Summary
Bu yöntem sıçan medial gastroknemius kas motor birimlerinin üç tip seğirme ve tetanik kasılmalar ve eylem potansiyellerinin kuvvet kayıt sağlar. Tek bir motor ünitesinin fonksiyonel izolasyonu aksonun elektriksel uyarılması ile indüklenir.
Abstract
Bu çalışma, motor ünitelerin (MUs) deneysel sıçanlarda arka ekstrem kaslarındaki (medial gastroknemius, soleus veya plantaris kas gibi) özelliklerini belirlemek için standart bir elektrofizyolojik yöntem olan fonksiyonel izolasyonunu özetler. Yöntemin önemli bir unsuru ventral kökten izole edilmiş bir motor akson teslim elektrik selülasyonlarının uygulanmasıdır. Uyaranlar sabit veya değişken darbe aralıklarında teslim edilebilir. Bu yöntem, olgunluğun değişen aşamalarında (genç, yetişkin veya yaşlı) hayvanlar üzerinde yapılan deneyler için uygundur. Ayrıca, bu protokol, geniş bir müdahale spektrumu tarafından uyarılmış motor ünitelerinin değişkenliği ve plastisitesini inceleyen deneylerde de kullanılabilir. Bu deneylerin sonuçları hem kas fizyolojisi temel bilgi artırmak ve pratik uygulamalara çevrilebilir. Bu prosedür, hazırlık stabilitesi ve sonuçların tekrarlanabilirliği için gerekli adımların vurgusu yla, Bil'lerin kaydedilmesi ve uyarılması için cerrahi hazırlık üzerine odaklanır.
Introduction
Motor üniteleri (MUs) iskelet kaslarının en küçük fonksiyonel birimleridir. Bu nedenle, onların fonksiyonu, plastisite ve kontraktil özellikleri yanı sıra kuvvet düzenleme mekanizmaları anlamak, kas fizyolojisi ilerleme için çok önemlidir. MUs'un temel kontraktil özellikleri ve fizyolojik türlerinin oranları deneysel hayvanlarda ağırlıklı olarak arka bacak kasları olmak üzere çok sayıda kas için belgelenmiştir. Ancak, HEM MU özelliklerinin plastisite ve MU kuvvet düzenleme mekanizmaları hala tam olarak anlaşılamamıştır.
Açıklanan yöntemin prensibi ince ventral kökleri hazırlamak için lomber vertebra da araştırılmış ve laminektomi dışında arka bacak kaslarının geniş denervasyon, her biri tek bir "fonksiyonel" motor akson içeren, MU kuvvet ve eylem potansiyelini kaydetmek için elektriksel olarak uyarılır. Bu yazıda açıklanan tekniği kullanarak, başarılı bir deneyde medial gastroknemius kasının MM'lerinin yarısından fazlasını izole etmek mümkündür. Sıçan medial gastroknemius ortalama oluşur 52 MUs (kadın) veya 57 MM (erkek) üç fizyolojik türleri: S (yavaş), FR (hızlı dirençli) ve FF (hızlı yağlanabilir)1,2, ve değişken kontraktil özelliklere sahip3. Kontrol ve deney gruplarındaki MA'ların ortalama değerlerini karşılaştıran deneyleriçin, bu grupların her biri için 10-30 MUs'un izolasyonu ve kaydı gereklidir. Kritik olarak, tek tek MUs'lar bir saati aşan süreler için uyarılma için erişilebilir olabilir. Ayrıca, bu teknik hem MU kuvvet hem de eylem potansiyellerinin kaydedilmesine olanak sağladığından, bu yöntem kuvvet üretimiyle ilişkili olguları incelemek, yorgunluğun etkisini değerlendirmek ve kuvvet ve eylem potansiyelleri arasındaki ilişkiyi gözlemlemek için uygundur.
