Method Article

מדידת פונקציונליות צומת עצב-שריר

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

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

הערכה תפקודית של צומת עצב-שריר (NMJ) יכול לספק מידע חיוני על התקשורת בין שריר ועצב. כאן נתאר פרוטוקול להעריך באופן מקיף פונקציונליות NMJ והן שריר באמצעות שני תכשירים שריר-עצב שונים, קרי הסוליה-פציעה, דיאפרגמה-הסרעפת.

Abstract

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

צומת עצב-שריר (NMJ) פונקציונליות ממלא תפקיד מרכזי כשלמדתי מחלות בהן התקשורת בין נוירון מוטורי השריר הוא לקוי, כגון הזדקנות נוירודגנרטיביות (ALS). כאן נתאר טיפול נסיוני זה יכול לשמש כדי למדוד NMJ פונקציונליות על ידי שילוב של שני סוגים של גירוי חשמלי: ישיר שריר ממברנה גירוי, הגירוי דרך העצב. השוואת השריר בתגובה stimulations שונים שני אלה יכולים לעזור להגדיר, ברמה תפקודית, שינויים NMJ פוטנציאל להוביל לירידה תפקודית בשריר.

Ex vivo תכשירים מתאימים ללימודים ומבוקרות היטב. כאן נתאר פרוטוקול אינטנסיבית כדי למדוד את מספר הפרמטרים של שריר ופונקציונליות NMJ עבור הכנת עצב הסוליה-פציעה, הכנת עצב הסרעפת-הסרעפת. הפרוטוקול נמשך כ- 60 דקות, והוא מנוהל רציפה ותקינה של בעלי על-ידי מחוייט תוכנה המודדת את המאפיינים קינטיקה עווית הגומלין בתדר כוח עבור שריר וגם עצב stimulations, שני פרמטרים ספציפיים NMJ פונקציונליות, קרי עצבית כשל ועייפות intratetanic. מתודולוגיה זו נעשה שימוש כדי לזהות נזקים בהכנות עצב-שריר הסוליה והסרעפת באמצעות העכבר הטרנסגניים SOD1G93A , מודל ניסיוני של ALS זה ubiquitously overexpresses את חמצון מוטציה האנזימים סופראוקסיד דיסמוטאז 1 (SOD1).

Introduction

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

צומת עצב-שריר (NMJ) היא סינפסה כימית שהוקמה על ידי הקשר בין את motor endplate של סיבי השריר הדנדריטי לאקסון מוטור נוירון מסוף. NMJ הוכח לשחק תפקיד מכריע כאשר התקשורת בין שריר עצב הוא לקוי, כמו הזדקנות או נוירודגנרטיביות (ALS). כמו שריר ועצב לתקשר דו-כיוונית דרך1,2, היכולת למדוד פגמים NMJ בנפרד מן השריר פגמים עשויים לספק תובנות חדשות הגומלין physiopathological שלהם. אכן, הערכה תפקודית זו עשוי לעזור כדי להעריך אם שינויים מורפולוגיים או ביוכימי להפחית עצבית איתות פונקציונליות.

ההשוואה של שריר כויץ תגובה שהפיק גירוי עצבי ואת התגובה של אותו שריר עורר על ידי גירוי ישיר של הממברנה שלו הוצע....

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

Protocol

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

כל הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת סאפיאנצה ברומא - היחידה להיסטולוגיה ואמבריולוגיה רפואית ובוצעו בהתאם לגרסה הנוכחית של החוק האיטלקי להגנת בעלי חיים.

1. מערך ניסיוני

  1. הגדר את המערכת הניסיונית המורכבת ממפעיל/מתמר אחד, 2 ממריצים, 1 מכשיר שרירים במבחנה, 1 אמבט רקמות מכין, 1 אלקטרודת יניקה, 1 אוסצילוסקופ דיגיטלי, 1 סטריאומיקרוסקופ, 1 תאורת אור קר, 1 לוח רכישה, 1 בלוק מחברים ומחשב אישי.< /> הערה: כאן תוכנת הפקודה תוכנתה ב-LabView ותוכננה להבטיח גמישות גבוהה, דיוק וחזרתיות של הגירויים. עבור כל גירוי, המשתמש יכול לבחור את רוחב הדופק, תדירותו, משך הזמן ולהחליט אם הוא מועבר לממברנה או דרך העצב. המשתמש....

