Mesurer la fonctionnalité jonction neuromusculaire

Summary

Une évaluation fonctionnelle de la jonction neuromusculaire (NMJ) peut fournir des informations essentielles sur la communication entre le muscle et le nerf. Nous décrivons ici un protocole pour évaluer globalement les fonctionnalités NMJ tant musculaire à l’aide de deux préparations différentes muscle-nerf, c'est-à-dire soléaire-sciatique et diaphragme-phrénique.

Abstract

Fonctionnalité de la jonction neuromusculaire (NMJ) joue un rôle central dans l’étude des maladies dans lesquelles la communication entre les neurones moteurs et les muscles est altérée, comme le vieillissement et la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Nous décrivons ici un protocole expérimental qui peut être utilisé pour mesurer la fonctionnalité NMJ en combinant deux types de stimulation électrique : direct stimulation membrane musculaire et la stimulation du nerf. La comparaison de la réponse du muscle à ces deux stimulations différentes peut aider à définir, au niveau fonctionnel, les altérations éventuelles dans le NMJ qui conduisent à un déclin fonctionnel dans le muscle.

Préparationsx vivo E sont adaptées aux études bien contrôlées. Nous décrivons ici un protocole intensif pour mesurer plusieurs paramètres de muscle et de la fonctionnalité NMJ pour la préparation de nerf sciatique-soléaire et pour la préparation du nerf phrénique-diaphragme. Le protocole dure environ 60 minutes et est réalisé sans interruption au moyen d’une mesure logiciel qui mesure les propriétés cinétiques de contraction, la relation force-fréquence de stimulation musculaire et du système nerveux et deux paramètres spécifiques aux fonctionnalités de NMJ, c'est-à-dire la défaillance de la neurotransmission et la fatigue intratetanic. Cette méthodologie a été utilisée pour détecter des dommages dans les préparations de nerf-muscle soléaire et le diaphragme à l’aide de souris transgéniques SOD1^G93A , un modèle expérimental de la SLA qui risque partout la mutant antioxydant enzyme superoxyde dismutase 1 (SOD1).

Introduction

La jonction neuromusculaire (NMJ) est une synapse chimique formée par la liaison entre la plaque de serrage moteur de la fibre musculaire et l’axone des motoneurones terminal. Le NMJ s’est avéré jouent un rôle crucial lorsque la communication entre le muscle et le nerf est altérée, comme le vieillissement ou la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Comme le muscle et le nerf communiquent en voie bidirectionnelle^1,2, être capable de mesurer les défauts NMJ séparément des défauts de muscle peut apporter un nouvel éclairage sur leur interaction physiopathologique. En effet, cette évaluation fonctionnelle peut ai....

Protocol

Toutes les expériences sur les animaux ont été approuvées par le comité d’éthique de l’Université La Sapienza de Rome-Unité d’Histologie et d’Embryologie Médicale et ont été réalisées conformément à la version actuelle de la loi italienne sur la Protection des Animaux.

1. Montage expérimental

1. Mise en place du système expérimental composé d'1 actionneur/transducteur, 2 stimulateurs, 1 appareil musculaire in-vitro, 1 bain tissulaire préparatoire, 1 électrode d’aspiration, 1 oscilloscope numérique, 1 stéréomicroscope, 1 illuminateur à lumière froide, 1 carte d’acquisition, 1 bloc de connexion et un ordinateur personnel.

Results

Le protocole que nous décrit fournit des informations sur une dénervation fonctionnelle dans plusieurs maladies neuromusculaires ou vieillissement-sarcopénie. Ce protocole peut être utilisé pour déterminer si (et, dans l’affirmative, à quel niveau) altérations musculaires sont dues à des variations sélectives qui se produisent dans le muscle lui-même ou dans la transmission neuromusculaire. Les données présentées ci-dessous sont le résultat d’un travail antérieur de notre groupe

Discussion

Le protocole expérimental décrit ci-dessus est un moyen idéal de mesure et de discriminer les altérations fonctionnelles qui ont eu lieu directement dans le muscle ou indirectement au niveau de la jonction neuromusculaire. Étant donné que cette technique est basée sur une mesure indirecte de la fonctionnalité NMJ, il ne peut servir à établir si tout défaut est lié à des changements morphologiques ou de changements biochimiques. En revanche, il fournit un moyen efficace de déterminer si des modifications morphologiques ou.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Système de levier bimode  ;	Aurora Scientific Inc.	Actionneur/transducteur	300B
Stimulateur biphasé haute puissance  ;	Aurora Scientific Inc.	Stimulateur d’impulsions	701B
Stimulateur biphasé haute puissance  ;	Aurora Scientific Inc.	Stimulateur d’impulsions	701C
Appareil musculaire in vitro  ;	Aurora Scientific Inc.	800A
Bain tissulaire préparatoire	Radnoti	158400
Électrode d’aspiration monopolaire	A-M Systems	573000	avec une référence maison  ;
Oscilloscope  ;	Tektronix	TDS2014
Stéréomicroscope	Nikon	SMZ 800
Illuminateur à lumière froide.	Photonic Optics	PL 3000
	National Instruments	NI PCIe-6353
Bloc de connexion	National Instruments	NI 2110
Ordinateur personnel	AMD Phenom II x4 970		Processeur 3.50 Ghz avec Windows 7
Logiciel LabView 2012	National Instruments
Krebs-Ringer Bicarbonate Tampon  ;	Sigma-Aldrich	K4002  ;	tampon physiologique
Bicarbonate	de sodium Sigma-Aldrich	S5761  ;
Chlorure de calcium CaCl2	Sigma-Aldrich	C4901	anhydre, poudre, &ge ; 97 %
Tampon HEPES	Sigma-Aldrich	H3375	&ge ; 99.5 % (titrage)
Plats 60mm x 15mm	Falcon	353004	Polystyrène
Silicone	Sylgard  ;	184 Silicone  ;	Kit élastomère 0,5 kg.
Thermostat	Dennerle	DigitalDuomat 1200
Pompe	Newa Mini	MN 606	pour aquarium
Résistance à la chaleur Thermocâble	Lucky Reptile	61403-1	50/60Hz 50W
Seau	n’importe quel 10 litres		Polypropylène
O2 + 5 %CO2	siad		Mix gas
#5 Forceps  ;	Outils de science fine	11252-20	2 pièces
Ciseaux à ressort - Lames de 8 mm	Outils de science fine	15024-10	excision
nerveuse Ciseaux tranchants  ;	Outils de science fine  ;	14059-11	ablation musculaire
Ciseaux délicats	Wagner	02.06.32	externe de l’animal
Scalpel d’étudiant Manche #3	Fine Science Tools  ;	91003-12  ;
Lames de scalpel #10	Outils de science fine  ;	10010-00
Lames de scalpel #11	Outils de science fine  ;	10011-00
fil de nylon & Oslash ; 0,16 mm	n’importe quel