कुतर कंकाल की मांसपेशी सिकुड़ा समारोह के माप एक उपयोगी उपकरण है कि रोग प्रगति को ट्रैक करने के साथ ही चिकित्सीय हस्तक्षेप की प्रभावकारिता के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । हम यहां का वर्णन गैर इनवेसिव, vivo आकलन में dorsiflexor की मांसपेशियों है कि एक ही माउस में समय पर दोहराया जा सकता है ।
कंकाल की मांसपेशी सिकुड़ा समारोह का आकलन दोनों नैदानिक और अनुसंधान प्रयोजनों के लिए एक महत्वपूर्ण माप है । कई शर्तों नकारात्मक कंकाल की मांसपेशी को प्रभावित कर सकते हैं । यह मांसपेशियों की हानि में परिणाम कर सकते हैं (शोष) और/या मांसपेशियों की गुणवत्ता की हानि (मांसपेशियों की प्रति इकाई कम बल), दोनों जिनमें से जीर्ण रोग में प्रचलित हैं, मांसपेशी विशेष रोग, स्थिरीकरण, और उम्र बढ़ने (sarcopenia). जानवरों में कंकाल की मांसपेशी समारोह विभिन्न परीक्षणों की एक श्रृंखला द्वारा मूल्यांकन किया जा सकता है । सभी परीक्षणों शारीरिक परीक्षण पर्यावरण से संबंधित सीमाएं हैं, और एक विशिष्ट परीक्षण के चयन अक्सर प्रयोगों की प्रकृति पर निर्भर करता है । यहां, हम vivo में एक का वर्णन, गैर इनवेसिव तकनीक है कि समय के साथ एक ही जानवर पर प्रदर्शन किया जा सकता है चूहों में बल आवृत्ति-वक्र (FFC) का एक उपयोगी और आसान आकलन शामिल. इस रोग की प्रगति की निगरानी परमिट और/या एक संभावित चिकित्सीय उपचार की प्रभावकारिता ।
कंकाल की मांसपेशी एक महत्वपूर्ण चयापचय ऊतक है कि कुल शरीर के वजन के लगभग ४०% शामिल है । यह ऊर्जा चयापचय और homeostasis1के नियंत्रण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है । कंकाल मांसपेशियों प्रोटीन संश्लेषण और क्षरण1की दरों के बीच एक ठीक संतुलन द्वारा बनाए रखा है । कई रोग की स्थिति में कंकाल की मांसपेशी में इन प्रक्रियाओं को प्रभावित, मांसपेशियों में एक शुद्ध हानि के लिए अग्रणी (शोष) । ये शामिल हैं, लेकिन तक सीमित नहीं हैं, कैंसर, एड्स, उंर बढ़ने, उपवास, और अंग स्थिरीकरण2,3। उंर बढ़ने की आबादी में, शक्ति की हानि मांसपेशियों की हानि के साथ जुड़ा हुआ है और सभी मामलों मृत्यु4का एक कारक है । इस संदर्भ में, मांसपेशी समारोह का आकलन एक महत्वपूर्ण उपाय है जब चिकित्सीय रणनीतियों की प्रभावकारिता का निर्धारण करने के लिए और मुकाबला करने के लिए प्रदान करता है/
शोधकर्ताओं ने कई अलग दृष्टिकोण और पशु मॉडलों का इस्तेमाल किया है मांसपेशी शोष के आणविक रास्ते समझने के लिए5,6 और मांसपेशी सिकुड़ा समारोह2,3 पर इन तंत्र के निहितार्थ ,7. इसलिए, मांसपेशियों के समारोह में मतभेदों को आणविक स्तर पर correlating परिवर्तन कैसे आणविक स्तर परिवर्तन मांसपेशियों की कार्यक्षमता को प्रभावित कर सकते हैं समझने में आवश्यक है.
