Name: Procedures voor Rat In situ Skeletspier contractiele eigenschappen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-10-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
Description: Leer de chirurgische voorbereiding en procedures om contractiele eigenschappen van het skeletspier van de rat in situ te bestuderen. Deze methode meet spierkracht onder fysiologische omstandigheden met normale bloedstroom.

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

Onderzoek ondersteund door de Natural Science and Engineering Research Council van Canada.

1. Introductie <ol><li> De MacIntosh lab is met behulp van de mediale gastrocnemius spier voorbereiding voor meerdere jaren, en daarvoor, de hele gastrocnemius spier voorbereiding, zoals ontwikkeld met Dr Phil Gardiner. 1 </li></ol> 2. Anesthesie <ol><li> Volwassen Sprague-Dawley ratten (200-300 g) worden doorgaans gebruikt in ons laboratorium voor de studie van contractiele eigenschappen in situ. De rat kan worden belemmerd in een plexiglas apparaat commercieel verkrijgbaar, of door het bedekken met een handdoek te houden. </li><li> We gebruiken ketamine / xylazine (100 mg · ml -1, elk) gemengd in 85:15 en beheert 0,1 ml per 100 g rat gewicht intramusculair 2,3. Natriumpentobarbital (50-60 mg · kg -1, intraperiteneal) of isofluraan (2-3,5%, inhalatie) kan ook worden gebruikt 4. </li><li> Terwijl de verdoving van kracht worden, kan een precieze gewicht worden verkregen en de linker achterste ledematen geschoren. Dit is ook een goede time om er zeker van alle elektronica is ingeschakeld en klaar. Dit geldt ook voor computers, rekstrook versterker, oliekachel en anderen. </li><li> Controleer voor de terugkeer van reflex periodiek en aanvulling van de anesthesie als nodig is (0,05 tot 0,1 ml per 100 g). </li></ol> 3. Initiëren Heelkunde <ol><li> We maken gebruik van een plexiglas platform om de rat voor een operatie te immobiliseren. Eenvoudige afplakband doet het werk. Zorg ervoor dat het dier wordt uitgerekt van links achterbeen naar rechts voorpoot. Voeg een druppel smeermiddel voor de ogen. We gebruiken paraffineolie. Anders zal de ogen uitdrogen met ketamine anesthesie. </li><li> Een kleine chirurgische licht is nuttig. Deze geeft genoeg warmte om te helpen het dier warm te houden. Alternatief kan een water verwarmingsdeken worden gebruikt. Controleer of het hoornvlies of teen-snuifje reflexen afwezig zijn voordat u verder gaat. Steriele techniek is niet nodig, omdat deze procedure acute. Het dier zal niet herstellen van de narcose. We euthanaseren de rat met verdovingoverdosering (0,2 ml, intracardiale) als alle procedures zijn voltooid. </li><li> De eerste incisie door de huid van de hiel aan de wervelkolom. We schaar, omdat de diepte van de snede kan worden geregeld en de schaar gebruikt om de huid los van de onderliggende weefsels. Ratten hebben een uitstekende hemostase, dus zo lang als je grote bloedvaten te voorkomen, bloedingen beperkt zal zijn. Houd blootgestelde oppervlakken bedekt met isotone zoutoplossing gedrenkte gaas, waar mogelijk. </li><li> Nadat de huid is gescheiden van het onderliggende bindweefsel wordt de oppervlakkige spierlaag snijden. Zorg ervoor dat u niet te gaan te diep, je wilt niet de heupzenuw of bloedvaten, of de spier van belang kunnen beschadigen. Begin over de gastrocnemius spier en snijd proximaal, langs dezelfde lijn als de huid incisie. Peek eronder te vinden en te voorkomen dat de heupzenuw. Zodra u de zenuw, kunt u de pad te volgen met uw incisie, maar blijf ruim boven de zenuw. Er is een duidelijke naad tussen muskelen. Plaats dit, en snijd langs die naad naar de knie. Kijk uit voor en vermijd bloedvaten. </li></ol> 4. Bereid piloot gat in femur voor bot-pin <ol><li> Knip de dunne laag van de spier over de caudale aspect van het dijbeen, het blootstellen van de kale bot. Met behulp van een hand-held draaiend gereedschap, boren, of pin ondeugd, (0,9 mm koolstofstaal bur), maak een klein gaatje door de cortex, en gewoon in de medulla. Boor niet te diep, of overmatig bloeden zal resulteren. Dit gat zal later worden gebruikt om een ​​bot pin plaatsen om de femur immobiliseren op de myograaf base. </li></ol> 5. Isoleer innervatie van de mediale gastrocnemius spier <ol><li> De volgende stap is een ontleedmicroscoop. Zoek de plaats waar de knieholte zenuw verdwijnt achter de mediale gastrocnemius spier. Voorzichtig verspreid de verschillende branches, en snijd alles wat niet innerveren de mediale gastrocnemius spier. Innervatie kan worden bepaald door microstimulatie. Op thiDe etappe, ook ervoor zorgen dat de oppervlakkige takken van de nervus ischiadicus worden gesneden. </li><li> Nu ruimen het bindweefsel van de nervus ischiadicus, zodat het kan worden gleed in de zenuw manchet (later). Zorg ervoor dat u de zenuw voorzichtig te behandelen. Een stuk van de zenuw kan leiden tot inexcitability en voortijdig einde van uw experiment. </li></ol> 6. Isoleer de achillespees en gastrocnemius spier <ol><li> Stompe dissectie, waarbij af behulp van een schaar kan gebruikt worden om de gastrocnemiusspier scheiden van andere weefsels. De pees van de plantaris kan worden getrokken uit onder de achillespees, gebonden en gesneden. De band wordt alleen gebruikt om de pees te houden en kan worden weggesneden direct na de pees wordt gesneden en de plantaris wordt gescheiden van de gastrocnemius spier voor een aanzienlijke lengte. Plaats een # 1 zijde ligatuur rond de achillespees, en das met een platte