Önceki çalışmalar MU kontraktil özellikleri plastik olduğunu doğruladı ve çok sayıda müdahaleler ile modüle edilebilir. Burada açıklanan tekniği kullanarak deneyler sıçan medial gastroknemius4 veya sıçan diğer arka bacak kasları üzerinde yapılmıştır5,6 yanı sıra kedi kasları üzerinde7, tek MU izolasyon benzer bir yöntem kullanılarak. Değişken inter-nabız aralıklarında teslim uyaranların trenler kullanarak deneylerbaşka bir dizi motor kontrol süreçleri ile ilgili gözlemler sağlanan, ve uyarılma tarihine genel dönüş sonuçları, hatta bir uyarıcı zaman ölçeğinde bir kayma önemli etkileri de dahil olmak üzere, kuvvet üretimi için çok önemli8,9.
MUs da alternatif yöntemler kullanılarak incelenebilir. İlk olarak, bir yöntem motoneurons doğrudan stimülasyon olduğunu. Burke kedi medial gastroknemius motoneurons hücre içi stimülasyon kullanılan ve cam mikroelektrotlar ile soleus bu nöronların elektrofizyolojik özelliklerini belirlemek için kullanılan1,10. Diğer yöntemler insan kaslarında MUs çalışma önerilmiştir, hangi önemli ölçüde daha düşük müdahale gerektiren. Tüm bu yöntemler için, uyarıcı ve kayıtları elektrotlar kas veya sinir içine yerleştirilir, ve kuvvet parmak veya ayak kaydedilir. Bu yöntemlerden ilki ilk dorsal interosseous kas da MUs çalışma için kullanılmıştır. Bu kas için, düşük bir kuvvet ile sözleşme, sadece bir aktif motor biriminin eylem potansiyelleri tespit iğne elektrot ile kaydedilen elektromiyogram. Daha sonra paralel olarak kaydedilen ve her eylem potansiyelini takip eden bir kas kuvvetinin parçaları ortalamaya (başak tetiklenen ortalama) idi. Bu yöntem, bir motor biriminin kuvvetinin kas kuvvetinden çıkarılmasını sağlar11. Ancak bu işlemin metodolojik zayıflığı tek bir seğirme kuvveti değil, tetanik kasılmalar parçalarının ortalamasının saptanabı olmasıdır. İnsan MUs da kas içine yerleştirilen bir elektrot kullanılarak intramüsküler elektrik mikrostimülasyon ikinci yöntemi kullanılarak incelenebilir12, hangi bir aksonal ağacın bir parçası uyarır, tek bir motor biriminaktivasyonu yol açan. Üçüncü yöntem sinir içine yerleştirilen bir elektrot ile mikrostimülasyon olduğunu. Elektrot sinirde sadece bir motor akson aktive ettiğinde, sadece bir motor ünitesi13sözleşme. Bu son yöntemlerin, kaydın stabilitesi ve kalitesi, etik kısıtlamalar ve deneysel materyale erişim gibi bazı sınırlamaları vardır. Bu protokol yaygın 70's ve 80's14kedilerde kullanılmıştır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tüm prosedürlerin yerel etik komitesi tarafından onaylanması ve hayvanların bakımıyla ilgili Avrupa Birliği yönergelerine ve hayvanların korunmasına ilişkin ulusal yasaya uyulması gerekmektedir.
NOT: Bu prosedürde yer alan her deneyci temel cerrahi işlemler konusunda eğitilmeli ve hayvan deneyleri yapmak için geçerli bir lisans almalıdır.
1. Anestezi
- Sodyum pentobarbital intraperitoneal enjeksiyon (60 mg·kg-1başlangıç dozu) ile sıçan anestezik.
- Yaklaşık 5 dakika sonra, künt forseps ile sıçan kulağı veya ön bacak çimdikleme tarafından anestezi derinliğini kontrol edin. Yalnızca refleks eylemi gözlenmediğinde protokolün sonraki adımlarına gidin.
- Ameliyat sırasında, hayvanın her 10-15 dakikada bir refleks hareketleri olup olmadığını kontrol edin ve hayvan hareketle bir tutam yanıt verirse anesteziyi tamamlayın (genellikle 10 mg·kg-1·h-1 sodyum pentobarbital, IP).
