Name: In vivo Canine spierfunctie Assay (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-04-05T11:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 34 s
Description: Leer een niet-invasieve methode om spierkracht en excentrische contracties te meten bij honden. Deze techniek karakteriseert mechanische eigenschappen van achterpootspieren zonder terminale ingrepen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

National Institutes of Health (NIH), Joshua Frase Foundation, spierdystrofie Association (MDA).

1. Zich voor het experiment <ol><li> Laad de Dynamic Muscle Control (DMC)-software. </li><li> Het opstarten de aanwijzingen van de fysiologie rig volgende fabrikant. </li><li> Het uitvoeren van de DMC-software: </li></ol> Er wordt vanuit gegaan dat de hardware is aangesloten op de computer waarop de software draait DMC, en dat het systeem is gekalibreerd. De software kan worden herzien van tijd tot tijd, daarom instructies onderstaande relevant zijn voor de huidige versie van de software die we gebruiken. Wanneer de software wordt geopend, wordt het al wordt uitgevoerd. De gebruiker kan in eerste instantie schrijven van een protocol in de DMC (bijvoorbeeld om op 50 Hz te stimuleren voor 1,5 s tot een isometrische tetanus produceren) en het protocol kan vervolgens worden opgeslagen voor later gebruik. We maken gebruik van twee standaard protocollen: (1) isometrische contractie protocol (bijvoorbeeld trillen of tetanus), en (2) excentrieke stretch-letsel protocol. We beginnen met de isometrische contractie protocol voor de twitch. Voor het optimaliseren van de twitch, is de Monitor Uitgang scherm gebruikt; koppel gegenereerd tijdens de twitch kan worden waargenomen als de elektroden worden verplaatst. Wanneer de maximale twitch respons is bereikt, worden de gegevens verzameld door terug te keren naar het hoofdscherm (selecteert u Doorgaan) en het selecteren van Begin en Gereed. Bestanden worden gered van de Opslaan als pop-up venster. Met de elektroden aangehouden in dezelfde positie, is een tetanus (50 Hz) dan verzameld en opgeslagen. Als alle isometrische contracties zijn voltooid, kan de excentrieke stretch-letsel protocol worden geladen en uitgevoerd. Omdat er een serie van contracties uit te voeren in dit protocol (10 contracties), op het hoofdscherm van de Run een knop is geselecteerd om te onthullen Alle status Run. Nu bij Begin is geselecteerd, een Run alle protocollen pop-up venster verschijnt dat vraagt ​​om het root-bestandssysteem naam en de map waarin de bestanden moeten worden opgeslagen. Dan, Start Protocol Series Test en Klaar zijn geselecteerd om de excentrieke protocol te starten. De bestanden worden automatisch opgeslagen in de geselecteerde Directory. 2. Positionering van het dier in de fysiologie rig <ol><li> Dier zorg en het gebruik commissie (ACUC) richtlijnen moet worden gevolgd voor alle procedures met betrekking tot dieren. </li><li> Verdoven hond met behulp van inhalatie-anesthesie (zoals isofluraan) volgens goedgekeurde protocol. Controleer knipperen reflex om er zeker van dat het dier is diep verdoofd. CO 2 monitoring, pulsoximetrie en de temperatuur nauwlettend gecontroleerd te worden gedurende de gehele procedure. Wij gebruiken meestal de propofol voor inductie gevolgd door sevofluraan voor inhalatie anesthesie. </li><li> Scheer het haar rond de laterale knie (knie), waar de stimulatie-elektroden worden geplaatst (dat wil zeggen, de laterale aspect van de ledematen te beginnen bij de fibulaire kop tot 2-3 cm distaal van de trochanter major. </li><li> Plaats hond op de fysiologie tafel in dorsale decubitus met het bekken ledematen zodanig geplaatst dat de femur en de tibia een rechte hoek te maken, en het scheenbeen is parallel aan het tafelblad. Of de rechter of linker ledematen kan worden getest. </li><li> Voorafgaand aan het vastmaken hond poot om pedaalkracht, controleren om te verzekeren dat de kracht pedaal is duidelijk en veilig te draaien. Volg de procedure voor het inschakelen van de fysiologie rig en activeer het pedaal. Let op: de kracht pedaal moeten worden "stijf" wanneer de gebruiker probeert om handmatig te verplaatsen. </li><li> Voorzichtig rest van de hond poot in het voetpedaal, meten en registreren van de lengte van poot van de hond van het centrum rotatie-as tot het einde van de laterale cijfer. </li><li> Zet de poot in de voet pedaal met behulp van elastiek zelfklevende wrap. </li></ol> 3. Isometrische twitch koppel (tibiotarsal flexie) <ol><li> Na een veiligheidscontrole, sluit steriele afgeschermde monopolaire 24-gauge stimulatie-elektroden op de stimulus isolatie-eenheid (SIU). </li><li> Stel de stimulator: continue puls uitgang op 1 Hz (een puls per seconde) </li><li> Software-instellingen: Laad het isometrische contractie protocol (op het hoofdscherm selecteer Laden Protocol). De Run een knop zichtbaar moet zijn naast de Begin knop. Dit zorgt ervoor dat het protocol is slechts een keer uitgevoerd. </li><li> Met handschoenen aan, maak de huid schoon met alcohol, en palperen de gemeenschappelijke peroneus net distaal van de laterale proximale fibula. Met een vinger markering op het gebied van de zenuw voorzichtig Plaats de kathode (zwart) elektrode onder de huid en net buiten het periost. De elektrode moet parallel worden geplaatst aan het oppervlak van de huid op een diepte van ongeveer 2 cm, voldoende om de elektrode te voorkomen dat het verplaatsen wanneer de hand wordt verwijderd. </li><li> Plaats de anode (rood) elektrode onder de huid, parallel en iets distaal van de kathode-elektrode. Beide elektroden moeten nu intern in de gemeenschappelijke peroneus net distaal van de fibula hoofd. </li><li> Activeer de stimulatietor op 1 Hz. Let op de krampreacties op de monitor. Maak kleine aanpassingen in de elektrode posities te verkrijgen van de grootste twitch amplitude mogelijk. De elektrode moet volledig worden verwijderd en vervangen in drie tot vier stappen van ½ cm parallel aan de tibia naar de