><li> Un periodo di riposo quattro minuti segue ogni serie di dieci contrazioni eccentriche. </li><li> Raccogliere un totale di 30 contrazioni eccentriche (tre serie di dieci contrazioni; ogni set separati da un periodo di riposo quattro minuti). </li></ol> 6. Contrazione isometrica di coppia (estensione tibio-tarsica) <ol><li> Ripetere il protocollo di contrazione di cui sopra, ma gli elettrodi perpendicolari alla pelle e prossimale al posizionamento degli elettrodi originale per il protocollo di flessione. Il nervo tibiale viene stimolato in quanto i corsi caudalmente e distalmente nel ventre del muscolo gastrocnemio. Accoppiato stimolante ed elettrodi di riferimento vengono inseriti nel profondo la muscolatura caudale e solo in prossimità del ginocchio. Il punto approssimativo di posizionamento è lungo una linea che divide in due l'angolo 90 ° formato dal ginocchio (ginocchio). Poiché il nervo tibiale è più profondo (e caudale) al nervo peroneo comune, gli elettrodi devono essere posti in diverse aree per suscitare le potenzialità contrazione ottimale. Questo è un componente fondamentale della procedura. Nota: tracciati di coppia per la contrazione tibio-tarsica e tetania appare invertita rispetto a tracciati flessione tibio-tarsica. </li></ol> 7. Isometrica tetanica coppia (estensione tibio-tarsica) <ol><li> Senza spostare gli elettrodi, modificare le impostazioni stimolatore a 50 Hz per 1,5 sec e abilitare la funzione esterna grilletto. Questo permette lo stimolatore per essere attivato dal software. </li><li> Impostazioni software: 50 Hz per 1.5 sec e abilitare la funzione esterna grilletto. Questo permette lo stimolatore per essere attivato dal software. </li><li> Impostazioni del software: Lo stesso protocollo contrazione isometrica viene utilizzato per il tetano che per la contrazione. Supponendo che gli elettrodi stimolanti non sono stati spostati, Inizio e Fine sono selezionati per produrre il tetano. </li><li> Nel protocollo isometrica per produrre un tetano, lo stimolatore viene attivato dal software per mantenere i tempi corretti. Salva la risposta tetanica nel pop up finestra Salva file. </li></ol> 8. Analisi dei dati <ol><li> Analisi dinamica muscolare (DMA) programma (Aurora scientifico) è usato per ottenere la coppia e le informazioni raccolte dalla contrazione temporale, contrazioni tetaniche ed eccentrico. </li><li> L'esecuzione del programma DMA: Il software può essere modificato di volta in volta, quindi, le istruzioni sono fornite di seguito riguardano la versione attuale del software che usiamo. Quando il software DMA è aperto non è in esecuzione. Per attivare il programma, selezionare il pulsante freccia bianca in alto a sinistra. Il software DMA ha un certo numero di funzioni, ma per il nostro scopos, solo alcune funzioni pertinenti saranno descritte. Caricare un file da analizzare: Il file di Ricarica recenti dati o file di dati nuovi finestra pop-up appare quando il programma viene avviato DMA. Selezionare Nuovo, nella finestra successiva selezionare Labview, nella finestra successiva, seleziona la cartella appropriata e file, selezionare Apri. Selezionare Rimuovi Plot filtro per eliminare questa finestra. Inserire una frequenza del filtro nel taglio casella Frequenza. Frequenza del filtro ottimale dovrebbe essere determinata sulla base dei dati specifici da valutare. Come esempio, si usa 30 Hz per le nostre risposte isometrica e 10 Hz per le risposte eccentrico. Selezionate il pulsante Usa i dati filtrati. In Dati Plot Select, selezionare Forza filtrata. Utilizzare le due barre di scorrimento in basso per espandere la visualizzazione e spostarsi attraverso il file. </li><li> Twitch analisi (Fig. 1): Assumendo che il file viene caricato ed i passaggi precedenti sono stati completati, impostare la posizione dei cursori: Ci sono 3 cursori: (1) blu (2), giallo e (3) bianco. Per le contrazioni isometriche e tetani o altri contrazioni isometriche, il blu è impostata nel punto in cui sorge coppia dalla coppia di riposo, il giallo è posto dove la coppia torna a coppia a riposo (cioè, dopo la fase di rilassamento), il bianco è posto a alla destra del cursore giallo (non necessario). I cursori possono essere facilmente spostati con premuto il tasto sinistro del mouse e trascinando il cursore selezionato nella posizione desiderata. Eseguire l'analisi: quando i cursori sono posizionati, selezionare fare analisi muscolare, poi mostrare i risultati. Sul analizzato i dati muscolare Risultati finestra pop-up, una serie di variabili vengono visualizzati come Forza massima, Forza di base; ½ Relax Time, ecc I dati sono presentati per la risposta della coppia che si trova tra i cursori 1 (blu) e 2 (giallo ). Tutte queste variabili o variabili specifiche possono essere registrati in un file di dati, tuttavia, questo processo non è qui descritto. Se un registro di dati non è impostato, i dati dovrebbero essere registrati a mano. Selezionare Chiudi finestra