मांसपेशी समारोह माप मांसपेशी विकृति के लिए संभावित चिकित्सा के मूल्यांकन, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से इस ऊतक के शरीर क्रिया विज्ञान अंतर्निहित तंत्र का निर्धारण करने के लिए योगदान करते हैं. हम extensor digitorum और कार्यात्मक परीक्षण के लिए longus डायाफ्राम की मांसपेशियों की तैयारी का प्रदर्शन करेंगे. Isometric और सनकी संकुचन के लिए प्रोटोकॉल, dystrophic मांसपेशियों के बीच परिणामों में मतभेद, एक रोग राज्य का प्रतिनिधित्व और wildtype मांसपेशियों के रूप में के रूप में अच्छी तरह से दिखाया जाएगा.
मांसपेशियों की बीमारी के लिए संभावित चिकित्सा के मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण मांसपेशी समारोह के संवेदनशील और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य शारीरिक आकलन कर रहे हैं. क्योंकि कई पूर्व नैदानिक परीक्षणों इन बीमारियों के लिए माउस मॉडल पर भरोसा करते हैं, अलग मांसपेशी समारोह / दवा उम्मीदवारों रोगियों में आगे बढ़ने में जाओ Nogo निर्णय के लिए मानकों में से एक बन गया है. हम extensor digitorum (EDL) कार्यात्मक परीक्षण, जो प्रमुख इन अध्ययनों के लिए उपयोग की मांसपेशियों के लिए और longus डायाफ्राम मांसपेशियों की तैयारी का प्रदर्शन करेंगे. EDL मांसपेशी ज्यामिति दो आसानी से सुलभ, और tendons कि एक स्नान में superfusion द्वारा समर्थित किया जा सकता है एक छोटे आकार के साथ पृथक मांसपेशियों की तैयारी के लिए आदर्श है. डायाफ्राम dystrophic जानवरों में गहन प्रगतिशील विकृति दर्शाती है, और कई संभावित फाइब्रोसिस का मुकाबला करने के उपचारों का मूल्यांकन, और myofiber स्थिरता को बढ़ावा देने के लिए एक मंच के रूप में सेवा कर सकते हैं. नियमित परीक्षण के लिए प्रोटोकॉल isometric और eccen सहित,tric संकुचन, दिखाया जाएगा. Isometric बल ताकत का आकलन प्रदान करता है, और सनकी संकुचन sarcolemma स्थिरता, जो पेशी अपविकास के कई प्रकार में बाधित है का मूल्यांकन में मदद. Wildtype और dystrophic मांसपेशियों से मांसपेशियों के बीच उम्मीद परिणाम की तुलना भी प्रदान किया जाएगा. इन उपायों ऊतक homeostasis के morphological और जैव रासायनिक माप, पूरक के रूप में के रूप में अच्छी तरह से पेशी समारोह के पूरे जानवर आकलन कर सकते हैं.
मांसपेशी समारोह माप मांसपेशी विकृति, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से इस ऊतक के शरीर क्रिया विज्ञान अंतर्निहित तंत्र का निर्धारण करने के लिए के लिए संभावित उपचार के मूल्यांकन करने के लिए योगदान है. मांसपेशियों की बीमारी के लिए माउस मॉडल का उपयोग जीनोटाइप और phenotype के बीच लिंक को समझने के लिए एक केंद्रीय घटक है, और डिजाइन और संभावित चिकित्सा के परीक्षण में है कि ज्ञान का विस्तार करने के लिए बन गए हैं. पेशी अपविकास, विशेष रूप से, चूहों पर भरोसा किया है इन एजेंटों का मूल्यांकन करने के लिए और पूर्व नैदानिक रोगियों में परीक्षण करने के लिए आगे बढ़ने के लिए आवश्यक डेटा की स्थापना. अक्सर एक परिणाम उपाय अलग की मांसपेशियों को शक्ति है, जो अध्ययन की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए लागू है निर्धारित समारोह का उपयोग करता है. एक और उपाय सनकी, या लंबी का उपयोग है, संकुचन पेशी झिल्ली अखंडता में परिवर्तन, जो Duchenne पेशी dystrophy में कमी है और इस रोग (MDX) के लिए माउस मॉडल को निर्धारित करने के लिए. इसलिए, यह measurem के इन प्रकार के लिए आवश्यक हैपिता संवेदनशील और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य हो.
