قياس الأداء الوظيفي الوصلات العصبية العضلية

الهدف العام من هذا الإجراء هو دراسة وظائف الوصلة العصبية العضلية عن طريق نهج تجريبي خارج الجسم الحي. يتم تحقيق ذلك عن طريق تحفيز تحضير العصب العضلي بطريقتين ، مباشرة على غشاء العضلات ومن خلال العصب. نظرا لأن التحفيز الغشائي يتجاوز إشارات النقل العصبي ، يمكن اعتبار أي اختلافات بين الاستجابتين الانقباضيتين قياسا غير مباشر لوظيفة التوصيل العصبي العضلي.

نقدم هنا هذا الإجراء في تحضير العصب الوركي الوحيد. يتم تشريح العضلة مع أعصابها ووضعها في حمام أنسجة مثقف. يتم تثبيته على وحدة تحكم في القوة والطول ويتم وضع زوج من الأقطاب الكهربائية البلاتينية بالتوازي مع العضلات.

ثم يتم تحريك قطب شفط زجاجي بالقرب من الطرف المقطوع للعصب. ثم يتم تطبيق بروتوكول اختبار شامل لتقييم كل من الوصلات العصبية العضلية ووظائف العضلات بدقة. العلاقة الوظيفية بين العضلات والأعصاب هي خاتمة لكل من الجزء واثنين من الفصائل الباقية.

في المنطقة الأولى من مستوى كل من الأنسجة ، تنقل هذه الوصلات العصبية العضلية ، والتي تظهر عادة ضغطا مثل التشكل. ومع ذلك ، في العديد من الحالات المرضية ، تتعرض الوظيفة المتفاعلة بين العضلات والأعصاب للخطر بشدة ويفقد الوصلة العصبية العضلية التنظيم المورفولوجي المعقد. الهدف العام من إجراءنا هو دراسة وظائف الوصلات العصبية العضلية باستخدام النهج التجريبي خارج الجسم الحي.

يتم تحقيق ذلك عن طريق تحفيز تحضير العصب العضلي بطريقتين. أحدهما عن طريق تحفيز الغشاء العضلي مباشرة والآخر عن طريق تحفيز العصب وتحليل خصائص العضلات. قم بتشغيل حمام الماء الدوراني واضبط درجة الحرارة على 30 درجة مئوية.

املأ الحمام بمحلول Krebs-Ringer. اسمح للنقطة O أربعة بار من خليط الغاز بالتدفق عبر الأوكسيتوب وإلى الحمام. قم بتشغيل محول المشغل ومحفزات النبض.

ضبط القيم الحالية على 300 مليون زوج لتحفيز الغشاء وإلى خمسة ملايين زوج لتحفيز العصب. بعد التضحية بالفأر عن طريق خلع عنق الرحم ، قم بإزالة الجلد من الساقين. الآن قم بقطع وتر العرقوب وأثناء تثبيت الوتر بإحكام ، اسحب عضلة المعدة والنعل معا لأعلى.

بمجرد انكشاف الوتر القريب من النعل ، قم بقطع ربلة الساق بالكامل فوقه ، ثم ضع العينة بسرعة في حمام الأنسجة التحضيرية الموجود تحت المجهر الاستريو. باستخدام زوج من الملقط ، قم بتثبيت الوتر القريب من النعل بإحكام واسحبه برفق لفضح التعصيب الوركي. بمجرد تعرض التعصيب ، قم بإزالة الأنسجة المحيطة للكشف عن حوالي خمسة ملليمترات من العصب.

ثم استخدم مقصا جيدا لقطع العصب بعناية. أكمل استئصال العضلات والأعصاب عن طريق قطع وتر العرقوب لفصل النعل عن المعدة. الآن العضلات ، إعداد الأعصاب جاهز ليتم تركيبه على جهاز الاختبار.

قم بإنشاء عقدة انزلاقية في نهاية خيط النايلون وشدها حول وتر العرقوب. قم بتثبيت الوتر القريب داخل المشبك الثابت واربط سلك النايلون حول ذراع الرافعة لمحول القوة. اسمح للعضلات بالتوازن في المحلول.

لتحديد الطول الأمثل الأولي ، قم بتحفيز العضلات بسلسلة من النبضات المفردة مع تغيير قيمة حمل الزحف برفق. يتم الحصول على الطول الأمثل عندما تكون قوة الارتعاش هي الحد الأقصى. ضع أقطاب الشفط بالقرب من العضلة واسحب العصب للداخل.

بعد ذلك ، مع تغيير قيمة تيار النبض برفق ، قم بتحفيز العضلات بسلسلة من النبضات المفردة. يجب أن تكون قوة الارتعاش الناتجة عن العضلات عند تحفيزها من خلال العصب مساوية للقيم المقاسة عند تحفيزها على الغشاء. بمجرد تحديد القيمة الحالية المثلى ، ادفع العصب خارج القطب الكهربائي وقم بتوصيل بعض النبضات الحالية.

