Name: Procedure di Rat In situ Proprietà muscolatura scheletrica contrattili (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-10-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
Description: Impara le procedure chirurgiche per studiare le proprietà contrattili del muscolo gastrocnemio mediale di ratto in situ. Questo metodo consente di misurare la forza, la velocità e la fatica muscolare in condizioni fisiologiche con flusso sanguigno normale.

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La ricerca finanziata dalla scienze naturali e ingegneria Research Council del Canada.

1. Introduzione <ol><li> Il laboratorio MacIntosh ha utilizzato la preparazione muscolo gastrocnemio mediale per diversi anni, e prima ancora, il tutto preparato muscolo gastrocnemio, sviluppato con il Dr. Phil Gardiner 1. </li></ol> 2. Anestesia <ol><li> Adulti Sprague-Dawley (200-300 g) sono tipicamente utilizzati nel nostro laboratorio per lo studio delle proprietà contrattili in situ. Il ratto può essere vincolata in un dispositivo di plexiglass, disponibile in commercio, o rivestendo con un asciugamano, e tenendo. </li><li> Usiamo ketamina / xilazina, (100 mg · ml -1, ciascuno) miscelati in 85:15, e somministrare 0,1 ml per 100 g di peso ratto intramuscolare 2,3. Sodio pentobarbital (50-60 mg · kg -1, intraperiteneal) o isoflurano (2-3,5%, inalazione) può anche essere usato 4. </li><li> Mentre l'anestetico sta prendendo effetto, un peso preciso può essere ottenuto e sinistra arti posteriori rasata. Questo è anche un buon time per essere sicuri che tutta l'elettronica siano accesi e pronti. Questo include computer, calibro amplificatore ceppo, riscaldamento olio e altri. </li><li> Controllare per il ritorno della risposta riflessa periodicamente e integrare l'anestesia, se necessario (da 0,05 a 0,1 ml per 100 g). </li></ol> 3. Avvio Chirurgia <ol><li> Usiamo una piattaforma sulla quale plexiglass per immobilizzare il ratto per la chirurgia. Nastro adesivo semplice fa il lavoro. Assicurarsi che l'animale è allungato da arti posteriori sinistra alla zampa anteriore destra. Aggiungere una goccia di lubrificante per gli occhi. Noi usiamo olio di paraffina. In caso contrario, gli occhi si asciuga con l'anestesia ketamina. </li><li> Una piccola luce chirurgico è utile. Questo emette abbastanza calore per aiutare a mantenere l'animale caldo. In alternativa, una coperta riscaldamento dell'acqua può essere utilizzato. Verificare che i riflessi della cornea o del piede-pinch sono assenti prima di procedere. Tecnica sterile non è necessaria, perché questa procedura è acuta. L'animale non si riprenderà dall'anestesia. Abbiamo eutanasia il ratto con anesteticosovradosaggio (0,2 ml, intracardiaca) quando tutte le procedure sono state completate. </li><li> La prima incisione è attraverso la pelle dal tallone alla colonna vertebrale. Usiamo forbici, poiché la profondità del taglio può essere controllata e le forbici sono utilizzati per separare la pelle dai tessuti sottostanti. I ratti hanno emostasi eccellente, così fino a quando si evita di grandi vasi sanguigni, sanguinamento sarà limitata. Tenere le superfici esposte ricoperte di soluzione salina isotonica garza imbevuta di, ove possibile. </li><li> Dopo che la pelle è separato dal tessuto connettivo sottostante, lo strato muscolare superficiale viene tagliato. Fare attenzione a non andare troppo in profondità, non si vuole danneggiare il nervo sciatico o vasi sanguigni, o il muscolo di interesse. Ricominciare il muscolo gastrocnemio e tagliare prossimalmente, lungo la stessa linea della incisione cutanea. Sotto Peek per individuare ed evitare il nervo sciatico. Una volta che si vede il nervo, è possibile seguire il suo percorso con la tua incisione, ma rimanere ben al di sopra del nervo. C'è una cucitura chiara tra musCles. Individuare questo, e tagliare lungo che cucitura verso il ginocchio. Guarda per evitare e vasi sanguigni. </li></ol> 4. Preparare il foro pilota nel femore per perno osseo <ol><li> Tagliare il sottile strato di muscolo sulla faccia caudale del femore, esponendo l'osso nudo. Utilizzando uno strumento portatile rotativo, trapano, o viceversa pin, (0,9 mm in acciaio al carbonio fresa), fare un piccolo foro pilota attraverso la corteccia, e solo nel midollo. Non forare troppo in profondità, o sanguinamento eccessivo