In vivo elektrofysiologische metingen op Muis heupzenuwen
Summary
Metingen van zenuwgeleiding eigenschappen in vivo illustreren een krachtig hulpmiddel om te karakteriseren verschillende diermodellen van neuromusculaire ziekten. Hier presenteren we een eenvoudig en betrouwbaar protocol waarmee elektrofysiologische analyse van heupzenuwen van verdoofde muizen kunnen worden uitgevoerd.
Abstract
Elektrofysiologische studies maken een rationele classificatie van verschillende neuromusculaire ziekten en zijn hulp met neuropathologische technieken, in het begrijpen van de onderliggende pathofysiologie 1. Hier beschrijven we een werkwijze voor elektrofysiologische studies op muis heupzenuwen optreden in vivo.
De dieren worden verdoofd met isofluraan om analgesie zorgen voor de geteste muizen en ongestoord werkomgeving tijdens de metingen die ongeveer 30 min / dier nemen. Een constante lichaamstemperatuur van 37 ° C wordt gehandhaafd door een verwarmingsplaat en continu gemeten met een rectale sonde thermo 2. Tevens wordt een elektrocardiogram (ECG) routinematig opgenomen tijdens de metingen om de fysiologische toestand van de onderzochte dieren continu meten.
Elektrofysiologische opnames worden uitgevoerd op de heupzenuw, de grootste zenuw van the perifere zenuwstelsel (PNS), het verstrekken van de muis achterste ledematen met zowel motorische en sensorische vezels traktaten. In ons protocol, heupzenuwen blijven situ en dus niet te worden verwijderd en blootgesteld, waardoor metingen zonder nadelige zenuw irritatie met opnames. Met behulp van geschikte naald elektroden 3 voeren we zowel proximale en distale zenuw stimulaties, registreren de uitgezonden potentials met voelelektroden op gastrocnemius spieren. Na verwerking, betrouwbare en zeer consistente waarden voor de zenuwgeleidingssnelheid (NCV) en de verbinding motor actiepotentiaal (CMAP), de belangrijkste parameters voor het kwantificeren van de bruto perifere zenuwen functioneren, kan worden bereikt.
Introduction
Elektrofysiologische metingen zijn een onmisbaar instrument voor het onderzoeken van de functionele integriteit van de perifere zenuwen in zowel klinische als laboratorium-omgevingen. Bij mensen een groot aantal neuromusculaire aandoeningen en neuropathieën diagnostisch afhankelijk elektrofysiologische metingen. Door het meten zenuw eigenschappen geleidingssnelheid of mogelijke amplituden van het signaal, is het mogelijk om de ruwe oorsprong van perifere zenuwen ziekten kenmerken.
De zenuw geleidingssnelheid sterk afhangt van snelle signaaloverdracht ingeschakeld myelinisatie. Daarom demyeliniserende processen algemeen tonen daalde geleidingssnelheden 4. De verbinding motor actiepotentiaal (CMAP) – correleren met het aantal functionele axonen – is een indicator voor axonale schade als aanzienlijk verminderd 5.
Dus door middel van elektrofysiologische werkwijzen de etiologie van perifere zenuwbeschadigingkunnen worden onderscheiden, zoals erfelijke neuropathieën 6,7, 8,9 diabetische neuropathie, chronische inflammatoire demyeliniserende polyneuropathieën (CIDP) 10 of metabole neuropathieën 11.
Normaal gesproken, in de toepassing op de mens niet-invasieve opnamen op de sural of nervus ulnaris voorkeur. Bij muizen is eenvoudig zenuw eigenschappen van sciatic zenuwen, de grootste zenuw van het perifere zenuwstelsel (PNS) die zowel grote analyseren – en klein kaliber axonen van de motorische en sensorische systeem.
De procedure zoals hier aangetoond is een snelle, eenvoudige en betrouwbare methode om alle standaard waarden relevant voor elektrofysiologie op de perifere zenuwen in de intacte muis meten. Door het nemen van opnames van een beschermd organisme, zijn fysiologische omstandigheden van de zenuw milieu gegarandeerd.