माउस extensor digitorum (EDL) longus मांसपेशी अलग मांसपेशी समारोह के लिए अपनी आदर्श ज्यामिति और आकार वर्दी फाइबर अभिविन्यास और निश्चित tendons 2, 5, 6, 10, 12 सहित, के कारण बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया गया है. EDL isometric कार्यात्मक माप की मांसपेशियों के लिए तरीके इलाज एनएमडी 1 शराबी में पिछले एक जौव 8, प्रकाशन के रूप में के रूप में अच्छी तरह से में वर्णित किया गया है. हम इन तरीकों का वर्णन करने के लिए दोनों isometric और सनकी संकुचन शामिल बढ़ाया है. रोग की पहचान edl का में स्पष्ट कर रहे हैं / अध: पतन उत्थान और कम शक्ति उत्पादन के heighted चक्र सहित,.
माउस डायाफ्राम 11 माउस में अन्य मांसपेशियों की तुलना में सबसे तेजी से पेशी dystrophy का रोग प्रगति को दर्शाता है. उम्र के 6 महीने, संचयी फाइब्रोसिस मांसपेशी का लगभग 50% शामिल हैं. काफी impaire में यह परिणामघ बल उत्पादन 11. इसलिए, चिकित्सीय एजेंटों कि fibrotic घुसपैठ को रोकने के लिए कर सकते हैं डायाफ्राम में कुशलता मूल्यांकन कर सकते हैं.
dystrophin की मांसपेशी में वृद्धि हुई है और सभी 9 मांसपेशियों में कमजोरी बढ़ सिकुड़ा क्षति नुकसान होता है. Duchenne पेशी dystrophy के लिए इसलिए कई चिकित्सा dystrophin बदलने के लिए तैयार कर रहे हैं. जैसे, एक परख सनकी संकुचन कि इन रणनीतियों का मूल्यांकन करने के लिए आवश्यक हो गया है, जो सामान्य और dystrophic की मांसपेशी के बीच अंतर कर सकते हैं, और साथ ही निर्धारित क्या सिकुड़ा क्षति 2, 3, 4 से एक dystrophic मांसपेशी की रक्षा करने के लिए एक विशेष रणनीति लाभ है, 12. इस प्रक्रिया को या तो एक दोहरे मोड इमदादी मोटर की आवश्यकता है कि रिकॉर्ड / लंबाई और बल, या तेजी से एक बल transducer से अलग लंबाई का समायोजन करने की एक विधि मिलाना कर सकते हैं.
EDL और डायाफ्राम – इस अनुच्छेद के लक्ष्य चूहों से दो की मांसपेशियों पर अलग मांसपेशी समारोह में प्रदर्शन करने के लिए मार्गदर्शन प्रदान करने के लिए है. इन मांसपेशियों के मूल्यांकन में किया जाए या नहीं मांसपेशियों की बीमारी के लिए चिकित्सकीय उम्मीदवारों फायदेमंद होते हैं अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं. दोनों की मांसपेशियों के लिए मजबूत डेटा प्राप्त करने में प्रमुख कारक एक साफ विच्छेदन है. इसलिए, अभ्यास और प्रारंभिक अलगाव कदम ख़तम कार्यात्मक परीक्षण पर जाने से पहले आवश्यक है. इसके अलावा, सामान्य पेशी के लिए कार्यात्मक मानक स्थापित पहले dystrophic मांसपेशी की तुलना कर रही है, या उपचार के बीच के लिए महत्वपूर्ण है. यह विश्वास दिलाता है कि अध्ययन के परिणामों से उच्च प्रयोगों प्रदर्शन व्यक्ति की क्षमता के द्वारा दिया परिवर्तनशीलता के अधीन नहीं हैं. एक झिल्ली impermeant डाई का उपयोग विच्छेदन तैयारी के अनुकूलन के साथ मदद, एक युक्त ऐसे डाई सबसे अधिक क्षतिग्रस्त फाइबर का प्रतीक होगा समाधान में किसी भी मांसपेशियों के ऊष्मायन के लिए कर सकते हैं, और घ के एक सूचकांक के रूप में सेवा कर सकते हैंissection सफलता. मांसपेशियों में क्षतिग्रस्त फाइबर की संख्या कम से कम करने के लिए माप का अनुकूलन में मदद मिलेगी. विच्छेदन द्वारा क्षतिग्रस्त फाइबर और अधिक सनकी संकुचन द्वारा क्षतिग्रस्त उन लोगों की तुलना में चमकीले प्रतिदीप्ति, और यदि ऐसा है तो डाई भी यांत्रिकी प्रक्रिया के दौरान प्रयोग किया जाता है, एक डाई की तीव्रता का उपयोग करने के लिए क्षति के दो प्रकार के बीच भेद कर सकते हैं.