grootste spierrespons te vinden. Dit is een cruciaal onderdeel van de procedure en grote zorg moeten worden genomen om de grootste respons te vinden. </li><li> Noteer de krampreacties door het verlaten van het Monitor Uitgang scherm (selecteert u Doorgaan) en selecteer Begin en Gereed om de gegevens te verzamelen. Sla het bestand met de gewenste bestandsnaam in het Opslaan als pop-up venster. Schakel de stimulator. </li></ol> 4. Isometrische tetanische koppel (tibiotarsal flexie) <ol><li> Zonder het verplaatsen van de elektroden, wijzigt u de stimulator instellingen 50 Hz voor 1,5 sec en kan de externe trigger-functie. Hierdoor kan de stimulator worden geactiveerd door de software. </li><li> Software-instellingen: De zelfde isometrische contractie protocol wordt gebruikt om de tetanische respons verzamelen als voor de twitch. Ervan uitgaande dat de stimulatie-elektroden niet zijn verplaatst, Begin en Gereed zijn geselecteerd om de tetanus te produceren. In de isometrische protocol om een tetanus te produceren, is de stimulator geactiveerd door de software om de juiste timing te houden. Sla de tetanische reactie in het Opslaan als pop-up venster. </li></ol> 5. Eccentric protocol <ol><li> Zonder het verplaatsen van de elektroden, wijzigt u de stimulator instellingen: 50 Hz voor 1 sec (100V), en schakel de externe trigger-functie. Hierdoor kan de stimulator worden geactiveerd door de software. </li><li> Software-instellingen: Laad de excentrieke stretch letsel protocol, een opdracht om de servomotor tot 29 graden (30 graden is het maximum) te draaien. Selecteer Run All. Selecteer Begin, voer het root-bestandssysteem naam voor de excentrieke reeks van bestanden en de map waarin ze worden opgeslagen. Selecteer Start Protocol Series test, en vervolgens op Gereed om het protocol te starten. </li><li> In dit protocol de stimulator is ingesteld om te worden geactiveerd door de software om de juiste timing te houden. Als de reactie op elke excentrieke contractie op het scherm verschijnt, wordt deze automatisch opgeslagen. </li><li> Een vier minuten rustperiode volgt elke set van tien excentrische contracties. </li><li> Verzamel een totaal van 30 excentrische contracties (drie sets van tien contracties; elke set gescheiden door een vier minuten rust periode). </li></ol> 6. Isometrische twitch koppel (tibiotarsal extensie) <ol><li> Herhaal de bovenstaande twitch-protocol, maar plaats de elektroden loodrecht op de huid en proximaal van de originele elektrode plaatsing voor de flexie-protocol. De tibiale zenuw wordt gestimuleerd als het cursussen caudaal en distaal in de gastrocnemious spier buiken. Het stimuleren van gekoppeld en referentie-elektroden diep geplaatst in de spieren caudale en net proximaal van de knie. De geschatte punt van plaatsing is langs een lijn die de 90 ° hoek gevormd door de knie (knie) tweeën deelt. Omdat de nervus tibialis dieper ligt (en caudaal) om de gemeenschappelijke peroneus zenuw, moeten de elektroden worden geplaatst op verschillende gebieden om de optimale twitch mogelijkheden te lokken. Dit is een cruciaal onderdeel van de procedure. Let op: koppel traces voor tibiotarsal twitch en tetanie zal ten opzichte van tibiotarsal flexie tracings lijken omgekeerd. </li></ol> 7. Isometrische tetanische koppel (tibiotarsal extensie) <ol><li> Zonder het verplaatsen van de elektroden, wijzigt u de stimulator instellingen 50 Hz voor 1,5 sec en kan de externe trigger-functie. Hierdoor kan de stimulator worden geactiveerd door de software. </li><li> Software-instellingen op: 50 Hz voor 1,5 sec en kan de externe trigger-functie. Hierdoor kan de stimulator worden geactiveerd door de software. </li><li> Software-instellingen: De zelfde isometrische contractie protocol wordt gebruikt voor het tetanus als voor de twitch. Ervan uitgaande dat de stimulatie-elektroden niet zijn verplaatst, Begin en Gereed zijn geselecteerd om de tetanus te produceren. </li><li> In de isometrische protocol om een ​​tetanus te produceren, is de stimulator geactiveerd door de software om de juiste timing te houden. Sla de tetanische respons in de pop-up venster Bestand opslaan. </li></ol> 8. Data-analyse <ol><li> Dynamische spier analyse (DMA) programma (Aurora Scientific) wordt gebruikt om het koppel en temporele informatie verzameld van twitch, tetanische en excentrische contracties te krijgen. </li><li> Het uitvoeren van het DMA-programma: De software kan worden herzien van tijd tot tijd, daarom instructies onderstaande relevant zijn voor de huidige versie van de software die we gebruiken. Wanneer de DMA-software wordt geopend is niet actief. Om het programma activeren, selecteert u de witte pijl knop in de linkerbovenhoek. De DMA-software heeft een aantal functies, maar voor ons doels, zal slechts een paar relevante functies worden beschreven. Laad een bestand te analyseren: De vernieuwen recente gegevens bestand of een nieuw bestand pop-up venster verschijnt wanneer de DMA-programma wordt gestart. Selecteer Nieuw, in het volgende venster te selecteren Labview, in het volgende venster selecteert u de juiste map en het bestand, selecteer Openen. Selecteer Verwijder Filter Plot om dit venster te verwijderen. Voer een filter frequentie in de Cut-off frequentie box. Optimale filter frequentie zou moeten worden bepaald op basis van de specifieke gegevens die moeten worden beoordeeld. Als voorbeeld gebruiken we 30 Hz voor onze isometrische reacties en 10 Hz voor de excentrieke reacties. Schakel het selectievakje gefilterde gegevens te klikken. Klik onder Selecteer Plot Data, selecteert u Gefilterd Force. Gebruik de twee schuifbalken aan de onderkant om het display uit te breiden en door het bestand te verplaatsen. </li><li> Twitch analyse (afb. 1): Ervan uitgaande dat het bestand is geladen en de bovenstaande stappen zijn voltooid, stelt u de positie van de cursors: Er zijn 3 cursors: (1) blauw (2) geel en (3) wit. Voor de isometrische samentrekkingen en tetani of andere isometrische