knoop. Trek niet te strak, of de pees beschadigd worden. We maken gebruik van bot rongeurs aan de calcan snijden EUS, waardoor een klein stukje bot nog aan de achillespees. Houd de snijvlakken horizontale om er zeker van het bot is gesneden, niet alleen de pees. Dit zorgt ervoor dat de achillespees kan worden aangebracht later aan de myograaf. </li><li> Langs de onderzijde van de gastrocnemius kan de soleus zichtbaar. Opnieuw kan stompe dissectie worden gebruikt om de soleus scheiden van de gastrocnemius spier. We willen de mediale gastrocnemius te isoleren, dus het is de enige spier nog aan de achillespees. Snij de soleus pees, dicht bij het distale einde. Dan kunt u scheiden van de mediale en laterale gastrocnemius spieren, en snijd de laterale pees, waardoor alleen de mediale gastrocnemius spier aan de achillespees. Trek de laterale gastrocnemius spieren buiten de mediale samen ongeveer 50% van zijn lengte. Dan deze lengte de vezels elkaar kruisen en schade door verder trekken. Controleer of de spier vrij is van bindweefsel. </li></ol>e "&gt; 7. Snijd de tibia <ol><li> Plaats een ligatuur rond de schacht, net boven het midden. Dit moet strak, zonder te snijden in het weefsel. Een tweede lus voor koppelverkoop voorkomt uitglijden. Opnieuw gebruik maken van een platte knoop te beveiligen. </li><li> Met behulp van een kleine zaag, snijd het onderbeen weg. Deze verlaging moet ongeveer halverwege langs het scheenbeen. </li><li> Plaats een scherpe sonde in het merg van de tibia. Deze probe wordt gebruikt om de tibia op basis myograaf immobiliseren. </li><li> Bevestig 2 elastieken de huid, met Michel clips. Deze en andere elastieken worden gebruikt om de huid houden rond de spier een container die wordt gevuld met paraffineolie verwarmde vormen. </li></ol> [OPTIONEEL] 8. Plaats sonometric kristallen (optionele stap) 5 <ol><li> Plaats het dier op een verwarmingselement bij lage stand. Een rectale sonde, kan indien deze niet reeds geplaatst ingevoegd op dit moment. Gebruik een kleine druppel paraffine-olie om te smeren. </li><li>Met microstimulatie, identificeren de uiteinden van een fascicle binnen de spier. Steek een 21 gauge naald in de plaats van de oorsprong en insertie van de spier. </li><li> Schuif een sonometric kristal in het gat van de naald, en afdichting met vet-band chirurgische lijm. Gebruik een kleine druppel lijm en zorg ervoor dat het goed wordt geplaatst over het kristal. Aanbrengen van de lijm op een stuk papier gesneden met scherpe hoeken helpt bij aanbrengen van de lijm nauwkeurig. We leggen een extra kristal bij het inbrengen van de fascicle die werd geïdentificeerd door microstimulatie. </li></ol> [CONTINUE] 9. Monteren inrichting (zie figuur 1) <ol><li> Plaats de rat op de myograaf basis, met het scheenbeen sonde gericht op de hendel. Plaats de sonde in de houder, het been immobiliseren. </li><li> Trek de huid tot aan de zijkanten, een houder te vormen met elastieken verzekeren. </li><li> Stel boor (1/16 inch) in de femur, waarbij de pilootgat dat is gemaakt tijdens chirurgische voorbereiding. Zorg ervoor dat u het dijbeen op het voorste gedeelte te ondersteunen als u de boor (in een pin vice) als breuk van het dijbeen kan leiden, beëindiging van het experiment voortijdig. Bevestig de pen bankschroef om een ​​cross-bar om het dijbeen te immobiliseren. </li><li> Plaats de distale stomp van de nervus ischiadicus door de zenuw te stimuleren manchet (kathode in de richting van de spieren) en plooi terug dicht bij de oorsprong van de spier. Sluit de stimulator deze draden. </li><li> Bevestig de Achillespees aan de hendel, die gevoelige sensoren op het heeft. Tie snuggly, maar laat enige ruimte voor later instellen. Zorg ervoor dat de uitlijning van de spier is loodrecht met de hendel. </li><li> Vul het reservoir gevormd door de huid met warme paraffine-olie. </li><li> Zet de warmtelamp en positie afschermingen van aluminiumfolie over de kop van het dier, en de krachtopnemer. Extra folie schilden kan noodzakelijk zijn om de kerntemperatuur van het dier niet exceed 38 ° C. De lengte van de spier kan worden ingesteld dat doorhangen van de tekenreeks wordt verwijderd uit de verbinding tussen de mediale gastrocnemius en de krachtopnemer. </li></ol> 10. Stel de maximale spanning en referentie lengte <ol><li> Terwijl de spier aan het opwarmen is, stelt u de stimulator en test de stimulatie spanning. Het is belangrijk om zeker de stimulatie ingesteld op zeer korte pulsduur. We maken gebruik van 50 microseconden. Maximale spanning moet minder dan 1 V vanaf 0,5 V, het voltage tot twitch amplitude niet toeneemt. Maximale spanning is de laagste spanning dat alle motorische eenheden activeert. We meestal stimuleren op het dubbele van de maximale spanning, of 3 V als dit hoger is. </li><li> Typisch zal experimenten beginnen met de spieren aan de lengte die de grootste contractie twitch geeft. Een twitch wordt verkregen met een enkele stimulerende puls. De spierlengte wordt verhoogd met ongeveer 1 mm voor een twitch. Dit wordt herhaald zolang twitch amplitudetoeneemt. Zodra twitch amplitude afneemt zal de lengte worden teruggegeven aan degene die de grootste amplitude heeft twitch. </li><li> Na deze eerste instelling van de lengte, testen we het systeem met wat we noemen een "conditionering tetanische contractie". De stimulator is ingesteld om pulsen te leveren bij 200 Hz voor 500 ms. Levering van deze stimulatie leidt tot een volledig gesmolten tetanische contractie. De kracht die door de