9 Şubat 2013
Ekstremite kas kasılma ve pasif mekanik özelliklerinde değişimler kas hastalıkları için önemli belirteçler vardır. Bu yazıda murin ekstansör digitorum longus ve tibialis anterior kaslar bu özellikleri ölçmek için fizyolojik testler anlatılmaktadır.
Bu prosedürün genel amacı, fare uzuv kaslarının mekanik özelliklerini doğru bir şekilde belirlemektir. Bu, ekstansör digitorum longus kasının kasılma ve pasif özelliklerinin ex evo ölçülmesiyle veya tibialis anterior kasının kasılma özelliklerinin in situ olarak ölçülmesiyle gerçekleştirilir, sonuçta çeşitli kas hastalıklarındaki fizyolojik değişikliklerin ve deneysel müdahalelerin kas fonksiyonunu iyileştirip iyileştirmediğinin daha iyi anlaşılmasını sağlayan sonuçlar elde edilebilir. Bu yöntem, vücut hareketi için gerekli olan iskelet kasının mekanik işlevinin ayrılmaz iki yönü olan iskelet kasının kasılma ve pasif özelliğinin tam bir değerlendirmesini sağlar.
Bu nedenle, kas diseksiyon prosedürünün görsel olarak gösterilmesi kritiktir çünkü çok fazla beceri ve manipülasyon gerektirir. Ayrıca, NC iki'nin büyük kasların kasılma özelliğinin in vitro SA gibi mevcut yöntemlere göre değerlendirilmesinin ana avantajı, enstitü yaklaşımının normal kan akışını ve oksijenasyonu bozmamasıdır. Kas fizyolojisi çalışmasında önemli bir endişe, hedef kasın oksijenlenmesidir.
In vitro SA, TA kası gibi büyük kaslar için oksijen difüzyonu kasın merkezine ulaşamayabilir. Bu tekniğin etkileri kas hastalıklarının tedavisine kadar uzanır, çünkü iskelet kasının mekanik fonksiyonunun doğru ölçümü, kas hastalıklarının ilerlemesini değerlendirmek ve yeni gen hücresi ve farmakolojik müdahalelerin terapötik etkinliğini belirlemek için de kullanılabilir. Burada sunulan tüm hayvan prosedürleri, kurumsal hayvan bakımı teşvik komitesi tarafından onaylanmıştır.
Bu, ex vivo deneyler için kas test sistemini kurmak için hayatta kalmayan bir ameliyattır. Oksi tüpünü su ceketi doku banyosuna sabitleyerek doku banyosunu monte ederek başlayın. Monte edilmiş banyoyu kas montaj aparatına takın ve iğneli valfi banyo drenajına yerleştirin.
Gaz hattını ve su sirkülasyon hatlarını banyoya bağlayın. Ceket haznesinde 30 santigrat derece suyun dolaşmasına ve beş PSI gazın oksi tüpünden akmasına izin verin. Banyoyu zil tamponu ile doldurun ve sabit bir gaz akışı ile dengeleyin.
Aletleri açın ve EDL kas arter arterini incelemek, anestezi uygulamak ve fareyi bir ısıtma yastığına yerleştirmek için DMC yazılımını yükleyin. Arka bacakları tıraş edin ve ayak parmağınızı kıstırarak sedasyon olup olmadığını kontrol edin. Fareyi diseksiyon tahtasının üzerine yerleştirin ve bacak derisini soyun.
Arka ayağı ayağa ve gracilis kasına sabitlemek için iki terzi pimi kullanın. Çekirdek vücut sıcaklığını 37 santigrat derecede tutmak için farenin üzerine bir ısıtma lambası yerleştirin ve açıkta kalan tüm kasları stereo mikroskop altında sıcak zil tamponu ile sürekli olarak süper kaynaştırın, distal TA tendonunu ve ekstansör ligamenti ortaya çıkarmak için cildi inceleyin ve TA kasını kaplayan fasyayı nazikçe çıkarın. Distal TA tendonunu serbest bırakmak için ekstansör ligamenti kesin.
Distal TA tendonunu kesin ve ince bir zil tamponu ıslatılmış pamuk parçasıyla TA kasını çıkarmak için kullanın. TA kas damar sisteminin yırtılmasından kaynaklanan kanamayı durdurun. Daha sonra, bir ekmek ipek sütür kullanarak, EDL kasının distal kas tendon kavşağında bir ilmek düğümü takiben çift kare bir düğüm bağlayın.
Daha sonra proksimal tendonu ortaya çıkarmak için biseps fems kasında bir kesi yapın ve aynı düğüm setini proksimal kas tendon kavşağında bağlayın. Çift kare bir düğüm yapmak için aynı dikiş hattını kullanın. Kol kancasını proksimal veya distal düğümlere sabitlemek için.
