Summary
و
Abstract
سلالات العضلات هي واحدة من أكثر الشكاوى التي يعامل بها الأطباء. عادة ما يتم تشخيص اصابة في العضلات من تاريخ المريض والفحص البدني وحده ، ولكن يمكن أن تختلف تبعا السريرية إلى حد كبير على مدى الإصابة ، والتسامح المريض الألم ، وما إلى ذلك في المرضى الذين يعانون من اصابة في العضلات أو مرض في العضلات ، وتقييم الأضرار العضلات تقتصر عادة على العلامات السريرية ، مثل حنان النطاق ، قوة الحركة ، وأكثر في الآونة الأخيرة ، والدراسات التصوير. علامات مرتفعة عادة البيولوجية ، مثل مصل مستويات كيناز الكرياتين ، واصابة في العضلات ، ولكن مستوياتها لا تتطابق دائما مع فقدان الإنتاج القوة. هذا صحيح حتى من النتائج النسيجية من الحيوانات ، والتي توفر "تدبير المباشرة" للضرر ، ولكنها لا تمثل خسارة كل وظيفة. وقد جادل البعض بأن المقياس الأكثر شمولا من الصحة العامة للقوة في العضلات مقلص. بسبب اصابة في العضلات هو الحدث الذي يحدث بشكل عشوائي في إطار مجموعة من الشروط النشاط الحيوي ، فإنه من الصعب للدراسة. هنا ، نحن تصف في نموذج حيواني فيفو لقياس عزم الدوران وتنتج من اصابة في العضلات موثوق بها. كما وصفنا نموذجنا لقياس قوة العضلات من معزولة في الموقع. وعلاوة على ذلك ، ونحن لدينا وصف الإجراء حيوان صغير التصوير بالرنين المغناطيسي.
Protocol
1. النموذجي في إصابة الجسم الحي وقياس عزم متساوي القياس.
- ويمكن استخدام هذه الإجراءات بالنسبة للفئران أو فئران 7،17،18. لتبدأ ، وضع الاستلقاء تحت تخدير الحيوان استنشاق (~ 4-5 ٪ لتحريض isoflurane في غرفة الاستقراء ، ~ ثم 2 ٪ isoflurane عبر الرؤوس للصيانة) باستخدام المرذاذ الدقة (القط # 91103 ، جهز الطبيب البيطري ، المؤتمر الوطني العراقي ، بليزانتون ، CA). تطبيق العقيمة كريم العيون (Paralube مرهم البيطرية ، PharmaDerm ، Floham بارك ، نيو جيرسي) الى كل عين لحماية القرنيات من التجفيف. أثناء الإجراء ، يتم الاحتفاظ حارا من قبل الحيوان استخدام مصباح الحرارة وضعت خارج القفص وأبقى على الأقل 6 بوصات من الحيوانات في جميع الأوقات.
- الإعدادية الجلد عن طريق إزالة الشعر وتنظيف بالتناوب مع الدعك من betadine والكحول 70 ٪ لمنع البكتيريا الجلد البذر في الأنسجة الرخوة أو العظام. تأكيد التخدير المناسبة بسبب عدم وجود منعكس وتر العميق (أي انسحاب القدم ردا على معسر في القدم). توضع يدويا من خلال إبرة في الساق القريبة من أجل تحقيق الاستقرار في أطرافه على منصة (25G أو 27G للماوس). وينبغي أن الإبرة لم تدخل المقصورة الأمامية من الساق.
- قفل الإبرة في وضع ثابت ، على ان يكون الحيوان هو مستلق وأصابع تواجه بشكل مستقيم. ويستخدم الجهاز مصنوعة خصيصا لتأمين الاستقرار وبالتالي إبرة في الساق.
- مكان سفح أطرافهم في الصعود إلى الصفيحة القدمية مخصصة تشكيله (الشكل 1). ويرد محور الصفيحة القدمية إلى السائر المحركات (طراز T8904 ، NMB تكنولوجيز ، وتشاتسوورث ، كاليفورنيا) وجهاز استشعار عزم الدوران (نموذج QWFK - 8M ، Sensotec ، كولومبوس ، أوهايو). في البداية يجب أن تكون محاذاة سفح بحيث تكون متعامدة على الساق ، كما في الشكل 1.