spier draai alle verbindingen, met inbegrip van de knopen op de spier. Na een geschikte rust afvoer van potentiëring 4 wordt de verwijzing lengte van de spier wordt gereset (zie deel 9.2). Meestal is de conditionering tetanische contractie zullen sommige fascicle lengte korter zijn toegestaan, zodat de spier moet worden uitgerekt iets terug naar de lengte die de grootste amplitude twitch contractie geeft. </li></ol> 11. Start het experiment <ol><li> Een typisch experiment zal lengte verstellingent en / of stimulatie met verschillende patronen van de stimulatie. Het verzamelen van gegevens kan het gaan gewoon kracht, of kracht, met een lengte, fascicle lengte en elektromyogram. </li></ol> [OPTIONEEL] 12. Kracht-frequentie relatie 2 <ol><li> Stel de trein duur lang genoeg om een ​​plateau van kracht te bereiken bij een frequentie van belang. De maximale isometrische kracht bereikt in de mediale gastrocnemius bij 200 Hz. Trein duur ten minste 200 ms; langer is beter voor lagere frequenties, maar resulteert in sommige vermoeidheid wanneer meerdere contracties worden gebruikt om het volledige scala van de kracht-frequentie relatie te bepalen. We gebruiken meestal contracties bij 0, 20, 40, 60, 80, 100 en 200 Hz. Deze frequentiegebieden mogelijk het volledige bereik van de kracht-frequentie relatie te beschrijven. Een geschikte rust tussen contracties moet kunnen voorkomen vermoeidheid (1-10 min). </li></ol> 13. Kracht-lengte RELATIEip 6 <ol><li> De geschatte optimale lengte eerder, kan een kracht-lengte verhouding worden bepaald door het systematisch de lengte van de spier van -4 tot +4 mm mm met een servo-motor inrichting. Dit moet gebeuren met maximale stimulering (200 Hz), maar we hebben ontdekt dat zeer korte weeën hetzelfde geldt optimale lengte 7 verkregen. Submaximale contracties, zoals samentrekkingen, worden gebruikt, maar dit levert een andere lengte-afhankelijkheid van kracht 8. </li><li> Een belangrijk aspect van de bepaling van de kracht-lengte relatie is de noodzaak om de passieve kracht schatten op de fascicle lengte waarbij de gemeten kracht optreedt. Actieve kracht wordt berekend als het verschil tussen totale kracht en de juiste passieve kracht. Aangezien de parallelle elastische structuren draagt ​​de passieve kracht en deze zijn in serie met de serie elastische structuren moeten de passieve kracht bijdrage aan totale kracht afnemen naarmate de reeks elastic structuren worden uitgerekt tijdens een wee 3. Zodra de passieve kracht is gekend voor alle relevante spierlengtes, kan de juiste passieve kracht worden geschat met de continue meting van fascicle lengte met behulp van sonomicrometry, of door het schatten van de naleving van het meetsysteem en de in-serie structuren van de spier-pees-eenheid. Als dit niet gebeurt, worden de optimale lengte van het preparaat en piek krachten, onderschat. </li></ol> 14. Kracht-snelheid relatie 9 <ol><li> Als u wilt de kracht-snelheid relatie vast te stellen, moet u de krachtomzetters hechten aan een systeem, waarop de controle van een van beide belasting of snelheid van lengteverandering mogelijk maakt. De eenvoudigste en meest kosteneffectieve methode is om de luchtdruk te gebruiken om verkorting te beperken tot een gecontroleerde lading. In ons systeem wordt de spier aan de hefboom aan een zijde van het draaipunt en de luchtdruk belemmert lengteverandering aan de andere kant. Een lengte sensor needs in dienst, zodat u in staat zijn om de verandering in spierlengte detecteren tijdens isotone contracties. Deze opstelling is afterloaded contracties met pneumatische weerstand. Dubbele tanks kunnen toestaan ​​isometrische contractie met lozing in een isotone belasting. In totaal van 15-20 contracties moet worden verkregen, met ladingen variërend van bijna onbelast tot maximale isometrische kracht. Bij de montage van gegevens een vergelijking moet lasten boven 90% van isometrische niet gebruiken 9. </li></ol> 15. Representatieve resultaten: Voorbeeld contracties zijn weergegeven in figuur 2. Deze contracties werden verkregen van de kracht-frequentierelatie illustreren. Het berekenen van de maximale actieve kracht van deze contracties, en het plotten van de actieve kracht tegen de frequentie, de opbrengst Figuur 3, de kracht-frequentie relatie. De gegevens in figuur 2 kunnen passen aan de vergelijking: AF = c / (1 + e ((AF) / b) + d) AF werkzame kracht F in frequentie en, b, c en d constanten zijn. Voor de rat mediale gastrocnemius spier, de half-maximale frequentie van stimulatie is gewoonlijk 50-60 Hz in niet-vermoeide spier 2. De resultaten zullen nauw aansluiten op de lijn die door de vergelijking hierboven. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/3167/3167fig1.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 1"> Figuur 1 Inrichting en spier set-up:. Pneumatische opstelling wordt getoond links isometrische rechts. Het hefsysteem links weergegeven is aan de omzettingstabel als dynamische contracties gewenst (naar 13). De stappenmotor wordt aangestuurd door een computer (naar 14). <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/3167/3167fig2.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 2"> . Figuur 2 Gesuperponeerd isometrische contracties: 20, 40, 60, 80, 100 en 200 Hz. De amplitude van de contractie is 200 Hz 8,13 N. les/ftp_upload/3167/3167fig3.jpg "/&gt; . Figuur 3 Kracht-frequentie relatie: Actieve kracht van de contracties in figuur 2 worden uitgezet en de lijn staat voor de best passende lijn.

