Method Article

قياس الأداء الوظيفي الوصلات العصبية العضلية

DOI:

10.3791/55227

⸱

August 6th, 2017

 ,  ,  ,  , 
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Sapienza University of Rome, 2Institute Pasteur Cenci-Bolognetti, DAHFMO-Unit of Histology and Medical Embryology, Sapienza University of Rome, 3Center for Life Nano Science@Sapienza, Istituto Italiano di Tecnologia

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تقييم وظيفي للوصلات العصبية العضلية (NMJ) يمكن أن توفر معلومات أساسية عن الاتصال بين العضلات والأعصاب. هنا يمكننا وصف بروتوكول شامل تقييم وظائف العضلات و NMJ استخدام اثنين الاستعدادات العصبية العضلية المختلفة، أي سولاس الوركي والحجاب الحاجز فرنك.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وظائف الوصلات العصبية العضلية (NMJ) يلعب دوراً محوريا عند دراسة الأمراض التي يكون فيها الاتصال بين الخلايا العصبية الحركية في العضلات والبصر، مثل الشيخوخة والتصلب العضلي الجانبي (المرض). يصف لنا هنا بروتوكولا تجريبية التي يمكن استخدامها لقياس الأداء الوظيفي NMJ عن طريق الجمع بين نوعين من التحفيز الكهربائي: المباشر الغشاء العضلي وتنشيط عن طريق العصب. يمكن أن تساعد مقارنة استجابة العضلات لهذه التحفيز مختلفة اثنين تعريف، على المستوى الوظيفي، التعديلات المحتملة في NMJ التي تؤدي إلى انخفاض الوظيفية في العضلات.

ﻫx vivo الاستعدادات المناسبة للدراسات التي تسيطر عليها جيدا. هنا يصف لنا على بروتوكول مكثف لقياس العديد من المعلمات للعضلات ووظائف NMJ لإعداد العصب الوركي سولاس وإعداد عصب الحجاب الحاجز فرنك. البروتوكول تستغرق حوالي 60 دقيقة، وتتم دون انقطاع عن طريق مصنوعة خصيصا البرمجيات أن التدابير الخصائص الحركية نشل والعلاقة قوة التردد للتحفيز على حد سواء من العضلات والأعصاب ومعلمتين من معلمات محددة إلى NMJ وظيفة، أي فشل كبيرة والتعب إينتراتيتانيك. واستخدمت هذه المنهجية للكشف عن الأضرار في الاستعدادات العصبية العضلية سولاس والحجاب الحاجز باستخدام الماوس SOD1G93A المعدلة وراثيا، ونموذج تجريبي للمرض أوبيكويتوسلي أوفيريكسبريسيس الفاءق دسموتاز إنزيم متحولة المضادة للأكسدة 1 (SOD1).

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الوصلات العصبية العضلية (NMJ) هو المشبك الكيميائي يتكون من الاتصال بين اندبلت موتور للألياف العضلية واكسون الحركية الطرفية. لقد ثبت NMJ للعب دور حاسم عندما يكون الاتصال بين العضلات والعصب البصر، كما يحدث في الشيخوخة أو التصلب العضلي الجانبي (المرض). التمكن من قياس العيوب NMJ بشكل منفصل من العيوب العضلية كما العضلات والأعصاب التواصل بطريقة ثنائية الاتجاه1،2، قد توفر رؤى جديدة في تفاعلها فيسيوباثولوجيكال. وفي الواقع، قد يساعد هذا التقييم الوظيفي تقييم ما إذا كانت التعديلات الشكلية أو البيوكيميائية تخفيض كبيرة مما يشير إلى وظيفة.

واقترح مقارنة استجابة العضلات الهوس بتحفيز العصب واستجاب....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمت الموافقة على جميع التجارب على من قبل لجنة الأخلاقيات بجامعة سابينزا في روما - وحدة علم الأنسجة والأجنة الطبية وتم إجراؤها وفقا للنسخة الحالية من القانون الإيطالي لحماية.

< p class = "jove_title" >1. الإعداد التجريبي
  1. قم بإعداد النظام التجريبي المكون من 1 مشغل / محول طاقة ، 2 محفزات ، 1 جهاز عضلي في المختبر ، 1 حمام أنسجة تحضيري ، 1 قطب شفط ، 1 راسم الذبذبات الرقمي ، 1 مجهر مجسم ، 1 إضاءة ضوء بارد ، 1 لوحة اقتناء ، 1 كتلة موصل وجهاز كمبيوتر شخص><ي. ملاحظة: هنا تمت برمجة برنامج الأوامر في LabView وتم تصميمه لضمان مرونة عالية ودقة وتكرار المحفزات. لكل تحفيز ، يمكن للمستخدم تحديد عرض النبضة والتردد والمدة وتحديد ما إذا كان يتم توصيله إلى الغشاء ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ينص البروتوكول على وصفت لنا معلومات على إزالة التعصيب الوظيفية في العديد من الأمراض العصبية العضلية أو الشيخوخة-ساركوبينيا. يمكن استخدام هذا البروتوكول لتحديد ما إذا كان (وإذا كان الأمر كذلك، على أي مستوى) التعديلات العضلات سبب انتقائية من التغيرات التي تحدث في العضلات نفسها أو في الإرسال العصبية العضلية. البيانات المبينة أدناه هي نتائج أعمال سابقة لدينا مجموعة18، أجريت على نموذج الفأر وراثيا SOD1G93A التصلب العضلي الجانبي في المرحلة النهائية من المرض