डायाफ्राम स्ट्रिप्स के विच्छेदन लगभग हमेशा फाइबर क्षति है, सिर्फ इसलिए कि फाइबर की लंबाई के साथ काटने के द्वारा, कुछ अनिवार्य रूप से नष्ट हो जाएगा. डाई तेज उन क्षतिग्रस्त फाइबर में मजबूत है, और इन आम तौर पर तैयारी के बाहरी किनारों के लिए प्रतिबंधित कर रहे हैं. औसत पर, हम क्षतिग्रस्त फाइबर कि चौड़ाई में 3 मांसपेशी पट्टी के दोनों तरफ (~ 120 सुक्ष्ममापी) फाइबर का एक बैंड का निरीक्षण. यदि क्षतिग्रस्त बैंड पेशी के 15% से अधिक शामिल है, तो डेटा खारिज कर दिया है. डायाफ्राम तैयारी भी कार्यात्मक उपायों के लिए अधिकतम आकार पर कमी है. हमने पाया है कि घ के टुकड़े5 मिमी से अधिक व्यापक iaphragm खुद पर गुना शुरू हो, क्योंकि केंद्रीय पट्टा टाई केवल एक बिंदु पर है. में यह परिणाम तैयार करने में विशिष्ट बल की कमी हुई. हम यह भी पाया है कि संकरा स्ट्रिप्स भी कम विशिष्ट बल है, जो हमें विश्वास है क्योंकि विच्छेदन के दौरान क्षतिग्रस्त फाइबर की संख्या कुल फाइबर संख्या का एक बड़ा अनुपात शामिल है. उदाहरण के लिए, यदि प्रत्येक पक्ष पर 0.1 मिमी क्षतिग्रस्त है, तो है कि मांसपेशी की तैयारी के 5% (2×0.1 मिमी / 4 मिमी पट्टी) है कि करने के लिए मजबूर करने के लिए योगदान नहीं है, जबकि यदि पट्टी केवल 1 मिमी, तो 20 है मांसपेशियों की तैयारी के% क्षतिग्रस्त है. इस प्रकार, दोनों क्षतिग्रस्त क्षेत्र की चौड़ाई के रूप में के रूप में अच्छी तरह से पूरी तैयारी की चौड़ाई को नियंत्रित करने के लिए महत्वपूर्ण कारक हैं.
अधिकतम isometric तनाव की माप की आवश्यकता होती है कि एक मांसपेशी में मांसपेशी फाइबर को प्रेरित कर रहे हैं. क्योंकि वहाँ एक समारोह तंत्र के घटकों में जबरदस्त परिवर्तनशीलता है, यह प्रत्येक व्यक्ति के सेट के लिए निर्धारित किया जाना चाहिएऊपर. उदाहरण के लिए, स्नान के आकार या उत्तेजक औधधि के प्रकार उत्तेजना की तीव्रता को प्रभावित कर सकते हैं. चिकोटी उत्तेजना लिए supramaximal उत्तेजना की स्थिति को निर्धारित करने के लिए एक उचित तरीका है. एक बार यह एक विशिष्ट सेटअप और मांसपेशियों के लिए स्थापित किया गया है, यह बाद में अध्ययन के लिए उपयोग किया जा सकता है.