comporta. Questo foro verrà utilizzato successivamente per mettere un perno osso per immobilizzare il femore sulla base miografo. </li></ol> 5. Isolare innervazione del muscolo gastrocnemio mediale <ol><li> Il passo successivo richiede un microscopio da dissezione. Individuare il punto in cui il nervo popliteo scompare dietro il muscolo gastrocnemio mediale. Delicatamente sparsi vari rami, e tagliare tutto ciò che non si innervano il muscolo gastrocnemio mediale. Innervazione può essere determinato microstimolazione. A thifase s, anche assicurarsi che i rami superficiali del nervo sciatico sono tagliati. </li><li> Ora annullare il tessuto connettivo dal nervo sciatico, in modo che possa essere infilato nel bracciale nervo (in seguito). Assicurarsi di trattare con delicatezza il nervo. Ogni tratto del nervo può portare a inexcitability, e alla fine l'esperimento prematuramente. </li></ol> 6. Isolare il tendine di Achille e del muscolo gastrocnemio <ol><li> Scollamento, con l'aiuto occasionale di forbici, può essere utilizzato per separare il muscolo gastrocnemio da altri tessuti. Il tendine del plantare può essere estratto da sotto il tendine di Achille, legato e tagliato. Il legame viene semplicemente usato per aiutare a mantenere il tendine e può essere tagliato via immediatamente dopo il tendine viene tagliato e il plantare è separato dal muscolo gastrocnemio per un lungo. Posizionare una legatura di seta # 1 in tutto il tendine di Achille, e cravatta in un nodo quadrato. Non tirare troppo stretto, o il tendine sarà danneggiato. Usiamo rongeurs osso per tagliare la calcan EUS, lasciando un piccolo pezzo di osso ancora attaccato al tendine di Achille. Tenere le superfici di taglio orizzontale per essere sicuri che l'osso viene tagliato, non solo il tendine. In questo modo il tendine di Achille può essere apposta sul miografo tardi. </li><li> Lungo il lato inferiore del gastrocnemio, soleo può essere visto. Ancora una volta, smussa può essere utilizzata per separare il muscolo soleo dal muscolo gastrocnemio. Si desidera isolare i gastrocnemio mediale, quindi è l'unico muscolo ancora attaccato al tendine di Achille. Tagliare il tendine soleo, vicino all'estremità distale. Quindi è possibile separare i muscoli gastrocnemio mediale e laterale, e tagliare il tendine laterali, lasciando solo il muscolo gastrocnemio mediale attaccato al tendine di Achille. Tirare il muscolo gastrocnemio laterale dal mediale, lungo circa il 50% della sua lunghezza. Oltre questa lunghezza, le fibre si intersecano e danno risulterà dalla ulteriore trazione. Verificare che il muscolo è libero di tessuto connettivo. </li></ol>e "&gt; 7. Tagliare la tibia <ol><li> Posizionare una legatura intorno al gambo, appena sopra il punto medio. Questo deve essere stretto, senza intaccare il tessuto. Un secondo ciclo prima legatura aiuta a prevenire lo scivolamento. Anche in questo caso utilizzare un nodo quadrato per fissare. </li><li> Utilizzando un piccolo seghetto, tagliare la parte inferiore della gamba di distanza. Questo taglio dovrebbe essere di circa metà strada lungo la tibia. </li><li> Inserire una sonda affilato nel midollo della tibia. Questa sonda viene usato per immobilizzare la tibia sulla base miografo. </li><li> Collegare due elastici per la pelle, per mezzo delle clip Michel. Questi elastici e supplementare sarà utilizzato per tenere la pelle attorno al muscolo per formare un contenitore che sarà riempito con olio di paraffina riscaldata. </li></ol> [OPZIONALE] 8. Inserire cristalli sonometric (fase facoltativa) 5 <ol><li> Posizionare l'animale su un rilievo di riscaldamento al minimo. Una sonda rettale, se non è già inserito può essere inserito in questo momento. Utilizzare una piccola goccia di olio di paraffina per lubrificare. </li><li>Utilizzando microstimolazione, identificare le estremità di un fascicolo all'interno del muscolo. Infilare un ago 21 gauge nel sito sia l'origine e inserzione del muscolo. </li><li> Far scorrere un cristallo sonometric nel foro praticato dall'ago, e sigillare con vet-bond colla chirurgica. Utilizzare una goccia di colla, facendo attenzione che si trova proprio sopra il cristallo. Applicare la colla ad un pezzo di carta tagliata con un angolo acuto aiuta ad applicare la colla accuratamente. Stiamo ponendo un cristallo supplementare all'inserimento del