EDL kasını arka bacaktan nazikçe incelemek için. İlk olarak, dikiş düğümlerinin üstündeki proksimal tendonu kesin ve kasın altındaki damar sistemini kesin. Daha sonra dikiş düğümünden daha düşük olan distal tendonu kesin.
Açıkta kalan arka bacakyı bir parça zil sesiyle ıslatılmış pamukla örtün. Son olarak, kancayı kol koluna takın ve kasları elektrotlar arasında dikey olarak hizalayın. Distal sütür hattını sabit direğe sabitleyin.
Kası zil tamponuna batırın ve dinlenme gerginliğini 1.0 grama ayarlayın. Kasın en az 10 dakika dengelenmesine izin verin. EDL kasının kasılma özelliklerini ölçmek için, DMC yazılımında aşağıdaki protokollerin her biri için parametreleri burada sunulduğu gibi ayarlayın.
İlk protokol için, EDL kasını, stimülasyonlar arasında 62. bir dinlenme ile 150 hertz'de üç kez uyararak stabilize edin. İkinci protokol için, kasların iki dakika gevşemesine izin verin ve ardından EDL kasını farklı dinlenme gerginliklerinde uyararak en uygun uzunluğu veya LN'yi belirleyin. Distal ve proksimal düğümler arasındaki en uygun kas uzunluğunu ölçmek için dijital kumpas kullanın.
Kasın iki dakika gevşemesine izin verin. Üçüncü protokol için, dinlenme gerginliğini sıfıra ayarlayın ve tek seğirme stimülasyonunda kas kuvvetini ölçün. Seğirme gerginliğini veya pt'yi, tepe gerginliğine veya TPT'ye kadar geçen süreyi ve pt'nin yarım gevşeme süresini belirleyin.
Kasın iki dakika gevşemesine izin verin. Dördüncü protokolü gerçekleştirmek için, dinlenme gerginliğini LN'ye ayarlayın ve farklı stimülasyon frekanslarında üretilen testis kas kuvvetini ölçün. Kas Kuvvetinin maksimum titanik kuvvete ulaştığı yerde P NAUGH'u ölçün.
P naugh için en yüksek gerginliğe kadar geçen süreyi ve yarım gevşeme süresini ölçün. Kasın beş dakika gevşemesine izin vererek beşinci protokole başlayın, dinlenme gerginliğini L Naugh'a ayarlayın ve döngüler arasında iki dakika dinlenme ile 10 döngü eksantrik kasılma uygulayın. Her eksantrik kasılma döngüsünden sonra PN'nin bağıl kuvvet kaybını hesaplayın.
Son olarak, EDL kasını aparattan ayırın ve dikiş yerindeki tendonları kesin. Kas yaş ağırlığını belirleyin ve kas kesit alanını hesaplayın. EDL kasının pasif özelliklerini ölçmek için, kontralateral EDL kasını inceleyin ve daha önce gösterildiği gibi aparata takın.
Bu videoda kası, kasın %10'luk artışlarla %160'a kadar gerildiği altı aşamalı bir germe protokolüne tabi tutun. EDL kas gerilmesinin viskoz özelliğini değerlendirmek için stres gerilme profilini analiz edin ve kası %10L sıfırda tutun ve aşağıdaki zaman dilimlerinde stres gevşeme oranını ölçün. Termo kontrollü hayvan aşamasını dolaşım suyu ile 37 santigrat dereceye ısıtarak başlayın.
DMC yazılımını açın ve yükleyin. Anestezi uygulanmış farenin arka bacağındaki TA kasını açığa çıkardıktan sonra, patella ligamentinin etrafına çift kare bir düğüm bağlamak için bir ekmek ipek sütürü kullanın. Daha sonra çift kare bir düğüm atın, ardından distal ta tendonun kas tendon kavşağında veya MTJ'sinde bir halka düğümü atın.
Yaklaşık 10 milimetrelik bir halka yapmak için aynı dikişi kullanın. Hayvanı yüzüstü konumlandırın ve pazı fems kasını ortaya çıkarın. Siyatik siniri açığa çıkarın ve proksimal ucunun etrafına çift kare bir düğüm atın.
Düğümün üstündeki siniri kesin ve uzunluğunun yaklaşık beş milimetresini dizinize doğru dikkatlice inceleyin. Siniri germeyin veya zarar vermeyin. Kontralateral ta kasını bu videoda daha önce gösterildiği gibi hazırlayın ve arka bacaklardan birini bir parça zil tamponu ıslatılmış pamukla örtün.