- استخدام الأقطاب الكهربائية عبر الجلد (723742 ، جهاز هارفارد في كامبريدج ، ماساشوستس) أو الأقطاب الكهربائية تحت الجلد (J05 إبر الكهربائي الإبرة ، 36BTP ، ياري التموين الكهربائي ، غيلروي ، كاليفورنيا) لتحفيز العصب الشظوي بالقرب من عنق الشظية ، حيث تكمن في العصب موقف سطحي. تأكيد بصريا عطف ظهري معزولة عن طريق إجراء سلسلة من تشنجات (0.1 مللي نبض للماوس و 1 مللي نبض للفئران) قبل المضمون القدم. حالما يتم تأمين القدم إلى الصفيحة القدمية بشريط لاصق ، وزيادة في السعة نشل استجابة للزيادة في الجهد يؤكد أن العضلات معارضة (plantarflexors) لا يتم تحفيز في نفس الوقت.
- قبل الإصابة ، وعند نقطة زمنية محددة بعد الإصابة ، وسجلت القوة القصوى المنتجة للقدرة dorsiflexors بأنها "عزم الدوران الأقصى متساوي القياس" (عزم الدوران من دون تغيير في طول العضلات). يتم إجراء قياسات العزم على منصة نفسه الذي يستخدم للحث على الاصابة. يتحدد قبل ان يسجل عزم الدوران الأقصى متساوي القياس ، يتم ضبط النبض لتحسين السعة التوتر نشل والموقف الأمثل من الكاحل خلال إعطاء تشنجات في أطوال مختلفة من dorsiflexors. بعد الحصول على منحنى عزم الدوران الزاوية لتحديد طول الأمثل للdorsiflexors (طول يستريح ، المعروف أيضا باسم لو) ، يتم الحصول على قطعة أرض تردد عزم الدوران تدريجيا عن طريق زيادة وتيرة نبضات خلال تدريب 200 نبضة مللي. يتم الحصول على أقصى قدر من الانكماش كزازي تنصهر عادة في 9-10 هرتز. وتسجل ثلاثة تشنجات وتقلصات منفصلة كزازي وحفظها لمزيد من التحليل.
- استخدام البرمجيات التجارية (النسخة 8.5 LABVIEW الوطني الآلات ، أوستن ، تكساس) لمزامنة التنشيط مقلص ، بداية من التناوب في الكاحل ، وعزم الدوران لجمع البيانات. تنشيط العضلات dorsiflexor يحدث في حين أن السيارات الكمبيوتر التي تسيطر عليها في الوقت نفسه تتحرك الصفيحة القدمية في ثني أخمصي ، مما أدى إلى تقلص التطويل (وتسمى أيضا "غريب الأطوار" الانكماش ، والذي يسبب الاصابة في العضلات). بروتوكول محدد يعتمد على حجم المطلوب من الاصابة التي ينشدها محقق. يمكن تنظيم حجم الإصابة ، أو تلف الأنسجة ، من خلال التلاعب من المتغيرات مثل السرعة الزاوية ، وتوقيت تفعيل العضلات ، ومجموعة من الحركة ، وعدد من تقلصات إطالة.
- للحث على الإصابة ، يطغى على إطالة تقلص تقلص متساوي القياس a القصوى ، تتفاوت في مدى الحركة والسرعة من التطويل ، وتوقيت التحفيز حسب الحاجة. على سبيل المثال ، يتم الحصول على أقصى قدر من الانكماش في dorsiflexors متساوي القياس ، وبعد 200 مللي ثانية تطول عليهم عند السرعة المحددة لحركة طبيعية تقريبية (900 درجة / ثانية). لقد أظهرنا سابقا أن التنشيط قبل الحركة ودرجة إطالة هي عوامل مهمة في الحصول على إصابة 14. غالبية من عزم الدوران التي ينتجها dorsiflexors هو من TA 11 و أظهرنا سابقا أن هذا النموذج النتائج في إصابة هذه العضلة 5،13-15. ويبقى TA حفزت طوال إطالة.
- بعد الإصابة ، يتم إزالة الحيوان من الجهاز. دبوس هو الظنبوبإزالتها ، ويتم تنظيف الساق مرة أخرى ، ويتم إرجاع الحيوان إلى القفص (توضع على كتلة التدفئة التحكم في درجة حرارته إلى 37 درجة مئوية) ورصدها حتى الشفاء. ويشمل هذا الانتظار حتى الحيوان مستيقظا والمتنقلة. الحيوانات لا يعانون من الألم أثناء العملية يمكن ملاحظتها وليس هناك تغييرات واضحة في المشية (مثل العرج) بعد الاصابة التي تسببها تقلصات إطالة. ومع ذلك ، تدار المناسبة المضادة للألم العلاج في وقت لاحق (البوبرينورفين 0،05-0،1 ملغ / كغ كل 12 ساعة لمدة 48 ساعة بعد الجراحة).