fascicolo che è stato identificato da microstimolazione. </li></ol> [CONTINUA] 9. Montare in apparecchiatura (vedi figura 1) <ol><li> Posizionare il topo sulla base miografo, con la sonda tibiale orientata verso la leva. Posizionare la sonda nel supporto, per immobilizzare la gamba. </li><li> Tirare la pelle fino ai lati, per formare un contenitore e fissare con elastici. </li><li> Impostare punta (1/16 ° di pollice) nel femore, utilizzando il pilotabuco che è stato creato durante la preparazione chirurgica. Assicurarsi di sostenere il femore sulla parte anteriore, come si posiziona la punta (in una morsa pin) nella rottura di un femore può comportare, che chiude l'esperimento prematuramente. Fissare la morsa pin a una traversa di immobilizzare il femore. </li><li> Posizionare il moncone distale del nervo sciatico con il bracciale nervo stimolante (catodo verso muscolare) e Tuck torna vicino all'origine del muscolo. Collegare lo stimolatore di questi fili. </li><li> Collegare il tendine di Achille alla leva, che ha sensori estensimetrici su di esso. Tie snuggly, ma lasciare spazio per la regolazione successiva. Assicurarsi l'allineamento del muscolo è perpendicolare alla leva. </li><li> Riempire il contenitore formato dalla pelle con olio di paraffina riscaldata. </li><li> Accendere la lampada di calore e scudi in posizione di stagnola sulla testa dell'animale, ed il trasduttore di forza. Scudi fogli aggiuntivi possono essere necessarie per garantire la temperatura interna di un animale non exceed 38 ° C. La lunghezza del muscolo può essere regolata fino allentamento della stringa viene rimossa dal collegamento tra le gastrocnemio mediale e il trasduttore di forza. </li></ol> 10. Impostare la tensione massima e la lunghezza di riferimento <ol><li> Mentre il muscolo è in fase di riscaldamento, impostare lo stimolatore e verificare la tensione di stimolazione. È importante assicurarsi la stimolazione è fissato a durata di impulso molto breve. Usiamo 50 ms. Tensione massima deve essere inferiore a 1 V. A partire da 0,5 V, la tensione aumenta fino ampiezza twitch non aumenta. Tensione massima è il più basso di tensione che attiva tutte le unità motorie. Abbiamo tipicamente stimola al doppio della tensione massima, o 3 V se superiore. </li><li> In genere, gli esperimenti inizierà con il muscolo alla lunghezza che dà la contrazione maggiore contrazione. Una contrazione è ottenuta con un singolo impulso stimolante. La lunghezza del muscolo è aumentata di circa 1 mm per un'altra contrazione. Questo viene ripetuto finché ampiezza twitchè in aumento. Una volta twitch ampiezza diminuisce, la lunghezza sarà restituito a quello che ha dato la scossa più grande ampiezza. </li><li> A seguito di questa impostazione iniziale di lunghezza, ci prova il sistema con quello che noi chiamiamo una "contrazione tetanica di condizionamento". Lo stimolatore è impostato per fornire impulsi a 200 Hz per 500 ms. Consegna di questa stimolazione comporterà una contrazione tetanica completamente fusa. La forza generata dal muscolo serrare i collegamenti, compresi i nodi sul muscolo. Dopo un riposo adatto per la dissipazione del potenziamento 4, la lunghezza di riferimento del muscolo viene resettato (vedere parte 9.2). Di solito, la contrazione tetanica condizionata avrà permesso un po 'di accorciamento fascicolo lunghezza, in modo che il muscolo dovrà essere allungato un po' per tornare alla lunghezza che dà la più grande contrazione contrazione ampiezza. </li></ol> 11. Avviare l'esperimento <ol><li> Un esperimento tipico comprenderà regolaz lunghezzaent e / o stimolazione con una varietà di modelli di stimolazione. La raccolta dei dati può comportare solo la forza, o la forza, con la lunghezza, lunghezza fascicolo e elettromiografia. </li></ol> [OPZIONALE] 12. Forza-frequenza rapporto 2 <ol><li> Impostare la durata del treno abbastanza a lungo per raggiungere un plateau di forza a qualsiasi frequenza di interesse. La massima forza isometrica è raggiunto nel muscolo gastrocnemio mediale a 200 Hz. Durata treno deve essere di almeno 200 ms, è più meglio per basse frequenze, ma si tradurrà in qualche fatica se le contrazioni sono usate per determinare la gamma di forza-frequenza relazione. Usiamo tipicamente contrazioni a 0, 20, 40, 60, 80, 100 e 200 Hz. Questa gamma di frequenze consentirà l'intera gamma