Daha sonra, hayvanı hayvan platformuna yüzüstü yerleştirin ve dizini sabitlemek için çift kare bir düğüm bağlamak için diz piminin etrafındaki patella ligament dikiş çizgilerini kullanın. Daha sonra ayakları SIL koruma bloğuna sabitledikten sonra, hayvan platformunu termo kontrollü sahneye sabitleyin ve hayvan çekirdeği vücut sıcaklığını 37 santigrat derecede tutmak için ısı lambasını konumlandırın. Elektrodu platforma taktıktan sonra, siyatik siniri elektroda takın, ardından distal düğümün distalinde açıkta kalan arka uzuvun TA tendonunu kesin ve dikiş halkasını kol kolu kancasına takın.
Açıkta kalan arka bacak kasını ılık halkalarla örtün, TA kasının kasılma ölçümlerini kaydetmek için ıslatılmış pamuğu tamponlayın. EDL kası için bu videoda daha önce gösterilen DMC yazılımındaki parametreleri ve protokolü kullanın ve verileri analiz etmek için yazılımı kullanın. TA kasının ölçümlerini aldıktan sonra, distal TA tendon sütür halkasını kol kancasından ayırın ve kontralateral TA kasının kasılma özelliklerini gösterildiği gibi ölçün Hayvana ötenazi yaptıktan sonra, TA kaslarını çıkarın ve ıslak ağırlıklarını belirleyin.
Kesit alanını hesaplamak için, bu tablo normal siyah 10 ve distrofin eksikliği olan veya dört ila altı aylık MDX farelerinde EDL kasının morfometrik özelliklerini göstermektedir. Burada, seğirme kuvvetine özgü maksimum titanik kuvvet, tepe gerilimine kadar geçen süre ve mutlak maksimal titanik kuvvetin yarı gevşeme süresi dahil olmak üzere, siyah 10 ve MDX farelerinden EDL kasının temsili bir kasılma ve pasif özellikleri gösterilmiştir. En yüksek gerginliğe kadar geçen süre ve yarım gevşeme süresi de mutlak seğirme kuvvetinden hesaplanabilir.
Stres gerinim profili ve stres gevşeme oranı, EDL kasının pasif özelliklerini tanımlamak için kullanılır. Distrofin yokluğu, EDL kasının kasılma ve pasif özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Belirli Seğirme ve Titanik kuvvetleri, M-D-X-E-D-L kasında önemli ölçüde azalır.
Örneğin, M-D-X-E-D-L kasında yarım gevşeme süresi önemli ölçüde daha yavaşken, gerginliği zirveye çıkarma süresi önemli ölçüde daha yavaştır. Ek olarak, stres gerinim profili, M-D-X-E-D-L kasında sertliğin önemli ölçüde arttığını göstermektedir. M-D-X-E-D-L kası ayrıca tepe stresine ulaşmadan önce önemli ölçüde daha yüksek direnç kuvveti verirken, zirve sonrası stresler çok daha hızlı azalır.
Ayrıca, stres gevşeme oranı, MDXXE-d-l kasında, siyah 10 EDL kasına kıyasla önemli ölçüde daha yüksekti. Diseksiyon prosedürüne hakim olduktan sonra, kasılmanın ex vivo analizi ve EDL kasının pasif özelliği 40 dakika içinde yapılabilir. Ve her iki TA kasının kasılma özelliğinin yerinde değerlendirilmesi, geliştirildikten sonra 60 dakika içinde yapılabilir.
Bu teknik, araştırmacıların kas hastalığı alanında iskelet kasının kasılma ve pasif özelliklerini değerlendirmede ve bu prosedürü takiben tedavinin etkinliğini belirlemeye yardımcı olmalarının yolunu açmıştır. İskelet kasının histopatoloji analizi gibi başka bir yöntem de ek bir soruya cevap vermek için yapılabilir. Örneğin, deneysel tedavinin iskelet kası histopatolojisi üzerindeki etkisi.
Bu çalışma, fare bacak kaslarının mekanik özelliklerinin, özellikle de uzun parmaklar uzatıcısı ve ön tibia kaslarının değerlendirilmesi için bir yöntem sunmaktadır. Hem kasılma hem de pasif özellikleri ölçerek, araştırmacılar kas hastalıkları ve deneysel müdahalelerin etkileri hakkında bilgi edinebilirler.
Accurate assessment of skeletal muscle contractile and passive properties is critical for evaluating disease mechanisms and therapeutic efficacy in preclinical muscle disease models. This method enables direct measurement of force generation, twitch kinetics, and passive stiffness in mouse limb muscles, providing quantitative endpoints for target validation and mechanistic de-risking. By preserving physiological conditions such as oxygenation and blood flow, the approach supports reliable preclinical data generation for go/no-go decisions in neuromuscular and dystrophy-focused discovery programs.
The method fits within the discovery continuum from early target validation to preclinical efficacy testing, offering a functional bridge between molecular phenotypes and whole-muscle physiology.