contracties, is de blauwe vastgesteld op het punt waar het koppel stijgt van de rust koppel; de gele is geplaatst waar het koppel terugkeert naar rust koppel (dat wil zeggen, na de rust fase), de witte is geplaatst om het recht van de gele cursor (niet nodig). De cursors zijn gemakkelijk te verplaatsen met de linkermuisknop ingedrukt op de muis en het slepen van de geselecteerde cursor naar de gewenste positie. Voer de analyse uit: Wanneer de cursors zijn geplaatst, selecteert u Muscle Analyse, daarna Bekijk Resultaten. Op de geanalyseerde gegevens Muscle Resultaten pop-up venster, zijn een aantal variabelen worden weergegeven, zoals maximale kracht, Baseline Force, ½ Ontspanning Tijd, etc. De gegevens worden gepresenteerd voor het koppel antwoord dat ligt tussen cursors 1 (blauw) en 2 (geel ). Al deze variabelen of specifieke variabelen kunnen worden vastgelegd in een gegevensbestand, maar dat proces is niet hierin beschreven. Als een data log niet is ingesteld, dan zou de gegevens moeten worden vastgelegd met de hand. Selecteer Venster sluiten om terug te keren naar het hoofdscherm. Selecteer Afsluiten Programma om de DMA te sluiten en selecteer vervolgens de witte pijl de analyse van een nieuw bestand te beginnen. </li><li> Tetanie analyse (afb. 2): De dezelfde stappen als hierboven beschreven voor de twitch. </li><li> Eccentric analyse (afb. 3): De excentrieke analyse vereist meer stappen te zetten en gebruikt alle 3 cursors. Als de excentrieke koppel antwoord negatief is (dat wil zeggen, het koppel traces verschijnen in de neerwaartse richting), kan het omgekeerd worden door het invoeren van -1 in het referentiegebied (sq cm) box (koppel waarden zijn ongewijzigd) en selecteert u niet normaliseren; de -toets keert om aan te geven de gegevens zijn genormaliseerd (in dit geval, omgekeerde). Voer de gewenste Cut Off frequentie (bijvoorbeeld 10 Hz) en selecteer Gebruik ongefilterde gegevens om de knop om gefilterde gegevens omdraaien gebruiken, nu gefilterde gegevens zullen worden gebruikt voor de analyse. Plaats de blauwe cursor op het punt waar isometrische koppel begint te stijgen van rust koppel; positie van de gele cursor op het punt waar de excentrieke stretch koppel begint te verrijzen uit de isometrische plateau (zie onderstaande figuur), de positie van de witte cursor waar het koppel keert terug naar rusten koppel. Selecteert u Muscle Analyse, daarna Bekijk Resultaten. Op de geanalyseerde gegevens Muscle Resultaten pop-up venster, kunt u de gegevens tussen cursors 1 (blauw) en 2 (geel) voor de isometrische koppel gegevens, of tussen twee cursors (geel) en 3 (wit) voor de excentrieke koppel data. Al deze variabelen of specifieke variabelen kunnen worden vastgelegd in een gegevensbestand, maar dat proces is niet hierin beschreven. Als een data log niet is ingesteld, dan zou de gegevens moeten worden vastgelegd met de hand. Selecteer Venster sluiten om terug te keren naar het hoofdscherm. Selecteer Afsluiten Programma om de DMA te sluiten en selecteer vervolgens de witte pijl de analyse van een nieuw bestand te beginnen. </li></ol> 9. Representatieve resultaten <ol><li> Twitch koppel: tibiale zenuw stimulatie (1 Hz) geactiveerd single samentrekkingen van tibiotarsal extensor spieren (figuur 1). Merk op dat de Y-as 'kracht' geeft aan, koppel (het product van kracht en de afstand) wordt berekend door de gebruiker. We meten de lengte van de poot (van de rotatie-as tot het einde van de laterale cijfer). Deze lengte is de afstand (hefboom) gebruikt om koppel (Nm) te bepalen. </li><li> Isometrische tetanische koppel (tibiotarsal extensie): tibiale zenuwstimulatie tetanized tibiotarsal extensor spieren (1,5 sec trein van 50Hz pulsen). We gebruikten Dynamic spiercontrole computer software (DMC, Aurora Scientific, Inc), stimulatie timing te beheersen en koppel reacties (fig. 2) vast te leggen. </li><li> Eccentric protocol: De excentrische contracties werden uitgevoerd in het tibiotarsal flexoren. Percutane peroneus Stimulatie geactiveerd een initieel isometrische contractie gevolgd door een gezamenlijke rotatie waardoor verlenging van de geactiveerde flexor spieren (excentrieke samentrekking; afb. 3). 6 </li></ol><img src="/files/ftp_upload/2623/2623fig1.jpg" alt="Figuur 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 1"> Figuur 1. Plaatsing van de blauwe (# 1), geel (# 2) en witte (# 3) cursors om een twitch analyseren. Een vertegenwoordiger screen shot van de DMA-software wordt weergegeven voor tibiotarsal uitbreiding twitch in een gezonde 13 kg hond. Merk op dat voor verdere analyse uitgevoerd door de software, de gegevens worden geëxporteerd naar een spreadsheet, en de kracht output (in de figuur als Force (g) kunnen worden omgezet in koppel (Nm). Koppel wordt berekend door het product van kracht en hefboomarm afstand (in deze de verte = lengte gemeten van rotatie-as om laterale cijfer van de poot). <img src="/files/ftp_upload/2623/2623fig2.jpg" alt="Figuur 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 2"> Figuur 2. Plaatsing van de blauwe (# 1), geel (# 2) en witte (# 3) cursors om een tetanus te analyseren. Een vertegenwoordiger screen shot van de DMA-software wordt weergegeven voor tibiotarsal uitbreiding tetanie, hetzelfde dier zoals weergegeven in figuur 1. <img src="/files/ftp_upload/2623/2623fig3.jpg" alt="Figuur 3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 3"> Figuur 3. Plaatsing van de blauwe (# 1), geel (# 2) en witte (# 3) cursors om een excentrieke stretch-letsel samentrekking te analyseren. Een vertegenwoordiger screen shot van de DMA-software getoond voor een excentrieke stretch-letsel krimp in een gezonde 13 kg hond. De eerste plateau (groene lijn) illustreert de isometrische fase van de contractie. Het isometrische fase wordt gevolgd door een excentrieke (stretch) fase, zoals blijkt uit de snelle piek in de groene lijn. Herhaalde excentrische contracties meestal resulteren in een gestage daling van de isometrische koppel.