di forza-frequenza rapporto da descrivere. Un riposo adeguato tra le contrazioni deve essere consentito di evitare l'affaticamento (1-10 min). </li></ol> 13. Force-lunghezza RAPPORTIIP 6 <ol><li> Con la lunghezza stimata ottimale stabilita in precedenza, una forza normale rapporto può essere determinato sistematicamente la regolazione della lunghezza del muscolo da mm -4 a +4 mm utilizzando un servomotore apparato. Questo dovrebbe essere fatto con la massima stimolazione (200 Hz), ma abbiamo trovato che le contrazioni molto brevi produrrà la stessa lunghezza reale ottimale 7. Contrazioni submassimali, come contrazioni, può essere utilizzato, ma questo produrrà una diversa lunghezza-dipendenza della forza 8. </li><li> Un aspetto importante della determinazione della forza normale rapporto è la necessità di stimare la forza passiva alla lunghezza fascicolo in cui si verifica la forza misurata. Forza attiva viene calcolato come differenza tra la forza totale e la forza appropriata passiva. Poiché le strutture elastiche parallele sopportare la forza passiva e questi sono in serie con le strutture elastiche serie, il contributo alla forza passiva forza totale deve diminuire la serie elastrutture stic sono tese durante una contrazione 3. Una volta che la forza passiva è noto per tutte le lunghezze muscolari pertinenti, la forza appropriata passiva può essere stimata con misurazione continua della lunghezza fascicolo con sonomicrometry, o stimando la conformità del sistema di misura e le strutture in serie di muscolotendineo unità. Se questo non avviene, la lunghezza ottimale delle forze di preparazione e di picco, sono sottovalutati. </li></ol> 14. Forza-velocità rapporto 9 <ol><li> Se si desidera determinare la relazione forza-velocità, sarà necessario collegare i trasduttori di forza di un sistema, che consente di controllare sia carico o velocità di variazione di lunghezza. Il metodo più semplice e più conveniente è quello di utilizzare la pressione dell'aria per limitare accorciamento ad un carico controllato. Nel nostro sistema, il muscolo è collegato alla leva su un lato del fulcro e la pressione dell'aria impedisce cambiamento di lunghezza sul lato opposto. Un sensore lunghezza needs di essere impiegato in modo che siano in grado di rilevare la variazione di lunghezza del muscolo durante contrazioni isotoniche. Questa disposizione permette contrazioni afterLoaded con resistenza pneumatica. Due serbatoi può permettere contrazione isometrica con rilascio di un carico isotonica. Un totale di contrazioni 15-20 dovrebbe essere ottenuto, con carichi che vanno dal quasi vuoto per la massima forza isometrica. Durante il montaggio dei dati di un'equazione, carichi superiori al 90% del isometrica non deve essere utilizzato 9. </li></ol> 15. Rappresentante dei risultati: Contrazioni campione sono presentati nella figura 2. Queste contrazioni sono stati ottenuti per illustrare la relazione forza-frequenza. Calcolare la forza di picco attivo di tali contrazioni, e tracciando la forza attiva della frequenza, rese figura 3, la forza-frequenza relazione. I dati presentati in Figura 2 può essere adatta per l'equazione: AF = c / (1 + e ((AF) / b) + d); AF è forza attiva, F è la frequenza e, b, c, d sono costanti. Per il muscolo gastrocnemio mediale ratto, metà-massimale frequenza di stimolazione è tipicamente 50-60 Hz in non-muscolo affaticato 2. Risultati si adatta strettamente alla linea descritta dall'equazione sopra. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3167/3167fig1.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 1"> Figura 1 Apparecchiatura e muscolo set-up:. Pneumatico set-up è mostrato a sinistra, a destra isometrica. Il sistema di leve mostrato sulla sinistra è attaccata alla tabella di conversione quando contrazioni dinamiche sono desiderate (adattato da 13). Il motore passo-passo è controllato da un computer (adattato da 14). <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3167/3167fig2.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 2"> . Figura 2 contrazioni isometriche sovrapposti: 20, 40, 60 Hz, 80, 100 e 200. L'ampiezza della contrazione 200 Hz è 8,13 N. les/ftp_upload/3167/3167fig3.jpg "/&gt; . Figura 3 Force-frequenza relazione: la forza attiva di contrazioni in figura 2 sono tracciati e la linea rappresenta la linea di regressione.

