RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
نصف بروتوكولا للتسجيل خارج الخلية متعددة القنوات للعمود الفقري جنبا إلى جنب مع تسجيل وظائف القلب وتحليل الخلايا العصبية للقرن الظهري الشوكي المغلق بالقلب. توفر هذه الطريقة إطارا متزامنا زمنيا لدراسة آليات العمود الفقري الكامنة وراء التغيرات الوظيفية الصدرية الحشوية الناجمة عن الوخز بالإبر.
اقترحت العديد من الدراسات أن الوخز بالإبر الكهربائية قد يكون مفيدا في علاج أمراض القلب والأوعية الدموية والوقاية منها. ومع ذلك، لا تزال آليتها غير مفهومة جيدا. يلعب القرن الظهري الشوكي الصدري (SDH) دورا مهما في دمج وتعديل المدخلات الجسدية والحشوية ، والتي قد تؤثر بعد ذلك على التحكم في القلب. على عكس SDH القطني ، الذي تمت دراسته على نطاق واسع ، فقد تم استكشافه بشكل أقل من SDH الصدري بسبب صعوبة التعرض الجراحي والتثبيت التجسيمي. في هذه الدراسة ، نقدم نهجا عاما لمراقبة النشاط العصبي ووظيفة القلب في وقت واحد من خلال الجمع بين تسجيل مخططات كهربية القلب ومصفوفات الأقطاب الكهربائية. علاوة على ذلك ، نصف كيفية تحديد الخلايا العصبية المقفلة بالقلب عن طريق حساب توزيع معدل إطلاق النشاط العصبي بالتزامن مع ضربات القلب. هذه الاستراتيجية ذات أهمية كبيرة لدراسة العلاقة بين وظيفة القلب والأوعية الدموية والنشاط العصبي وكذلك لفهم المنعكس القلبي الجسدي الناجم عن تحفيز الأعصاب الطرفية.
يعمل الوخز بالإبر أو تحفيز سطح الجسم ، كتقنية علاجية بارزة في إطار الطب الصيني التقليدي (TCM) ، عن طريق تحفيز مناطق معينة على سطح الجسم. يسهل التنظيم متعدد المستويات لوظائف الكائن الحي من خلال تنظيم الوظائف الحشوية عبر المسارات الواردة ، والتكامل المركزي ، والآليات العصبية الصادرة اللاإرادية. من الأمور الأساسية لهذا العلاج مفهوم أن التحفيز المستهدف لنقاط الوخز المحددة تشريحيا يحفز التنظيم الفسيولوجي الجهازي. تدعم الأدلة السريرية المتزايدة دور الوخز بالإبر كطريقة تكميلية في إدارة اضطرابات القلب والأوعية الدموية ، مع فعالية مثبتة في كل من بروتوكولات الوقاية الأولية والعلاج المساعد1،2.
تنتهي الوافدات الأولية للخلايا العصبية الحسية في الغالب في القرن الظهري الشوكي (SDH) ، وفي المقابل ، تلعب الخلايا العصبية للقرن الظهري الشوكي (SDHNs) دورا مهما في تكامل وتعديل المدخلات الجسدية3،4،5. علاوة على ذلك ، تتلقى SDHRNs أيضا الوافدين القلبيين وتنقل المعلومات الحشوية إلى الخلايا العصبية السابقة للعقدة الودية للنخاع الشوكي (SPNs) لتعديل القلب والأوعية الدموية6. تقع SPNs المقفلة بالقلب في الزاوية الجانبية للجزء الصدري من الحبل الشوكي (T1-T5) ، مع محاور بارزة على العقد العنقية أو الصدرية وبالتالي تعصيب القلب عبر الأعصاب القلبية والوسطى والسفلية. نتيجة لذلك ، يلعب الحبل الشوكي الصدري دورا مهما في تكامل وتعديل المدخلات الجسدية والحشوية ، والتي قد تؤثر بعد ذلك على التحكم في القلب. لذلك من المهم فهم كيف ينظم التحفيز الجسدي وظيفة القلب من خلال تعديل SDHRNs في الجزء الصدري من الحبل الشوكي.