<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>
<li>Childers, M. K., Okamura, C. S., Bogan, D. J., Bogan, J. R., Sullivan, M. J., Kornegay, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myofiber+injury+and+regeneration+in+a+canine+homologue+of+Duchenne+muscular+dystrophy%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Phys+Med+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Myofiber injury and regeneration in a canine homologue of Duchenne muscular dystrophy.</a> Am J Phys Med Rehabil. 80, 175-181 (2001).</li>
<li>MK, C. hilders, JT, S. taley, JN, K. ornegay, KS, M. cD. onald <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skinned+single+fibers+from+normal+and+dystrophin-deficient+dogs+incur+comparable+stretch-induced+force+deficits%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+Nerve%22%5BJournal%5D)">Skinned single fibers from normal and dystrophin-deficient dogs incur comparable stretch-induced force deficits.</a> Muscle Nerve. 31, 768-771 (2005).</li>
<li>Kornegay, J. N., Bogan, D. J., Bogan, J. R., Childers, M. K., Cundiff, D. D., Petroski, G. F., Schueler, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contraction+force+generated+by+tarsal+joint+flexion+and+extension+in+dogs+with+golden+retriever+muscular+dystrophy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurol+Sci%22%5BJournal%5D)">Contraction force generated by tarsal joint flexion and extension in dogs with golden retriever muscular dystrophy.</a> J Neurol Sci. 166, 115-121 (1999).</li>
<li>Liu, J. M., Okamura, C. S., Bogan, D. J., Bogan, J. R., Childers, M. K., Kornegay, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+prednisone+in+canine+muscular+dystrophy%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+Nerve%22%5BJournal%5D)">Effects of prednisone in canine muscular dystrophy.</a> Muscle Nerve. 30, 767-773 (2004).</li>
<li>Tegeler, C. J., Grange, R. W., Bogan, D. J., Markert, C. D., Case, D., Kornegay, J. N., Childers, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eccentric+contractions+induce+rapid+isometric+torque+drop+in+dystrophin-deficient+dogs%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+Nerve%22%5BJournal%5D)">Eccentric contractions induce rapid isometric torque drop in dystrophin-deficient dogs.</a> Muscle Nerve. 42, 130-132 (2010).</li>
<li>Allen, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eccentric+muscle+damage%3A+mechanisms+of+early+reduction+of+force%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Physiol+Scand%22%5BJournal%5D)">Eccentric muscle damage: mechanisms of early reduction of force.</a> Acta Physiol Scand. 171, 311-319 (2001).</li>
<li>Friden, J., Lieber, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eccentric+exercise-induced+injuries+to+contractile+and+cytoskeletal+muscle+fibre+components%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Physiol+Scand%22%5BJournal%5D)">Eccentric exercise-induced injuries to contractile and cytoskeletal muscle fibre components.</a> Acta Physiol Scand. 171, 321-326 (2001).</li>
<li>Merkies, I. S., Faber, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Outcome+measures+in+Duchenne+muscular+dystrophy%3A+are+we+ready+for+the+new+therapeutic+era%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Neuromuscul+Disord%22%5BJournal%5D)">Outcome measures in Duchenne muscular dystrophy: are we ready for the new therapeutic era?</a> Neuromuscul Disord. 19, 447-447 (2009).</li>
<li>Nagaraju, K., Willmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developing+standard+procedures+for+murine+and+canine+efficacy+studies+of+DMD+therapeutics%3A+report+of+two+expert+workshops+on+%22Pre-clinical+testing+for+Duchenne+dystrophy%22%5BTitle%5D)+AND+%22Neuromuscul+Disord%22%5BJournal%5D)">Developing standard procedures for murine and canine efficacy studies of DMD therapeutics: report of two expert workshops on "Pre-clinical testing for Duchenne dystrophy".</a> Neuromuscul Disord. 19, 502-506 (2009).</li>
<li>Proske, U., Allen, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Damage+to+skeletal+muscle+from+eccentric+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22Exerc+Sport+Sci+Rev%22%5BJournal%5D)">Damage to skeletal muscle from eccentric exercise.</a> Exerc Sport Sci Rev. 33, 98-104 (2005).</li>
<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>