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</ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Risultati di buona qualità contrattili può essere ottenuta con cura in preparazione chirurgica, sicuro montaggio nell&#39;apparecchiatura elettronica e di buona qualità. Quando uno studente sta imparando questo intervento, alcuni scivola comuni includono: stiramento del nervo sciatico, interrompendo il flusso di sangue, e sanguinamento eccessivo. Il nervo deve essere maneggiato con cura per evitare danni. Saprete avete danneggiato il nervo se la forza massima tetanica a lunghezza ottimale è sostanzialmente inferiore a quello mostrato in figura 3, o se la tensione di stimolazione necessaria per attivare tutte le unità motorie massimo è maggiore di 5 volt. È relativamente facile evitare i vasi sanguigni che servono questa muscolare durante l&#39;intervento chirurgico. Interruzione questi vasi può verificarsi quando la punta viene posizionato nella superficie caudale del femore. Se il foro pilota non è sulla superficie piana del femore, il trapano può scivolare. Quando questo accade, vi è la possibilità che i vasi poplitei vengono interrotte. Sepozze di sangue intorno al muscolo dopo la messa a punto, è un segno che si è interrotto queste navi. Sanguinamento eccessivo può verificarsi anche se una grossa vena viene tagliato e non legato. Vene di grandi dimensioni a cui prestare attenzione sono quelli intorno alla caviglia. La preparazione in situ muscolare è un valido approccio allo studio delle proprietà contrattili muscolari. Unità motorie individuali possono essere attivati ​​10, ma di solito tutte le unità motorie sono attivate sincrono. Questo è uno svantaggio relativo all&#39;attivazione asincrona normale che si verifica per il reclutamento volontario gruppo motore, quindi rappresenta una limitazione. Tuttavia, sul lato positivo, l&#39;attivazione sincrona consente la quantificazione di una risposta media di tutte le unità motorie. Ci sono due metodi che sono stati utilizzati per evitare l&#39;attivazione sincrona. Uno è quello di utilizzare un bracciale elettrodo con più coppie di fili stimolanti. Questo permette l&#39;attivazione di una porzione delle unità a motore di ogni coppia,stimolazione e può ruotare le coppie di raggiungere attivazione asincrona. Questo metodo di attivazione può essere combinato con blocco anodica 11 per tentare di attivare unità motorie nella sequenza appropriata in base al principio di dimensioni 12. In questo approccio, tutte le unità motorie sono attivate con una coppia di elettrodi prossimale, e un blocco è emesso con corrente di stimolazione diretta. L&#39;ampiezza di impulso per il blocco può essere modulata per inibire unità motore per i quali l&#39;attivazione non è desiderata. A quanto pare il blocco colpisce assoni di grandi dimensioni a tensione più bassa, e colpisce progressivamente unità più piccole. La preparazione in situ muscolo gastrocnemio ratto è un valido approccio fisiologica allo studio della contrazione muscolare e biochimiche nella salute e nella malattia.