कंकाल की मांसपेशी समारोह, विशेष रूप से छोटे कुतर में, आमतौर पर तीन अच्छी तरह से वर्णित प्रक्रियाओं8,9 का उपयोग करते हुए बिगड़ा बल उत्पादन का पता लगाने के लिए प्रदर्शन किया और/ (1) पूर्व vivo; जहां मांसपेशी पशु से हटा दिया जाता है और एक घंटी स्नान समाधान में मशीन मांसपेशियों का उपयोग कर क्षेत्र उत्तेजना10का आकलन करने के लिए । (२) सीटू में; जहां मांसपेशी के समीपस्थ लगाव पशु में रहता है और बाहर का पट्टा एक बल transducer से जुड़ा हुआ है, की अनुमति मांसपेशी समारोह प्रत्यक्ष तंत्रिका उत्तेजना11द्वारा किया जा करने के लिए । (3) vivo में; जहां इलेक्ट्रोड तंत्रिका-पैदा मांसपेशी बल उत्पादन9,12प्राप्त करने के लिए चमड़े के नीचे रखा जाता है । हालांकि इन तीन प्रक्रियाओं अलग प्रयोजनों के लिए उपयोग किया जाता है, वे प्रत्येक फायदे और नुकसान के अधिकारी । इसलिए, यह अध्ययन के उद्देश्य के आधार पर एक उपयुक्त विधि का चयन करने के लिए महत्वपूर्ण है । पूर्व vivo प्रयोगों के साथ मुख्य सीमा के अपने सामांय वातावरण से मांसपेशियों को हटाने और क्षेत्र उत्तेजना का उपयोग है । में सीटू विधि एक सामान्य रक्त की आपूर्ति का कहना है और तंत्रिका के माध्यम से उत्तेजना का उपयोग करता है, लेकिन सामान्य शरीर रचना विज्ञान बदल गया है और प्रयोग की प्रकृति टर्मिनल है; इस प्रकार, यह अनुवर्ती मांसपेशी समारोह माप असंभव बनाता है । vivo विधि में यहां वर्णित सबसे बारीकी से है कि शरीर रचना से परेशान है में सामांय फिजियोलॉजी की नकल, neuromuscular बंडल बरकरार रहता है, और प्रयोग टर्मिनल नहीं है, एक ही जानवर के भीतर समय8पर अनुवर्ती उपायों की अनुमति ।
यहां, हम एक में vivo प्रक्रिया है कि समय के साथ एक ही जानवर में मांसपेशी समारोह के कई माप की अनुमति देता है का वर्णन । इस प्रक्रिया पूर्वकाल crural डिब्बे की मांसपेशियों का आकलन शामिल है-tibialis पूर्वकाल (टा), प्रसारक digitorum लंग्स (EDL), और प्रसारक hallicus लंग्स (EHL) की मांसपेशियों, dorsiflexion के लिए जिंमेदार-एक गैर इनवेसिव प्रक्रिया में शामिल द्वारा fibular (भी peroneal के रूप में जाना) तंत्रिका उत्तेजना । टा टखने dorsiflexion13के लिए बल के अधिकांश प्रदान करता है, EDL और EHL द्वारा केवल ंयूनतम योगदान के साथ कि पैर की उंगलियों के नियंत्रण आंदोलन । यह गैर-टर्मिनल प्रोटोकॉल तंत्रिका और रक्त की आपूर्ति के संरक्षण सुनिश्चित करता है । यह वर्तमान में एक पशु मॉडल में उपलब्ध सबसे शारीरिक वातावरण में समय पर रोग विकास और उपचार प्रभावकारिता की जांच के लिए अनुमति देता है ।
एक सटीक और दोहराया तरीके से अधिक से अधिक मांसपेशी सिकुड़ा समारोह की माप आनुवंशिक, चयापचय, और मांसपेशियों की स्थिति के प्रगतिशील आकलन के लिए महत्वपूर्ण है17. इसी तरह, vivo मांसपेशी सिकुड़ा समारोह में उपंयास उपचार और मांसपेशियों की स्थिति दुर्बल के लिए चिकित्सकीय के आकलन के लिए अनुमति देता है । हम एक vivo प्रक्रिया में के माध्यम से माउस लोअर hindlimb के dorsiflexor मांसपेशियों के बल उत्पादन की माप के साथ साथ प्रदर्शित करता है ।