De productie van deze video-artikel werd gesponsord door Aurora Scientific, Inc

Dit protocol wordt gebruikt om grote dieren spierfunctie in vivo te analyseren beoordelen, documenteren en effectiviteit van de behandeling interventies bepalen of om biologische kenmerken van de progressie van de ziekte document. 1-6 Animal positionering, ledematen plaatsing en plaatsing van de elektroden zijn de belangrijkste variabelen die een grote invloed resultaten. In een eerste onderzoek was de gemiddelde alveolaire concentratie (MAC) waarden voor isofluraan geen significante invloed op krachtmetingen (Schueler RO, Koch H, Kornegay JN, niet-gepubliceerde data, 1993). Hardware en software zijn commercieel verkrijgbaar en methoden goed vastgesteld. 7, 1,2,8,4,9-11,6,12 Het wordt aanbevolen dat de gebruikers en het gebruik van de software en apparatuur hierboven beschreven bij het ​​volgen van dit protocol. Wijzigingen: de beperkingen van de huidige servomotor zijn lichaamsgewicht van ongeveer 23 kg en lengte van de poot 20cm. Merk op dat het koppel limiet is ~ 8 N-meter voor het koppel transducer (model 310LR) hier beschreven. Deze waarde mag worden overschreden bij normale honden na 6 maanden of ouder zijn. Mogelijke wijzigingen van het huidige protocol onder het updaten van de software en het koppel bereik van de sensor te verhogen. Aurora Wetenschappelijke produceert een ledemaat positionering apparaat voor grote dieren die kunnen worden vervangen door het stereotactische kader gebruikt worden in het huidige protocol. Deze methode is met succes toegepast op andere diermodellen, inclusief niet-menselijke primaten.

<table border="1"><tbody><tr><th> Naam van het serum </th><th> Vennootschap </th><th> Catalogus nummer </th><th> Commentaar (optioneel) </th></tr><tr><td> Stimulatie-elektroden </td><td> Teca </td><td> 25mmx26G </td><td> Steriele naald elektroden monopolaire </td></tr><tr><td> Stimulator </td><td> Gras </td><td> S88X </td><td></td></tr><tr><td> Stimulus isolatie-eenheid </td><td> Gras </td><td> SIU-C </td><td></td></tr><tr><td> Muscle hefboomsysteem </td><td> Aurora Wetenschappelijke </td><td> 310C-LR </td><td> Voetplaat optie </td></tr><tr><td> Signaal-interface </td><td> Aurora Wetenschappelijke </td><td> Serie 604A </td><td></td></tr><tr><td> Dynamische Muscle Control &amp; Analyse Software </td><td> Aurora Wetenschappelijke </td><td> Aurora Wetenschappelijke </td><td></td></tr><tr><td> PC / Monitor </td><td> Aurora Wetenschappelijke </td><td> Windows XP-computer </td><td></td></tr><tr><td> Limb positie van het apparaat </td><td> Aurora Wetenschappelijke </td><td> NA </td><td> Kan worden vervangen voor stereotactische kader </td></tr><tr><td> Tafel </td><td> Northstar Douane, LLC </td><td> NA </td><td> Op maat gemaakte tafel </td></tr><tr><td> Flexibele wrap voor de poot bevestiging te trappen </td><td> Andover </td><td> PetFlex (5cmx2m) </td><td> Kan worden hergebruikt een keer of twee </td></tr></tbody></table>