2. Cerrahi
- Topuktan kalçaya (ilk segment, kas ve sinir izolasyonu), topuktan kalçaya sağ arka bacak (ikinci segment, yer elektrodu) ve kuyruktan torasik segmentlere (üçüncü segment, laminektomi) kadar olan arka kısmı tıraş ederek hayvanı cerrahi işlem için hazırlayın. Deneyin akut doğası nedeniyle antiseptik gerekli değildir.
- Fareyi karnına ısıtma yastığı (37 °C ± 1 °C) yerleştirin.
- Laminektomi
- Keskin-künt makas kullanarak, sakrum dan torasik vertebra kadar spinal kolon boyunca deri kesti.
- Altta yatan kaslardan cildi ayırın.
- Künt uç makası kullanarak, sakrum ve lomber spinous süreçlerin her iki tarafında longissimus kas kesip.
- S1 omurunu en düşük segment olarak tanımlayın. Keskin künt makas kullanarak, L6'dan L2 omurlarına kadar spinous prosesleri kesin ve çıkarın. Daha sonra, ince rongeurs kullanarak, l6-L2 enine süreçleri kaldırmak ve L6 üzerinde bir laminektomi gerçekleştirmek - L2 segmentleri (ilk enine süreçler, sonra lamina, L6 vertebrasegment ile başlar) dura mater kaplı omurilik lomber segmentleri ortaya çıkarmak için. Hayvan immobilizasyonu için bir fiksasyon noktası olarak kullanılacak sakral kemik ve L1 spinous süreci, kesmek için dikkatli olun.
- Keskin makas kullanarak, laminaektomi üst sınırında, omurilik (kaudal parçası) ve L2 vertebra segment düzeyinde dorsal ve ventral kökleri kesti. Kanamayı durdurmak için kurutulmuş jel köpük küçük parçalar yerleştirin. Sonra, maruz kalan omurilik segmentleri üzerinde ince, tuzlu batırılmış pamuk yerleştirin.
- Medial gastroknemius kas ve sinir izolasyonu
- Keskin künt makas kullanarak, sol arka ekstremitenin arka tarafında uzunlamasına bir kesik yapın, Aşil tendonundan kalçaya kadar.
- Forseps ile cildi kavramak ve kesi her iki tarafında altta yatan kaslardan cildi ayırın.
- Pazı femoris kas ile kaplıdır diz ekleminin arkasında popliteal fossa bulun. Makas kullanarak, bu kasın ön ve arka kısmı arasında bir kesim yapmak.
- Yukarı doğru hareket, siyatik sinir ortaya çıkarmak için kalça ya kadar pazı femoris iki baş kesti.
- Künt forceps ve makas kullanarak, gastroknemius kas medial başkanı lateral ayırın ve medial gastroknemius kas distal ekleme (Aşil tendonu) kesti. Kuvvet dönüştürücübağlanmak için kullanmak için mümkün olduğunca aşil tendonu parçası korumak.
- Medial gastroknemius (MG) sinirini tanımlayın. Forceps ve makas kullanarak, arka pazı ve semitendinosus için teminatlar da dahil olmak üzere siyatik sinir, kalan tüm teminatları kesti. Medial gastroknemius bozulmamış kaynağı kan damarları bırakın.
- Aşil tendonu ile iplik olmayan bir elastik ligatür ve üç düğüm yapmak.
- Maruz kalan sinir ve kas altında tuzlu batırılmış pamuk parçası yerleştirin.
- Tırtıklı forceps kullanarak, işletilen alan üzerinde cildi kapatın.
- Keskin-künt makas kullanarak, metal bir kelepçe (3.1.6.) ile immobilizasyon için sol arka ekstremitenin ön tarafında deri ve altta yatan bağ dokusu 2 cm kesi yapmak.
3. Kayıt ve uyarılma için hazırlık
- Vertebral kolon ve bacak fiksasyonu ve kas düzeni
- Çelik bir kelepçe kullanarak, kaval kemiğine kelepçe koyarak sol arka ekstremite düzeltmek.
