אין ויוו מדידות אלקטרופיזיולוגיות של עצב הגומד עכברוש עם הבדיקות דעתנית עצב
Summary
טכניקות דעתנית עצב לספק כלי רב עוצמה כדי לבחון פתופסיולוגיה ושינויים biophysical שקודמים אירועים ניוונית בלתי הפיך. כתב יד זה מדגים את השימוש של טכניקות אלה על עצם הגומד של חולדות מורדם.
Abstract
אלקטרופיזיולוגיה מאפשר את הערכה אובייקטיבית של פונקציה במערכת העצבים ההיקפית vivo בתוך. גיאן מסורתי אמצעים כגון משרעת וההשהיה מזהים אובדן האקסון כרונית, demyelination, בהתאמה. דעתנית עצב טכניקות “מאת threshold מעקב” ותעגבה צעדים אלה על-ידי מתן מידע לגבי הפעילות של תעלות יונים, משאבות, מחליפי להתייחס לפונקציה חריפה, עשוי להקדים אירועים ניוונית. ככזה, השימוש של עצב דעתנית במודלים חייתיים של הפרעות נוירולוגיות עשוי לספק אמצעי שימושי ויוו כדי להעריך את הרומן התערבויות טיפוליות. כאן נתאר התקנה ניסיונית אמצעים מרובים של טכניקות דעתנית עצב מוטורי עכברוש של עצם הגומד.
בעלי החיים הם מרדימים עם איזופלוריין, פיקוח בקפידה כדי להבטיח עומק קבוע והולם של הרדמה. טמפרטורת הגוף, קצב הנשימה, קצב הלב, הרוויה של החמצן בדם מנוטרים באופן רציף. דעתנית עצב מחקרים מבוצעים באמצעות מלעורית גירוי של עצב הגומד, הקלטה של השרירים hypothenar של הכפה forelimb. עם מיקום האלקטרודות הנכון, נרשם פוטנציאלי פעולה ברור מתחם שריר זה מגביר משרעת עם הגדלת עוצמת הגירוי. תוכנית אוטומטית ואז הוא מנוצל כדי לספק סדרה של פולסים חשמליים המניבות 5 צעדים ספציפיים דעתנית ברצף הבא: גירוי תגובה התנהגות, כוח משך זמן קבוע, סף electrotonus, זרם-סף הקשר, מחזור השחזור.
הנתונים המובאים כאן מציינים כי צעדים אלה הם הדיר ולא להראות דמיון בין העצבים הגומד ישר ושמאלה כאשר העריך באותו יום. מגבלה של טכניקות אלה בהגדרה זו היא ההשפעה של מינון וזמן תחת הרדמה. זהירות על הקלטות של משתנים אלה צריך להתבצע עבור שיקול בזמנו של ניתוח.
Introduction
השימוש בטכניקות אלקטרופיזיולוגיות הוא כלי חיוני עבור ויוו חקירת פונקציה במערכת העצבים ההיקפית בהפרעות נוירולוגיות. עצב קונבנציונאלי הולכה שיטות לנצל גירויים supramaximal להקליט משרעת פוטנציאל פעולה מוטורית וזמן ההשהיה. טכניקות אלה ולכן לספק מידע שימושי על מספר ניצוח סיבים ועל את מהירות הולכה של הסיבים המהירים ביותר. כלי משלים חשוב הוא זה של בדיקת עצב דעתנית. טכניקה זו משתמשת דפוסים מתוחכמים גירוי אלקטרופיזיולוגיות להערכת בעקיפין את המאפיינים ביופיזיקלי של העצבים ההיקפיים, כגון הפעילות של תעלות יונים, משאבות תלויי-אנרגיה, תהליכי חילוף יונים ו קרומית אפשרית 1.
בדיקות דעתנית עצב בדרך כלל מנוצל בסביבה קלינית לחקור את התהליכים הקשורים pathophysiological ואת ההשפעות של התערבויות טיפוליות על הפרעות נוירולוגיות שונות. חשוב, אמצעים דעתנית עצב רגישים התערבויות טיפוליות המשפיעות על תפקוד העצבים ההיקפית כגון טיפול תוך ורידי אימונוגלובולינים (IVIg)2,3 כימותרפיה וטיפול מעכב (CNI) calcineurin 4. למרות מחקרים אלה סיפקו תובנות חשובות, מחקרים קליניים לעיתים קרובות למנוע חקירה של תכונות בתחילת המחלה, אפשרויות טיפוליות הרומן5. לכן, השימוש בשיטות אלה במודלים חייתיים של הפרעות נוירולוגיות לאחרונה צבר המתיחה6,7,8,9. אכן, שיטות אלה מספקים הזדמנות להבין את השינויים דעתנית עצבים ספציפיים הקשורים בהפרעות אלה, ובכך לקדם את המחקר translational.
ההליך המתואר כאן הוא שיטה פשוטה ואמינה למידות דעתנית עצב הרשומה על העצבים הגומד של העכברוש ללא פגע.