वाणिज्यिक तंत्र इस गैर इनवेसिव प्रक्रिया के प्रदर्शन में कुशल और उपयोगी होते हैं । यह परीक्षण एक देशी शारीरिक वातावरण, जिसमें रक्त की आपूर्ति और इन्नेर्वतिओन बरकरार रहने के संरक्षण जबकि मांसपेशी सिकुड़ा समारोह के आकलन से संबंधित महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है । दूसरी ओर, इसके नुकसान (विशेष बल), जो केवल एक अलग मांसपेशी कि प्रयोग के बाद काटा जाता है में पता लगाया जा सकता है की मांसपेशी के पार अनुभागीय क्षेत्र के प्रति यूनिट के बल के सामान्यीकरण से संबंधित हैं । हालांकि, गैर इनवेसिव परीक्षण समय के साथ एक ही जानवर में फ्लेक्स की मांसपेशियों के सिकुड़ा समारोह के कई माप की अनुमति देता है, प्रयोगात्मक पशुओं की कम संख्या में जिसके परिणामस्वरूप आवश्यक जा रहा है, खासकर अगर लक्ष्य के सापेक्ष परिवर्तन का आकलन है ( समय के साथ निरपेक्ष शक्ति में परिवर्तन) ।
timepoints पर संगत डेटा प्राप्त करने के लिए इस कार्यविधि के दौरान विचार किया जाना चाहिए कि महत्वपूर्ण चरण हैं । सबसे पहले, एक पशु स्थिति मानकीकरण जब भी संभव करने का प्रयास करना चाहिए । दूसरा, स्थापित करने के दौरान यह इलेक्ट्रोड स्थिति के अनुरूप होना महत्वपूर्ण है ताकि इष्टतम उत्तेजना peroneal तंत्रिका की उत्तेजना के माध्यम से पहुँचा जा सकता है. इलेक्ट्रोड के स्थान (इस मामले में सही) पैर, बहिर्जंघिका के सिर के पास और अन्य पैर के पार्श्व की ओर नीचे आगे (चित्रा 2) के पार्श्व पक्ष पर होना चाहिए. इस के आधार पर, कस्टम बनाया इलेक्ट्रोड जैसे कि दोनों एक ही स्थान पर हर बार रखा जा सकता है के रूप में डिजाइन किए हैं । हालांकि, पर्याप्त उत्तेजना भी इलेक्ट्रोड वाणिज्यिक उपकरणों के साथ प्रदान की सुइयों का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है । तीसरा, यह footplate से जुड़े transducer दक्षिणावर्त मोड़ द्वारा वोल्टेज सेटअप के दौरान नकारात्मक चोटियों को प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है. अधिकतम वोल्टेज सेटअप के साथ माउस पैर इलेक्ट्रोड की सही स्थिति एक तकनीक है कि समय के साथ एक ही माउस पर प्रदर्शन किया जा सकता है दिखाया गया है ।
एक ही जानवर पर अलग timepoints पर मांसपेशी समारोह का आकलन करने और ट्रैक करने की क्षमता के साथ ही उनकी प्रगति विभिन्न मांसपेशियों की बीमारियों को चिह्नित करने के लिए एक महत्वपूर्ण आकलन है. इसके अलावा, चूहों में मांसपेशी dorsiflexion की इस माप एक देशी शारीरिक वातावरण में संभावित उपचार की प्रभावकारिता का आकलन करने के लिए एक उपकरण हो सकता है, न्यूनतम चयापचय तनाव के साथ12. इस प्रकार, यह मांसपेशियों की बीमारी, इसकी प्रगति और संभावित उपचार के आकलन में एक तकनीक प्रदान करता है ।
The authors have nothing to disclose.
इस परियोजना से फंडिंग स्कूल ऑफ व्यायाम और पोषण विज्ञान, सदृश विश्वविद्यालय से की गई थी । लेखक के लिए इलेक्ट्रोड डिवाइस के अनुकूलन में अपने व्यापक काम के लिए श्री एंड्रयू हॉवर्थ शुक्रिया अदा करना चाहूंगा ।
1300A: 3-in-1 Whole Animal System – Mouse | Aurora Scientific Inc. | 305C-LR: Dual-Mode Footplate; 605A: Dynamic Muscle Data Acquisition And Analysis System; 701C: Electrical Stimulator and 809C: in-situ Mouse Apparatus | Complete muscle function system |
Conductive gel | Livingstone | ECGEL250 | conductive gel used in the mice |
Eye ointment | Alcon | Poly Visc | pharmaceutic product (ophthalmic use) |
nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID) | Ilium | Metacam | veterinary medicine (injectable 5mg/ml) |
Isoflurane | Zoetis | Isoflo | veterinary inhalation Anaesthetic |