- Fareyi özel yapım ayarlanabilir çerçeveye (izole bakır tel, 1 mm) yerleştirin, dört ligatür kullanarak laminektomi etrafındaki deri kapaklarını yukarı çekin ve açıkta kalan omurilik üzerinde parafin yağı (yaklaşık 50 mm x 50 mm) için bir havuz oluşturmak için cildi çerçeveye dikin.
- Dumont #55 forseps kullanarak, omuriliğin kesiştiği yerde dura mater kaldırın, sakral kemiğe kadar caudally kesip ve geri çekmek.
- Bir künt cam çubuk kullanarak, ayrı sol ve sağ dorsal ve ventral kökleri ardışık seviyelerde, onlara zarar vermemeye özen.
- Omuriliğin üzerindeki havuzu, maruz kalan ventral ve sırt köklerini kaplayan sıcak (37 °C) parafin yağı ile doldurun.
- Fareyi, kapalı devre ısıtma sistemine bağlı arka ayakları için havuzlu (uzunluk 135 mm, genişlik 100 mm, derinlik 45 mm) özel yapım alüminyum plakaya (uzunluk 260 mm, genişlik 120 mm, yükseklik 80 mm) yerleştirin. Plaka, hayvanın hareketsiz hale getirileceği ve deney yapılacağı yerdir.
- Hindimb hareketsizleştirmek için metal çubuk ile sol arka bacak koymak kelepçe düzeltin.
- Hayvan vücudunu hareketsiz hale getirmek ve solunum hareketleri ile ilgili kuvvet kayıtlarında bulunan eserleri ortadan kaldırmak için sakral kemik ve L1 omurlarına çelik kelepçeler koyarak vertebra kolonunu düzeltin.
- Sol medial gastroknemius kasını elastik olmayan ligatür ile kuvvet transdüserine (50 μm/250 mN, ölçüm aralığı 0-1000 mN) aşil tendonu ile bağlayın.
- Medial gastroknemius kasını kapsayacak şekilde arka bacaklar için hazneyi sıcak (37 °C) parafin yağı ile doldurun ve sıcaklık probu ve otomatik sistemi kullanarak 37 °C ± 1 °C'de yağ sıcaklığını koruyun.
- Eylem potansiyelleri kayıt ve stimülasyon için elektrotların yerleştirilmesi
- Medial gastroknemius kasının orta kısmına, uzun eksenine dik bipolar gümüş telli elektrot yerleştirin. Kasın uzun bir ekseni boyunca bulunan iki elektrot arasında yaklaşık 5 mm mesafe koruyun. Bu elektrotlar motor birim eylem potansiyellerini (MUAP) kaydetmek için kullanılacaktır. Elektrotları düşük gürültülü amplifikatörüne bağlayın.
- İşletilen kası 100 mN'lik pasif bir gerilime kadar uzatın, kuvvet transdüseri tarafından kontrol edin. Bu streç sıçan medial gastroknemius için üç tip MM'ler en yüksek seğirme kuvveti geliştirmek15.
- Keskin künt makas kullanarak, sağ arka ekstremitenin derisinde 2 cm'lik bir kesi yapın ve referans elektrot olarak kullanılmak üzere gümüş telli bir elektrot takın.
- Açıkta kalan spinal köklerin üzerine özel yapım yalıtımlı metal plakayı (boyut 30 mm x 13 mm) yerleştirin ve tamir edin. Sol daki ventral ve sırt kökleri (L4, L5 ve L6) çiftlerini plakaya koyun.
- Laminektomi etrafında deri tarafından oluşturulan havuza tuzlu ekleyin. Tuzlu seviye yalıtımlı plakanın altında olmalıdır.
- Elektrot uyarıcı elektrot (iki gümüş tel, 0,5 mm çapında, uzunluğu 50 mm) maruz kalan spinal köklerin üzerine yerleştirin, yağda plakanın 3 mm üzerine pozitif bir kutup yerleştirin, tuzlu daki negatif kutup ise (plakanın altında havuza eklenir) ve uyarıcıya bağlanın.