2. وفي قياس الموضع من توتر العضلات كلها.
- مستعدة للحيوان ، واستقرت في الساق كما هو موضح أعلاه في القسم 1.1 من خلال 1.3. يتم تشغيل جميع الأجهزة على الأقل 30 دقيقة قبل اختبار للمعايرة وتقليل الانحراف الحراري للمحول القوة.
- شق الجلد الأمامي إلى الكاحل وقطع وتر العضلة الظنبوبية الأمامية (TA). ربطة عنق من الحرير بدقة 4.0 Ethicon غير قابل للامتصاص للخياطة الوتر وإرفاق خياطة vicryl إلى الخلية تحميل عبر RI المقدمة (الوزن = 0.1g) ، ونموذج FT03 ، الآلات العشب ، وارويك ، S - هوك). بدلا من ذلك ، يمكن استخدام المشبك مخصصة (الوزن = 0.5g) لنعلق على وتر خياطة vicryl (الشكل 2).
- هي التي شنت الخلية تحميل لmicromanipulator (كايت مناور ، عالم الآلات الدقيقة المؤتمر الوطني العراقي ، ساراسوتا ، فلوريدا) بحيث يمكن تعديل طول TA إلى الراحة والمنحازة بشكل صحيح (خط مستقيم من سحب ما بين الأصل والإدراج). محمي من TA التبريد بواسطة مصباح الحرارة والجفاف التي من الزيوت المعدنية. ويتم تغذية الإشارات من خلية تحميل (معايرة قبل كل اختبار) عبر مكبر للصوت العاصمة (طراز P122 ، الآلات العشب ، وارويك ، ري) إلى لوحة A / D التي يتعين جمعها وتخزينها بواسطة برنامج اقتناء (PolyVIEW الإصدار 2.1 ، الآلات غراس وارويك ، ري).
- إرفاق TA إلى الخلية تحميل وتطبيق تشنجات واحدة (نبض مستطيلة من 1 مللي ثانية) في أطوال مختلفة من العضلات لتحديد L 0. يتم تعريف طول العضلات يستريح ، وتقاس باستخدام الفرجار ، والمسافة بين الأحدوبة الظنبوبية وتقاطع myotendinous. في هذه المدة ، وزيادة السعة نبض تدريجيا ومن ثم تكرار النبضة إلى إقامة علاقة قوة التردد. يتم الحصول على الحد الأقصى كزازي انكماش تنصهر في 100Hz - 90 حوالي (300 مللي ثانية مدتها القطار يتألف من 0،1 مللي أو البقول 1 مللي ثانية). استخدام 150 ٪ من الحد الأقصى لكثافة التحفيز لتفعيل TA لكي تتسبب في تنشيط مقلص القصوى (ف 0). لا يمكن أن يؤديها تقلصات كزازي القصوى مرارا وتكرارا ، وأعرب عن كنسبة مئوية من ف 0 ، توفير مؤشر التعب عند أي نقطة في الوقت المطلوب.
3. المجراة MR و / أو التصوير الطيفي للعضلات الهيكل العظمي القوارض.
يتم إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي وجميع MRS على Biospin بروكر (فالجهاز يبث اشعة تماثل ، MA) 7.0 تيسلا نظام MR مجهزة إدراج التدرج 12 سم (660 طن / م التدرج القصوى ، 4570 T / م / ث أقصى معدل افر) يعمل Paravision 5.0 البرمجيات.
- هذا الحيوان هو تخدير مع تبخيرها isoflurane كما هو موضح أعلاه في 1.1. ويستخدم نظام MR - متوافق مع الحيوانات الصغيرة والرصد وتبوب (SA الآلات ، وشركة) لمراقبة معدل التنفس ودرجة حرارة الجسم. المحافظة على درجة حرارة الجسم الماوس 36-37 درجة مئوية باستخدام الماء الدافئ دائري. ويتم استخدام حامل صنعت خصيصا لموقف الماوس في موقف ضعيف مع ساقيه موازية لتحمل من المغناطيس من الركبة إلى القدم. يتم وضع أربع قنوات لفائف السطحية للاستقبال فقط داخل 1H خطي 72 مم مرنان. يتم ضبطها لفائف مرنان ومطابقة للعينة.