أظهرت الدراسات السابقة أن الوخز بالإبر الكهربائية في PC6 (المنظم في الجزء الشوكي T3 كوحدة بنية ووظيفة متجانسة) يمكن أن يخفف من أعراض نقص تروية عضلة القلب من خلال تعديل الجهاز العصبي اللاإرادي7،8،9. ومع ذلك ، فإن التزامن الكمي في الوقت الفعلي لتأثيرات الوخز بالإبر على معدل ضربات القلب مع نشاط الجهاز العصبي لم يتحقق بعد. تم توثيق مؤشرات النشاط العصبي اللاإرادي الفوري ومخطط كهربية القلب (ECG) فقط بعد الوخز بالإبر. لا تزال الأبحاث التي تربط SDHNs بالوظائف الفسيولوجية الحشوية نادرة. نظرا للانحناء الفسيولوجي للفقرات الصدرية والمسافة الضيقة بين الأجزاء الفقرية الصدرية المجاورة ، وخاصة T1-T5 ، فإن الوصول إلى هذه المناطق يمثل تحديا ، مما يؤدي إلى أدلة مباشرة ضئيلة لتوضيح آليات العمود الفقري الكامنة وراء الوخز بالإبر في نقطة الوخز بالإبر المتجانسة للعمود الفقري T3 PC6 التي تنظم وظيفة القلب في علاج الأمراض القلبية الوعائية.
لفهم العلاقة بين SDH وتنظيم وظائف القلب بوساطة الوخز بالإبر بشكل أفضل ، يجب تنفيذ التسجيل المتزامن لوظائف القلب والأنشطة العصبية. هنا ، سوف نقدم نهجا عاما للتسجيل خارج الخلية متعددة القنوات في العمود الفقري جنبا إلى جنب مع تسجيل وظائف القلب بالإضافة إلى تحليل SDHRNs المقفلة بالقلب. توفر هذه الطريقة إطارا متزامنا زمنيا لدراسة آليات العمود الفقري الكامنة وراء التغيرات الوظيفية الصدرية الحشوية الناجمة عن الوخز بالإبر.
التزم بروتوكول التجارب على بشكل صارم بمتطلبات المعيار الوطني "المبادئ التوجيهية للمراجعة الأخلاقية لرعاية المختبر" (GB / T 35892-2018) وتمت الموافقة عليه من قبل لجنة الأخلاقيات التابعة للمؤسسة. تم استخدام ذكور فئران Sprague-Dawley (SD) من درجة SPF ، تتراوح أعمارهم بين 6-8 أسابيع ووزنها حوالي 220 جراما ، في هذه الدراسة. تم ارتداء عباءات المختبر والقفازات والأقنعة خلال جميع التجارب. تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة مدرجة في جدول المواد. في نهاية التجربة ، تم القتل الرحيم للفئران عن طريق التروية القلبية تحت التخدير العميق متبوعا بخلع عنق الرحم.
1. إعداد ما قبل الجراحة
2. التحضير قبل الجراحة
3. التنبيب الرغامي
4. كشف تخطيط القلب
5. قسطرة التامور لإعطاء الدواء براديكينين (BK)
6. التعرض للحبل الشوكي T3
7. تثبيت الفقرات الصدرية والإعدادات
8. المحفزات الجسدية و BK
9. تحليل البيانات ومعالجتها
باتباع البروتوكول أعلاه ، تم الكشف عن T3 SDHNs ، مع إعطاء براديكينين (BK) أو الوخز بالإبر الجسدية لمناطق التامور / الوخز بالإبر. حدد هذا التحقيق ملامح تنشيط الخلايا العصبية المنبهة (النوع / التردد) وتغيرات تخطيط القلب الكهربائي المتزامنة (ECG) أثناء المدخلات الحشوية المحسبة للألم ، وتطبيق BK ، والتعديل الحسي الجسدي.
يوضح الشكل 2 أ شريحة عرضية من الحبل الشوكي T3 للفئران. على الجانب الأيسر ، يوضح توزيع الصفائح المميزة. يعرض الجانب الأيمن مناطق برتقالية تمثل توزيع صبغة Dil بعد فترة حضانة مدتها 10 دقائق. تم لصق قطب مصفوفة ، مشرب بصبغة ديل ، على المعالج الدقيق لجهاز تجسيمي. ثم تم إدخال الأقطاب الكهربائية عموديا في القرن الظهري للحبل الشوكي ، 500 ميكرومتر جانبيا إلى التلم المتوسط الخلفي في الجزء T3 ، على عمق 1,500 ميكرومتر ، مع تعديلات العمق التي تم إجراؤها وفقا لوزن جسم الفئران. بعد فترة تسجيل مدتها 15 دقيقة ، تم إجراء التروية وجمع الأنسجة ، حيث سجلت الأقطاب الكهربائية إشارات من الصفيحة الأولى إلى الثامنة من الحبل الشوكي للفئران. يعرض الشكل 2B-D المخططات النقطية والأشكال الموجية وتحليل المكون الرئيسي (PCA) والارتباط الذاتي للخلايا العصبية المسجلة من القناة 19. يوضح الشكل 2F ، G بيانات مماثلة لثلاث خلايا عصبية مسجلة من القناة 11. تشير البيانات من هاتين القناتين إلى تصنيف واضح للخلايا العصبية ، مما يوفر بيانات أصلية لتحليل الارتباط اللاحق.