<ol><li>MacIntosh, B. R., Gardiner, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Posttetanic+potentiation+and+skeletal+muscle+fatigue%3A+interactions+with+caffeine%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Physiology+and+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Posttetanic potentiation and skeletal muscle fatigue: interactions with caffeine.</a> Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 65, 260-268 (1987).</li>
<li>Dormer, G. N., Teskey, G. C., MacIntosh, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force-frequency+and+force-length+properties+in+skeletal+muscle+following+unilateral+focal+ischeaemic+insult+in+a+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22Acta.+Physiol.+%28Oxf.%29%22%5BJournal%5D)">Force-frequency and force-length properties in skeletal muscle following unilateral focal ischeaemic insult in a rat model.</a> Acta. Physiol. (Oxf.). 197, 227-239 (2009).</li>
<li>MacIntosh, B. R., MacNaughton, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+length+dependence+of+muscle+active+force%3A+considerations+for+parallel+elastic+properties%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">The length dependence of muscle active force: considerations for parallel elastic properties.</a> J. Appl. Physiol. 98, 1666-1673 (2005).</li>
<li>Tubman, L. A., MacIntosh, B. R., Rassier, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absence+of+myosin+light+chain+phosphorylation+and+twitch+potentiation+in+atrophied+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Physiology+and+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Absence of myosin light chain phosphorylation and twitch potentiation in atrophied skeletal muscle.</a> Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 74, 723-728 (1996).</li>
<li>MacNaughton, M. B., MacIntosh, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+length+during+repetitive+contractions+on+fatigue+in+rat+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers.+Arch%22%5BJournal%5D)">Impact of length during repetitive contractions on fatigue in rat skeletal muscle.</a> Pflugers. Arch. 455, 359-366 (2007).</li>
<li>MacNaughton, M. B., MacIntosh, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reports+of+the+Length+Dependence+of+Fatigue+are+Greatly+Exaggerated%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Reports of the Length Dependence of Fatigue are Greatly Exaggerated.</a> J. Appl. Physiol. 101, 23-29 (2006).</li>
<li>Rassier, D. E., MacIntosh, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Length-dependent+twitch+contractile+characteristics+of+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Physiology+and+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Length-dependent twitch contractile characteristics of skeletal muscle.</a> Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 80, 993-1000 (2002).</li>
<li>Rack, P. M. H., Westbury, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+length+and+stimulus+rate+on+tension+in+the+isometric+cat+soleus+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">The effects of length and stimulus rate on tension in the isometric cat soleus muscle.</a> Journal of Physiology. 204, 443-460 (1969).</li>
<li>Devrome, A. N., MacIntosh, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biphasic+force-velocity+relationship+in+whole+rat+skeletal+muscle+in+situ%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">The biphasic force-velocity relationship in whole rat skeletal muscle in situ.</a> J. Appl. Physiol. 102, 2294-2300 (2007).</li>
<li>Drzymala-Celichowska, H., Krutki, P., Celichowski, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Summation+of+motor+unit+forces+in+rat+medial+gastrocnemius+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J+Electromyogr.+Kinesiol%22%5BJournal%5D)">Summation of motor unit forces in rat medial gastrocnemius muscle.</a> J Electromyogr. Kinesiol. 20, 599-607 (2010).</li>
<li>Petrofsky, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+the+recruitment+and+firing+frequencies+of+motor+units+in+electrically+stimulated+muscles+in+the+cat%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+%26+Biological+Engineering+%26+Computers%22%5BJournal%5D)">Control of the recruitment and firing frequencies of motor units in electrically stimulated muscles in the cat.</a> Medical & Biological Engineering & Computers. 16, 302-308 (1978).</li>
<li>Bawa, P., Binder, M. D., Ruenzel, P., Henneman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recruitment+order+of+motoneurons+in+stretch+reflexes+is+highly+correlated+with+their+axonal+conduction+velocity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Recruitment order of motoneurons in stretch reflexes is highly correlated with their axonal conduction velocity.</a> Journal of Neurophysiology. 52, 410-420 (1984).</li>
<li>Dormer, G. N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Fundamental+Contractil+Properties+of+Skeletal+Muscle+Following+a+stroke+in+a+Rat+Model.+Master%27s%22">Fundamental Contractil Properties of Skeletal Muscle Following a stroke in a Rat Model. Master's Thesis</a>. , University of Calgary. (2008).</li>
<li>MacNaughton, M. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+Length+dependence+of+Fatigue+and+of+Repetitive+Contractions.+Master%27s%22">The Length dependence of Fatigue and of Repetitive Contractions. Master's Thesis</a>. , University of Calgary. (2005).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Goede kwaliteit contractiele resultaten kunnen worden verkregen met zorg in chirurgische voorbereiding, veilige bevestiging in het apparaat en van goede kwaliteit elektronica. Wanneer een student wordt deze operatie leren, een aantal gemeenschappelijke slips zijn onder meer: ​​het uitrekken van de nervus ischiadicus, het verstoren van de bloedstroom, en overmatig bloeden. De zenuw moet met zorg behandeld worden om beschadiging te voorkomen. U weet u het zenuw beschadigd indien de maximale tetanische kracht optimale lengte is aanzienlijk minder dan die getoond in figuur 3 of als de stimulatie voltage nodig maximaal activering van alle motoreenheden groter is dan 5 volt. Het is relatief eenvoudig te voorkomen dat bloedvaten waar deze spier tijdens de operatie. Verstoring van de vaartuigen kunnen optreden wanneer de boorkop wordt geplaatst in de caudale oppervlak van de femur. Als het geleidegat niet op het vlakke oppervlak van de femur, kan de boor slippen. Wanneer dit gebeurt, is het mogelijk dat de knieholte vaartuigen te verstoord. Indienbloed zwembaden rond de spier na het opstarten, is dat een teken dat u deze schepen verstoord. Overmatig bloeden kan ook optreden als een grote ader wordt gesneden en niet gebonden. Grote aderen om op te letten zijn degenen rond de enkel. De in situ spiervoorbereiding een waardevolle benadering van de studie van spier contractiele eigenschappen. Individuele motorische eenheden geactiveerd kan worden 10, maar meestal alle motor units worden synchroon geactiveerd. Dit is een nadeel ten opzichte van de normale asynchrone activatie die optreedt door vrijwillige aandrijving recruitment, dus is een beperking. Echter, aan de positieve kant, synchrone activering maakt kwantificering van een gemiddelde responstijd van alle motorische eenheden. Er zijn twee benaderingen zijn gebruikt om synchrone activering te voorkomen. Men een electrode manchet gebruiken met verschillende paren draden stimuleren. Dit maakt activatie van een deel van de motoreenheden met elk paar,en stimulatie kan draaien door middel van de paren om asynchrone activering te bereiken. Deze wijze van activering kan worden gecombineerd met anodische blok 11 geprobeerd motoreenheden activeren in de juiste volgorde volgens de grootte principe 12. In deze benadering worden alle motoreenheden geactiveerd met een proximale paar elektroden en een blok opgelegd gelijkstroom stimulatie. De amplitude van de stimulus blok kan gemoduleerd motor eenheden die activering niet gewenst remmen. Blijkbaar is de blok van invloed op grote axonen tegen de laagste spanning, en geleidelijk invloed op kleinere eenheden. De in situ rat gastrocnemius spier voorbereiding is een waardevolle fysiologische benadering van de studie van het skelet spiercontractie en biochemische eigenschappen in gezondheid en ziekte.