<table border="1"><tbody><tr><th> Nome dell&#39;apparecchiatura </th><th> Azienda </th><th> Numero di catalogo </th><th> Commenti (opzionale) </th></tr><tr><td> Forbici </td><td></td><td></td><td> Buona qualità da compagnia Clippers </td></tr><tr><td> Lampada chirurgica </td><td> Dyna-Lume </td><td></td><td> Uno dei tanti farà </td></tr><tr><td> Miografo </td><td></td><td></td><td> Custom built </td></tr><tr><td> Stimolatore </td><td> Erba </td><td> S-88 </td><td> Uno dei tanti farà </td></tr><tr><td> Scolare amplificatore calibro </td><td> CWE </td><td> PM-1000 </td><td></td></tr><tr><td> Teletermometro </td><td> YSI </td><td> YSI-400 </td><td></td></tr><tr><td> Piattaforma robotica </td><td> Arrick Robotica </td><td> MD-2 </td><td></td></tr><tr><td> Amplificatore Sonometric </td><td> Sonometrics </td><td> Sonolab </td><td></td></tr><tr><td> Computer e la raccolta dei dati </td><td> PC con NI board </td><td></td><td> Personalizzato software (labview) </td></tr><tr><td> Blocco riscaldatore </td><td> Lab-line </td><td> Multi-block </td><td></td></tr><tr><td> Nerve bracciale </td><td></td><td></td><td> Una soluzione su misura </td></tr><tr><td> Microstimulator </td><td></td><td></td><td> Una soluzione su misura </td></tr></tbody></table>

procedure di rat<em&gt; in situ</em&gt; proprietà muscolatura scheletrica contrattili

Procedures for Rat in situ Skeletal Muscle Contractile Properties

Ci sono molte circostanze in cui è desiderabile ottenere la risposta contrattile del muscolo scheletrico in condizioni fisiologiche: normale circolazione, intatto muscolo intero, a temperatura corporea. Ciò include lo studio delle risposte contrattili come posttetanic potenziamento, scala e la fatica. Inoltre, le conseguenze del trattamento di malattia, disuso, lesioni, formazione e farmaco può essere di interesse. Questo video mostra le procedure necessarie per configurare e utilizzare questa preparazione prezioso muscolo. Per impostare questa preparazione, l&#39;animale deve essere anestetizzato, e il muscolo gastrocnemio mediale è isolata chirurgicamente, con l&#39;origine intatta. Bisogna fare attenzione a mantenere il sangue e forniture nervose. Un lungo tratto del nervo sciatico viene cancellata del tessuto connettivo, e reciso prossimalmente. Tutti i rami del moncone distale che non innervano il muscolo gastrocnemio mediale sono separabili. Il moncone distale del nervo è inseta in un polsino foderato con cavi in ​​acciaio inox stimolanti. Il calcagno è rotto, lasciando un piccolo pezzo di osso ancora attaccato al tendine di Achille. Cristalli Sonometric e / o elettrodi per elettromiografia può essere inserito. Immobilizzazione da sonde metalliche nel femore e tibia impedisce il movimento del muscolo origine. Il tendine di Achille è collegato al trasduttore di forza e la pelle allentato è tirato su ai lati per formare un contenitore che viene riempito con olio di paraffina riscaldata. L&#39;olio distribuisce uniformemente il calore e riduce al minimo la perdita di calore per evaporazione. Una lampada di calore è diretto sul muscolo e il muscolo e ratto sono lasciata riscaldare fino a 37 ° C. Durante il riscaldamento, tensione massima e la lunghezza ottimale può essere determinato. Si tratta di importanti condizioni iniziali e per esperimento intatto muscoli interi. L&#39;esperimento può comprendere la determinazione di standard di proprietà contrattili, come la forza-frequenza relazione, la forza normale rapporto, e forza-velocità relazione. </p&gt; Con cura in isolamento chirurgico, immobilizzazione dell&#39;origine del muscolo e allineamento del muscolotendinea unità con il trasduttore di forza, e la corretta analisi dei dati, misurazioni di alta qualità può essere ottenuto con questa preparazione muscolare.

Questo video dimostra la preparazione chirurgica e le procedure necessarie per studiare le risposte contrattili del gastrocnemio mediale preparazione muscolare di ratto<em&gt; In situ</em&gt;. Questa preparazione consente di misurare le proprietà contrattili del muscolo scheletrico in condizioni fisiologiche. L&#39;animale è anestetizzato e il muscolo è separato dal tessuto circostante alla sua estremità distale. Il tendine di Achille è collegato a un trasduttore di forza, consente la misurazione della risposta contrattile del muscolo a 37 gradi C con una circolazione intatta.

Procedure di Rat<em&gt; In situ</em&gt; Proprietà muscolatura scheletrica contrattili

Esistono molte circostanze in cui è desiderabile ottenere la risposta contrattile del muscolo scheletrico in condizioni fisiologiche: normale ...