4. Motor ünitesi kayıtları
- Elektriksel dikdörtgen darbeler (0,1 ms süre, genlik 0,5 V'a kadar) ile uyarıcı, ventral kökleri seçin (L4, L5 ve L6); ventral kök stimülasyonu dorsal kökler için böyle bir etkisi yoktur ise kasların kasılması çağrıştırıyor. Plakadan dorsal kökleri ortadan kaldırın. Medial gastroknemius için, en aksonlar L5 ventral kökü bulunmaktadır.
- Dumont #55 forseps ve büyüteç bir çift kullanarak, akson çok ince demetleri halinde L5 veya L4 ventral kökleri bölünmüş (her iki forseps ile ventral rootlet kesme ucunu kavramak ve ayrı kök soyma); gümüş bir tel elektrot üzerine bu demetleri yerleştirin ve tek bir MU aktivitesini elde etmek için (0,5 V'a kadar genlik 0,1 ms dikdörtgen darbeler) uyarmak. Sağlam bir destek (metal çubuk) forseps kullanmak için bir el desteği olarak kullanılabilir akson, ince demetleri işlemek için çok yararlıdır. Ayrıca ek bir ışık kaynağı gerekli olduğunu unutmayın.
- Uyarıcının yoğunluğunu kademeli olarak artırarak, seğirme daralması ve eylem potansiyeli uyarıcının uyarılmış "all-or-none" karakterine dayanarak tek bir MU tanımlayın. Uyarılmı eşiğin etrafındaki bir uyarımda dikkatlice test edin.
- Birden fazla MU incelenen kas sözleşme ve kuvvet artan düzeyi yanı sıra artan genlik veya eylem potansiyelinin değişen şekli görünür olduğunda, adım 4.2 geri gidin ve akson demeti tekrar bölün. Sıçan medial gastroknemius en güçlü MM zayıf olanlardan yaklaşık 70 kat daha büyük seğirme kuvvete sahip olduğunu unutmayın ve çok güçlü MU ikinci seğirme olduğunda, zayıf MU belirgin olmayabilir. Ayrıca bazı MUs'ların elektrotun kayıt alanıdışında bulunan kas liflerine sahip olduğunu ve elektromiyogramda görünmediğini unutmayın; böyle bir durumda uyarıcı genlik değişiklikleri kuvvet etkisi olabilir ama eylem potansiyeli.
- Deney amacıyla gerekli bir uyarım protokolü ile bir motor ünitesi teşvik. Tüm temel motor ünitesi kontraktil ve eylem potansiyelleri özellikleri hesaplamak için gerekli temel bir stimülasyon protokolü için, aşağıdakileri içerir.
- 1 Hz'de 5 uyaran ekleyin (kaydedilen ve ortalama 5 tek anahtar; ortalama gürültüyü ortadan kaldırmaktır, bu da özellikle en zayıf MUs'lar için önemlidir).
- 500 ms'lik bir süre ile 10, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 100 ve 150 Hz frekanslarında bir dizi uyaran ekleyin (bu kayıtlar kuvvet frekansı ilişkisinin hesaplanmasını, 150 Hz'de maksimum tetanik kuvvetin ve 20-40 Hz stimülasyonda sarkıntının hesaplanmasını sağlar).
- Yorulma testi (tetani 40 Hz frekansında 14 uyaran trenler tarafından uyarılmış, 4 dakika boyunca her saniye tekrarlanan) ekleyin.
- Yukarıdaki protokolün tüm öğeleri arasında en az 10 s zaman aralıkları ekleyin.
- Ardışık izole motor üniteleri ile işlemi tekrarlayın.
- Deneyi sonlandırın ve öldürücü dozda pentobarbital sodyum (180 mg·kg-1)intraperitoneal uygulama kullanarak hayvanı ötenazi edin.
5. Elektronik cihazlar
NOT: Özel yapım bilgisayar programı uyarıcıyı kontrol ederek, adım 4.4'te belirtilenler de dahil olmak üzere değişken uyarım kalıpları oluşturma olanağı sağlar. Program analog-to-dijital dönüştürücü (MUAP ve kuvvet kayıtları için en az 10 kHz) ile işbirliği yapmaktadır.
