Name: מדידה חוזרת של פעילות שרירי הנשימה ואת אוורור בעכברי מודל של המחלה שרירית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 24 s
Description: למד שיטה למדידה רציפה של פעילות שרירי הנשימה ואוורור בעכברי מודל של ALS באמצעות פלתיזמוגרפיית גוף שלם ואלקטרומיוגרפיה. טכניקה זו מאפשרת מעקב אחר התקדמות המחלה ומנגנוני פיצוי בשרירים הנשימתיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

תמיכה עבור עבודה זו סופקה על ידי פרס נאמן המרכז רפואי בית החולים בסינסינטי ילדים כדי SAC ומענק אימון NIH (T32NS007453) כדי VNJ

<ol><li>Johnson, R. A., Mitchell, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Common+mechanisms+of+compensatory+respiratory+plasticity+in+spinal+neurological+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Respir+Physiol+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Common mechanisms of compensatory respiratory plasticity in spinal neurological disorders.</a> Respir Physiol Neurobiol. 189 (2), 419-428 (2013).</li>
<li>Sieck, G. C., Gransee, H. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSieck%2C+GC+%22Respiratory+Muscles%3A+Structure%2C+Function+%26+Regulation%22">Respiratory Muscles: Structure, Function & Regulation</a>. , Morgan & Claypool Life Sciences. Lecture #34 (2012).</li>
<li>Rizzuto, E., Pisu, S., Musaro, A., Del Prete, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+Neuromuscular+Junction+Functionality+in+the+SOD1%28G93A%29+Animal+Model+of+Amyotrophic+Lateral+Sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Measuring Neuromuscular Junction Functionality in the SOD1(G93A) Animal Model of Amyotrophic Lateral Sclerosis.</a> Ann Biomed Eng. 43 (9), 2196-2206 (2015).</li>
<li>Kennel, P. F., Finiels, F., Revah, F., Mallet, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuromuscular+function+impairment+is+not+caused+by+motor+neurone+loss+in+FALS+mice%3A+an+electromyographic+study%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroreport%22%5BJournal%5D)">Neuromuscular function impairment is not caused by motor neurone loss in FALS mice: an electromyographic study.</a> Neuroreport. 7 (8), 1427-1431 (1996).</li>
<li>Pinto, S., Alves, P., Pimentel, B., Swash, M., de Carvalho, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+for+assessment+of+diaphragm+in+ALS%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Ultrasound for assessment of diaphragm in ALS.</a> Clin Neurophysiol. 127 (1), 892-897 (2016).</li>
<li>Stewart, H., Eisen, A., Road, J., Mezei, M., Weber, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromyography+of+respiratory+muscles+in+amyotrophic+lateral+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurol+Sci%22%5BJournal%5D)">Electromyography of respiratory muscles in amyotrophic lateral sclerosis.</a> J Neurol Sci. 191 (1-2), 67-73 (2001).</li>
<li>Arnulf, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+disorders+and+diaphragmatic+function+in+patients+with+amyotrophic+lateral+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Respir+Crit+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Sleep disorders and diaphragmatic function in patients with amyotrophic lateral sclerosis.</a> Am J Respir Crit Care Med. 161, 849-856 (2000).</li>
<li>Bennett, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Respiratory+muscle+activity+during+REM+sleep+in+patients+with+diaphragm+paralysis%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">Respiratory muscle activity during REM sleep in patients with diaphragm paralysis.</a> Neurology. 62 (1), 134-137 (2004).</li>
<li>Pinto, S., de Carvalho, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+responses+of+the+sternocleidomastoid+muscle+in+patients+with+amyotrophic+lateral+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+Nerve%22%5BJournal%5D)">Motor responses of the sternocleidomastoid muscle in patients with amyotrophic lateral sclerosis.</a> Muscle Nerve. 38 (4), 1312-1317 (2008).</li>
<li>Romer, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accessory+respiratory+muscles+enhance+ventilation+in+ALS+model+mice+and+are+activated+by+excitatory+V2a+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol.+287+%28Pt%22%5BJournal%5D)">Accessory respiratory muscles enhance ventilation in ALS model mice and are activated by excitatory V2a neurons.</a> Exp Neurol. 287 (Pt. 2, 192-204 (2017).</li>
<li>Moldovan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nerve+excitability+changes+related+to+axonal+degeneration+in+amyotrophic+lateral+sclerosis%3A+Insights+from+the+transgenic+SOD1%28G127X%29+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Nerve excitability changes related to axonal degeneration in amyotrophic lateral sclerosis: Insights from the transgenic SOD1(G127X) mouse model.</a> Exp Neurol. 233 (1), 408-420 (2012).</li>