تظهر الأعمدة الزرقاء العدد التراكمي لتصريفات الخلايا العصبية خلال إطار زمني معين ، مطروحا بمتوسط القيمة. يوضح الشكل 3A تسجيل خط الأساس (BL) لمدة 60 ثانية. تظهر الخلايا العصبية في القناة 17c والقناة 21a وجود خلايا عصبية مقفلة بالقلب في T3 SDHNs ، مما يظهر تصريفات دورية مميزة استجابة لاختلافات تخطيط القلب. يوضح الشكل 3 ب تأثير تطبيق BK على التامور في الأذين الأيسر على T3 SDHNs ، جنبا إلى جنب مع مثال على الخلايا العصبية المقفلة بالقلب. أظهرت الخلايا العصبية للقناة 17c انخفاضا كبيرا في قفل القلب بعد إعطاء BK. كما هو موضح في المنطقة المظللة الخضراء في الشكل 3C ، بعد إدارة MAPC6 ، هناك مجموعة متسقة من الخلايا العصبية التي تظهر إطلاقا دوريا حول الموجة R في دورات إطلاق النار لكل من ظروف BL و MAPC6. هذا النمط أكثر انتظاما من إطلاق النار الذي لوحظ بعد تطبيق BK. في المقابل ، في الشكل 3D ، يكون نمط إطلاق الخلايا العصبية بعد MAPC6 أقل وضوحا. وبالتالي ، يمكن ل MAPC6 تحسين وتيرة إطلاق الخلايا العصبية المرتبطة بالقلب في القرنية الظهرية الشوكية T3 ، وبالتالي الحفاظ على وظيفة القلب في ظل الظروف المرضية. يوضح الشكل 3E ، F أن تردد تفريغ T3 SDHNs التي يتم تنشيطها بواسطة BK انخفض بعد تحفيز الوخز بالإبر لنقطة الوخز بالإبر PC6. على العكس من ذلك ، زادت نسبة تردد إطلاق النار للخلايا العصبية الشوكية T3 التي تم تثبيطها بواسطة BK بشكل كبير بعد تحفيز الوخز بالإبر لنقطة الوخز بالإبر PC6.
ومن المثير للاهتمام ، أن القناة 21a تم تحديدها على أنها خلية عصبية مقفلة بالقلب تظهر تصريفات دورية ومنتظمة على وجه التحديد استجابة للموجة P ، والتي تمثل بدء إزالة الاستقطاب الأذيني بواسطة العقدة الجيبية الأذينية (SA) ، والفاصل الزمني PR ، مما يشير إلى التأخير في العقدة الأذينية البطينية. على الرغم من عدم وجود تغيير كبير في الموجة P في مخطط كهربية القلب ، إلا أن تطبيق BK ينتج عنه تركيز ثلاث مجموعات من الخلايا العصبية بين كل موجة P و Q على مخطط كهربية القلب ، مما يدل على وجود علاقة أوثق مع الموجة P (كما هو موضح في المنطقة المظللة الأرجوانية في الشكل 3 ب). تعد الموجة P على مخطط كهربية القلب مؤشرا مهما يعكس طبيعية موجات الانكماش الأذيني ، وتمثل الموجة P الناتجة عن عقدة SA عملية إزالة الاستقطاب الأذيني ، وبالتالي تم التحقق من تأثير BK على الأذينين. ومع ذلك ، بعد إدارة MAPC6 ، كان هناك نمط مميز في إطلاق الخلايا العصبية فيما يتعلق بموجات R و T. بعد الوخز بالإبر ، عادت الخلايا العصبية إلى نمط عنقودي مرتبط بموجة P ، مما يشير إلى أن الوخز بالإبر يمكن أن يعالج أمراض القلب المرضية عن طريق تعديل إيقاع الخلايا العصبية الجسدية والحشوية في نفس الجزء من القرن الظهري الشوكي.

