Name: Vivo Valutazione Ex della contrattilità, affaticabilità e alternanza in isolati muscoli scheletrici (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-01T12:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 2 s
Description: Impara a valutare la contrattilità, l'affaticabilità e l'alternanza nei muscoli scheletrici isolati di topo usando la stimolazione di campo. Questo metodo permette di studiare le proprietà intrinseche del muscolo in vitro.

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Questo lavoro è stato sostenuto da AHA SDG 10SDG2630086 di Zhao X, RO1-AR061385 a Ma J e GO di Grant RC2AR05896 di M. Brotto

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<li>Bagni, M. A., Cecchi, G., Colomo, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myofilament+spacing+and+force+generation+in+intact+frog+muscle+fibres%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Myofilament spacing and force generation in intact frog muscle fibres.</a> J. Physiol. 430, 61-75 (1990).</li>
</ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Misurazione della forza contrattile e affaticabilità è importante per la valutazione complessiva della funzione muscolare scheletrico. Lo scopo principale di questo test è quello di identificare i cambiamenti nella forza muscolare e le proprietà affaticanti in determinate condizioni patologiche, come sarcopenia e l&#39;affaticamento muscolare, e per testare l&#39;effetto dei farmaci / reagenti sulla contrattilità muscolare. Dal momento che la forza muscolare è strettamente correlato con intracellulare Ca 2 + libero...