per tornare alla schermata principale. Selezionare Programma Esci per chiudere il DMA, quindi selezionare la freccia bianca per iniziare l'analisi di un nuovo file. </li><li> Tetania analisi (Fig. 2): La stessa procedura descritta sopra per la contrazione. </li><li> Analisi eccentrico (Fig. 3): L'analisi eccentrico richiede più passaggi per impostare e usa tutti e 3 i cursori. Se la risposta è negativa della coppia eccentrica (cioè, i tracciati appaiono coppia nella direzione verso il basso), può essere invertita inserendo -1 nella zona di riferimento (cmq) box (valori di coppia sono invariati) e selezionare Non normalizzare, il pulsante inverte per indicare i dati sono stati normalizzati (in questo caso, invertiti). Inserire la frequenza di taglio desiderata (es. 10 Hz) e selezionare Usa dati non filtrati per invertire il pulsante per utilizzare i dati filtrati, ora dati filtrati verranno utilizzati per l'analisi. Posizionare il cursore blu nel punto in cui una coppia isometrica comincia a salire da una coppia di riposo, posizionare il cursore giallo nel punto in cui la coppia eccentrica tratto comincia a salire dal pianoro isometrica (vedi figura sotto), posizionare il cursore bianco al quale la coppia torna a riposo coppia. Seleziona Do Analisi muscolare, poi mostrare i risultati. Sui risultati del muscolo analizzato i dati finestra pop-up, è possibile selezionare i dati tra i cursori 1 (blu) e 2 (giallo) per i dati di coppia isometrica, o tra i cursori 2 (giallo) e 3 (bianco) per i dati di coppia eccentrica. Tutte queste variabili o variabili specifiche possono essere registrati in un file di dati, tuttavia, questo processo non è qui descritto. Se un registro di dati non è impostato, i dati dovrebbero essere registrati a mano. Selezionare Chiudi finestra per tornare alla schermata principale. Selezionare Programma Esci per chiudere il DMA, quindi selezionare la freccia bianca per iniziare l'analisi di un nuovo file. </li></ol> 9. Rappresentante Risultati <ol><li> Twitch di coppia: la stimolazione del nervo tibiale (1 Hz) attivato contrazioni dei muscoli estensori singolo tibio-tarsica (Fig. 1). Si noti che l'asse Y indica "forza", della coppia (il prodotto della forza e della distanza) è calcolata da parte dell'utente. Misuriamo la lunghezza della zampa (rispetto all'asse di rotazione fino alla fine della cifra laterale). Questa lunghezza è la distanza (braccio di leva) utilizzato per determinare la coppia (Nm). </li><li> Isometrica coppia tetanica (estensione tibio-tarsica): la stimolazione del nervo tibiale tetanized tibiotarsica muscoli estensori (1,5 sec treno di impulsi di 50Hz). Abbiamo usato il software di controllo dinamico del muscolo computer (DMC, Aurora Scientific, Inc.) per controllare tempi stimoli e di catturare le risposte di coppia (Fig. 2). </li><li> Protocollo eccentrici: le contrazioni eccentriche sono stati condotti nel flessori tibio-tarsica. Percutanea del nervo peroneale Stimulzione attivata una contrazione isometrica iniziale seguita da rotazione congiunta causando l'allungamento dei muscoli flessori attivato (contrazione eccentrica; Fig. 3) 6. </li></ol><img src="/files/ftp_upload/2623/2623fig1.jpg" alt="Figura 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 1"> Figura 1. Posizionamento di punto in bianco (# 1), giallo (# 2) e bianco (# 3) cursori per analizzare una contrazione. Una schermata rappresentante del software DMA viene mostrato per contrazione estensione tibio-tarsica in un cane sano 13 kg. Si noti che per la successiva analisi effettuata dal software, i dati vengono esportati in un foglio di calcolo, e l'uscita forza (mostrato in figura come Forza (g) possono essere convertiti in coppia (Nm). Coppia è calcolata dal prodotto della forza e braccio di leva distanza (in questo la distanza = lunghezza misurata dall'asse di rotazione a cifre laterale della zampa). <img src="/files/ftp_upload/2623/2623fig2.jpg" alt="Figura 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 2"> Figura 2. Posizionamento di punto in bianco (# 1), giallo (# 2) e bianco (# 3) cursori per analizzare un tetano. Uno schermo rappresentante colpo del software DMA viene mostrato per tibiotarsica tetania estensione, stesso animale come mostrato in Fig. 1. <img src="/files/ftp_upload/2623/2623fig3.jpg" alt="Figura 3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 3"> Figura 3. Posizionamento di punto in bianco (# 1), giallo (# 2) e bianco (# 3) cursori per analizzare un eccentrico stiro-infortunio contrazione. Una schermata rappresentante del software DMA è indicato per un singolo tratto eccentrico-infortunio contrazione in un ambiente sano cane di 13 kg. L'altopiano iniziale (linea verde) illustra la fase isometrica della contrazione. La fase isometrica è seguita da un eccentrico (allungamento) di fase, come illustrato dal picco rapido la linea verde. Ripetute contrazioni eccentriche tipicamente provocare un calo costante della coppia isometrica.