- MR التصوير : بعد localizers ، يتم تنفيذ عمليات التفحص MR التالية : T1 المرجحة مع تعزيز سرعة اقتناء الاسترخاء (RARE) مع المعلمات التالية : TE = 9.52 مللي ، TR = 1800 ، طول القطار صدى = 4 ، في الطائرة ميكرون القرار 100x100 ، وسمك شريحة = 750 ميكرومتر. المزدوج صدى PD/T2 RARE : TE = 19.0/57.1 مللي ، TR = 5000 مللي ثانية ، صدى طول القطار = 4 ، في الطائرة القرار 100x100 ميكرون ، وسمك شريحة = 750 ميكرومتر. تدور صدى الموترة بيانات نشرها صورة (SE) باستخدام 12 غير colinear اتجاهات : القيمة ب = 350 ق / مم -2 ، TE = 26 مللي ، TR = 4500 مللي ثانية ، في الطائرة القرار 150x150 ميكرون ، وسمك شريحة = 750 ميكرومتر . متعددة شريحة متعددة الصدى (MSME) رسم الخرائط باستخدام بيانات بارامترية T2 = 16 TES 11.4 مللي ثانية إلى 182.5 مللي مع ΔTE = 11.4 مللي ، TR = 10000 مللي ثانية ، في الطائرة القرار 150x150 ميكرون ، وشريحة سمك = 750 ميكرومتر.
- معالجة الصور : يتم تنفيذ اعادة الاعمار إنتشار الموترة وtractography باستخدام TrackVis (مارتينوس مركز التصوير الطبية الحيوية ؛ مستشفى ماساتشوستس العام ، بوسطن ، ماساتشوستس) لإنشاء الانتشارية يعني (MD) ، كسور تباين الصور (FA) ، فضلا عن خرائط tractography. يتم تنفيذ T2 رسم الخرائط باستخدام برامج مخصصة المكتوبة في MAT LAB (وMathworks ؛ ناتيك ، MA) غير الخطية باستخدام المربعات الصغرى لتناسب قياس البيانات في كل خلية إشارة إلى المعادلة T2 الكنسي. يتم إجراء قياسات مناطق الاهتمام لتقييم القيم المعلمة داخل TA.
- يتم تنفيذ الملئ الآلي على 1 × 1 × 4 فوكسل 3 مم في TA : 1H الطيفي. ألف نقطة حل تسلسل نبض الطيفي (صحافة) (TR / TE = 2000 / 18 مللي ثانية) يستخدم للحصول على أطياف من فوكسل مع نفس المعدلات 1024. الحصول على البيانات هو 34 دقيقة على كل ساق. تتم معالجة البيانات الطيفية باستخدام حزمة LCModel 16. 31P الطيفي : يتم استخدام مزدوج ضبطها لفائف السطحية (1H ، 31P) لتنفيذ غير المترجمة (باستخدام تجربة واحدة نبض) أو التحليل الطيفي باستخدام المترجمة الصورة المحددة في التحليل الطيفي فيفو (ISIS) تسلسل النبض.
4. حصاد وتخزين العضلات.
ويتم حصاد المشرفون الدوليون بعد في نهاية التجارب ، وزنه ، والمفاجئة مجمدة في النيتروجين السائل ، ثم يخزن في -80 درجة مئوية. يمكن تنفيذ ذلك في أي نقطة في الوقت المناسب بعد في التجارب المجراة. ويتم حصاد العضلات مباشرة بعد التجارب في الموقع ، لأن هذا هو الاجراء المحطة. المورفولوجية للدراسات تفصيلية ، يتم إصلاح هذا الحيوان مع بارافورمالدهيد 4 ٪ عن طريق رذاذ من خلال البطين الأيسر.
5. ممثل النتائج.
الشكل 3 يوضح بيانات تمثيلية من الفئران في الجسم الحي في الجهاز يستخدم جهاز في الجسم الحي للحصول على أقصى عزم الدوران التي تولدها عضلات dorsiflexor ؛ كما انها تستخدم للحث على إصابة هذه العضلات نفسها. نظرا لطول العلاقة من التوتر في العضلات ، وعزم الدوران الأقصى متساوي القياس يحدث عادة عندما يتم وضع مفصل الكاحل في حوالي 20 درجة من plantarflexion (مع وضع متعامد القدم في الساق نظرت 0 درجة). بعد الحصول على أقصى عزم متساوي القياس ، ويمكن بعد ذلك قدم توضع في أي موقف للبدء في بروتوكول الاصابة. الشكل 3 يمثل بروتوكول إصابة 30 التكرار مع قوس الحركة من 0 ° -- 70 درجة. نلاحظ الانخفاض المطرد في عزم الدوران الناتجة عن المرحلة متساوي القياس (السهم شغل) ، وإطالة المرحلة (السهم فتح) خلال الانكماش الناجم عن بروتوكول الاصابة. ويسجل عزم الدوران في وحدات من NMM ، ولكن القيمة المطلقة يعتمد على حجم الحيوان وحالته (على سبيل المثال ، جرح العضلات ، والعضلات بالتعب ، أو العضلات التي تفتقر إلى البروتين معينة بسبب إعادة التركيب مثلي).