इसके विपरीत, किसी भी मांसपेशी की अधिकतम लंबाई प्रत्येक तैयारी के लिए मापा जा चलने का ऊपर वर्णित प्रक्रिया का उपयोग की जरूरत है. यह सुनिश्चित करता है कि मोटी और पतली रेशा ओवरलैप इष्टतम है और अधिकतम क्षमता बल उत्पादन क्षमता मापा जाता है. वैकल्पिक प्रक्रियाओं विवर्तन मांसपेशी striations के साथ जुड़े पैटर्न पर भरोसा कर सकते हैं, लेकिन इस अतिरिक्त वर्णित यहाँ नहीं उपकरणों की आवश्यकता है.
हम नियमित रूप से 500 मिसे उत्तेजना durations है, जो इस क्षेत्र में अन्य जांचकर्ताओं द्वारा इस्तेमाल पैरामीटर के बीच सीमा में पड़ता है का उपयोग करें. हालांकि इस संकुचन के दौरान मांसपेशियों की कुछ थकान का कारण हो सकता है, जो स्पष्ट हैअधिक से अधिक बल उत्पादन में एक "शिथिलता" के द्वारा, यह अपने आप में जानकारीपूर्ण किया जा सकता है. उदाहरण के लिए, थकान में एक अंतर उन है कि लक्ष्य कैल्शियम से निपटने सहित चिकित्सा के विभिन्न प्रकार, के द्वारा प्राप्त किया जा सकता है इसलिए सक्रिय संकुचन के दौरान सेना में शिथिलता के सुधार के लिए एक सूचकांक के रूप में सेवा कर सकते हैं. वैकल्पिक रूप से, बल का नुकसान है कि tendons पर sutures काफी तंग नहीं कर रहे हैं संकेत मिलता है, और हो सकता है वे संकुचन के दौरान फिसल कर रहे हैं कि. पेशी स्नान से हटा दिया जाना चाहिए और sutures फिर बंधे होना चाहिए अगर यह होता है. हम भी 3 धनुस्तंभीय संकुचन, की एक श्रृंखला है जो तैयारी की स्थिरता का मूल्यांकन में मदद करता है का उपयोग करें. फिर, सीवन फिसल जाता बल के संकुचन के बीच नुकसान हो, सीवन की आवश्यकता होती है फिर से बांधने होगा. बड़े मांसपेशियों भी anoxic कोर पैदा हो सकती है, जो प्रोटोकॉल के दौरान बल के नुकसान के लिए नेतृत्व. मांसपेशियों का आकार अलग मांसपेशी समारोह परीक्षण के प्रदर्शन के लिए एक सीमित कारक है, 20 मिलीग्राम से अधिक जनता के साथ EDL मांसपेशियों प्रत्येक contrac के साथ जहां बल कमtion, और जा एक स्नान में superfusion द्वारा समर्थित नहीं किया जा सकता है. डायाफ्राम स्ट्रिप्स ही जटिलताओं से ग्रस्त नहीं है क्योंकि वे काफी पतली स्नान में लंबे समय तक व्यवहार्यता.
अन्य मांसपेशियों पृथक मांसपेशियों soleus मांसपेशी है, जो आमतौर पर इस्तेमाल किया जाता है सहित समारोह, के लिए उपयोग किया जा सकता है, लेकिन यहाँ नहीं वर्णित. उसी प्रक्रिया से कई तैयारी और कार्यात्मक परीक्षण के मामले में soleus के लिए अपनाया जा सकता है. हालांकि, मुख्य मतभेद उत्तेजना आवृत्ति में हैं, और सनकी संकुचन के लिए मानकों. समारोह के लिए soleus का प्रयोग है कि अन्य दो की मांसपेशियों के पूरक है, और इसलिए यह एक dystrophic चूहों का मूल्यांकन 4, 7 के लिए "मानक पैकेज" का हिस्सा के रूप में विचार किया जाना चाहिए.