<li>Pagliardini, S., Gosgnach, S., Dickson, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+sleep-like+brain+state+alternations+and+breathing+characteristics+in+urethane+anesthetized+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Spontaneous sleep-like brain state alternations and breathing characteristics in urethane anesthetized mice.</a> PLoS One. 8 (7), 70411(2013).</li>
<li>Nicaise, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phrenic+motor+neuron+degeneration+compromises+phrenic+axonal+circuitry+and+diaphragm+activity+in+a+unilateral+cervical+contusion+model+of+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Phrenic motor neuron degeneration compromises phrenic axonal circuitry and diaphragm activity in a unilateral cervical contusion model of spinal cord injury.</a> Exp Neurol. 235 (2), 539-552 (2012).</li>
<li>Akay, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+measurement+of+muscle+denervation+and+locomotor+behavior+in+individual+wild-type+and+ALS+model+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Long-term measurement of muscle denervation and locomotor behavior in individual wild-type and ALS model mice.</a> J Neurophysiol. 111 (3), 694-703 (2014).</li>
<li>Tysseling, V. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+evaluation+of+a+chronic+EMG+multichannel+detection+system+for+long-term+recordings+of+hindlimb+muscles+in+behaving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Electromyogr+Kinesiol%22%5BJournal%5D)">Design and evaluation of a chronic EMG multichannel detection system for long-term recordings of hindlimb muscles in behaving mice.</a> J Electromyogr Kinesiol. 23 (3), 531-539 (2013).</li>
<li>Weiergraber, M., Henry, M., Hescheler, J., Smyth, N., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrocorticographic+and+deep+intracerebral+EEG+recording+in+mice+using+a+telemetry+system%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res+Brain+Res+Protoc%22%5BJournal%5D)">Electrocorticographic and deep intracerebral EEG recording in mice using a telemetry system.</a> Brain Res Brain Res Protoc. 14 (3), 154-164 (2005).</li>
<li>Pilla, R., Landon, C. S., Dean, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+potential+early+physiological+marker+for+CNS+oxygen+toxicity%3A+hyperoxic+hyperpnea+precedes+seizure+in+unanesthetized+rats+breathing+hyperbaric+oxygen%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">A potential early physiological marker for CNS oxygen toxicity: hyperoxic hyperpnea precedes seizure in unanesthetized rats breathing hyperbaric oxygen.</a> J Appl Physiol. 114 (1985), 1009-1020 (1985).</li>
<li>Morrison, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+inhibitory+amino+acids+in+control+of+hypoglossal+motor+outflow+to+genioglossus+muscle+in+naturally+sleeping+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol.+552+%28Pt%22%5BJournal%5D)">Role of inhibitory amino acids in control of hypoglossal motor outflow to genioglossus muscle in naturally sleeping rats.</a> J Physiol. 552 (Pt. 3, 975-991 (2003).</li>
<li>Tscharner, V., Eskofier, B., Federolf, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Removal+of+the+electrocardiogram+signal+from+surface+EMG+recordings+using+non-linearly+scaled+wavelets%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Electromyogr+Kinesiol%22%5BJournal%5D)">Removal of the electrocardiogram signal from surface EMG recordings using non-linearly scaled wavelets).</a> J Electromyogr Kinesiol. 21 (4), 683-688 (2011).</li>
<li>Hof, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+method+to+remove+ECG+artifacts+from+trunk+muscle+EMG+signals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Electromyogr+Kinesiol%22%5BJournal%5D)">A simple method to remove ECG artifacts from trunk muscle EMG signals.</a> J Electromyogr Kinesiol. 19 (6), e554-e555 (2009).</li>
<li>Lu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Removing+ECG+noise+from+surface+EMG+signals+using+adaptive+filtering%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Lett%22%5BJournal%5D)">Removing ECG noise from surface EMG signals using adaptive filtering.</a> Neurosci Lett. 462 (1), 14-19 (2009).</li>
</ol>

החוקרים אין לחשוף.

ההליך הפגין כאן מאפשר פולשנית (לאחר השתלה כירורגית ראשונית של המשדר) המדידה של פעילות שריר נשימה ואוורור במשך חודשים רבים באותה החיה. יש טכניקה זו מספר יתרונות על פני שיטות EMG סטנדרטיות בעכברים מורדמים: 1) הניסויים דורשים עכברים פחות ולספק את היכולת להקליט נתונים מאותו האתר ב עכבר אחת על פני שלבי מחלה (במקום להשתמש בעכברים מרובים שלב משלבי מחלה שונה); 2) ניתוח נתונים יכול להתבצע עם מבחנים סטטיסטיים חזקים יותר (כלומר, באמצעות מדידות חוזרות במקום להשוות קבוצות ניסוי נפרדות...