<ol><li>Childers, M. K., Okamura, C. S., Bogan, D. J., Bogan, J. R., Petroski, G. F., McDonald, K., Kornegay, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eccentric+contraction+injury+in+dystrophic+canine+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Phys+Med+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Eccentric contraction injury in dystrophic canine muscle.</a> Arch Phys Med Rehabil. 83, 1572-1578 (2002).</li>
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<li>Warren, G. L., Lowe, D. A., Armstrong, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+tools+used+in+the+study+of+eccentric+contraction-induced+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Sports+Med%22%5BJournal%5D)">Measurement tools used in the study of eccentric contraction-induced injury.</a> Sports Med. 27, 43-59 (1999).</li>
</ol>

La produzione di questo video-articolo è stato sponsorizzato da Aurora Scientific, Inc.

Questo protocollo è utilizzato per valutare la funzionalità muscolare grandi animali in vivo per analizzare, documentare e determinare l&#39;efficacia degli interventi di trattamento o di documentare le caratteristiche biologiche della progressione della malattia. 1-6 posizionamento degli animali, il posizionamento degli arti e il posizionamento di elettrodi sono le variabili chiave che in modo significativo i risultati impatto. In uno studio preliminare, la media concentrazione alveolare (MAC) valori per isoflurano non ha influenzato significativamente misure di forza (RO Schueler, Koch H, Kornegay JN, dati non pubblicati, 1993). Hardware e software sono disponibili in commercio e metodi ben stabiliti. 7, 1,2,8,4,9-11,6,12 Si raccomanda agli utenti di ottenere e utilizzare il software e le attrezzature di cui sopra quando si segue questo protocollo. Modifiche: i limiti del servomotore attuali comprendono la massa corporea di circa 23 kg e lunghezza zampa di 20 cm. Si noti che il limite di coppia è ~ 8 N-tester per il trasduttore di coppia (modello 310LR) descritto qui. Questo valore può essere superato da cani normali a 6 mesi o più. Eventuali modifiche al protocollo correnti includono l&#39;aggiornamento del software e per aumentare la gamma di coppia del trasduttore. Aurora scientifico produce un dispositivo di posizionamento degli arti per gli animali di grandi dimensioni che possono essere sostituiti per il frame stereotassico utilizzati nel protocollo corrente. Questo metodo è stato applicato con successo per altri modelli animali, tra cui i primati non umani.