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويوفر البروتوكول التجريبي المبين أعلاه وسيلة مثالية لقياس وتمييز أي التعديلات الفنية التي حدثت في العضلات مباشرة أو غير مباشر على مستوى الوصلات العصبية العضلية. وبهذا الأسلوب يستند إلى مقياس غير مباشر لوظائف NMJ، لا يمكن استخدامه لإثبات إذا كان أي عيب هو يتصل بالتغييرات الشكلية أو التغيرات البيوكيميائية. على النقيض من ذلك، فإنه يوفر وسيلة فعالة لتحديد ما إذا كان أي من التعديلات الشكلية أو البيوكيميائية خفضت كبيرة مما يشير إلى وظيفة. بيد بعد الانتهاء من قياسات القوة، العضلات يمكن إزالتها من الحمام، مسح، والمثبتة في الطول .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

العمل في مختبر صاحبي تدعمها مؤسسة الغجر والحفل الخيري (منحة لا. GGP14066).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
نظام ذراع الوضع المزدوج  شركة أورورا العلمية300Bالمحرك / محول الطاقة
محفز   ؛شركة أورورا العلمية701B(العصب) محفز
ثنائي الطور عالي الطاقة   ؛شركة أورورا العلمية701C(العضلات)
جهاز العضلات في المختبر   ;شركة أورورا العلمية800A
حمام المناديل التحضيريةRadnoti158400
أحادي القطب شفط الكهربائيأنظمة AM573000مع مرجع محلي الصنع 
راسم الذبذبات TektronixTDS2014
مجهر مجهر مجسمنيكونSMZ 800
إضاءة باردة البصريات الضوئيةPL 3000
لوحة الاستحواذالوطنية الأدواتNI PCIe-6353
كتلة موصلالأدوات الوطنيةNI 2110
الكمبيوتر الشخصيAMD Phenom II x4 970المعالج 3.50 جيجا هرتز مع ويندوز 7
برنامج LabView 2012National Instruments
Krebs-Ringer بيكربونات Buffer سيجما ألدريتشK4002 عازلة فسيولوجية
بيكربونات الصوديومSigma-AldrichS5761   ؛
كلوريد الكالسيوم CaCl 2< / sub>Sigma-AldrichC4901اللامائي ، مسحوق ، & ge ؛ 97٪
عازلة HEPESSigma-AldrichH3375&ge ؛ 99.5٪ (معايرة بالتحليل الحجمي)
أطباق 60 مم × 15 ممفالكون353004البوليسترين
سيليكونسيلجارد & nbsp ؛184 سيليكون  طقم المطاط الصناعي  0.5 كجم.
ترموستاتDennerleDigitalDuomat 1200
PumpNewa MiniMN 606لحوض السمك
المقاومة للحرارةالزواحف المحظوظة61403-150 / 60 هرتز 50 واط
دلوأي 10 لتراتمن مادة البولي بروبيلين
O2< / sub> + 5٪ CO2SiadMix
Gas # 5 Plumps   ؛أدوات العلومالدقيقة 11252-202 قطعة
مقص زنبركي - شفرات 8 ممأدوات العلوم الدقيقة15024-10استئصال الأعصاب
مقص حاد   ؛أدوات العلوم الدقيقة 14059-11إزالة العضلات
مقص دقيقفاغنر02.06.32خارجي من
مقبض مشرط الطالب # 3أدوات العلوم الجميلة   ؛91003-12 
شفرات مشرط #10أدوات العلوم الدقيقة 10010-00
شفرات مشرط #11أدوات العلوم الدقيقة 10011-00
سلك نايلون & Oslash ؛ 0.16 ملمأي
عالية الطاقة ثنائية الطور محفز النبض محفز النبض

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Dadon-Nachum, M., Melamed, E., Offen, D. The "dying-back" phenomenon of motor neurons in ALS. J Mol Neurosci. 43 (3), 470-477 (2011).
  2. Dobrowolny, G., et al. Skeletal Muscle Is a Primary Target of SOD1G93A-Mediated Toxicity. Cell Metab. 8

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Neuromuscular Junction FunctionalityElectrical StimulationEx Vivo PreparationSoleus Sciatic NerveDiaphragm Phrenic NerveForce Frequency RelationshipNeurotransmission FailureIntratetanic FatigueTwitch Kinetics PropertiesSOD1 G93A Mouse

Related Articles