in vivo canine spierfunctie assay

In Vivo Canine Muscle Function Assay

Beschrijven we een minimaal-invasieve en reproduceerbare methode om honden bekken ledematen spierkracht en spier reactie op de herhaalde excentrische contracties te meten. Het bekken onderdeel van een verdoofde hond is geïmmobiliseerd in een stereotactisch frame om de tibia lijnen in een rechte hoek ten opzichte van het dijbeen. Lijm wrap brengt de poot aan een pedaal gemonteerd op de as van een servomotor aan koppel te meten. Percutane zenuwstimulatie activeert bekken been spieren van de poot om ofwel push (uitbreiden) of trek (flex) tegen op het pedaal om isometrische koppel te genereren. Percutane nervus tibialis stimulatie activeert tibiotarsal extensor spieren. Herhaalde excentrieke (verlenging) contracties worden geïnduceerd in de tibiotarsal flexor spieren door percutane peroneus stimulatie. De excentrieke protocol bestaat uit een initieel isometrische contractie, gevolgd door een gedwongen stretch opgelegd door de servomotor. De rotatie verlengt effectief de spier terwijl deze contracten, bijvoorbeeld, een excentrieke contractie. Tijdens de stimulatie flexor spieren worden onderworpen aan een 800 msec isometrische en 200 msec excentrieke contractie. Deze procedure wordt herhaald om de 5 sec. Om te voorkomen dat vermoeidheid, 4 min. rest volgt elke 10 contracties met een totaal van de uitgevoerde 30 contracties.

Beschrijven we een minimaal-invasieve en pijnloze methode om honden achterbeen spierkracht en spier reactie op de herhaalde excentrische contracties te meten.

In vivo Canine spierfunctie Assay

Wij beschrijven een minimaal invasieve en reproduceerbare methode om de spierkracht van de bekkenledematen bij honden en de spierrespons op herhaalde excentrische...