<table border="1"><tbody><tr><th> Nome del reagente </th><th> Azienda </th><th> Numero di catalogo </th><th> Commenti (opzionale) </th></tr><tr><td> Elettrodi stimolanti </td><td> Teca </td><td> 25mmx26G </td><td> Monouso sterili elettrodi ad ago monopolare </td></tr><tr><td> Stimolatore </td><td> Erba </td><td> S88X </td><td></td></tr><tr><td> Stimolo isolamento unità </td><td> Erba </td><td> SIU-C </td><td></td></tr><tr><td> Leva del sistema muscolare </td><td> Aurora scientifico </td><td> 310C-LR </td><td> Pedana opzione </td></tr><tr><td> Segnale di interfaccia </td><td> Aurora scientifico </td><td> Serie 604A </td><td></td></tr><tr><td> Muscle Dynamic Control &amp; Software di analisi </td><td> Aurora scientifico </td><td> Aurora scientifico </td><td></td></tr><tr><td> PC / Monitor </td><td> Aurora scientifico </td><td> Computer con Windows XP </td><td></td></tr><tr><td> Arto posizione del dispositivo </td><td> Aurora scientifico </td><td> NA </td><td> Può essere sostituito per telaio stereotassico </td></tr><tr><td> Tavolo </td><td> Northstar doganale, LLC </td><td> NA </td><td> Tabella personalizzata fatta </td></tr><tr><td> Avvolgere flessibile per il collegamento zampa di pedalare </td><td> Andover </td><td> PetFlex (5cmx2m) </td><td> Possono essere riutilizzati una volta o due </td></tr></tbody></table>

in vivo saggio canina funzione muscolare

In Vivo Canine Muscle Function Assay

Descriviamo un metodo minimamente invasivo e riproducibili per misurare la forza dei muscoli pelvici canina degli arti e la risposta muscolare alle ripetute contrazioni eccentriche. L&#39;arto pelvico di un cane anestetizzato è immobilizzato in una cornice stereotassica per allineare la tibia ad angolo retto rispetto al femore. Adesivo avvolgere appone la zampa di un pedale montati sull&#39;albero di un servomotore per misurare la coppia. Stimolazione nervosa percutanea attiva i muscoli degli arti pelvici della zampa a uno push (estendere) o tirare (flex) contro il pedale per generare una coppia isometrica. Stimolazione del nervo tibiale percutanea attiva i muscoli estensori tibio-tarsica. Ripetute eccentrico (allungamento) contrazioni sono indotte nei muscoli flessori tibio-tarsica con la stimolazione del nervo peroneo percutanea. Il protocollo eccentrico è costituito da una contrazione isometrica iniziale seguito da un tratto forzata imposta dal servomotore. La rotazione si allunga in modo efficace, mentre il muscolo si contrae, ad esempio, una contrazione eccentrica. Durante la stimolazione dei muscoli flessori sono sottoposte a un isometrica 800 msec e 200 msec contrazione eccentrica. Questa procedura viene ripetuta ogni 5 sec. Per evitare l&#39;affaticamento, 4 min resto segue le contrazioni ogni 10 con un totale di 30 contrazioni eseguite.

Descriviamo un metodo minimamente invasivo e indolore per misurare la forza muscolare degli arti posteriori del cane e la risposta muscolare alle ripetute contrazioni eccentriche.

In Vivo saggio canina funzione muscolare

Descriviamo un metodo minimamente invasivo e riproducibile per misurare la forza muscolare degli arti pelvici canini e la risposta muscolare a ripetute contrazioni eccentriche...