L'obiettivo generale di questa procedura è studiare le proprietà contrattili del muscolo scheletrico in condizioni fisiologiche. Questo viene ottenuto anestetizzando un animale e isolando chirurgicamente l'innervazione motoria del muscolo di interesse. Il passaggio successivo della procedura consiste nell'isolare l'estremità distale del muscolo.Il muscolo viene quindi posizionato in un innesto miologico in modo che l'origine muscolare sia immobilizzata e la lunghezza del muscolo sia regolata a una lunghezza di riferimento riproducibile. Stimolando i nervi motori, è possibile ottenere risultati che mostrano proprietà contrattili fondamentali come la forza-velocità, la forza-frequenza e l'affaticamento, oppure proprietà peculiari associate a schemi di stimolazione insoliti. Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ad altri metodi, come la valutazione in vitro delle proprietà contrattili, è che la valutazione in situ consente l'esame diretto delle proprietà contrattili del muscolo alla temperatura corporea con un flusso sanguigno normale.Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nei campi della meccanica muscolare, del metabolismo muscolare e della fisiologia dell'esercizio, ad esempio: quali sono i meccanismi della fatica muscolare periferica? Quali sono le conseguenze a breve termine di un'attivazione ripetuta? Il trattamento cronico degli animali mediante allenamento o sospensione dell'arto posteriore, seguito ad esempio dalla valutazione delle proprietà contrattili, permette di determinare l'impatto di tale trattamento sulle proprietà contrattili.Questo metodo in situ può fornire informazioni quando le proprietà contrattili del muscolo scheletrico cambiano. Le proprietà contrattili possono variare acutamente con l'attivazione ripetitiva o cronicamente a seguito di inattività patologica o di allenamento. Le contrazioni possono essere isometriche o dinamiche, e si possono prendere in considerazione le variazioni di lunghezza del muscolo.Dopo che il ratto selezionato è stato completamente anestetizzato, immobilizzarlo su una piattaforma in plexiglass utilizzando nastro adesivo. Aggiungere una goccia di olio di paraffina sugli occhi e verificare nuovamente l'assenza di riflessi corneali o plantari prima di procedere. La tecnica sterile non è necessaria poiché questa procedura è acuta.Ora, utilizzando le forbici, tagliare la pelle rasata dal tallone fino alla colonna vertebrale, separando la pelle dal tessuto sottostante. Mantenere le superfici esposte coperte con garza inumidita con soluzione salina isotonica. Tagliare in senso prossimale attraverso il muscolo superficiale sopra il muscolo gastrocnemio lungo la stessa linea dell'incisione cutanea. Durante il taglio del muscolo, assicurarsi di individuare ed evitare il nervo sciatico.Usare il percorso del nervo come guida per l'incisione, mantenendosi ben al di sopra del nervo. Successivamente, identificare la linea di separazione chiara tra i muscoli e tagliare lungo tale linea in direzione del ginocchio. Prestare attenzione a non recidere vasi sanguigni.Un sanguinamento eccessivo o persino un danno al vaso sanguigno essenziale provocheranno una preparazione muscolare che si deteriora rapidamente e presenta un rilassamento muscolare lento. Ora rimuovere il tessuto connettivo dal nervo sciatico in modo che possa essere inserito nella cuffia nervosa. Assicurarsi di manipolare il nervo con delicatezza.Allungare il nervo può portare a un'eccessiva eccitabilità, interrompendo così prematuramente l'esperimento. Fare un legaccio intorno al nervo tagliato in prossimità del legaccio e riflettere il nervo indietro sopra il muscolo. A questo punto, utilizzare un utensile rotante portatile per praticare un piccolo foro guida attraverso la corticale, quasi fino alla midollare del femore.Non praticare fori troppo profondi, altrimenti si verificherà un sanguinamento eccessivo. Evitare di toccare i tessuti molli utilizzando un microscopio stereoscopico. Individuare il punto in cui il nervo popliteo scompare dietro il muscolo gastrocnemio mediale.Stendere delicatamente i vari rami e recidere il ramo destinato al gastrocnemio laterale. Gli altri rami verranno recisi quando si rimuoverà la parte distale della gamba. L'innervazione può essere determinata mediante microstimolazione.Tagliare anche i rami superficiali utilizzando le forbici. Tagliare o dissezionare in modo ottuso il muscolo gastrocnemio per separarlo dagli altri tessuti. Estrarre il tendine del piano tarsale da sotto il tendine d'Achille.Legarlo e recidere il tendine. Successivamente, staccare una lunghezza considerevole dei muscoli plantari dal muscolo gastrocnemio e rimuovere il laccio precedentemente legato al tendine plantare. Ora posizionare un laccio emostatico in seta numero uno intorno al tendine d'Achille e annodarlo con un nodo quadro.Non tirare troppo forte, altrimenti