Muscoli scheletrici allegare ossa dello scheletro e generano forze contrattili sotto il controllo del sistema nervoso centrale. Eccitazione-contrazione (ECC) si riferisce al processo di conversione di uno stimolo elettrico ad una risposta meccanica. Ca 2 + segnalazione è un componente essenziale della funzione contrattile nel muscolo scheletrico. Efficace Ca 2 + mobilitazione dal reticolo sarcoplasmatico (SR) è un componente importante di ECC in cellule muscolari 1, 2, e cambiamenti intracellulare Ca 2 + segnalazione alla base della disfunzione contrattile corrispondente in una serie di malattie muscolari 3-5. Corretta valutazione della contrattilità muscolare è essenziale e gratuito per Ca 2 + imaging e altri test per acquisire conoscenze in funzione dei muscoli scheletrici, non solo a livello contrattile, ma anche a livello cinetico. Forza e velocità possono anche essere ottenuti per informare l&#39;importante proprietà dimuscolo potenza e lo stato del processo ECC in diverse condizioni fisiologiche e fisiopatologiche. Questo campo fecondo di ricerca ha una storia molto ricca e molte teorie di contrazione muscolare è apparso più di due millenni 6. Di ricerca del muscolo moderna comincia probabilmente in 1674-1682 con l&#39;osservazione microscopica di cross-striature e le miofibrille nelle fibre muscolari di Leeuwenhoek 6. Quasi un secolo dopo, Luigi Galvani ha osservato che muscolo si contrae rana vigorosamente quando il suo nervo è toccato con bisturi durante una scarica di scintille da una macchina elettrica distante 7-9. Contrazione potrebbe anche essere prodotto collegando il nervo gamba al muscolo attraverso un conduttore metallico. I dettagli del complesso meccanismo di segnalazione elettrica sostenuti da Galvani finalmente sono stati formulati da Hodgkin, Huxley e Katz nella loro famosa equazione 10, 11 che divenne il fondamento di elettrofisiologia. Le osservazioni notevoli di Ringer sugli effetti di Ca 2 + extracellulare sulla contrattilità del cuore rana e nei muscoli scheletrici 12-15 rappresentano il primo passo importante nel riconoscimento di Ca 2 + come un regolatore chiave della contrattilità muscolare 16, 17. Dal 1980 ad oggi una raffica di scoperte nel campo contrattilità muscolare è stato realizzato a causa dell&#39;introduzione della contrattilità muscolare e affaticabilità protocolli in murine muscoli scheletrici 18. Jones e Edwards sono stati i primi a suggerire che la fatica a bassa frequenza intermittente (indotta da esercizio fisico riduzione della forza) 19 è stato associato con modifiche ai macchinari ECC e non l&#39;apparato contrattile. Alla fine del 1980 e all&#39;inizio del 1990, Kolkeck et al 20, Kolbeck e Nosek 21, e Reid 22 sono stati utilizzando muscolo diaframma da modelli di roditori per studiare gli effetti della teofillina, cortiosterone, e dei radicali liberi sulla contrattilità del muscolo scheletrico, mentre Brooks e Faulkner sono stati i primi a riferire sulle misure di forza ripetute e misure di potenza in rapida-e-lenti i muscoli di topi 22. Inoltre, Lannegren, Westerblad, Agnello, e Westerblad stati i primi a collegare direttamente la contrattilità ex vivo con intracellulare di Ca 2 + regolamento e ha iniziato a mettere in discussione il ruolo di acidosi nella fatica muscolare 23, 24. I nostri laboratori hanno contribuito in modo significativo fin dai primi anni del 2000 verso la comprensione di nuovi geni con modulante e ruoli di regolamentazione sul muscolo ECC con ruoli critici nella contrattilità muscolare, affaticabilità, e l&#39;invecchiamento utilizzando una combinazione di studi intatti topo muscolari contrattilità, intracellulare Ca 2 monitoraggio + in fibre muscolari intatte e dalla pelle e genetico-molecolari manipolazioni 3-5, 25-29. Qui dettagliato protocollo di sperimentazione per la misurazione della contrattilità murini soleo isolate e estensore lungo delle dita (EDL muscoli), che corrispondono ad una prevalentemente lenta ossidativo (tipo I e fibre muscolari IIa) e un muscolo prevalentemente fast-glyocolytic (tipo IIb e fibre muscolari IIx) con spiccate proprietà contrattili. In questo protocollo, intatte muscolotendinee complessi sono stati isolati e immersi in un sistema PowerLab ADI Radnotti camera fornito sia con ossigeno puro o una miscela di ossigeno (95%) e CO 2 (5%). Forze contrattili sono stati generati da stimoli elettrici da uno stimolatore Erba e rilevato utilizzando un trasduttore di forza che è stato integrato con un sistema ADI PowerLab/400, consentendo la personalizzazione delle routine macro per controllare l&#39;acquisizione, la raccolta, digitalizzazione e archiviazione dei dati. Questa configurazione può misurare la forza muscolare, potenza muscolare, nonché il rapporto di forza rispetto a frequenza, affaticamento muscolare, recupero da affaticamento muscolare, velocità e complessivi proprietà cinetiche di contrazione muscolare. Inoltre, gli effetti dei farmaci sulla contrazione muscolare può essere monitorata attraverso questi esperimenti. </p&gt; I vantaggi di questo metodo consistevano nel rimuovere i componenti neuronali e vascolari dal muscolo scheletrico, consentendo la valutazione diretta delle proprietà intrinseche di contrazione muscolare. Inoltre, saggi contrattilità ex vivo consentire la manipolazione del mezzo extracellulare che circonda i muscoli isolati, che consente l&#39;uso di manipolazioni farmacologiche dei vari canali ionici permeazione e trasportatori per definire i loro ruoli fisiologici per la funzione del muscolo scheletrico. Questo sistema ex vivo ci ha permesso di scoprire recentemente un comportamento distinto alternan in taluni preparati muscolari mutanti, che erano legate ad una alterata intracellulare di Ca 2 + la gestione delle proprietà 4. Alternanza sono definiti come episodi scoppio fluttuanti di forza contrattile durante la fase di declino del profilo faticosa. Durante questi eventi forze contrattili momentaneamente aumentare di sopra del suo livello precedente di forza durante la stimolazione faticoso, forse perché più o Ca 2 + è stato rilasciato o la macchina contrattile è diventato più sensibile alle Ca 2 + 30. Trattamento con acido ciclopiazonico (CPA), un bloccante reversibile-sarcoplasmatico reticolo endoplasmatico calcio ATPasi (SERCA), caffeina, un agonista del canale rianodina (RyR) e faticoso stimolazioni ripetute possono indurre alternans meccaniche 4, suggerendo che alternans sono direttamente collegate modulazione del processo di accoppiamento CE. Dimostrazione del metodo per indurre e registrare in alternanza meccanici in configurazione contrattilità in vitro serve come esempio per mostrare i parametri diversificati sperimentali che potrebbero essere ottenuti con questo sistema o simili, sulla base di interessi di ricerca individuali. Questo metodo può essere di interesse per i ricercatori che studiano la fisiologia muscolare. Configurazione simile può essere utilizzato anche per isolati complessi muscle-tendon/ligament scheletrici di altrisedi anatomiche, nonché per singole fibre muscolari e strisce.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti (opzionale) </td></tr><tr><td> 2-APB </td><td> Tocris </td><td> 1224 </td><td> Bloccante di un certo numero di Ca 2 + canali di ingresso comprese SOC e TRP ecc </td></tr><tr><td> SKF96365 </td><td> Sigma </td><td> SKF-96365 </td><td> Bloccante di un certo numero di canali di ingresso Ca 2 + compresa SOC e recettore-mediata Ca 2 + entrata ecc </td></tr><tr><td> BTP-2 </td><td> Millipore </td><td> 203890-5MG </td><td> Relativamente specifico SOC bloccante </td></tr><tr><td> CPA </td><td> Sigma </td><td> C1530 </td><td> Reversibile SERCA bloccante </td></tr><tr><td> caffeina </td><td> Sigma </td><td> C0750 </td><td> Veloce azione agonista RyR </td></tr><tr><td> Radnoti Quattro Unità tessuti per sistemi e organi Bath </td><td> Radnoti </td><td> 159920 </td><td></td></tr><tr><td> Combinazione di sostegno del tessuto / elettrodo stimolante </td><td> Radnoti </td><td> 160151 </td><td> Verticale Zig Zag tipo con il supporto del tessuto </td></tr><tr><td> Quad Ponte Amp </td><td> ADInstruments </td><td> FE224 </td><td></td></tr><tr><td> PowerLab/400 </td><td> ADInstruments </td><td></td><td> Questo prodotto non è più disponibile. Scegliere altre versioni del sistema di acquisizione dati. </td></tr><tr><td> Trasduttori di forza (5 mg - 25 g) </td><td> ADInstruments </td><td> MLT0201/RAD </td><td></td></tr><tr><td> Grafico v4.02 </td><td> ADInstruments </td&gt; <td></td><td> LabChart 7.3 è l&#39;ultima versione del software grafico. </td></tr><tr><td> S8800 doppia Pulse Digital Stimolatore </td><td> GRASS TECNOLOGIE </td><td></td><td> Questo prodotto non è più disponibile. S88X doppia uscita Piazza impulso stimolatore è uno stimolatore più recente. </td></tr><tr><td> RF trasformatore di isolamento Unità </td><td> GRASS TECNOLOGIE </td><td> Modello SIU5 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