- AC amplifikatörü analogdan dijitale dönüştürücü ile bilgisayara bağlayın ve osiloskopa paralel olarak.
- Kuvvet dönüştürücüsünü analogdan dijitale dönüştürücü ile bilgisayara bağlayın ve osiloskopa paralel olarak. Deney sırasında pasif kas kuvvetini kontrol etmek için kuvvet dönüştürücü kullanın. Deney sırasında pasif kuvvetin azalabileceğini unutmayın; bu nedenle, pasif kas kuvveti sabit tutmak için kas uzunluğunu artırmak için gereklidir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Motor ünitesi kasılmaları ve eylem potansiyellerinin parametreleri, kayıtların sabit koşulları sağlandığında kayıtlar bazında hesaplanabilir. Şekil 1 hızlı bir MU tek seğirme temsili bir kayıt sunar. Üst izleme motor birimi eylem potansiyelini gösterir. Uyarıcı nın doğumu ile motor ünitesi eylem potansiyelinin başlangıcı arasındaki gecikme ventral kökten kaslara iletim süresinden kaynaklanmaktadır. Şekil 2, hızlı bir MU'nun aşınmamış tetanoz kuvveti ve motor birim eylem potansiyellerinden oluşan bir trenin temsili bir kaydını gösterir.
Şekil 1: Hızlı bir MU tek seğirme temsili bir kayıt. Kuvvet yolu üzerinde, motor birim eylem potansiyeli vardır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Hızlı bir MU (orta kayıt), motor birim eylem potansiyelleri (üst kayıt) ve uygulamalı uyaranların bir tren bir zaman konumu (aşağıda) bir tren unfused tetanoz kuvveti temsili bir kayıt. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Deneyimli bilim adamları tarafından doğru yapılırsa, açıklanan protokolün cerrahi bileşeni yaklaşık iki saat içinde tamamlanmalıdır. Ameliyat sırasında hayvanın stabil fizyolojik durumlarını, özellikle vücut ısısını ve anestezi derinliğini korumaya özen denmelidir, pinna ve çekilme refleksleri değerlendirilerek sistematik olarak kontrol edilmelidir. Ameliyattan sonra en az altı saat stabil kayıt koşullarının sürdürülmesi mümkün olmalıdır.
Önemli deneysel prosedür, ventral kökün incelenen kaslara tek bir motor akson izolasyonuna yol açan çok ince filamentlere bölünmesiile başlar. Aslında, ventral köklerin ince filamentler arka bacak farklı kasları innerve akson grupları içerir; ancak, çalışılan bir dışında tüm kaslar denervated olduğundan, aksonlar uyarılmış demet çalışılan medial gastroknemius sadece bir akson içerdiğinde bu çalışılan kas sadece tek MU kasılması uyandırmak mümkündür. Uyarılmış aktivitenin tek BIR daralma olarak başarılı bir şekilde tanımlanmasından sonra, MU'nun üç fizyolojik tipten biri olarak sınıflandırılması için çok önemli olan kuvvet kayıtlarını (tek seğirme, aşınmamış tetanoz, yorulma testi) kaydetmek mümkündür. Bu tekniğin avantajı, bir deneyde en fazla 30 ünite yi kaydedebilme yeteneğidir; ayrıca, MUs hemen "sarkma" varlığı1,3temelinde hızlı veya yavaş türleri olarak sınıflandırılabilir. Ayrıca, MUs hızlı yağlanabilir veya çok yüksek doğrulukile hızlı dayanıklı olarak sınıflandırılabilir unfused tetanik daralma kuvveti kayıt bir profile dayalı16. Klasik yorulma testi yapılamadığında bu son yöntem kullanılabilir. Ayrıca hızlı/yavaş MU sınıflandırması da 20 Hz indeks17ile yapılabilir dikkati çekiyor .