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

Results

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

פרוטוקול שהסברנו מספק מידע על denervation פונקציונלי במספר מחלות נוירומוסקולריות או הזדקנות-sarcopenia. פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לקבוע אם (, אם כן, באיזה רמה) שרירים המהווים עקב סלקטיבי שינויים המתרחשים בשריר עצמו או התמסורת neuromuscular. הנתונים המוצגים להלן הם תוצאה של עבודה קודמת מאת שלנו קבוצה18, שנערך על הדגם העכבר הטרנסגניים SOD1G93A של נוירודגנרטיביות בשלב הסופי של המחלה20. העכבר הטרנסגניים SOD1G93A overexpress.......

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

Discussion

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

פרוטוקול הניסוי המתואר לעיל מספק דרך אידיאלית של מדידת וברמת להפלות שינויים פונקציונליים שהתרחשו ישירות בשריר או בעקיפין צומת עצב-שריר. מאז טכניקה זו מבוססת על מדידה עקיפות של פונקציונליות NMJ, זה לא יכול לשמש כדי לקבוע אם כל פגם קשורה שינויים מורפולוגיים או שינויים ביוכימיים. לעומת זאת, הוא מספק דרך יעילה לקבוע אם שינויים מורפולוגיים או ביוכימי הפחיתו עצבית איתות פונקציונליות. עם זאת, לאחר השלמת כוח מדידות, השריר יכול להיות להסיר את האמבטיה, מחק, מוצמדת-האורך האופטימלי, מוקף מתחם ההטבעה, במהירות קפוא התכה איזופנטאן. השר.......

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

Disclosures

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

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

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

העבודה במעבדה של המחברים נתמכה על ידי רומא דל'אנג'לו ולהעניק הטלויזיונית (לא. GGP14066).

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
מערכת מנוף דו-מצבית אורורה סיינטיפיק בע"ממפעיל/מתמר300B
ממריץ דו-פאזי בעוצמה גבוהה אורורה סיינטיפיק בע"מ701B(עצב)
ממריץ דו-פאזי בעל עוצמה גבוהה אורורה סיינטיפיק בע"מ701C(שריר)
מנגנון שרירים במבחנה אורורה סיינטיפיק בע"מהכנה 800A
Radnoti158400
מערכות יניקה מונופולריותA-M573000עם הפניה תוצרת בית 
אוסצילוסקופ TektronixTDS2014
סטריאומיקרוסקופNikonSMZ 800
תאורת אור קר אופטיקה פוטוניתPL 3000
לוח רכישהNational Instruments NIPCIe-6353
בלוק מחברNational InstrumentsNI 2110
מחשב אישיAMD Phenom II x4 970מעבד 3.50 Ghz עם Windows 7
LabView 2012 תוכנהNational Instruments
Krebs-Ringer Bicarbonate מאגר סיגמא-אולדריץ'K4002 חיץ פיזיולוגי
נתרן ביקרבונטSigma-AldrichS5761 
סידן כלורי CaCl2Sigma-AldrichC4901נטול מים, אבקה, ≥ 97%
חוצץ HEPESSigma-AldrichH3375≥ 99.5% (טיטרציה)
כלים 60 מ"מ x 15 מ"מפלקון353004פוליסטירן
סיליקוןסילגארד 184 סיליקון ערכת אלסטומר  0.5 ק"ג.
תרמוסטטDennerleDigitalDuomat 1200
משאבתNewa MiniMN 606לאקווריום
עמידות בחום ThermocableLucky Reptile61403-150/60Hz 50W
דליכל 10 ליטרפוליפרופילן
O2 + 5%CO2 siadערבב גז
#5 מלקחיים Fine Science Tools11252-202 פריטים
מספריים קפיצים - 8 מ"מ להביםFine Science Tools15024-10כריתת עצבים
מספריים חדים כלים מדעיים 14059-11הסרת שרירים
מספריים עדיניםWagner02.06.32חיצוני של החיה
ידית אזמל סטודנט #3כלי מדע עדין 91003-12 
להבי אזמל #10כלים מדעיים עדינים  10010-00
להבי אזמל #11כלים מדעיים 10011-00
חוט ניילון ואוסלאש; 0.16 מ"מכל
ממריץ דופק ממריץ דופק אמבט רקמות

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