Protocol
Representative Results
Discussion
ההליך המתואר מדגים פשוטה ואמינה, טכניקה מינימלית פולשנית המאפשר הערכה של מאפייני ביופיזיקלי ואת הממברנה פוטנציאל הפעולה באקסון בתקופה קצרה של זמן. לעומת טכניקות אחרות פולשניים יותר, אשר דורשים את החשיפה של העצב, השיטה הנוכחית של דעתנית עצב בדיקות גורם נזק מינימלי לרקמות ובכך מאפשר הערכת …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
הפרויקט נתמך על ידי קרן לונדבק, קרן נובו נורדיסק, המועצה למחקר רפואי דנית, והכשלים של שרה Elsass קרן, הקרן לחקר נוירולוגיה Jytte וקרן Dahlboms המלכותי. R.A נתמך על-ידי מלגת הפוסט דוקטורט מוקדם הקריירה של בריאות לאומי רפואי מחקר המועצה של אוסטרליה (#1091006)
Materials
| QTracS Program | Digitimer Ltd. | Axonal excitability program | |
| AM-Systems 2200, Analog Stimulus Isolator, 2200V/50Hz | SDR Scientific | 850005 | Stimulator |
| High Performance AC Amplifier Model LP511 | Grass Technologies | Amplifier | |
| Humbug 50/60Hz Noise eliminator | Quest Scientific Instruments | 726310 | Noise eliminator |
| Low Impedance Platinum Monopolar Subdermal Needle Electrodes | Grass Technologies | F-E2-24 | Recording electrodes, 10 mm length, 30 gauge |
| Low Impedance Platinum Electroencephalography Needle Electrodes | Cephalon | 9013L0702 | Stimulating electrodes, 10 mm length, 30 gauge |
| Multifunction I/O Device Model USB-6341 | National Instruments | Multifunction input/output device | |
| Iron Base Plate IP | Narishige Scientific Instrument Laboratory | Used for holding stimulating needle electrode in place | |
| Rotating X-block X-4 | Narishige Scientific Instrument Laboratory | Used for holding stimulating needle electrode in place | |
| Magnetic Stand GJ-8 | Narishige Scientific Instrument Laboratory | Used for holding stimulating needle electrode in place | |
| Micromanipulator M-3333 | Narishige Scientific Instrument Laboratory | Used for holding stimulating needle electrode in place |
References
- Krishnan, A. V., Lin, C. S. -. Y., Park, S. B., Kiernan, M. C. Axonal ion channels from bench to bedside: a translational neuroscience perspective. Prog neurobiol. 89 (3), 288-313 (2009).
- Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Park, S. B., Kiernan, M. C. Modulatory effects on axonal function after intravenous immunoglobulin therapy in chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy. Arch neurol. 68 (7), 862-869 (2011).
- Park, S. B., Goldstein, D., Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Friedlander, M. L., Kiernan, M. C. Acute abnormalities of sensory nerve function associated with oxaliplatin-induced neurotoxicity. J. Clin. Oncol. 27 (8), 1243-1249 (2009).
- Arnold, R., Pussell, B. A., Pianta, T. J., Lin, C. S. -. Y., Kiernan, M. C., Krishnan, A. V. Association between calcineurin inhibitor treatment and peripheral nerve dysfunction in renal transplant recipients. Am. J. Transplant. 13 (9), 2426-2432 (2013).
- Boërio, D., Greensmith, L., Bostock, H. Excitability properties of motor axons in the maturing mouse. J. Peripher. Nerv. Syst. 14 (1), 45-53 (2009).
- Boërio, D., Kalmar, B., Greensmith, L., Bostock, H. Excitability properties of mouse motor axons in the mutant SOD1(G93A) model of amyotrophic lateral sclerosis. Muscle & Nerve. 41 (6), 774-784 (2010).
- Alvarez, S., Calin, A., Graffmo, K. S., Moldovan, M., Krarup, C. Peripheral motor axons of SOD1(G127X) mutant mice are susceptible to activity-dependent degeneration. Neurosci. 241, 239-249 (2013).
- Fledrich, R., et al. Soluble neuregulin-1 modulates disease pathogenesis in rodent models of Charcot-Marie-Tooth disease 1A. Nat. Med. 20 (9), 1055-1061 (2014).
- Vianello, S., et al. Low doses of arginine butyrate derivatives improve dystrophic phenotype and restore membrane integrity in DMD models. FASEB J. 28 (6), 2603-2619 (2014).
- Osaki, Y., et al. Effects of anesthetic agents on in vivo axonal HCN current in normal mice. Clin Neurophysiol. 126 (10), 2033-2039 (2015).
- Biessels, G. J., et al. Phenotyping animal models of diabetic neuropathy: a consensus statement of the diabetic neuropathy study group of the EASD (Neurodiab). J. Peripher. Nerv. Syst. 19 (2), 77-87 (2014).
- Boërio, D., Greensmith, L., Bostock, H. A model of mouse motor nerve excitability and the effects of polarizing currents. J. Peripher. Nerv. Syst. 16 (4), 322-333 (2011).
- Arnold, R., Moldovan, M., Rosberg, M. R., Krishnan, A. V., Morris, R., Krarup, C. Nerve excitability in the rat forelimb: a technique to improve translational utility. J. Neurosci. Methods. 275, 19-24 (2017).
- Moldovan, M., Alvarez, S., Krarup, C. Motor axon excitability during Wallerian degeneration. Brain. 132 (Pt 2), 511-523 (2009).
- Madison, R. D., Robinson, G. A., Krarup, C., Moldovan, M., Li, Q., Wilson, W. A. In vitro electrophoresis and in vivo electrophysiology of peripheral nerve using DC field stimulation. J. Neurosci. Methods. 225, 90-96 (2014).
- Moldovan, M., Krarup, C. Evaluation of Na+/K+ pump function following repetitive activity in mouse peripheral nerve. J. Neurosci. Methods. 155 (2), 161-171 (2006).