ويبين الشكل 4 بيانات تمثيلية من الفئران في الجهاز في الوضع الطبيعي. لدينا في الجهاز الموقع لا ينطوي انكماش إطالة ، بل يسمح لنا عزل ، تؤيد بشكل صحيح ، وقياس التوتر القصوى التي ينتجها الفرد في عضلة طول معروفة. الشكل 4 يبين الفقدان التدريجي للقوة التي تحدث أثناء اختبار التعب في العضلات الأمامية الظنبوبي من الفئران. في هذا المثال وجه الخصوص ، أجريت تقلصات تيتانيك مرة واحدة كل ثانية لمدة 5 دقائق. عادة ما يتم تسجيل التوتر (القوة) في نيوتن (أو غراما) ، ولكن مثل عزم الدوران ، والقيمة المطلقة يعتمد على حجم وحالة الحيوان. لأن الحصول على وزن العضلات مباشرة بعد هذا الإجراء ، يمكن تطبيع القوة (وتسمى "القوة الخاصة") إلى منطقة عبور قطاعات العضلات.
ويبين الشكل 5 بيانات تمثيلية من التصوير في الجسم الحي على فأرة الحاسوب ، مثل رسم الخرائط بارامترية T1 و T2 المرجحة (A) ، 3D tractography من نشر الموترة التصوير (B) ، 1 H الطيفي (C) ، و 31 الطيفي ف. وترد التفاصيل في أسطورة الرقم.
الشكل 1 : في أجهزة الجسم الحي.* لإنتاج الإصابة ، واستقر في الساق والقدم تعلق على لوحة بالمحركات. وحفز dorsiflexors الكاحل عبر العصب الشظوي بينما الصفيحة القدمية القوات القدم في ثني أخمصي (السهم منقط).
* & Lovering Deyne دي الميكانيكا J 2005 ، تستخدم مع إذن.
الشكل 2 : في جهاز الموضع هي التي شنت هذه الخلية لتحميل micromanipulator بحيث يمكن تعديل طول TA إلى الراحة والمنحازة بشكل صحيح في X ، Y ، Z والاتجاهات. ويرد في وتر البعيدة للTA إلى الخلية التي يسببها الحمل وتشنجات العضلات واحد في أطوال مختلفة من أجل تحديد L 0. يتم الحصول على أقصى قدر من الانكماش كزازي لتحديد التنشيط مقلص القصوى (ف 0). لا يمكن أن يؤديها التوتر القصوى كزازي مرارا وتكرارا ، وأعرب عن كنسبة مئوية من ف 0 ، توفير مؤشر التعب عند نقطة المطلوبة في الوقت المناسب.
782/2782fig3.jpg "بديل =" الشكل 3 "/>
الشكل 3 : بيانات من عزم الدوران في تسجيلات فيفو جهاز التتبع الممثل من عزم الدوران من إطالة تقلصات في الفئران. في هذا المثال وجه الخصوص ، وحفز العضلات لمدة 200 مللي ثانية للحث على تقلص متساوي القياس الذروة (السهم شغلها) قبل إطالة (السهم فتح) من قبل الصفيحة القدمية من خلال القوس 70 درجة من الحركة في سرعة الزاوي من 900 درجة / ثانية.
الشكل 4 : بيانات من التوتر في الموقع تظهر البيانات الممثل جهاز الهبوط في التوتر القصوى كزازي متساوي القياس خلال التحفيز المتكرر للعضلة الأمامية الظنبوبي (TA) في الفئران. في هذا المثال ، تم عزل TA ، بعد تعديلها لطول الأمثل (L 0) ، وحفزت ثم مع تقلص كزازي 200 مللي مرة واحدة كل ثانية لمدة 5 دقائق.