שרירי הנשימה אביזר (נשק) להגדיל אוורור בתקופות של ביקוש גבוה (למשל, פעילות גופנית) ולעזור לשמור אוורור כאשר פונקציה הסרעפת נפגעת בעקבות פציעה או מחלה 1, 2. למרות שינויים בתפקוד הסרעפת תוארו היטב טרשת לרוחב amyotrophic (ALS) בחולים ועכבר מודלים 3, 4, 5, 6, הרבה פחות ידוע על פעילות או פונקציה של נשק ALS. עם זאת, מחקר אחד הציע כי חולי ALS המגייסים נשק בעלי פרוגנוזה טובה יותר מאשר אלו עם תפקוד הסרעפת דומה כי לא 7. יתר על כן, פעילות ARM מספיק נשימה במקרים של סרעפת שיתוק 8. מחקרים אלו מצביעים על כך אסטרטגיות להגדלת פונקציה ARM עשוי לשפר breathing בחולים הסובלים ממחלת שרירית, פגיעה בחוט השדרה, או תנאים אחרים בהם פונקציה הסרעפת נפגעת. עם זאת, מנגנוני שליטת גיוס ARM לנשימה אינם ידועים ברובם. שיטות למדידת תפקוד נשימה ושינויים בפעילות ARM לאורך זמן במודלים של בעלי חיים למחלות או פציעה יש צורך ללמוד איך זרועות גייס, כמו גם להעריך טיפולים כדי לשפר ARM גיוס ואוורור. יתר על כן, הפעילות המוגברת של נשק בד בבד עם האובדן ההדרגתי של תפקוד סרעפת עשויה להיות סמן ביולוגי שימושי עבור התקדמות מחלה במחלות עצבות-שריר כגון 7 ALS, 9, 10. פרוטוקול זה מתאר שיטה הלא פולשני (בעקבות הניתוח הראשוני) שוב ושוב למדוד את הפעילות של שרירי נשימה ואוורור ב ערים, עכברים מתנהגים. הקלטות מסונכרנות של electromyography (EMG), כל הגוף plethysmography (WBP), ווידאו לאפשר לחוקר להעריך כיצד שינויי אוורור השפעת פעילות ARM ולקבוע כאשר הנושא נמצא במנוחה או נע. יתרון עיקרי של שיטה זו הוא שהיא יכולה להתבצע ערים, עכברים מתנהגים, בעוד כמה שיטות חלופיות כדי למדוד EMG דורש הרדמה ו / או הליכים הטרמינל 11, 12, 13. ההקלטה של פעילות EMG בעכברים ערים לאורך הזמן עשויה גם להתבצע באמצעות ההשתלה הכרונית של EMG המוביל, שבו העכבר קשור ידי חוטים למערכת הרכישה 14, 15. בגלל קשירת עכבר יכול להפריע לתנועה נורמלית או התנהגות לא יכולה להיות תואמת עם תא plethysmography סטנדרטי, השיטה המתוארת משתמשת התקנים טלמטריה לשדר אות EMG באופן אלחוטי אל מערכת הרכישה. המשדר יכוללהיות מופעל או כבוי עם מגנט כדי לחסוך בסוללה ומאפשר מדידות חוזרות של פעילות EMG על פני כמה חודשים. פרוטוקול זה ניתן להתאים בקלות למדוד את הפעילות של שרירי נשימה נוספים או אי-נשימה על ידי החדרת EMG מוביל לתוך שרירים שונים. לחלופין, אחד משני המובילות עשוי לשמש למדידת פעילות EEG להעריך מצב שינה או לזהות התקף פעילות 16. טכניקה זו שימשה בהצלחה למדוד שינויים בפעילות ARM במנוחה לאורך התקדמות המחלה במודל של עכברים של ALS ולזהות נוירונים המפתח נהיגה פעילות ARM בעכברים בריאים 10.

