大鼠中胃肌肉单运动单元的功能隔离
Summary
此方法允许在大鼠中胃肌的三种类型的运动单元中记录抽搐和泰坦收缩力和作用电位。单个电机单元的功能隔离是由轴翁的电刺激引起的。
Abstract
本工作概述了运动单元 （MUs） 的功能隔离，这是一种标准电生理学方法，用于确定实验大鼠中后体肌肉（如中侧胃部、鞋底或植物性肌肉）的运动单元特征。该方法的一个关键要素是将电刺激装置应用到与心根隔离的电机轴上。刺激可以以恒定或可变的脉冲间间隔提供。此方法适用于不同成熟阶段（幼年、成人或老年人）的动物实验。此外，该协议可用于研究大量干预引起电机单元的变异性和可塑性的实验。这些实验的结果可以增强肌肉生理学的基本知识，并转化为实际应用。本程序侧重于记录和刺激 MUs 的手术准备，重点是实现制备稳定性和结果可重复性的必要步骤。
Introduction
运动单位 （MUs） 是骨骼肌的最小功能单位。因此，了解它们的功能、可塑性和收缩性，以及力调节的机制，对于肌肉生理学的进步至关重要。对于许多肌肉，主要是实验动物的后肢肌肉，都记录了MUS的基本收缩特性及其生理类型的比例。然而，MU属性的可塑性和MU力调节机制尚未完全了解。
所述方法的原理是广泛去功能性后肢肌肉，除了被调查的一和腰椎骨的拉明切除术，以准备薄的腹根，每个包含一个单一的”功能”电机轴，电刺激记录MU的力量和作用潜力。使用本文中描述的技术，在一次成功的实验中，可以分离出一半以上的中胃肌肉的M。大鼠中肠胃由平均52 MUs（雌性）或57 MUs（雄性）三种生理类型组成：S（慢速）、FR（快速耐药）和FF（快速可肥胖）1、2，具有可变收缩特性3。对于比较对照组和实验组中 MUs 的平均值的实验，需要隔离和记录每个组 10-30 M。关键是，单个 MUs 可在超过一小时的时间段内获得刺激。此外，由于此技术允许记录 MU 力和作用电位，因此此方法适用于研究与力产生相关的现象、评估疲劳的影响以及观察力和作用电位之间的关系。
先前的研究已经证实，MU收缩特性是塑料的，可以通过许多干预措施进行调节。使用此处所述技术的实验已对大鼠中侧胃膜4或其他后肢肌肉进行了实验，以及对猫肌肉7的实验，使用类似的单 MU 隔离方法。另一组实验使用以可变脉冲间间隔提供的刺激列车，提供了有关电机控制过程的观察，结果一般将注意力转向刺激的历史，包括甚至一个刺激的时间尺度变化的相当大的影响，对力生产8、9至关重要。
也可以使用替代方法研究 MUs。首先，一种方法就是直接刺激莫托龙。伯克使用细胞内刺激的莫托龙在猫中腹胃和鞋底与玻璃微电极用于平行用于确定这些神经元的电生理特性1，10。提出了其他方法来研究人类肌肉中的MUs，这需要大大降低干预。对于所有这些方法，刺激和记录电极入到肌肉或神经，并记录从手指或从脚的力量。其中第一种方法用于研究第一个后体间肌肉中的 MUs。对于这种肌肉，收缩与低力，在肌电图记录与针电极插入到肌肉的行动电位只有一个活动马达单元被识别。然后，平行记录并遵循每个动作电位记录的肌肉力片段被平均（尖峰触发平均）。这种方法能够从肌肉力记录11中提取一个运动单元的力。然而，这个程序的方法弱点是，没有单一的抽搐力，而是一个片段的泰塔尼奇收缩是平均的。人类MUs也可以使用第二种方法，使用插入肌肉12的电极进行肌肉内电微刺激研究，该电极刺激一个斧头树的片段，从而激活单个运动单元。第三种方法是将电极插入神经中的微刺激。当电极在神经中只激活一个马达轴时，只有一个马达单元收缩13。这些最后的方法有一些限制，包括录音的稳定性和质量，道德限制和获得实验材料。该协议在70世纪和80世纪14年的猫中被广泛使用。
Protocol
Representative Results
Discussion
如果由有经验的科学家正确执行，所述方案的手术部分应在大约两个小时内完成。在手术过程中，应特别注意保持动物的生理状况稳定，特别是体温和麻醉深度，应通过评估针和戒断反射来系统地控制。手术后，应该可以保持稳定的记录条件至少6小时。
关键的实验程序从将心根分割成非常薄的细丝开始，导致单个运动轴与所研究的肌肉分离。事实上，心根的细丝含有轴星组?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了波兰国家研究中心赠款2018/31/B/NZ7/01028的支持。
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 |
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