الشكل 1: الإجراء الجراحي ل T3 SDH. (أ) جهاز التنفس الصناعي. (ب) تنبيب القصبة الهوائية في الفئران. (ج) الغدة الصعترية وتشريح القلب. (د) أنبوب الغدة الصعترية في التامور. (ه) T2-8 فقرات صدرية بعد الإزالة. (و) النخاع الشوكي T3. (ز) مشابك الفقرات الشوكية المعدلة. (ح ، أنا) التثبيت الموضعي لمشبك العمود الفقري. (ي، ك) رسم تخطيطي للتحفيز الجسدي والحشوي. أثناء التسجيل ، كانت الفئران في أوضاع ضعيفة وانبطاح. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: تم تسجيل الخلايا العصبية للقرن الظهري الشوكي T3. (أ) التحقق من صحة وضع القطب: قسم الحبل الشوكي المستعرض يوضح مسار زرع مسبار السيليكون ذو 32 قناة. داخلي: أطلس الحبل الشوكي للفئران Paxinos المعدل مع حدود الصفيحة المعمارية الخلوية (I-X) متراكبة للتسجيل المكاني. تصور الرسوم البيانية القناة (B ، E) القناة 19 والقناة 11 النقطية والأشكال الموجية ، (D ، G) تجميع PCA ومخطط الكتلة ، و (C ، F) الارتباطات الذاتية. تظهر الأنماط المتماثلة مركزيا الموضحة في اللوحات C و F أنماط إطلاق النار المميزة للخلايا العصبية المسجلة على الخلايا العصبية في القناة 19 والقناة 11. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: تأثير تطبيق BK المحلي على التامور على T3 SDHNs ومثال على الخلايا العصبية المقفلة بالقلب. (أ) توضح الخلايا العصبية في القناة 17c والقناة 21a وجود الخلايا العصبية المقفلة بالقلب في T3 SDR. (ب) التغييرات في درجة القفل بعد إعطاء BK في غضون 30 دقيقة. (C ، D) مثال الخلايا العصبية المقفلة بالقلب MAPC6 لمدة دقيقة واحدة وبعد MAPC6 لمدة دقيقة واحدة. (E ، F) التغيير في نسبة التردد للخلايا العصبية التي تستجيب ل BK بعد MAPC6. تمثل أشرطة الخطأ متوسط ± التسويق عبر محرك البحث (N = 6). *< P 0.05 مقارنة ب BL. #P < 0.05 ، # #P < 0.01 ، مقارنة ب BK. تم استخدام اختبار t المزدوج. الاختصارات: BL = خط الأساس. BK = براديكينين. MAPC6 = الوخز بالإبر اليدوي في نيغوان (PC6). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الملف التكميلي 1: تحليل نشاط الخلايا العصبية المقفلة بتخطيط القلب. في السطر 70: تعديل النطاقات الزمنية في الحالة = {[t1_start ، t1_end] ، [t2_start ، t2_end] ، ...}. ضبط تسميات المرحلة التجريبية في السطر 71: title: {'baseline','EA1','EA2'}; لتتماشى مع النطاقات الزمنية المحددة في الحالة. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.
نصف بروتوكولا للتسجيل خارج الخلية متعددة القنوات للعمود الفقري جنبا إلى جنب مع تسجيل وظائف القلب وتحليل الخلايا العصبية للقرن الظهري الشوكي المغلق بالقلب. توفر هذه الطريقة إطارا متزامنا زمنيا لدراسة آليات العمود الفقري الكامنة وراء التغيرات الوظيفية الصدرية الحشوية الناجمة عن الوخز بالإبر.
تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 82330127 ، رقم 82105029) ، والبرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي في الصين (رقم 2022YFC3500702) ، وصناديق البحوث الأساسية لمعاهد أبحاث الرفاهية العامة المركزية (رقم 100). ZZ-2023008) ومشروع إدارة التعليم الإقليمي (رقم 2019JM-027).
| نظام التخدير | كينت Scientific | SomnoSuite | |
| Central v6.5 | Black Microsystems | Cerebus-128 | |
| مقص ناعم | مقص ناعم | مقص | ناعم |
| فريدمان بيرسون رونجورز | العلوم الدقيقة T ools | 16220-14 | |
| إسفنج الجيلاتين | كولتين | 274-007 | |
| التنبيب Cannula | Harward Apparatus | 73-2737 | |
| Isoflurane | RWD | R510 | |
| LabChart Professional | Software LabChart | Professional Software Version 8.0 | |
| microband electrode | array Neuronexus | A1x32-6mm-50-177 | |
| micromanipulator | Narishige | DMA-1510 | |
| الإبر | Zhongyantaihe | 0.25 مم × 0.25 مم | |
| برنامج NeuroExplorer (V5.0) | Plexon | V5.0 | |
| غير متصل بفارز | Plexon | V4.0 | |
| Powerlab | ADnstruments | PL26T04 | |
| الفئران | المركز التجريبي لأكاديمية العلوم الطبية العسكرية التابعة لجيش التحرير الشعبي الصيني | ||
| محول العمود الفقري | N / A | N / A | |
| مقص زنبركي | مخصصأدوات العلوم الدقيقة | 15023-10 | |
| أداة تجسيمية | ناريشيجي | SR-5R-HT |