<table><tbody><tr><td>B6.Cg-Tg (SOD1*G93A)1 מעבדת גור/ג'יי</td><td>ג'קסון</td><td>4435</td><td></td></tr><tr><td>תא פלתיסמוגרפיה</td><td>בוקסקו מוצרי נשימה / מדעי הנתונים הבינלאומי</td><td>601-1425-001</td><td></td></tr><tr><td>מקלטי טלמטריה (דגם RPC-1)</td> <td>מדעי הנתונים הבינלאומיים</td><td>272-6001-001</td><td></td></tr><tr><td>משאבת זרימת הטיה (דגם BFL0500)</td><td>מדעי הנתונים הבינלאומי</td><td>601-2201-001</td><td></td></tr><tr><td>ACQ-7000 USB</td><td>Data Sciences International</td><td>PNM-P3P-7002XS</td><td></td></tr><tr><td>Dataquest A.R.T. מטריקס</td><td>חילופי נתונים מדעי נתונים בינלאומי</td><td>271-0117-001</td><td></td></tr><tr><td>חדש Ponemah Analysis System</td><td>Data Sciences International</td><td>PNM-POST-CFG</td><td></td></tr><tr><td>Ponemah Physiology Platform Acqusition software v5.20</td><td>Data Sciences International</td><td>PNM-P3P-520</td><td></td></tr><tr><td>Ponemah חבילת ניתוח פלתיסמוגרפיה של נשימה שלמה בלתי מרוסנת v5.20</td><td>מדעי נתונים בינלאומיים</td><td>PNM-URP100W</td><td></td></tr><tr><td>מוגדרת Ponemah מערכת תוכנה</td><td>מדעי נתונים בינלאומיים</td><td>PNM-P3P-CFG</td><td></td></tr><tr><td>מודול ניתוח (URP)</td> <td>מדעי נתונים בינלאומיים</td><td>PNM-URP100W</td><td></td></tr><tr><td>מגבר אוניברסלי</td><td>מדעי נתונים בינלאומיים</td><td>13-7715-59</td><td></td></tr><tr><td>לוח סינכרון</td><td>מדעי נתונים בינלאומי</td><td>271-0401-001</td><td></td></tr><tr><td>סינכרון</td><td>כבלים מדעי נתונים בינלאומיים</td><td>274-0030-001</td><td></td></tr><tr><td>מתמר-לחץ Buxco</td><td>Data Sciences International</td><td>600-1114-001</td><td></td></tr><tr><td>מד זרימה</td><td>מדעי נתונים בינלאומיים</td><td>600-1260-001</td><td></td></tr><tr><td>מגנט ורדיו כלולים בערכת</td> <td>ההתחלה F20-EETמדעי הנתונים הבינלאומיים</td><td>276-0400-001</td><td></td></tr><tr><td>ציר P1363 מצלמת וידאו&nbsp; &nbsp;</td><td>Data Sciences International</td><td>275-0201-001</td><td></td></tr><tr><td>Terg-A-Zyme</td><td>Fisher Scientific</td><td>50-821-785</td><td>חומר ניקוי אנזימי</td></tr><tr><td>Actril</td><td>Minntech Corporation</td><td>78337-000</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ ניתוח סטריאו סטרילנטי כימי (דגם MEB126)</td><td>Leica</td><td>10-450-508</td><td></td></tr><tr><td>מכשיר אדים/אינקובטור לתינוקות מבוקר סרוו</td><td>OHMEDA Ohio Care Plus</td><td>6600-0506-803</td><td></td></tr><tr><td>TL11M2-F20-EET משדרים</td><td>מדעי נתונים בינלאומיים</td><td>270-0124-001</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #2 מלקחיים למינקטומיה - טיפים סטנדרטיים/ישר/12 ס"מ (x2)&nbsp;</td><td>מכשירים מדעיים משובחים</td><td>11223-20</td><td>לטיפול בחוטים</td></tr><tr><td>Dumont #2 מלקחיים למינקטומיה - טיפים סטנדרטיים/ישר/12 ס"מ (x2)</td> <td>מכשירים מדעיים משובחים</td><td>11223-20</td><td>לניתוח</td></tr><tr><td>מלקחיים בתבנית צרה- משוננים/מעוקלים/12 ס"מ</td><td>מכשירים מדעיים משובחים</td><td>17003-12</td><td></td></tr><tr><td>מספריים קפיצים - חיתוך קשיח/ישר/חד/12.5 ס"מ/6 מ"מ חיתוך</td><td>מכשירים מדעיים משובחים</td><td>15124-12</td><td></td></tr><tr><td>מספריים להפרדת רקמות - ישר / קהה-קהה / 11.5 ס"מ</td><td>Fine Scientific Instruments</td><td>14072-10</td><td></td></tr><tr><td>מספריים עדינים - חיתוך קשיח / מעוקל / חד-חד / 9 ס"מ&nbsp;</td><td>מכשירים מדעיים משובחים</td><td>14058-11</td><td>לחיתוך חוטים וגזירת ציפורניים</td></tr><tr><td>ידית אזמל #3</td><td>מכשירי דיוק עולמיים</td><td>500236</td><td></td></tr><tr><td>להב אזמל</td><td>מכשירים מדעיים עדינים</td><td>10010-00</td><td>להכנת כובעי עופרת</td></tr><tr><td>פוליסורב קלוע תפר נספג</td><td>Coviden</td><td>D4G1532X</td><td>לפיתול משדר</td></tr><tr><td>מוביל Gluture&nbsp;</td><td>זוטיס בע"מ</td><td>6606-65-1</td><td>דבק ציאנואקרילט</td></tr><tr><td>3 מ"ל קצה החלקה מזרק -</td><td>חיוניות רפואית</td><td>רכה 118030055</td><td></td></tr><tr><td>מחט 25 גרם (x2)</td> <td>Becton Dickinson and Co.</td><td>305-145</td><td></td></tr><tr><td>אפליקטורים עם קצה כותנה</td><td>הנרי שיין בריאות בעלי חיים</td><td>100-9175</td><td></td></tr><tr><td>סט קוצץ שיער Andis Easy Cut</td><td>Andis</td><td>049-06-0271</td><td>סכין גילוח חשמלי נמכר ב- Target</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Henry Schein בריאות בעלי חיים</td><td>29404</td><td>הרדמה&nbsp;</td></tr><tr><td>איזופרופיל אלכוהול 70%</td> <td>Priority Care 1</td><td>MS070PC</td><td></td></tr><tr><td>Dermachlor 2% פילינג רפואי (כלורוהקסדין 2%)</td><td>Butler Schein</td><td>55482</td><td></td></tr><tr><td>דמעות מלאכותיות</td><td>Henry Schein Animal Health</td><td>48272</td><td>חומר סיכה משחה אופטלמית</td></tr><tr><td>גריז ואקום</td><td>Dow Corning Corporation</td><td>1597418</td><td></td></tr><tr><td>שמיכת מים</td><td>JorVet</td><td>JOR784BN</td><td></td></tr></tbody></table>