Protocol
Representative Results
Discussion
De beschreven protocol biedt een eenvoudige en betrouwbare methode om heupzenuw geleiding eigenschappen op verdoofde muizen te bepalen zonder de noodzaak om de zenuw van belang bloot. Toch is deze experimentele procedure veroorzaakt weefselschade door naaldpunctuur. Het is dus een redelijk alternatief voor de dieren offeren na het beëindigen van de opnamen. In vergelijking met andere meer invasieve procedures, waarbij de blootstelling van de zenuw voor opnames nodig weefselbeschadiging is relatief klein 3,14.</sup…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door SFB 604, DFG MO 1421/2-1 en Krebshilfe 107.089 (HM). AS is ontvanger van een Young Investigator Award van de Children's Tumor Foundation (New York, USA).
Materials
| Concentric Needle Electrodes (Stimulation) | Natus Medical Incorporated San Carlos, CA 94070, USA |
9013S0901 | |
| Digital Ring Electrodes (Recording) | Natus Medical Incorporated San Carlos, CA 94070, USA |
9013S0302 | |
| ToM – Tower of Measurement (A/D converter) | GJB Datentechnik GmbH, Langewiesen, Germany | ||
| AtisaPro, Data acquisition & analysis software | GJB Datentechnik GmbH, Langewiesen, Germany | ||
| HSE-Stimulator T | Hugo Sachs Elektronik, Hugstetten, Germany | ||
References
- Kimura, J. 3rd ed. Electrodiagnosis in Diseases of Nerve and Muscle. , (2001).
- Rutkove, S. B. Effects of temperature on neuromuscular electrophysiology. Muscle Nerve. 24, 867-882 (2001).
- Xia, R. H., Yosef, N., Ubogu, E. E. Dorsal caudal tail and sciatic motor nerve conduction studies in adult mice: technical aspects and normative data. Muscle Nerve. 41, 850-856 (2010).
- Zielasek, J., Martini, R., Toyka, K. V. Functional abnormalities in P0-deficient mice resemble human hereditary neuropathies linked to P0 gene mutations. Muscle Nerve. 19, 946-952 (1996).
- Raynor, E. M., Ross, M. H., Shefner, J. M., Preston, D. C. Differentiation between axonal and demyelinating neuropathies: identical segments recorded from proximal and distal muscles. Muscle Nerve. 18, 402-408 (1995).
- Pareyson, D., Scaioli, V., Laura, M. Clinical and electrophysiological aspects of Charcot-Marie-Tooth disease. Neuromol. Med. 8, 3-22 (2006).
- Schulz, A., et al. Merlin isoform 2 in neurofibromatosis type 2-associated polyneuropathy. Nat. Neurosci. 16, 426-433 (2013).
- Lamontagne, A., Buchthal, F. Electrophysiological studies in diabetic neuropathy. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 33, 442-452 (1970).
- Andersen, H., Nielsen, J. F., Nielsen, V. K. Inability of insulin to maintain normal nerve function during high-frequency stimulation in diabetic rat tail nerves. Muscle Nerve. 17, 80-84 (1994).
- Magda, P., et al. Comparison of electrodiagnostic abnormalities and criteria in a cohort of patients with chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy. Arch. Neurol. 60, 1755-1759 (2003).
- Lindberg, R. L., et al. Motor neuropathy in porphobilinogen deaminase-deficient mice imitates the peripheral neuropathy of human acute porphyria. J. Clin. Invest. 103, 1127-1134 (1999).
- Massey, J. M. Electromyography in disorders of neuromuscular transmission. Sem. Neurol. 10, 6-11 (1990).
- Stalberg, E., Falck, B. The role of electromyography in neurology. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 103, 579-598 (1997).
- Osuchowski, M. F., Teener, J., Remick, D. Noninvasive model of sciatic nerve conduction in healthy and septic mice: reliability and normative data. Muscle Nerve. 40, 610-616 (2009).
- Oh, S. S., Hayes, J. M., Sims-Robinson, C., Sullivan, K. A., Feldman, E. L. The effects of anesthesia on measures of nerve conduction velocity in male C57Bl6/J mice. Neurosci. Lett. 483, 127-131 (2010).
- Dilley, A., Lynn, B., Pang, S. J. Pressure and stretch mechanosensitivity of peripheral nerve fibres following local inflammation of the nerve trunk. Pain. 117, 462-472 (2005).
- Vleggeert-Lankamp, C. L., et al. Electrophysiology and morphometry of the alpha- and beta-fiber populations in the normal and regenerating rat sciatic nerve. Exp. Neurol. 187, 337-349 (2004).