il tendine si danneggerà. Utilizzare una smerigliatrice ossea per tagliare il calcagno, lasciando una piccola porzione di osso attaccata al tendine d'Achille. Mantenere le superfici di taglio orizzontali per assicurarsi che venga tagliato l'osso e non solo il tendine.Individuare il muscolo soleo lungo la faccia inferiore del gastrocnemio e, mediante dissezione ottusa, separare i due muscoli. Quindi recidere il tendine del soleo in prossimità dell'estremit&agrave; distale. Infine, separare i muscoli gastrocnemii mediale e laterale.Tagliare il tendine laterale in modo che il muscolo gastrocnemio mediale sia l'unico tessuto attaccato al tendine di Achille; separare il muscolo gastrocnemio da Achille e posizionare un legaccio stretto attorno allo stinco della tibia appena al di sopra del punto medio. Non tagliare il tessuto. Realizzare un secondo cappio per prevenire lo scivolamento e fissare il legaccio con un nodo quadro.Ora, utilizzando un piccolo seghetto, recidere la gamba inferiore a metà della tibia. Inserire quindi una sonda appuntita nella midollare della tibia. Utilizzando clip di Michel, fissare due elastici, che serviranno a mantenere sollevata la pelle intorno al muscolo per formare un contenitore per l'olio di paraffina.Posizionare il ratto sulla base dell'innesto miologico e immobilizzare la zampa orientando la sonda tibiale verso la leva e inserendola nel supporto. Sollevare ora la pelle lateralmente per formare un contenitore e fissare la pelle con elastici. Sostenere il femore sul lato anteriore e inserire un trapano nel femore.Fissare il trapano a una traversa. Successivamente, inserire il moncone distale del nervo sciatico nella cuffia di stimolazione nervosa. Posizionarlo vicino all'origine del muscolo e collegare lo stimolatore ai fili della cuffia nervosa.Collegare il tendine d'Achille alla leva. Fissarlo saldamente lasciando un po' di spazio per eventuali regolazioni. Quindi allineare il muscolo perpendicolarmente alla leva.Ora riempire il contenitore formato dalla pelle con olio di paraffina riscaldato e posizionare una lampada a infrarossi sopra l'animale per garantire che la temperatura corporea centrale non superi i 38 gradi Celsius. Posizionare fogli di alluminio tra la lampada a infrarossi e il trasduttore di forza e tra la testa del ratto e la lampada a infrarossi. L'ultimo passaggio di questa preparazione consiste nell'aggiustare la lunghezza del muscolo finché non vi è alcun cedimento nel filo tra il gastrocnemio mediale e il trasduttore di forza, mentre il muscolo si sta riscaldando.Impostare la durata dell'impulso dello stimolatore su 50 microsecondi e 0,5 volt. Stimolare ora il muscolo a intervalli di otto-dodici secondi. Aumentare gradualmente la tensione fino a quando l'ampiezza della contrazione non raggiunge un plateau.Il plateau si verifica alla tensione massima e, a meno che il nervo non sia danneggiato, dovrebbe essere inferiore a 1,5 volt; successivamente, stimolare a una tensione doppia rispetto al valore massimo per assicurare l'attivazione di tutte le unità motorie. Aumentare quindi la lunghezza del muscolo in incrementi di un millimetro e misurare l'ampiezza della contrazione a ogni lunghezza. Utilizzare una stimolazione a doppio impulso di 200 hertz quando è stata determinata la lunghezza che fornisce l'ampiezza massima di contrazione.Posizionare il muscolo a questa lunghezza. Impostare ora lo stimolatore per erogare impulsi a 200 hertz per 500 millisecondi, in modo da generare una contrazione tetanica completamente fusa. Questo provoca il restringimento di tutte le connessioni muscolari, compresi i nodi nel muscolo; quindi rilevare nuovamente la lunghezza di riferimento e il muscolo sarà pronto per l'esperimento.Queste contrazioni sono state ottenute per illustrare la relazione tra forza e frequenza. Calcolando la forza attiva massima di queste contrazioni e riportando graficamente la forza attiva in funzione della frequenza si è ottenuta questa relazione. I dati possono essere interpolati con l'equazione mostrata a schermo, in cui AF è la forza attiva, F è la frequenza, e A, B, C e D sono costanti.Questa equazione genera una retta che si adatta in modo preciso ai dati. Una volta acquisita padronanza, l'intervento chirurgico e l'allestimento di questa tecnica possono essere completati in un'ora, ma non trasformare l'esecuzione in una gara durante il tentativo di questa procedura. È importante controllare regolarmente il livello di anestesia dell'animale dopo aver eseguito questa procedura.Possono essere effettuate altre misurazioni, come l’elettromiografia, il flusso sanguigno o la valutazione biochimica, per rispondere ad altre domande, ad esempio: l’eccitabilità della membrana è stata ridotta? Le riserve energetiche sono state esaurite o il flusso sanguigno è stato compromesso?

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