الشكل 5 : التصوير في فيفو ج : إن الصور تظهر عرضية (محوري) أجزاء من رسم الخرائط بارامترية T1 و T2 المرجحة من العضلات الأمامية الظنبوبي (TA). مربع أحمر منقط يحيط TA تظهر زيادة في زيادة T2 الجرحى (الجانب الأيسر) مقابل يصب (الجانب الأيمن) ب :. tractography 3D الممثل من نشر الموترة التصوير (DTI) C : الطيف H 1 من الماوس يظهر TA يتم الحصول على التفريق بين intramyocellular (IMCL) والدهون extramyocellular قمم (EMCL) باستخدام هذا الأسلوب D ؛ عدة الأصداء الدهون يمكن كشفها : إن الطيف MR ف 31 من الفئران تبين فسفوكرياتين TA (PCR) ، والفوسفات غير العضوية (بي) ، والثلاثة. الأصداء (α ، β ، γ) من الأدينوزين ثلاثي الفوسفات 5' - (ATP).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
وقد تم تعريف "الضرر العضلات" ، وتقاس بطرق عديدة. أضرار هيكلية واضحة في نتائج النسيجية 6،9 ، ولكن مشكلة واحدة مع العديد من العلامات البيولوجية المستخدمة لتقييم اصابة في العضلات ، بما في ذلك تلك المستخدمة في الدراسات الحيوانية ، هو أنها عادة لا تتطابق مع فقدان القوة. غالبا ما تعرف تلف العضلات ضمن سياق الفحص المستخدمة للنظر فيها والعثور على واحدة لا يمكن الاعتبار للتغيرات في انقباض بعد الاصابة. منذ الدالة مقلص كامل يمكن أن تستمر على الرغم من وجود علامات الإصابة ، قد يكون فقدان قوة التدبير الأكثر صالحة للإصابة 3 ، وربما أكثرها صلة بالموضوع.
من الصعب دراسة إصابات العضلات في البشر ، كما هو وقوع الحدث العشوائية التي يصعب التنبؤ بها والسريرية تختلف بشكل كبير. ولذلك تم الكثير من البيانات المتعلقة إصابات العضلات التأكد من الدراسات على الحيوانات ، الذي ينص على السيطرة على العديد من المتغيرات والقدرة على دراسة آليات الإصابة والتعافي. لإصابة في الجهاز فيفو وصفناها يوفر طريقة لتقييم وظيفة مقلص دون تشريح العضلات ، وبالتالي من دون الحاجة إلى الموت ببطء الحيوان قيد الدراسة. ويستند نموذجنا اصابة مصمم خصيصا (البراءات لم يبت فيها) على نفس المبادئ التي تستخدمها الأخرى لوضع الانكماش الناجم عن إصابة في الحيوانات 5،12،15،24. على الرغم من توافر النماذج في السوق ، وهناك تعليمات وراء القليل من استخدام الجهاز. نموذجنا والمواصفات من حيث تتوفر مجموعة من الحركة والسرعة الزاوية التي هي مفيدة 17 ، ولكن هدفنا الرئيسي هو المشاركة في الأساليب ؛ حاولنا أن تصف الإجراءات من البداية إلى النهاية لإنتاج بسبب الاصابة. فوائد في نموذج الجسم الحي والتي لم يتم تعديلها في العضلات ، والتشريح والميكانيكا الحيوية وأن الإجراء ليس المحطة. نحن نستخدم نفس الموقع في الساق لجميع القياسات عزم الدوران ، وفقا للإجراءات الصحية وباستخدام إبرة معقمة لكل قياس. يمكن أن تستقر المحطة دون استخدام دبوس transosseus ، ولكن علينا العثور على دبوس لتكون متفوقة من حيث الاعتمادية والقضاء على حركة غريبة أثناء الانقباضات إطالة.
جهاز يستخدم لقياس عزم الدوران في الجسم الحي ومزايا إضافية عديدة. فإنه لا ينطوي على أي تشريح ، لذلك ليس هناك حاجة إلى الموت ببطء الحيوان قيد الدراسة. والنتيجة هي أن المرء لا يستطيع قياس انقباض في نفس الحيوان على مر الزمن ، و / أو في الجسم الحي مثل التصوير بالرنين المغناطيسي. المزايا الأخرى هي أنه لا تغيير التشريح الطبيعي ، وليس تجاوز العصبية لتحفيز (مثل التحضيرات في المختبر) ، وتبقى العضلات في بيئتها الطبيعية ، لذلك يمكن دراسة الآثار المترتبة على الالتهاب ، والهرمونات ، أو غيرها من العوامل. لأنه يتطلب استخدام عدد أقل من الحيوانات التي تتعرض للعضلات أقل التلاعب (على سبيل المثال ، تشريح قبل فحص وظيفة) ، ونحن نفضل أن استخدام القياسات عزم الدوران كلما أمكن ذلك. ومن المعروف الذراع حظة TA الماوس (4) ويمكن أن يكون وزن العضلات عند التضحية الحيوانية. هناك بعض القيود ولكن ، بالمقارنة مع عزل العضلات. على سبيل المثال ، فإنه من الصعب أن تعرف بالضبط طول التغييرات التي تحدث أثناء الانقباضات تطويل ، ولا يمكن أن تقاس كتلة العضلات حتى يتم حصاده (على الرغم من أنه يمكن تقدير حجم يقاس استنادا عبر التصوير بالرنين المغناطيسي) 8.