<table border="1"><tbody><tr><th> Benaming van het apparaat </th><th> Vennootschap </th><th> Catalogusnummer </th><th> Opmerkingen (optioneel) </th></tr><tr><td> Tondeuse </td><td></td><td></td><td> Goede kwaliteit huisdier tondeuse </td></tr><tr><td> Chirurgische lamp </td><td> Dyna-Lume </td><td></td><td> Elk van verschillende zal </td></tr><tr><td> Myograaf </td><td></td><td></td><td> Maatwerk </td></tr><tr><td> Stimulator </td><td> Gras </td><td> S-88 </td><td> Elk van verschillende zal </td></tr><tr><td> Spanningsmeter versterker </td><td> CWE </td><td> PM-1000 </td><td></td></tr><tr><td> Telethermometer </td><td> YSI </td><td> YSI-400 </td><td></td></tr><tr><td> Robotic platform </td><td> Arrick Robotics </td><td> MD-2 </td><td></td></tr><tr><td> Sonometric versterker </td><td> Sonometrics </td><td> Sonolab </td><td></td></tr><tr><td> Computer en het verzamelen van gegevens </td><td> PC met NI board </td><td></td><td> Aangepaste software (LabVIEW) </td></tr><tr><td> Blokverwarming </td><td> Lab-lijn </td><td> Multi-block </td><td></td></tr><tr><td> Nerve manchet </td><td></td><td></td><td> Custom made </td></tr><tr><td> Microstimulator </td><td></td><td></td><td> Custom made </td></tr></tbody></table>

