En Vivo electrofisiológicos mediciones sobre los nervios ciáticos de ratones
Summary
Las mediciones de las propiedades de conducción nerviosa in vivo ejemplo de una poderosa herramienta para caracterizar diversos modelos animales de enfermedades neuromusculares. A continuación, presentamos un protocolo sencillo y fiable por lo cual el análisis electrofisiológico en los nervios ciáticos de ratones anestesiados se puede realizar.
Abstract
Los estudios electrofisiológicos permiten una clasificación racional de diversas enfermedades neuromusculares y son de ayuda, junto con técnicas de neuropatológicos, en el entendimiento de la fisiopatología subyacente 1. Aquí se describe un método para realizar estudios electrofisiológicos en nervios ciáticos de ratones in vivo.
Los animales se anestesiaron con isoflurano con el fin de garantizar la analgesia para los ratones probados y sin molestias entorno de trabajo durante las mediciones que se llevan alrededor de 30 min / animal. Una temperatura corporal constante de 37 ° C es mantenida por una placa de calentamiento y mide de forma continua por una sonda termo rectal 2. Además, un electrocardiograma (ECG) se registra habitualmente durante las mediciones con el fin de vigilar continuamente el estado fisiológico de los animales investigados.
Los registros electrofisiológicos se realizan en el nervio ciático, el nervio más grande de the sistema nervioso periférico (SNP), el suministro de la cierva extremidad ratón con tractos de fibras, tanto motoras y sensoriales. En nuestro protocolo, nervios ciáticos permanecer in situ y por lo tanto no tienen que ser extraídos o expuestos, lo que permite mediciones sin ningún irritaciones nerviosas adversos junto con grabaciones reales. El uso de electrodos de aguja apropiadas 3 que realizamos tanto proximal y estimulaciones nerviosas distales, el registro de los potenciales de transmisión con electrodos sensores en músculos gemelos. Después del procesamiento de datos, fiable y valores altamente consistentes para la velocidad de conducción nerviosa (NCV) y el compuesto potencial de acción motor (CMAP), los parámetros clave para la cuantificación de funcionamiento de los nervios periféricos bruto, se puede lograr.
Introduction
Las medidas electrofisiológicas son una herramienta indispensable para la investigación de la integridad funcional de los nervios periféricos, tanto en entornos clínicos y de laboratorio. En los seres humanos, un gran número de trastornos neuromusculares y neuropatías diagnóstico se basan en mediciones electrofisiológicas. Mediante la medición de propiedades nerviosas como la velocidad de conducción o potenciales amplitudes de la señal, es posible caracterizar el origen áspera de las enfermedades nerviosas periféricas.
La velocidad de conducción nerviosa es altamente dependiente de la rápida propagación de la señal habilitada por la mielinización. Por lo tanto, los procesos desmielinizantes generalmente muestran una disminución de la velocidad de conducción 4. El potencial de acción compuesto de motor (CMAP) – se correlaciona con el número de axones funcionales – es un indicador de daño axonal cuando redujo significativamente 5.
Por lo tanto, por medio de métodos electrofisiológicos la etiología de daño nervioso periféricopuede ser discriminado, tal como, por neuropatías hereditarias 6,7, neuropatía diabética 8,9, polineuropatías desmielinizantes inflamatorias crónicas (PDIC) 10, o neuropatías metabólicas 11.
Normalmente, en la aplicación en seres humanos se prefieren las grabaciones no invasivas en el nervio sural o cubital. En los ratones, es sencillo para analizar propiedades nerviosas de los nervios ciáticos, el nervio más grande del sistema nervioso periférico (SNP) que contiene tanto grandes – y axones de pequeño calibre del sistema motriz y sensorial.
El procedimiento como se ha demostrado aquí es un método rápido, sencillo y fiable para medir todos los valores estándar pertinentes para electrofisiología en los nervios periféricos en el ratón intacto. Al tomar grabaciones de un organismo conservado, se garantizan las condiciones fisiológicas del medio ambiente nervio.
Protocol
Representative Results
Discussion
El protocolo descrito proporciona un método sencillo y fiable para determinar las propiedades de conducción del nervio ciático en ratones anestesiados y sin la necesidad de exponer el nervio de interés. Sin embargo, este procedimiento experimental provoca lesión tisular por punción con aguja. Por tanto, es una opción razonable para sacrificar a los animales después de terminar las grabaciones. Sin embargo, en comparación con otros procedimientos más invasivos, que requieren la exposición del nervio antes de g…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por SFB 604, DFG MO 1421/2-1 y Krebshilfe 107089 (HM). AS es destinatario de un Premio Joven Investigador de Tumor Infantil Foundation (Nueva York, EE.UU.).
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).