vivo valutazione ex della contrattilità, affaticabilità e alternanza in isolati muscoli scheletrici

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

Qui descritto è un metodo per misurare la contrattilità dei muscoli scheletrici isolati. Parametri come forza muscolare, potenza muscolare, cinetica contrattili, affaticabilità, e il recupero dopo la fatica può essere ottenuta per valutare aspetti specifici della eccitazione-contrazione (ECC) di processo quali eccitabilità, contrattilità macchinari e Ca 2 + capacità di movimentazione. Questo metodo elimina la fornitura nervoso e sangue e si concentra sul muscolo scheletrico isolato stessa. Abbiamo regolarmente usare questo metodo per identificare i componenti genetiche che alterano la proprietà contrattile del muscolo scheletrico se modulanti Ca 2 + vie di segnalazione. Qui, descriviamo un fenotipo appena identificato muscolo scheletrico, cioè, alternans meccanico, come esempio di varie informazioni e ricco che può essere ottenuto usando la prova in vitro contrattilità muscolare. La combinazione di questo test con saggi su cellule singole, approcci genetiche e biochimichesaggi Stry in grado di fornire importanti informazioni sui meccanismi di ECC nei muscoli scheletrici.

Descriviamo un metodo per misurare direttamente la forza muscolare, potenza muscolare, cinetica contrattili e affaticabilità dei muscoli scheletrici isolati in un<em&gt; In vitro</em&gt; Sistema tramite stimolazione del campo. Informazioni preziose su Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt; Proprietà di manipolazione e macchinari contrattile del muscolo può essere ottenuta utilizzando diversi protocolli stimolanti.

Vivo Valutazione Ex della contrattilità, affaticabilità e alternanza in isolati muscoli scheletrici

Viene descritto un metodo per misurare la contrattilità di muscoli scheletrici isolati. Parametri quali la forza muscolare, la potenza muscolare, la cinetica contrattile, ...

L'obiettivo generale di questa procedura è isolare muscoli sani e integri per lo studio della funzione contrattile in vitro. Questo viene ottenuto isolando innanzitutto il muscolo estensore lungo delle dita o EDL e il muscolo soleo o muscoli soli dal topo. Il secondo passaggio consiste nell'annodare i legamenti e i tendini dei muscoli EDL e soli con un filo chirurgico.Successivamente, montare i muscoli isolati sul trasduttore di forza e nella camera contrattile. L'ultimo passaggio consiste nello stimolare il muscolo con impulsi elettrici applicati mediante campo elettrico per indurre le contrazioni. Alla fine, le forze risultanti vengono trasmesse al trasduttore di forza e registrate; inoltre, possono essere eseguite diverse manipolazioni fisiologiche e farmacologiche per confrontarne gli effetti sulla contrattilità muscolare.Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti per valutare la funzione muscolare, come la misurazione della contrattilità in situ, la valutazione delle prestazioni maschili, ecc., consiste nel fatto che questo metodo elimina i componenti neuronali e vascolari dal muscolo scheletrico, permettendo una valutazione diretta delle proprietà

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Myo-meccanico Analisi dei isolata del muscolo scheletrico

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

Le variazioni muscolari degli arti proprietà contrattili e passiva meccanici sono biomarcatori importanti per le malattie muscolari. Questo manoscritto descrive test fisiologici per misurare queste proprietà nel lungo delle dita estensore murino e tibiale muscoli anteriori.