procedures voor rat<em&gt; in situ</em&gt; skeletspier contractiele eigenschappen

Procedures for Rat in situ Skeletal Muscle Contractile Properties

Er zijn vele omstandigheden waarin het wenselijk verkrijgen contractiele respons van de skeletspier onder fysiologische omstandigheden: normale verkeer, intact volledige spieren, bij lichaamstemperatuur. Dit omvat de studie van de contractiele responsen zoals posttetanic potentiëring, trappenhuis en vermoeidheid. Bovendien kunnen de gevolgen van de ziekte, onbruik, letsel, training en behandeling met geneesmiddelen van belang zijn. Deze video demonstreert passende procedures op te zetten en te gebruiken deze waardevolle spier voorbereiding. Voor het instellen van dit preparaat, moet het dier verdoofd, en de mediale gastrocnemius spier wordt chirurgisch geïsoleerd, met de oorsprong intact. Zorg moet worden genomen om de bloed en zenuw handhaven. Een lange sectie van de nervus ischiadicus verwijdering van bindweefsel, en doorgesneden proximaal. Alle takken van de distale stomp die niet innerveren de mediale gastrocnemius spier worden verbroken. De distale zenuw stomp is insertieted in een manchet bekleed met roestvrij staal stimulerende draden. De calcaneus wordt doorgesneden, waardoor er een klein stukje bot nog aan de achillespees. Sonometric kristallen en / of elektroden voor elektromyografie kan worden. Immobilisatie door metalen probes in het bovenbeen en onderbeen voorkomt beweging van de spieren oorsprong. De achillespees wordt aan de krachtopnemer en de losgemaakte huid wordt getrokken aan de zijkanten een houder die is gevuld met paraffineolie verwarmde vormen. De olie verdeelt de warmte gelijkmatig en minimaliseert warmte verloren. Een warmte lamp is gericht op de spier en de spier-en rat mag opwarmen tot 37 ° C. Tijdens het opwarmen, kan maximale spanning en optimale lengte bepalen. Dit zijn belangrijke eerste voorwaarden voor een experiment op intacte volledige spieren. Het experiment kan bepaling van de standaard contractiele eigenschappen, zoals de kracht-frequentie relatie, kracht-lengte relatie, en kracht-snelheid relatie. </p&gt; Met zorg in chirurgische isolatie, immobilisatie van de oorsprong van de spier en de uitlijning van de spier-pees-eenheid met de krachtopnemer, en de juiste data-analyse, kan een hoge kwaliteit metingen worden verkregen met deze spier voorbereiding.

Deze video toont de chirurgische voorbereiding en procedures die nodig zijn om de contractiele responsen van de rat mediale gastrocnemius spier voorbereiding bestuderen<em&gt; In situ</em&gt;. Deze bereiding kan meting van skeletspieren contractiele eigenschappen onder fysiologische omstandigheden. Het dier wordt verdoofd en de spier wordt gescheiden van omringend weefsel bij het distale uiteinde. De achillespees is verbonden met een krachtopnemer, waarbij de meting van contractiele spier reactie bij 37 ° C met een intacte circulatie.

Procedures voor Rat<em&gt; In situ</em&gt; Skeletspier contractiele eigenschappen

Er zijn veel omstandigheden waarin het wenselijk is om de contractiereactie van skeletspieren onder fysiologische omstandigheden te verkrijgen: normale ...