Önerilen stimülasyon protokolü (adım 4.4) çalışmanın ihtiyaçlarına uyarlanabilir. Bu özel stimülasyon seti seğirme kaydını sağlar (seğirme kuvveti de dahil olmak üzere temel seğirme parametrelerini hesaplamak için, daralma nın yanı sıra gevşeme süresi), maksimum tetanoz (bu nedenle seğirme-tetanoz oranını hesaplamak mümkündür), bir dizi stimülasyon frekansında aşınmamış tetanik kasılmalar (bir MU'yu sarkık varlığı na veya 20 Hz indeksine yavaş veya hızlı olarak sınıflandırmak ve kuvvet frekansı eğrisini hesaplamak için) ve yorulma testi (yorulma indeksi hesaplamak için gereklidir). Yorulma indeksi hesaplaması, MUs'ları yağlanabilir veya dirençli olarak sınıflandırmak için kullanılan temel bir yöntemdir. Bu yöntem çeşitli stimülasyon desenleri üretmek için modifiye olmaya açıktır; ancak, olası bir sınırlama akson teslim uyaranların zaman dağılımını oluşturan bilgisayar programıdır. Ayrıca, bazı ek değişiklikler belirli araştırma sorularını cevaplamak için tanıtılabilir, paralel birkaç MUs etkinleştirmek için çeşitli uyarıcı elektrotlar gibi18, kas yüzeyinden bir mekamyogram kaydetmek için ek bir lazer sensörü (MMG) kas yüzeyinden19 veya sinir iletim hızı hesaplamak için kas bir kayıt elektrot20.
Ancak, bu prosedürün sınırlamaları ve zorluklarının farkında olmak önemlidir. İlk olarak, deneysel kurulumun önemli bir kısmı özel yapımdır (yani, ekstremite ve omur segmentleri için kıskaçlar, ventral kökler ve elektrotlar için bir plaka). Deneysel kurulum, iyometrik kuvvet kaydı için kararlı koşullar sağlamak için tüm destekleyici metal çubuklar (hayvan immobilizasyonu ve kuvvet transdüseri için gereklidir) için plakalı (kalınlık 30 mm) katı bir metal tablo içerir. Bu yöntemin uygulanması aynı zamanda hem cerrahi alanında kapsamlı eğitim hem de elektronik bir cihaz ve bilgisayar programı içeren karmaşık bir deneysel kurulum hazırlanmasını gerektirir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların ifşa etmesi gereken bir çıkar çatışması yoktur.
Acknowledgments
Bu çalışma Polonya Ulusal Araştırma Merkezi hibe 2018/31/B/NZ7/01028 tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Force transducer | custom-made | ||
| Forceps | Fine Science Tools | No. 11255-20 | Dumont #55 with extra light and fine shanks |
| Forceps | Fine Science Tools | No. 11150-10 | Extra Fine Greafe Forceps |
| Forceps | Fine Science Tools | No. 11026-15 | Special cupped pattern for superior grip |
| Forceps | Fine Science Tools | No. 11023-10 | Slim 1x2 teeth |
| Forceps | Fine Science Tools | No. 11251-20 | Dumont #5 |
| Hemostats | Fine Science Tools | No. 13003-10 | Hartman |
| Isolation Unit | Grass Instruments | S1U5A | |
| Low Noise Bioamplifer | World Precision Instruments | Order code 74030 | |
| Needle holders | Fine Science Tools | No. 12503-15 | With tungsten carbide jaws |
| Rongeurs | Fine Science Tools | No. 16021-14 | Friedman-Pearson |
| Scissors | Fine Science Tools | No. 14101-14 | Straight sharp/blunt with large finger loops |
| Scissors | Fine Science Tools | No. 14075-11 | Curved blunt/blunt |
| Scissors | Fine Science Tools | No. 14084-08 | Extra fine bonn |
| Scissors | Fine Science Tools | No. 15000-00 | Straight, ideal for cutting nerves |
| Stimulator | Grass Instruments | S88 | Dual Output Square Pulse Stimulator |
References
- Burke, R. E., Levine, D. N., Tsairis, P., Zajac, F. E. Physiological types and histochemical profiles in motor units of the cat gastrocnemius. Journal of Physiology. 234, 723-748 (1973).
