쥐 내측 위트로테미즘 근육의 단일 모터 단위의 기능적 격리
Summary
이 방법은 쥐 내측 위트로테미에미근 근육의 3가지 유형의 모터 단위로 트위치 및 파탄 수축 및 작용 잠재력을 기록할 수 있게 한다. 단일 모터 장치의 기능적 절연은 축축의 전기 자극에 의해 유도된다.
Abstract
이 작품은 실험적인 쥐에서 힌다리 근육(내측 위트로네미에, 솔레우스 또는 발바닥 근육과 같은)에서 모터 유닛의 특성을 결정하는 표준 전기 생리학적 방법인 모터 유닛(MUs)의 기능적 절연을 간략하게 설명합니다. 이 방법의 중요한 요소는 복부 뿌리에서 분리된 모터 축록소에 전달된 전기 자극의 적용입니다. 자극은 일정한 또는 가변 간 펄스 간격으로 전달될 수 있다. 이 방법은 성숙의 다양한 단계에서 동물에 대한 실험에 적합합니다 (젊은, 성인 또는 노인). 더욱이, 이 프로토콜은 많은 스펙트럼의 내정간섭에 의해 연상되는 모터 단위의 가변성 그리고 가소성을 연구하는 실험에서 이용될 수 있습니다. 이러한 실험의 결과 근육 생리학에 기본 지식을 증강 하 고 실용적인 응용 프로그램으로 번역 될 수 있습니다. 이 절차는 결과의 준비 안정성 및 재현성을 달성하기 위해 필요한 단계에 중점을 두고, MUs의 기록 및 자극을위한 수술 준비에 초점을 맞추고 있습니다.
Introduction
모터 유닛(MUs)은 골격 근육의 가장 작은 기능 성 단위입니다. 따라서, 그들의 기능 이해, 가소성 및 수축 속성, 뿐만 아니라 그들의 힘 조절의 메커니즘, 근육 생리학에 진행에 대 한 중요 한. MUs의 기본 수축 속성과 생리 적 유형의 비율은 수많은 근육에 대 한 문서화 되었습니다., 주로 실험 동물에 뒷다리 근육. 그러나 MU 특성의 가소성과 MU 힘 규제 메커니즘은 여전히 완전히 이해되지 않습니다.
상기 기법의 원리는 얇은 복부 뿌리를 제조하기 위해 요추 척추에서 조사된 하나 및 라미네절을 제외한 뒷다리 근육의 광범위한 기질이며, 각각 하나의 “기능적” 모터 축축이를 함유하고, MU의 힘과 작용 잠재력을 기록하기 위해 전기적으로 자극된다. 본 논문에 기재된 기술을 이용하여, 성공적인 실험에서 내측 위트로테미즘 근육의 MUs의 절반 이상을 분리할 수 있다. 쥐 내측 위질혈은 S(느린), FR(빠른 내성) 및 FF(빠른 지방)1,2의3가지 생리적 유형의 평균 52개의 MUs(여성) 또는 57개의 무스(남성)로 구성되며, 가변 수축 특성3을갖는다. 제어 및 실험 그룹에서 M의 평균 값을 비교하는 실험의 경우 이러한 각 그룹에 대해 10-30 개의 MUs를 격리하고 기록하는 것이 필요합니다. 비판적으로, 개별 MUs는 1 시간을 초과하는 기간 동안 자극에 접근할 수 있습니다. 더욱이,이 기술은 MU 힘과 행동 잠재력을 모두 기록 할 수 있기 때문에,이 방법은 힘 생산과 관련된 현상을 연구피로의 효과를 평가하고, 힘과 행동 잠재력 사이의 관계를 관찰하는 데 적합합니다.
이전 연구는 MU 수축 특성이 플라스틱이며 수많은 개입에 의해 변조 될 수 있음을 확인했습니다. 여기에 기재된 기술을 이용한 실험은 쥐 내측 위트로뉴미에 4 또는 래트 의 다른 뒷다리 근육에 수행되어5,6뿐만 아니라 고양이 근육7에서,단일 MU 절연의 유사한 방법을 이용하여 수행되었다. 가변 간 펄스 간격으로 전달되는 자극의 열차를 이용한 또 다른 일련의 실험은 모터 제어 공정에 관한 관찰을 제공했으며, 그 결과는 일반적으로 한 자극의 시간 척도의 변화의 상당한 효과를 포함하여 자극의 역사에 주의를 돌리며, 힘 생산8,9에결정적인 영향을 미칩니다.
또한 다른 방법을 사용하여 연구될 수 있습니다. 첫째, 하나의 방법은 모토 뉴런의 직접 자극이다. 버크는 이러한 뉴런1,10의전기 생리학적 특성을 결정하기 위해 병렬로 사용되는 유리 미세 전극을 사용하여 고양이 내측 위트로뉴미와 솔레루스에서 모토뉴런의 세포내 자극을 사용했다. 다른 방법은 상당히 낮은 개입을 필요로 인간의 근육에 있는 MUs를 공부하기 위하여 제안되었습니다. 이러한 모든 방법에 대해 자극 및 기록 전극이 근육이나 신경에 삽입되고 손가락이나 발에서 힘이 기록됩니다. 이러한 방법의 첫 번째는 첫 번째 등간 중내 근육에 있는 MUs를 공부하기 위하여 이용되었습니다. 이 근육의 경우, 저력으로 수축하고, 근육에 삽입된 바늘 전극으로 기록된 전극에서 단 하나의 활성 모터 유닛의 작용 전위가 확인되었다. 그런 다음 병렬로 기록된 근육력의 파편과 각 동작 잠재력에 따라 평균화되었습니다(스파이크 트리거 평균). 이 방법은 근육력기록(11)으로부터하나의 모터 유닛의 힘을 추출할 수 있게 한다. 그러나 이 절차의 방법론적 약점은 단일 트위치 힘이 아니라 파탄 수축의 파편을 평균화했다는 것입니다. 인간 구는 또한근육(12)에삽입된 전극을 이용하여 근육 내 전기 미세 자극의 제2 방법을 사용하여 연구될 수 있으며, 이는 축산나무의 단편을 자극하여 단일 모터 유닛의 활성화로 이어진다. 세 번째 방법은 신경에 삽입된 전극을 이용한 미세 자극이다. 전극이 신경에서 하나의 모터 축축만 활성화하면 하나의 모터 유닛만13을계약합니다. 이러한 마지막 방법은 기록의 안정성과 품질, 윤리적 제한 및 실험 재료에 대한 액세스를 포함하여 몇 가지 제한이 있습니다. 이 프로토콜은 70 대와 80 의14에서 고양이에 광범위하게 사용되었습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
숙련된 과학자들에 의해 올바르게 수행되는 경우, 설명된 프로토콜의 수술 구성 요소는 약 2시간 이내에 완료되어야 합니다. 하나는 수술 중 동물의 안정적인 생리 조건을 유지하기 위해 특별한주의를 기울여야한다, 특히 체온과 마취의 깊이, 이는 체계적으로 피나 및 철수 반사 신경을 평가하여 제어되어야한다. 수술 후, 적어도 6 시간 동안 안정적인 기록 조건을 유지할 수 있어야합니다.
<p cl…Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 폴란드 국립 연구 센터 보조금 2018/31/B/NZ7/01028에 의해 지원되었습니다.
Materials
| 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 1×2 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 |
Riferimenti
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