Het algemene doel van deze procedure is om de mechanische eigenschappen van de spieren in de achterpoten van een levende hond te meten en te karakteriseren met behulp van niet-invasieve methoden. Dit wordt bereikt door de hond eerst correct te positioneren in de fysiologische opstelling. De tweede stap van de procedure is het meten en registreren van het isometrische twitch-koppel en het titanische tibiaal-tarsale flexiekoppel.De derde stap van de procedure is het uitvoeren van excentrische contracties. De laatste stap van de procedure is het meten en registreren van de isometrische twitch, het koppel en het titanische koppel tijdens tibiale tarsale extensie. Uiteindelijk kunnen resultaten worden verkregen die de spierkracht van de achterpoten en de respons op herhaalde excentrische contracties aantonen via een niet-invasieve fysiologische methode.Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals ex vivo-assays van geïsoleerde spieren die terminale studies zijn, is dat de hier gebruikte methode in de loop van de tijd kan worden herhaald omdat deze niet-invasief is en goed wordt getolereerd. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen de spierfysiologie, zoals de reactie van spieren op contractie-geïnduceerde beschadiging of vermoeidheid. De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot de therapie of diagnose van spierdystrofieën, aangezien de methode de spierfunctie meet bij honden of andere grote zoogdieren.Dergelijke grote dieren zijn vereist in preklinische studies van vele nieuwe therapieën voorafgaand aan klinische trials en patiënten. Hoewel deze methode inzicht kan bieden in hondmodellen, kan zij ook worden toegepast op andere diermodelstelsels, zoals niet-menselijke primaten. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met deze methode moeite hebben vanwege de zorg die nodig is bij het plaatsen van de stimulatie-elektroden en de kennis van wat men kan verwachten van de koppelregistraties. Een visuele demonstratie van deze methode is cruciaal, aangezien de stappen voor het positioneren van de elektroden moeilijk aan te leren zijn vanwege de precisie die vereist is om de maximale koppelrespons van de spieren op te wekken.Tijdens het onderzoek worden twee protocollen, geschreven in de software voor dynamische spiercontrole (Dynamic Muscle Control of DMC), gebruikt om de stimulatie- en dataloggingparameters te definiëren. Het eerste protocol, het isometrische contractieprotocol, wordt gebruikt voor zowel de twitch- als de tetanuscontracties. Het tweede protocol, het excentrische stretch-letselprotocol, wordt gebruikt voor de excentrische contracties. De stimulatorinstellingen en de softwaresequenties die voor elk protocol worden gebruikt, zijn weergegeven in de hier getoonde tabel; twitchcontracties worden opgewekt met een stimulatie van 1 Hz.Tetanische en excentrische contracties worden opgewekt met een stimulatie van 50 hertz. In het geval van de excentrische contractie wordt een rek over de samentrekkende spier gelegd. Deze experimenten omvatten het opwekken van verschillende typen spiercontracties, waarbij de nervus peroneus wordt gestimuleerd om twitch-, tetanische of excentrische contracties van een flexorspier op te wekken, en de nervus tibialis wordt gestimuleerd om twitch- of tetanische contracties van een extensorspier op te wekken.Controleer na het anesthetiseren van de hond de knipperreflex om er zeker van te zijn dat het dier diep onder narcose is. Monitor de koolstofdioxide, de pulsoximetrie en de temperatuur nauwgezet. Scheer tijdens de procedure de haren op de laterale knie waar de stimulerende elektroden zullen worden geplaatst.Plaats vervolgens de hond op de fysiologische tafel. Zet het bekkenlid in rugligging zodanig dat het femur en de tibia een rechte hoek vormen en de tibia parallel loopt aan het tafelblad; controleer of het krachtpedaal veilig kan draaien. Het moet stug aanvoelen wanneer het handmatig wordt bewogen.Zet vervolgens de fysiologische opstelling aan en activeer het pedaal. De beweging van het pedaal wordt aangestuurd door de servomotor, die weer door de computer wordt geregeld. Plaats nu voorzichtig de poot van de hond op het voetpedaal; meet en noteer de lengte van de poot van de centrale rotatieas tot aan het uiteinde van de laterale vinger.Zet vervolgens de poot van de hond vast in het voetpedaal met behulp van elastisch zelfklevend verband. De transducer in het pedaal registreert de kracht van de spiercontracties van de poten. Stel de stimulatie-elektroden in door de afgeschermde monopolaire 24 gauge elektroden aan te sluiten op de stimulus-isolatie-eenheid.Reinig met handschoenen aan de handen de huid van de hond met alcohol en palpeer de nervus peroneus communis net distaal van de laterale proximale fibula met een vinger om het gebied van de zenuw te markeren; breng vervolgens voorzichtig de zwarte kathode-elektrode onder de huid in en plaats de rode anode-elektrode net extern van het periosteum onder de huid, parallel en iets distaal ten opzichte van de kathode-elektrode. Beide elektroden moeten nu intern ten opzichte van de nervus peroneus communis liggen, net distaal van het fibulakopje. Activeer daarna de stimulator op één hertz en observeer de twitch-respons op de monitor.Pas de posities van de elektroden indien nodig in kleine stappen aan om de grootst mogelijke twitch-amplitude te verkrijgen. Zodra de elektroden goed zijn geplaatst, activeert u de DMC-software om een twitch-respons te verzamelen. De volgende stap is het uitlokken van een tetanische contractie zonder de elektroden te verplaatsen.Stel de stimulator in zoals gespecificeerd in de tabel voor een titanische contractie. Activeer vervolgens het isometrische contractieprotocol in de software om een isometrische titanische contractie van de spier op te wekken. Het volgende experiment, het protocol voor excentrische stretch-letsel, wordt ebenfalls uitgevoerd zonder de elektroden te verplaatsen.Stel de stimulator in voor een excentrische contractie en start de stimulatie. In dit protocol wordt de zenuw 10 keer gestimuleerd bij 50 hertz gedurende één seconde. Tijdens die ene seconde trekken de flexorspieren isometrisch samen gedurende de eerste 800 milliseconden, waarna de spier wordt gerekt tijdens de laatste 200 milliseconden.Laat de spier vier minuten rusten na één set van 10 excentrische contracties. Herhaal het protocol voor de excentrische stretchletsel vervolgens nog twee keer, met een rustperiode van vier minuten tussen elke set om de strekspier te stimuleren; verplaats de elektroden naar de nervus tibialis door de elektroden loodrecht op de huid en proximaal ten opzichte van de oorspronkelijke elektrodeplaatsing voor flexie in te brengen. Het geschatte plaatsingspunt bevindt zich langs een lijn die de hoek van 90 graden die door de knie wordt gevormd, halveert.De nervus tibialis ligt dieper en caudaler dan de nervus peronea communis. Verplaats de elektroden indien nodig om de optimale twitchpotentialen op te wekken. Zodra de elektroden zijn geplaatst, wek dan een maximale twitch op met behulp van het isometrische protocol zonder de elektroden te verplaatsen.Pas de instellingen van de stimulator aan zoals gespecificeerd voor titanische contracties. Activeer vervolgens een titanische contractie van de mus tibialis tarsalis extensor en registreer deze. Het programma voor dynamische spieranalyse, of DMA-programma, wordt gebruikt om het koppel en de temporele informatie van de spiercontracties te analyseren.In deze figuur activeerde stimulatie van de nervus tibialis bij één hertz enkelvoudige trekkingen van de musculus extensor digitorum longus van de tarsus; voor de data-analyse zijn de posities van de drie cursors als volgt ingesteld. De blauwe cursor is geplaatst op het punt waar het koppel stijgt ten opzichte van het rustkoppel. De gele cursor is geplaatst op het punt waar het koppel terugkeert naar het rustkoppel.Na de relaxatiefase is de witte cursor niet meer nodig en wordt deze daarom rechts van de gele cursor geplaatst. Deze figuur laat zien dat isometrische tetanische koppelstimulatie van de nervus tibialis met een trein van 50 Hz pulsen gedurende 1,5 seconde resulteerde in een tetanische contractie van de m. tibialis tarsal extensor. Voor de data-analyse worden de blauwe en gele cursoren geplaatst.Wat betreft de twitch-analyse in deze figuur werden excentrische contracties opgewekt in de tibiale tarsale flexoren. Percutane stimulatie van de nervus perinealis activeerde een initiële isometrische contractie gedurende 800 milliseconden, waarna een geforceerde stretch op het been werd uitgeoefend. Voor deze data-analyse is de blauwe cursor geplaatst op het punt waar het isometrische koppel begint te stijgen vanaf het rustkoppel.De gele cursor wordt geplaatst op het punt waar het excentrische strekmoment begint te stijgen vanaf het isometrische plateau. De witte cursor wordt geplaatst op het punt waar het moment terugkeert naar het rustmoment. Zodra deze techniek beheerst is, kan deze in ongeveer een uur worden uitgevoerd, mits dit correct gebeurt. Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om een geprint protocol met stapsgewijze controlepunten te raadplegen bij het volgen van deze procedure.Andere methoden, zoals spierbiopsieën, kunnen worden uitgevoerd om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals het type spiervezel of de expressie van een transgen na de ontwikkeling ervan. Deze techniek heeft de weg vrijgemaakt voor onderzoekers in het veld van de spierfysiologie om de reacties op lichaamsbeweging bij honden met spierdistrofie te onderzoeken. Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht hebben in hoe u een niet-invasieve spierfysiologische assay bij honden uitvoert.