L'obiettivo generale di questa procedura è misurare e caratterizzare le proprietà meccaniche dei muscoli dell'arto posteriore nel cane in vita, utilizzando metodi non invasivi. Questo viene raggiunto posizionando innanzitutto correttamente il cane nel sistema fisiologico. Il secondo passaggio della procedura consiste nel misurare e registrare la coppia isometrica del singolo stimolo e la coppia massimale della flessione tibio-tarsale.Il terzo passaggio della procedura consiste nell'eseguire contrazioni eccentriche. L'ultimo passaggio della procedura è misurare e registrare il tremore isometrico, la coppia e la coppia tetanica durante l'estensione tibio-tarsale. In definitiva, è possibile ottenere risultati che mostrano la forza muscolare dell'arto posteriore e la risposta a contrazioni eccentriche ripetute mediante un metodo fisiologico non invasivo.Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come i saggi su muscoli isolati ex vivo, che sono studi terminali, è che il metodo qui utilizzato può essere ripetuto nel tempo poiché è non invasivo e ben tollerato. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo della fisiologia muscolare, come la risposta del muscolo a lesioni indotte dalla contrazione o alla fatica. Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla terapia o alla diagnosi delle distrofie muscolari, poiché il metodo misura la funzione muscolare in cani o altri mammiferi di grandi dimensioni.Sono necessari animali di grandi dimensioni negli studi preclinici di molte nuove terapie prima dei trial clinici e dell'applicazione su pazienti. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sui modelli canini, può essere applicato anche ad altri sistemi di modelli animali, come le scimmie non umane. In generale, le persone alle prime esperienze con questo metodo incontreranno difficoltà a causa della precisione richiesta nel posizionare gli elettrodi di stimolazione e della conoscenza necessaria per interpretare correttamente i tracciati della coppia. Una dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale, poiché i passaggi relativi al posizionamento degli elettrodi sono difficili da apprendere a causa della precisione necessaria per ottenere la risposta massima di coppia dai muscoli.In studio vengono utilizzati due protocolli scritti nel software di controllo muscolare dinamico o DMC per definire i parametri di stimolazione e di registrazione dei dati. Il primo protocollo, il protocollo di contrazione isometrica, viene utilizzato sia per le contrazioni a scatto che per quelle tetaniche. Il secondo protocollo, chiamato protocollo di lesione da stiramento eccentrico, viene utilizzato per le contrazioni eccentriche; le impostazioni dello stimolatore e le sequenze software utilizzate per ciascun protocollo sono riportate nella tabella mostrata qui; le contrazioni a scatto vengono elicitate con una stimolazione di un hertz.Le contrazioni tetaniche ed eccentriche sono provocate mediante stimolazione a 50 hertz. Nel caso della contrazione eccentrica, viene sovrapposta una stiramento al muscolo in contrazione. Questi esperimenti prevedono l'induzione di diversi tipi di contrazioni muscolari, stimolando il nervo peroneo per ottenere contrazioni di tipo scatto, tetaniche o eccentriche di un muscolo flessore, e stimolando il nervo tibiale per ottenere contrazioni di tipo scatto o tetaniche di un muscolo estensore.Dopo aver anestetizzato il cane, verificare il riflesso palpebrale per assicurarsi che l'animale sia profondamente anestetizzato. Monitorare attentamente l'anidride carbonica, l'ossimetria del polso e la temperatura. Durante la procedura, rasare i peli sul ginocchio laterale dove verranno posizionati gli elettrodi stimolanti.Successivamente, posizionare il cane sul tavolo di fisiologia. Porre l’arto pelvico in posizione decubito dorsale in modo che femore e tibia formino un angolo retto e che la tibia sia parallela al piano del tavolo; verificare che il pedale della forza possa ruotare in sicurezza. Deve risultare rigido quando viene mosso manualmente.Successivamente, accendere l'apparato fisiologico e attivare il pedale. Il movimento del pedale è controllato da un motore servo, che a sua volta è controllato dal computer. Ora, appoggiare delicatamente la zampa del cane sul misuratore del pedale e registrare la lunghezza della zampa del cane dall'asse centrale di rotazione fino all'estremità del dito laterale.Quindi fissare la zampa del cane sul pedale con una fascia elastica autoadesiva. Il trasduttore nel pedale registra la forza delle contrazioni muscolari delle zampe. Configurare gli elettrodi di stimolazione collegando gli elettrodi monopolari schermati da 24 gauge all'unità di isolamento dello stimolo.Con le mani guantate, pulire la cute del cane con alcol e palpare il nervo peroneo comune appena distale alla testa prossimale della fibula, utilizzando un dito per segnare l'area del nervo; inserire con attenzione l'elettrodo catodico nero sotto la cute e appena esterno al