لتحديد "القوة الخاصة" (القوة لكل وحدة من المساحة المقطعية) من العضلات الفردية ، أن العضلات تحتاج إلى أن تكون معزولة وضعه بشكل صحيح ، وهذا أيضا يتجنب انتقال قوة العضلات القريبة من 10. تم تصميم الموقع في الجهاز لهذا الغرض. أنها توفر بديلا لقياس انقباض العضلات واحدة فقط بطول المعروفة والشامل. ولكن هذا الأسلوب لديه أيضا القيود. على الرغم من أن الوضع الطبيعي في الجهاز يوفر المزيد من السيطرة التجريبية عند قياس قوة العضلات وجود الفرد ، والمفاضلة هي أن التجربة يصبح أقل الفسيولوجية. قياسات القوة في الوضع الطبيعي تتطلب الإفراج الجراحي للعضلة TA ، الذي يمكن ان يغير ويؤثر على التشريح قوة الإرسال. التجربة هي أيضا محطة ، بحيث لا يمكن رصدها في العضلات مع مرور الوقت.
نشر الموترة التصوير (DTI) هو علامة محتملة حتى أكثر حساسية والعضلات في وقت سابق عن الضرر من التصوير بالرنين المغناطيسي T2 المرجحة القياسية. المتغيرات التي تم الحصول عليها مع DTI ، على الأقل في الأنسجة الأخرى مثل الدماغ (1) ، وتظهر استجابة قوية وسريعة للضرر ، في حين أن إشارة T2 يمكن أن يستغرق فترة طويلة للتغيير. ويستند قياس زارة التجارة والصناعة على نشر ما يبدو من الماء في الأنسجة. وقد تمت مقارنة هذه التقنية زارة التجارة والصناعة إلى الباب الطولية الفعليةوقد تبين من ليالي TA الفئران وزارة التجارة والصناعة أن الاتجاهات تمثل الواقع المحلي اتجاهات الألياف العضلية في العضلات الفئران TA 19.
MRS يوفر معلومات عن التركيب الكيميائي للعضلة غير جراحية 12. اعتمادا على نواة لاحظت ، MRS يسمح بملاحظة ذات الطاقة العالية الفوسفات (31 ف MRS) أو الدهون (1 H MRS) (31). MRS P هو أداة مثالية للتحقيق في عملية التمثيل الغذائي في العضلات لأنها غير الغازية ، ويمكن بسهولة تطبق على الدراسات المجراة في العضلات والهيكل العظمي. ويمكن للنهج بديل للمقايسة البيوكيميائية من الأيضات في العضلات الموقع ، مثل إبرة الخزعة ، وإعطاء تخفيضات كبيرة من يغالي بي والظاهر PCR 1. نموذج حيواني يوفر فائدة واضحة لاستخدام اصابة رقابة ومقارنة التغيرات في الجسم الحي MRS إلى النتائج في الكيمياء الحيوية ، علم التشكل ، ووظيفة الأنسجة. واجهت تغييرات في عمليات التمثيل الغذائي الفوسفات عالي الطاقة في الأمراض التي تؤدي إلى تدهور العضلات 2،20. درجة الحموضة داخل الخلايا ، فضلا عن كثافة إشارة نسب السيد بي / PCR (الفوسفات غير العضوية [بي] لفسفوكرياتين [PCR]) ، وPDE / PCR (phosphodiester [PDE] لPCR) ، قد توفر معلومات قيمة حول المسرح وشدة تنكس العضلات.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
Acknowledgments
فإن الكتاب أود أن أشكر الدكتور روبرت بلوخ عن تبرعه السخي من مساحة المختبرات والمرافق والدكتور راو وGullapalli شى دا في التصوير الأساسية للبالحركة في مريلاند (C - TRIM) ، ومركز بحوث بالرنين المغناطيسي (MRRC) للحصول على الدعم الفني. وأيد هذا العمل عن طريق منح لRML من المعاهد الوطنية للصحة (وK01AR053235 1R01AR059179) و من رابطة الضمور العضلي (# 4278) ، ومنحة من مؤسسة JAR جاين.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| All equipment is the same for mice and rats except for the footplate | |||
| BUD Value Line Cabinet | Newark Inc | 06M4718 | |
| Multifunction l/O USB-6221M | National Instruments | 779808-01 | |
| Stepper motor controller | Newark Inc | 16M4189 | |
| Stepper Motor | Newark Inc | 16M4198 | |
| Strain Gauge Amplifier | Honeywell | DV-05 | |
| Torque Sensor | Honeywell | QWLC-8M | |
| Foot plate and stabilization device (custom made, patent pending) | |||
References
- Aldridge, R. Muscle pain after exercise is linked with an inorganic phosphate increase as shown by 31P. NMR. Biosci. Rep. 6, 663-663 (1986).