सनकी संकुचन सिकुड़ा कमजोरी की एक सूची प्रदान करता है, और यह एक प्रोटोकॉल का उपयोग करने के लिए महत्वपूर्ण है कि मांसपेशियों में बल की मामूली wildtype जानवरों से और बल का एक महत्वपूर्ण नुकसान में परिणामअनुपचारित dystrophic मांसपेशियों इतना है कि वहाँ की तुलना के लिए एक व्यापक गतिशील रेंज है. सामान्य मांसपेशियों में किसी भी बल नुकसान की कमी से पता चलता है कि सनकी संकुचन भी हल्का है, और चिकित्सा कि प्रभावी नहीं हैं और उन है कि सही मायने में फायदेमंद होते हैं के बीच भेद करने के लिए पर्याप्त नहीं होगा. हालांकि, सामान्य मांसपेशियों में बल का एक नाटकीय हानि सनकी संकुचन के अधीन भी महान हो रोग के साथ जुड़े मतभेदों तंग कर सकते हैं. EDL और डायाफ्राम के लिए हमारा प्रोटोकॉल एक 0.5 खिंचाव / लो सेकंड दर का उपयोग करने के लिए एक 10% लंबाई परिवर्तन का उत्पादन. हम आम तौर पर 5 सनकी संकुचन, जो सामान्य मांसपेशियों में बल के एक छोटे से नुकसान और dystrophic मांसपेशियों में बल का एक महत्वपूर्ण नुकसान में परिणाम प्रदर्शन करते हैं. निश्चित रूप से, इन सभी मापदंडों की कुल लंबाई बदलने के लिए, खिंचाव की दर, या सनकी संकुचन की संख्या को बढ़ाने के क्रम में रोगग्रस्त और स्वस्थ मांसपेशी के बीच मतभेद है, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से उत्परिवर्तन की एक विशिष्ट प्रकार के प्रभाव के बारे में अलग अलग किया जा सकता है टी याएक reatment का अध्ययन कर रहा है. के रूप में लंबे समय के रूप में वहाँ के सामान्य और रोगग्रस्त मांसपेशियों के बीच एक स्पष्ट अंतर है, तो वहाँ एक सोने के लिए उपचार के मामले में तक पहुँचने के लिए मानक है.
सारांश में, इस प्रोटोकॉल isometric और सनकी संकुचन प्रदर्शन के लिए दिशा निर्देश स्थापित करता है, और उम्मीद है कि संभावित नुकसान की पहचान से बचने के लिए जब अपनी प्रयोगशाला में इस तकनीक की स्थापना.
The authors have nothing to disclose.
इस काम के पॉल डी वेलस्टोन सहकारी अनुसंधान केंद्र (AR052646) द्वारा समर्थित किया गया.
Name of Reagent/Material | Company | Catalogue Number | Comments |
in vitro Muscle Test System | Aurora Scientific | 1200A | |
Dissecting microscope | Leica | MZ6 | |
ACE light source | Schott-Fostec | A20500 | |
Dissecting scissors | Fine Science Tools | 14060-11 | |
Angled dissecting scissors | Fine Science Tools | 15006-09 | |
Scalpel handle | Fine Science Tools | 10003-12 | alternate dissecting tool |
Curved scalpel blades #12 | Fine Science Tools | 10012-00 | alternate dissecting tool |
Bone scissors | Fine Science Tools | 16044-10 | |
S&T suture tying forceps | Fine Science Tools | 00272-13 | |
Dumont SS forceps – angled | Fine Science Tools | 11203-25 | |
Braided silk suture size 6-0 | Teleflex Medical | 07-30-10 | |
Medical tape | Transpore | 3M | |
Ketamine hydrochloride 100 mg/ml | Hospira | NDC 0409-2051-05 | Final Dose is 80 mg/kg |
TranquiVed Injection (xylazine 100 mg/ml) | Vedco | NDC 50989-234-11 | Final Dose is 10 mg/kg |
Reactive orange 14 | Sigma-Aldrich | R-8254 | |
Ringers Solution Components | Solution is gas equilibrated with 95% O2 and 5% CO2, final pH 7.4 | ||
Sodium chloride | Sigma-Aldrich | S7653 | Final Concentration: 118 mM |
Potassium chloride | Fisher Scientific | P217-3 | Final Concentration: 4.7 mM |
Calcium chloride dihydrate | Fisher Scientific | C79-500 | Final Concentration: 2.5 mM |
Potassium phosphate monobasic | Fisher Scientific | P-285 | Final Concentration: 1.2 mM |
Magnesium sulfate | J.T. Baker | 2500-01 | Final Concentration: 0.57 mM |
4-(2-Hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid (HEPES) | Fisher Scientific | BP310-500 | Final Concentration: 5.95 g/L |
Glucose | Sigma-Aldrich | G8270 | Final Concentration: 5.5 mM |