- Celichowski, J., Drzymała-Celichowska, H. The number of motor units in the medial gastrocnemius muscle of male and female rats. Journal of Physiology and Pharmacology. 58, 821-828 (2007).
- Grottel, K., Celichowski, J. Division of motor units in medial gastrocnemius muscle of the rat in light of variability of their principal properties. Acta Neurobiologiae Experimentalis. 50, 571-588 (1990).
- Celichowski, J., Krutki, P. Variability and plasticity of motor unit properties in mammalian skeletal muscle. Biocybernetics and Biomedical Engineering. 32 (4), 33-45 (2012).
- Gardiner, P. F., Olha, A. E. Contractile and electromyographic characteristics of rat plantaris motor unit types during fatigue in situ. Journal of Physiology. 385, 13-34 (1987).
- Drzymała-Celichowska, H., Kaczmarek, P., Krutki, P., Celichowski, J. Summation of slow motor unit forces at constant and variable interpulse intervals in rat soleus muscle. Journal of Electromyography and Kinesiology. 30, 1-8 (2016).
- Krutki, P., Celichowski, J., Łochyński, D., Pogrzebna, M., Mrówczyński, W. Interspecies differences of motor units properties in the medial gastrocnemius muscle of cat and rat. Archives Italiennes de Biologie. 144, 11-23 (2006).
- Burke, R. E., Rudomin, P., Zajac, F. E. The effect of activation history on tension production by individual muscle units. Brain Research. 109, 515-529 (1976).
- Celichowski, J. Mechanisms underlying the regulation of motor unit contraction in the skeletal muscle. Journal of Physiology and Pharmacology. 51, 17-33 (2000).
- Burke, R. E., Levine, D. N., Salcman, M., Tsairis, P. Motor units in cat soleus muscle: physiological, histochemical and morphological characteristics. Journal of Physiology. 238, 503-514 (1974).
- Milner-Brown, H. S., Stein, R. B., Yemm, R. The contractile properties of human motor units during voluntary isometric contractions. Journal of Physiology. 228, 285-306 (1973).
- Taylor, A., Stephens, J. A. Study of human motor unit contractions by controlled intramuscular microstimulation. Brain Research. 117, 331-335 (1976).
- Westling, G., Johansson, R. S., Thomas, C. K., Bigland-Ritchie, B. Measurement of contractile and electrical properties of single human thenar motor units in response to intraneural motor-axon stimulation. Journal of Neurophysiology. 64, 1331-1338 (1990).
- Burke, R. E. Motor units: anatomy, physiology and functional organization. APS Handbook of Physiology Series, Section 1, The Nervous System. 11, part 1, Motor Control 345-422 (1981).
- Celichowski, J., Grottel, K. The dependence of the twitch course of medial gastrocnemius muscle of the rat and its motor units on stretching of the muscle. Archives Italiennes de Biologie. 130, 315-325 (1992).
- Celichowski, J., Grottel, K., Bichler, E. Differences in the profile of unfused tetani of fast motor units with respect to their resistance to fatigue in the rat medial gastrocnemius muscle. Journal of Muscle Research and Cell Motility. 20, 681-685 (1999).
- Krutki, P., et al. Division of motor units into fast and slow on the basis of profile of 20 Hz unfused tetanus. Journal of Physiology and Pharmacology. 59, 353-363 (2008).
- Drzymała-Celichowska, H., Krutki, P., Celichowski, J. Summation of motor unit forces in the rat medial gastrocnemius muscle. Journal of Electromyography and Kinesiology. 20, 599-607 (2010).
- Kaczmarek, P., Celichowski, J., Drzymała-Celichowska, H., Kasiński, A. The image of motor unit architecture in the mechanomyographic signal during single motor unit contraction. In vivo and simulation study. Journal of Electromyography and Kinesiology. 19, 553-563 (2009).
- Celichowski, J., Krutki, P., Bichler, E. Axonal conduction velocity of motor units of rat's medial gastrocnemius muscle. Journal of Physiology (Paris). 90, 75-78 (1996).