periostio, quindi posizionare l'elettrodo anodico rosso sotto la cute in posizione parallela e leggermente distale rispetto all'elettrodo catodico. Entrambi gli elettrodi dovranno trovarsi internamente al nervo peroneo comune, appena distali alla testa della fibula. Successivamente, attivare lo stimolatore a un hertz e osservare la risposta di contrazione sul monitor.Eseguire piccoli aggiustamenti nella posizione degli elettrodi, se necessario, per ottenere l'ampiezza massima possibile del singolo tremito muscolare. Una volta che gli elettrodi sono posizionati correttamente, attivare il software DMC per registrare la risposta del singolo tremito. Il passaggio successivo consiste nell'indurre una contrazione tetanica senza spostare gli elettrodi.Impostare lo stimolatore come specificato nella tabella per una contrazione tetanica. Quindi attivare il protocollo di contrazione isometrica nel software per generare una contrazione tetanica isometrica del muscolo. Il successivo esperimento, il protocollo di lesione da stiramento eccentrico, viene eseguito anch'esso senza spostare gli elettrodi.Impostare lo stimolatore per una contrazione eccentrica e avviare la stimolazione. In questo protocollo, il nervo viene stimolato 10 volte a 50 hertz per un secondo. Durante quell'unico secondo, i muscoli flessori contraggono isometricamente per i primi 800 millisecondi, quindi il muscolo viene stirato negli ultimi 200 millisecondi.Dopo un insieme di 10 contrazioni eccentriche, lasciare riposare il muscolo per quattro minuti. Quindi ripetere il protocollo di lesione da stiramento eccentrico altre due volte, con un intervallo di riposo di quattro minuti tra ogni serie per stimolare il muscolo estensore; spostare gli elettrodi sul nervo tibiale inserendo gli elettrodi perpendicolarmente alla pelle e in posizione prossimale rispetto al posizionamento originale utilizzato per la flessione. Il punto approssimativo di posizionamento si trova lungo una linea che biseca l'angolo di 90 gradi formato dal ginocchio.Il nervo tibiale si trova più in profondità e medialmente rispetto al nervo peroniero comune. Spostare gli elettrodi secondo necessità per ottenere i potenziali di scatto ottimali. Una volta posizionati gli elettrodi, evocare uno scatto massimale utilizzando il protocollo isometrico senza spostare gli elettrodi.Modificare le impostazioni dello stimolatore come specificato per le contrazioni tetaniche. Quindi attivare e registrare una contrazione tetanica del muscolo estensore tibio-tarsale. Il programma di analisi muscolare dinamica (DMA) viene utilizzato per analizzare la coppia e le informazioni temporali relative alle contrazioni muscolari.In questa figura, la stimolazione del nervo tibiale a un hertz ha attivato singoli scatti dei muscoli estensori tibiali del tarso per l'analisi dei dati; le posizioni dei tre cursori sono impostate come segue. Il cursore blu è posizionato nel punto in cui la coppia inizia a salire dalla coppia di riposo. Il cursore giallo è collocato dove la coppia ritorna al valore di riposo.Dopo la fase di rilassamento, il cursore bianco non è più necessario e quindi viene posizionato a destra del cursore giallo. Questa figura mostra una stimolazione isometrica della forza tetanica del nervo tibiale mediante un traino di impulsi a 50 hertz della durata di 1,5 secondi, che ha determinato una contrazione tetanica del muscolo estensore tarsale tibiale. Per l'analisi dei dati, vengono posizionati i cursori blu e giallo.Per quanto riguarda l'analisi del singolo scatto in questa figura, sono state indotte contrazioni eccentriche nei flessori tibio-tarsali. Una stimolazione percutanea del nervo perineale ha attivato una contrazione isometrica iniziale della durata di 800 millisecondi, al termine della quale è stata applicata una stiramento forzato alla gamba. Per questa analisi dei dati, il cursore blu è posizionato nel punto in cui la coppia isometrica inizia a salire rispetto alla coppia a riposo.Il cursore giallo viene posizionato nel punto in cui la coppia di allungamento eccentrico inizia a salire rispetto al plateau isometrico. Il cursore bianco viene posizionato nel punto in cui la coppia ritorna al valore di riposo. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in circa un'ora se effettuata correttamente. Durante il tentativo di eseguire questa procedura, è importante ricordare di utilizzare un protocollo stampato con punti di controllo passo dopo passo seguendo questa procedura.Altri metodi, come le biopsie muscolari, possono essere eseguiti per rispondere ad ulteriori domande, come il tipo di fibra muscolare o l'espressione del transgene dopo il suo sviluppo. Questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della fisiologia muscolare per esplorare le risposte all'esercizio nei cani affetti da distrofia muscolare. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come eseguire un saggio di fisiologia muscolare non invasivo nei cani.

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