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Myo-mechanische analyse van geïsoleerde Skeletal Muscle

Een In vivo Knaagdieren Model van krimp veroorzaakte letsel en niet-invasieve monitoring van de Recovery

We beschrijven een methode om direct te meten spierkracht, spierkracht, contractiele kinetiek en vermoeidheid van geïsoleerde skeletspieren in...

Ex Vivo Beoordeling van contractiliteit, vermoeidheid en alternantie in geïsoleerde skeletspieren

Veranderingen in de ledematen spieren contractiele en passieve mechanische eigenschappen zijn belangrijk biomarkers voor spierziekten. Dit manuscript beschrijft fysiologische tests om deze eigenschappen te meten in het muizen extensor digitorum longus en m. tibialis anterior.

Evaluatie van de spierfunctie van de m. extensor digitorum longus<em&gt; Ex vivo</em&gt; En Voorste scheenbeenspier Spier<em&gt; In situ</em&gt; In Muizen

Exon skipping is momenteel een veelbelovende therapeutische optie voor Duchenne spierdystrofie (DMD). Om de toepasbaarheid voor DMD patiënten uit te breiden en de stabiliteit / functie van de resulterende afgeknotte dystrofine-eiwit te optimaliseren, een multi-exon skipping benadering met behulp van cocktail antisense oligonucleotiden werd ontwikkeld en we aangetoond systemische dystrofine redding bij een hond model.

Multi-exon Skipping Met behulp Cocktail antisense-oligonucleotiden in de Canine X-gebonden Muscular Dystrophy

We beschrijven een in vivo protocol om dorsiflexie van de voet te meten na stimulatie van de peroneale zenuw en contractie van het anterieure crurale compartiment van de achterpoot van de rat. Dergelijke metingen zijn een onmisbaar translationeel hulpmiddel voor het evalueren van skeletspierpathologie en weefselengineeringbenaderingen voor spierreparatie en -regeneratie.

toepassingen van<em&gt; In Vivo</em&gt; Functioneel testen van de Rat tibialis anterior voor de evaluatie van Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Meting van knaagdier skeletspieren contractiele functie is een nuttig instrument dat kan worden gebruikt voor het bijhouden van de progressie van de ziekte, alsmede de werkzaamheid van de therapeutische interventie. Hier beschrijven we de niet-invasieve, in vivo beoordelingvan de releveurs spieren die na verloop van tijd in de dezelfde muis kan worden herhaald.

Niet-invasieve beoordelingvan releveurs spier functie in muizen

Kwantificering van de maximale kracht van de knie-extensor is noodzakelijk om functionele aanpassingen aan veroudering, ziekte, letsel en revalidatie te begrijpen. We presenteren een nieuwe methode om herhaaldelijk in vivo knie-extensie isometrisch piek tetanisch koppel te meten.

In vivo meting van de spierfunctie van de knie-extensor bij muizen

Het huidige protocol beschrijft beknopte experimentele details over de evaluatie en interpretatie van in vivo koppelgegevens verkregen via elektrische stimulatie van de gemeenschappelijke peroneuszenuw bij verdoofde varkens.

In vivo Meting van Hindlimb Dorsiflexor Isometrisch koppel van varken

Dit artikel beschrijft hoe in vivo (met behulp van oppervlakte- en naaldelektrodearrays) en ex vivo (met behulp van een diëlektrische cel) elektrische impedantiemyografie op de gastrocnemiusspier van knaagdieren kan worden uitgevoerd. Het zal de techniek demonstreren bij zowel muizen als ratten en de beschikbare modificaties (d.w.z. zwaarlijvige dieren, pups) beschrijven.

In vivo en ex vivo elektrische impedantiemyografie uitvoeren bij knaagdieren

Verwondingen door volumetrisch spierverlies (VML) overschrijden het endogene regeneratieve vermogen, wat resulteert in permanente functionele tekorten. Het huidige VML-onderzoek richt zich vooral op ledemaat- en rompspieren. Om mechanistische studies van VML uit te breiden naar craniofaciale spieren, beschrijft dit artikel een in vivo methode voor longitudinale beoordeling van de kauwspierfunctie voor en na VML-letsel.

In vivo functionele beoordeling van de kauwspier van ratten na chirurgische creatie van een volumetrisch spierverlies (VML) letsel

Leer een niet-invasieve methode om spierkracht en excentrische contracties te meten bij honden. Deze techniek karakteriseert mechanische eigenschappen van achterpootspieren zonder terminale ingrepen.

In vivo Canine spierfunctie Assay

Meer video's verkennen