- Argov, Z., Lofberg, M., Arnold, D. L. Insights into muscle diseases gained by phosphorus magnetic resonance spectroscopy. Muscle Nerve. 23, 1316-1316 (2000).
- Brooks, S. V., Zerba, E., Faulkner, J. A. Injury to muscle fibres after single stretches of passive and maximally stimulated muscles in mice. J. Physiol. 488, 459-459 (1995).
- Burkholder, T. J. Relationship between muscle fiber types and sizes and muscle architectural properties in the mouse hindlimb. J. Morphol. 221, 177-177 (1994).
- Hakim, M. Dexamethasone and Recovery of Contractile Tension after a Muscle Injury. Clin. Orthop. Relat Res. 439, 235-235 (2005).
- Hamer, P. W. Evans Blue Dye as an in vivo marker of myofibre damage: optimising parameters for detecting initial myofibre membrane permeability. J. Anat. 200, 69-69 (2002).
- Hammond, J. W. Use of Autologous Platelet-rich Plasma to Treat Muscle Strain Injuries. Am. J. Sports Med. , (2009).
- Heemskerk, A. M. Determination of mouse skeletal muscle architecture using three-dimensional diffusion tensor imaging. Magn Reson. Med. 53, 1333-1333 (2005).
- Ho, K. W. Skeletal muscle fiber splitting with weight-lifting exercise in rats. Am. J. Anat. 157, 433-433 (1980).
- Huijing, P. A., Baan, G. C. Myofascial force transmission causes interaction between adjacent muscles and connective tissue: effects of blunt dissection and compartmental fasciotomy on length force characteristics of rat extensor digitorum longus muscle. Arch. Physiol Biochem. 109, 97-97 (2001).
- Ingalls, C. P. Dihydropyridine and ryanodine receptor binding after eccentric contractions in mouse skeletal muscle. J. Appl. Physiol. 96, 1619-1619 (2004).
- Lee, D., Marcinek, D. Noninvasive in vivo small animal MRI and MRS: basic experimental procedures. J. Vis. Exp. , (2009).
- Lovering, R. M., Deyne, P. G. D. e Contractile function, sarcolemma integrity, and the loss of dystrophin after skeletal muscle eccentric contraction-induced injury. Am. J. Physiol Cell Physiol. 286, C230-C238 (2004).
- Lovering, R. M. The contribution of contractile pre-activation to loss of function after a single lengthening contraction. J. Biomech. 38, 1501-1501 (2005).
- Lovering, R. M. Recovery of function in skeletal muscle following 2 different contraction-induced injuries. Arch. Phys. Med. Rehabil. 88, 617-617 (2007).
- Provencher, S. W. Automatic quantitation of localized in vivo 1H spectra with LCModel. NMR Biomed. 14, 260-260 (2001).
- Roche, J. A., Lovering, R. M., Bloch, R. J. Impaired recovery of dysferlin-null skeletal muscle after contraction-induced injury in vivo. Neuroreport. 19, 1579-1579 (2008).
- Stone, M. R. Absence of keratin 19 in mice causes skeletal myopathy with mitochondrial and sarcolemmal reorganization. J. Cell Sci. 120, 3999-3999 (2007).
- Van Donkelaar, C. C. Diffusion tensor imaging in biomechanical studies of skeletal muscle function. J. Anat. 194, 79-79 (1999).
- Vogl, T. J. The value of in-vivo 31-phosphorus spectroscopy in the diagnosis of generalized muscular diseases. The clinical results and the differential diagnostic aspects. Rofo. 162, 455-455 (1995).