Het algemene doel van deze procedure is het bestuderen van de contractiele eigenschappen van skeletspieren onder fysiologische omstandigheden. Dit wordt bereikt door een dier onder narcose te brengen en de motorische zenuwvoorziening van de betreffende spier chirurgisch te isoleren. De volgende stap van de procedure is het isoleren van het distale uiteinde van de spier.De spier wordt vervolgens geplaatst in een myograft, zodanig dat de oorsprong van de spier is geïmmobiliseerd en de spierlengte wordt ingesteld op een reproduceerbare referentielengte. Door stimulatie van de motorische zenuwen kunnen resultaten worden verkregen die fundamentele contractiele eigenschappen aantonen, zoals kracht-snelheid, kracht-frequentie en vermoeidheid, of unieke eigenschappen die geassocieerd zijn met ongebruikelijke stimulatiepatronen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van andere methoden, zoals de in vitro beoordeling van contractiele eigenschappen, is dat in situ beoordeling directe examinatie van de contractiele eigenschappen van de spier mogelijk maakt bij lichaamstemperatuur en met een normale bloedstroom.Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen op het gebied van spiermechanica, spiermetabolisme en inspanningsfysiologie, zoals: wat zijn de mechanismen van perifere skeletspiervermoeidheid? Wat zijn de korte termijngevolgen van herhaalde activatie? Chronische behandeling van de dieren, zoals training of achterpoot-suspensie, gevolgd door een beoordeling van de contractiele eigenschappen, maakt het mogelijk om de impact van dergelijke behandelingen op de contractiele eigenschappen te bepalen.Deze in situ-methode kan inzicht verschaffen wanneer de contractiele eigenschappen van skeletspieren veranderen. Contractiele eigenschappen kunnen acuut veranderen door repetitieve activatie of chronisch door ziekte, inactiviteit of training. Contracties kunnen isometrisch of dynamisch zijn, waarbij rekening kan worden gehouden met de lengte van de spier.Zodra de geselecteerde rat volledig onder narcose is, wordt deze met maskeringstape vastgezet op een plexiglasplatform. Voeg een druppel paraffineolie toe aan de ogen en controleer dubbel of er geen hoornvlies- of teenreflexen aanwezig zijn voordat u verdergaat. Steriele techniek is hierbij niet van belang, aangezien het om een acute procedure gaat.Knip nu met een schaar door de geschoren huid van de hiel naar de wervelkolom en scheid de huid van het onderliggende weefsel. Houd de blootgestelde oppervlakken bedekt met gaas gedrenkt in isotonische zoutoplossing. Snijd proximaal door de oppervlakkige spier over de musculus gastrocnemius langs dezelfde lijn als de huidincisie. Zorg er tijdens het doorsnijden van de spier voor dat u de nervus ischiadicus lokaliseert en vermijdt.Gebruik het verloop van de zenuw om de incisie te leiden, maar blijf ruim boven de zenuw. Identificeer vervolgens de duidelijke naad tussen de spieren en snijd langs deze naad in de richting van de knie. Let erop dat er geen bloedvaten worden doorgesneden.Overmatig bloeden of zelfs schade aan het essentiële bloedvat zal resulteren in een spierpreparaat dat snel verslechtert en waarbij de spierontspanning traag verloopt. Maak nu het bindweefsel rond de nervus ischiadicus schoon, zodat deze in de zenuwmanchet kan worden geschoven. Behandel de zenuw zorgvuldig.Het uitrekken van de zenuw kan leiden tot verminderde exciteerbaarheid, waardoor het experiment voortijdig wordt beëindigd. Bind een draad om de zenuw, maak de zenuw proximaal van de binding door en klap de zenuw terug over de spier. Gebruik nu een handestuurbare rotatietool om een klein geleidgat door de cortex, bijna tot in de medulla van het femur, te boren.Boor niet te diep, anders ontstaat er overmatige bloeding. Vermijd contact met zachte weefsels onder een dissectiemicroscoop. Lokaliseer de plek waar de nervus popliteus achter de musculus gastrocnemius medialis verdwijnt.Spreid de verschillende takken voorzichtig uit en snijd de tak naar de laterale gastrocnemius door. De overige takken zullen worden doorgesneden wanneer het distale deel van het onderbeen wordt verwijderd. De innervatie kan worden bepaald door middel van microstimulatie.Knip daarnaast de oppervlakkige takken door met een schaar. Snijd of dissekeer stomp de musculus gastrocnemius om deze van andere weefsels te scheiden. Trek de pees van de plantaris onder de achillespees vandaan.Bind het af en doorsnij de pees. Scheid vervolgens een aanzienlijk deel van de plantaris van de musculus gastrocnemius en snijd het touw dat aan de plantarispees is gebonden door. Plaats nu een zijden ligatuur nummer één rond de achillespees en knoop deze met een vierkante knoop vast.Trek niet te hard, anders raakt de pees beschadigd. Gebruik botrozen om het calcaneus door te snijden, waarbij een klein stukje bot aan de achillespees bevestigd blijft. Houd de snijvlakken horizontaal om er zeker van te zijn dat het bot wordt doorgesneden en niet alleen de pees.Lokaliseer de m. soleus langs de onderzijde van de m. gastrocnemius en scheid de twee spieren met behulp van botte dissectie. Snijd vervolgens de pees van de m. soleus vlakbij het distale uiteinde door. Scheid tot slot de mediale en laterale gastrocnemiusspieren.Snijd de laterale pees door, zodat de mediale gastrocnemiusspier het enige weefsel is dat aan de achillespees vastzit; wanneer de gastrocnemiusspier is gescheiden van de achillespees, brengt u een strakke ligatuur aan rond de schacht van de tibia, net boven het middenpunt. Snijd niet in het weefsel. Maak een tweede lus om wegglijden te voorkomen en zet de ligatuur vast met een platte knoop.Zaag nu met een kleine zaag het onderbeen door op het midden van de tibia. Steek vervolgens een scherpe sonde in het merg van de tibia. Bevestig met michel-klemmen twee elastieken; deze worden gebruikt om de huid rond de spier omhoog te houden om een reservoir voor paraffineolie te vormen.Plaats de rat op de basis van de myograft en immobiliseer het poot door de tibiale probe naar de hefboom te richten en deze in de houder te plaatsen. Trek nu de huid aan de zijkanten omhoog om een reservoir te vormen en zet de huid vast met elastiekjes. Ondersteun het femur aan de anterieure zijde en zet een boorpunt in het femur.Bevestig de boor aan een dwarsbalk. Plaats vervolgens de distale stomp van de nervus ischiadicus door de zenuwstimulerende manchet. Schuif deze dicht bij de oorsprong van de spier en verbind de stimulator met de draden van de zenuwmanchet.Bevestig de achillespees aan de hefboom. Bind deze stevig vast, maar laat voldoende ruimte over voor eventuele aanpassingen. Richt de spier vervolgens loodrecht op de hefboom uit.Vul nu de door de huid gevormde houder met verwarmde paraffineolie en plaats een warmtelamp boven het dier om ervoor te zorgen dat de kerntemperatuur van het dier de 38 degrees Celsius niet overschrijdt. Plaats folievelen tussen de warmtelamp en de krachttransducer en tussen de kop van de rat en de warmtelamp. De laatste stap in deze voorbereiding is het aanpassen van de lengte van de spier totdat er geen speling meer in de draad tussen de musculus gastrocnemius medialis en de krachttransducer zit, terwijl de spier opwarmt.Stel de polsduur van de stimulator in op 50 microseconden en 0,5 volt. Stimuleer de spier nu met intervallen van acht tot 12 seconden. Verhoog de spanning geleidelijk totdat de twitch-amplitude een plateau bereikt.Het plateau treedt op bij de maximale spanning en, tenzij de zenuw beschadigd is, moet dit voorwaarts minder dan 1,5 volts zijn; stimuleer bij ein dubbele maximale spanning om activering van alle motoreenheden te waarborgen. Verhoog vervolgens de spierlengte in stappen van één millimeter en meet de contractieamplitude bij elke lengte. Gebruik een dubbele pulsstimulatie van 200 hertz wanneer de lengte die de maximale contractieamplitude oplevert, is bepaald.Stel de spier in op deze lengte. Stel de stimulator nu in om pulsen af te geven bij 200 hertz gedurende 500 milliseconden om een volledig gefuseerde tetanische contractie op te wekken. Dit verstevigt alle spierverbindingen, inclusief de knopen op de spier; bepaal daarna de referentielengte opnieuw en de spier is klaar voor experimenten.Deze contracties werden verkregen om de kracht-frequentierelatie te illustreren. Door de piekactieve kracht van deze contracties te berekenen en de actieve kracht uit te zetten tegen de frequentie, werd deze kracht-frequentierelatie verkregen. De gegevens kunnen worden ingepast in de vergelijking op het scherm, waarbij AF de actieve kracht is, F de frequentie is en A, B, C en D constanten zijn.Deze vergelijking creëert een lijn die nauw aansluit bij de gegevens. Eenmaal beheerst, kunnen de chirurgische ingreep en de opstelling voor deze techniek binnen één uur worden voltooid, maar maak er geen wedstrijd van tijdens het uitvoeren van deze procedure. Het is belangrijk om na deze procedure regelmatig het anesthesieniveau van het dier te controleren.Andere metingen, zoals EMG-bloedstroom of biochemische beoordelingen, kunnen worden uitgevoerd om andere vragen te beantwoorden, zoals: is de membrane-exciteerbaarheid afgenomen? Zijn de energievoorraden uitgeput, of is de bloedstroom belemmerd?