Valutazione della funzione muscolare del muscolo estensore lungo delle dita<em&gt; Ex vivo</em&gt; E Muscolo tibiale anteriore<em&gt; In situ</em&gt; In Mouse

Murine sinistra muscolo papillare ventricolare può essere usato per studiare la contrattilità cardiaca in vitro. Questo articolo descrive in dettaglio l'isolamento e protocolli sperimentali per studiare le caratteristiche contrattili cardiaci.

Misure contrattilità isolati su muscoli papillari per le inchieste sui Cardiac inotropo nei topi

Questo articolo descrive un protocollo che valuta i cambiamenti della sensibilità del miofilamento Ca2+ durante la contrazione in miociti cardiaci isolati dal cuore di ratto. Insieme all'elettrofisiologia cardiaca, ai livelli di citosol sistolico/diastolico Ca2+ e alla contrazione/rilassamento, questa misurazione è fondamentale per sostenere i meccanismi che mediano l'accoppiamento eccitazione-contrazione cardiaca nei cuori sani e malati.

Valutazione della myofilament Ca<sup&gt; 2+</sup&gt; Sensibilità Alla base Cardiac eccitazione-contrazione Accoppiamento

Questo protocollo mira a descrivere passo dopo passo la tecnica di estrazione e valutazione della funzione cardiaca utilizzando cardiomiociti scuoiati. Questa metodologia consente la misurazione e la modifica acuta della funzione di miofilamento utilizzando piccole biopsie congelate che possono essere raccolte da diverse posizioni cardiache, dai topi agli uomini.

Valutazione in vitro della funzione cardiaca con cardiomiociti scuoiati

Presentato qui è un protocollo per valutare le proprietà contraili dei miofibrili muscolari striati con risoluzione nano-Newton. Il protocollo utilizza una configurazione con una sonda a forza ottica basata sull'interferometria. Questa configurazione genera dati con un elevato rapporto segnale-rumore e consente la valutazione della cinetica contrattinale delle miofibrils.

Isolamento di Myofibrils da biopsie muscolari scheletriche e determinazione della funzione Contractile con un trasduttore della forza di risoluzione Nano-Newton

Viene presentata una serie di protocolli che descrivono la misurazione della funzione contrattile tramite il rilevamento della lunghezza del sarcomero insieme alla misurazione transitoria del calcio (Ca2+) nei miociti isolati di ratto. È inclusa anche l'applicazione di questo approccio per studi su modelli animali di insufficienza cardiaca.

Analisi della disfunzione contrattile cardiaca e dei transitori Ca2+ nei miociti dei roditori

Questo protocollo descrive come misurare la contrattilità nei cardiomiociti primari umani adulti provenienti da cuori di donatori con il sistema MyoBLAZER, una piattaforma affidabile per valutare i cambiamenti della contrattilità indotti da farmaci durante lo sviluppo preclinico.

Misurazione della contrattilità cardiaca in cardiomiociti primari umani adulti isolati

La funzione del muscolo scheletrico può essere valutata quantificando la contrattilità delle fibre muscolari isolate, tradizionalmente utilizzando approcci laboriosi e a basso rendimento. Qui, descriviamo un metodo basato sull'ottica e ad alto rendimento per quantificare la contrattilità delle fibre muscolari incorporate nell'idrogel. Questo approccio ha applicazioni per lo screening dei farmaci e lo sviluppo terapeutico.

Misurazioni contrattili ad alta produttività di fibre muscolari di topo intatte incorporate in idrogel utilizzando un sistema basato sull'ottica

Descriviamo un protocollo per ottenere fibre enzimaticamente dissociate di diverse lunghezze e tipologie da sei muscoli di topi adulti: tre di essi già descritti (flessore breve delle dita, estensore lungo delle dita, soleo) e tre di essi dissociati con successo per la prima volta (estensore lungo dell'alluce, peroneo lungo, peroneo delle dita quarti).

Fibre muscolari scheletriche corte, intermedie e lunghe intatte ottenute dalla dissociazione enzimatica di sei muscoli degli arti posteriori di topi: oltre il flessore breve delle dita

Impara a valutare la contrattilità, l'affaticabilità e l'alternanza nei muscoli scheletrici isolati di topo usando la stimolazione di campo. Questo metodo permette di studiare le proprietà intrinseche del muscolo in vitro.

Vivo Valutazione Ex della contrattilità, affaticabilità e alternanza in isolati muscoli scheletrici

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