إذا كانت كمية التيار المحدد مسبقا مفرطة ، فإن النبضات الحالية التي يتم توصيلها عبر قطب الشفط تثير تقلص العضلات عن طريق توصيل التيار عبر الحمام. باستخدام برنامج محلي الصنع ، ابتكرنا بروتوكول اختبار آلي لدراسة وظيفة الوصلة العصبية العضلية الوحيدة. يستمر البروتوكول حوالي 65 دقيقة ويتكون من أربعة أجزاء مختلفة.

في الجزء الأول ، يتم تحفيز العضلات بأربع نبضات مفردة. اثنان تم تسليمهما مباشرة واثنان من خلال العصب. ثم يتم قياس وقت الذروة ونصف وقت الاسترخاء والقيمة القصوى لمشتق القوة وقوة الارتعاش من استجابات الارتعاش.

في الجزء الثاني ، يتم تحفيز العضلات بسلسلة من قطارات النبض التي تتراوح من 20 هرتز إلى 80 هرتز ، وهو تردد الكزاز. لحساب القوة ، منحنيات التردد لكل من التحفيز العصبي والمباشر. في الجزأين الثالث والرابع من البروتوكول ، تخضع العضلات لنموذجين للإرهاق لقياس فشل الانتقال العصبي والتعب داخل الكزاز.

خلال نماذج التعب هذه ، يتم تحفيز العضلات باستمرار باستخدام قطار نبض واحد يتم توصيله على الغشاء متبوعا ب 14 قطارا نبضيا يتم توصيله عبر العصب. يتكرر التسلسل بأكمله 20 مرة. يتم تسليم النموذج الأول بتردد إطلاق 35 هرتز.

والثاني بتردد الكزاز 80 هرتز. يعتقد أن فشل النقل العصبي يلعب دورا مهما في تطور التعب لأنه يرتبط بالكتلة الخارجية لانتشار إمكانات الفعل ، وانخفاض إطلاق جهاز الإرسال وانخفاض استثارة اللوحة لقدرة إجهاد التوصيل. يتم التعبير عن جانب آخر من قدرة إجهاد الوصلات العصبية العضلية بوضوح من خلال التعب العصبي العضلي وهو تقدير لقدرة العضلات على الحفاظ على القوة أثناء تقلص الكزاز الفردي ويعكس التعب عالي التردد.

في نهاية البروتوكول ، يتم قياس صافي طول العضلات ووزنها باستخدام الفرجار التناظري ومقياس دقيق لحساب مساحة المقطع العرضي للعضلات. سلطت الدراسات التي أجريت على نموذج الفأر المعدل وراثيا SOD1 للتصلب الجانبي الضموري الضوء على إمكانات هذه المنهجية. في الواقع ، تنتج عضلات النعل المعدلة وراثيا استجابة انقباضية منخفضة لكل من مشتق القوة وقوة الكزاز عند تحفيزها مباشرة وانخفاض أكبر عند تحفيزها من خلال العصب.

فيما يتعلق بقوة الكزاز على سبيل المثال ، أظهرت هذه التجارب أن انقباض العضلات يمثل 25٪ من الضرر بينما يرتبط 45٪ أخرى بعيوب في الانتقال العصبي. نقطة أخرى مثيرة للاهتمام هي عدم وجود أي اختلاف في عضلات التحكم عند تحفيزها بشكل مباشر أو غير مباشر. تثبت هذه النتيجة أن المنهجية لا تحفز أي قطع أثرية تقنية حيث من المتوقع أن يعمل الوصلة العصبية العضلية بكامل طاقتها في الضابطة.

فيما يتعلق بالتعب العندي ، أظهرت النتائج قيما أقل بكثير في عضلات النعل المعدلة وراثيا مقارنة بنظيراتها في السيطرة. ومن المثير للاهتمام أن عضلة النعل المعدلة وراثيا تتضرر بشكل كبير بسبب التحفيز المتكرر ، مما يعني أنه يمكن تقييم وظيفة الوصلة العصبية العضلية لمدة أقصى وقت تحفيز يبلغ ثماني دقائق. بعد ثماني دقائق ، تعود العضلات المعدلة وراثيا إلى قيمة شبه صفرية من القوة عند تحفيزها.

بعد مشاهدة الفيديو ، يجب أن تكون قد فهمت كيفية قياس وظيفة الوصلة العصبية العضلية والعضلة الوحيدة للفأر. بالنظر إلى أن هذه التقنية تعتمد على القياس غير المباشر لوظيفة الوصلة العصبية العضلية ، فإنها لا تسمح بإجراء العيوب المبلغ عنها مرتبطة بالتغيرات المورفولوجية أو الكيميائية الحيوية. من ناحية أخرى ، يمثل هذا النهج طريقة أساسية لتقييم ما إذا كانت هذه الاعتداءات تؤثر على وظائف المستخدم لإشارة النقل العصبي.

أخيرا ، يمكن اعتماد اقتراح البروتوكول بسهولة لقياس وظيفة الوصلة العصبية العضلية للحجاب الحاجز ، وهي عضلة أخرى غالبا ما تشارك في الأمراض المرضية.