procedures-for-rat-in-situ-skeletal-muscle-contractile-properties

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

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

This video demonstrates the procedure for recording compound muscle action potential (CMAP) in rats by applying electrical stimuli to the ulnar nerve, adjusting electrodes for optimal signal, and increasing stimulation to assess nerve functionality. This method enables the in vivo investigation of the peripheral nerve functions in neurological disorders.

In Vivo Measurement of the Compound Muscle Action Potential in a Rat

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

Muscle sensorische neuronen betrokken zijn bij proprioceptor signaleren en rapporteren over metabole toestand en verwondingen gerelateerde gebeurtenissen. We beschrijven een volwassen muis in vitro spier-zenuw voorbereiding op studies over-stretch geactiveerde spieren afferenten.

Een In Vitro Adult Mouse spier-zenuw Voorbereiding voor het bestuderen van de Firing Eigenschappen van Muscle afferenten

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

Dit protocol beschrijft het gebruik van de chronische contractiele activiteitsmodel van oefening om het observeren van de skeletspieren stimulatie-geïnduceerde aanpassingen in het stuk van de rat.

Toepassing van chronische stimulering te bestuderen contractiele activiteit-geïnduceerde Rat skeletspieren fenotypische aanpassingen

Deze methode maakt het mogelijk de opname van de kracht van twitch en tetanische contracties en actie potentialen in drie soorten motorische eenheden in de rat mediale gastrocnemius spier. De functionele isolatie van een enkele motorunit wordt veroorzaakt door elektrische stimulatie van de axon.

Functionele isolatie van enkele motoreenheden van Rat Medial Gastrocnemius Muscle

Het vermogen om neuromusculaire verbindingscomponenten nauwkeurig te detecteren is cruciaal bij het evalueren van wijzigingen in de architectuur vanwege pathologische of ontwikkelingsprocessen. Hier presenteren we een volledige beschrijving van een eenvoudige methode om hoogwaardige beelden te verkrijgen van neuromusculaire verbindingen die kunnen worden gebruikt om kwantitatieve metingen uit te voeren.

Dissectie van enkelvoudige skeletspiervezels voor immunofluorescente en morfometrische analyses van neuromusculaire knooppunten van de hele berg

In deze studie demonstreren we een verfijnd single fiber electromyography (SFEMG) protocol om in vivo meting van neuromusculaire junctie (NMJ) transmissie in knaagdiermodellen mogelijk te maken. Een stapsgewijze benadering van de SFEMG-techniek wordt beschreven om kwantificering van NMJ-transmissievariabiliteit en -falen in de gastrocnemius-spier van ratten mogelijk te maken.

Gestimuleerde elektromyografie met één vezel (SFEMG) voor het beoordelen van de overdracht van neuromusculaire juncties in knaagdiermodellen

Ons doel was om een bijgewerkte, gemakkelijk te volgen gids te bieden voor de fabricage en het testen van epimysiale elektromyografie-elektroden. Daartoe geven we instructies voor de inkoop van materialen en een gedetailleerde doorloop van het fabricage- en testproces.

Ontwikkeling van een goedkope epimysiale elektromyografie-elektrode: een vereenvoudigde workflow voor fabricage en testen

Leer de chirurgische voorbereiding en procedures om contractiele eigenschappen van het skeletspier van de rat in situ te bestuderen. Deze methode meet spierkracht onder fysiologische omstandigheden met normale bloedstroom.

Procedures voor Rat

Meer video's verkennen