מדידה חוזרת של פעילות שרירי הנשימה ואת אוורור בעכברי מודל של המחלה שרירית

Repeated Measurement of Respiratory Muscle Activity and Ventilation in Mouse Models of Neuromuscular Disease

שרירי הנשימה אביזר לעזור לשמור אוורור כאשר פונקציה הסרעפת נפגעת. הפרוטוקול הבא מתאר שיטת מדידות חוזרות לאורך שבועות או חודשים של פעילות שריר נשימת אבזר תוך מדידת אוורור בו זמנית הלא מורדם, עכבר מתנהג בחופשיות. הטכניקה כוללת את ההשתלה כירורגית של משדר רדיו ואת החדרת אלקטרודה מובילה לתוך השרירים השווים צלעות ו טרפז כדי למדוד את פעילות electromyogram של שרירי שאיפה אלה. אוורור נמדד plethysmography הגוף כולו, ותנועת חיה נבחנת על ידי וידאו מסונכרן עם פעילות electromyogram. מדידות של פעילות שריר ואוורור במודל של עכברים של טרשת לרוחב amyotrophic מוצגות להראות איך הכלי הזה יכול לשמש כדי לחקור שינויים בפעילות השרירים איך נשימה לאורך זמן כדי להעריך את ההשפעה של פעילות שרירים על אוורור. השיטות שתוארו יכולות דוארasily להתאים למדוד את הפעילות של שרירים אחרים או להעריך פעילות שריר נשימת אבזר בעכברי מודל נוסף של מחלה או פציעה.

הפרוטוקול המתואר שימש להשתיל מכשיר טלמטריה להקליט EMG שווה צלעות ו הטרפז, WBP, ווידאו של עכבר מודל SOD1 (G93A) ALS. תקופות שבהן חיה אינה פעילה (למשל, לא זז) זוהו באמצעות הקלטת וידאו ואושרו על ידי חוסר פעילות הקשורה תנועה עקבות WBP (איור 3A). תקופות פעילות כוללות משך זמן רע&quot;מ או אי-REM, כמו גם בילה זמן ער אבל עדיין (איור 3 א). פעילות EMG במהלך הזמן פעיל זה היה הבקיע כמו התקף כאשר לפחות מתוקן משולב ברצי...

מאמר זה מציג שיטה מדידות חוזרות של אוורור ופעילות שרירי הנשימה בתוך טרשת לרוחב amyotrophic מתנהג בחופשיות במודל של עכברים (ALS) לאורך התקדמות המחלה עם plethysmography הגוף כולו ואת electromyography באמצעות מכשיר טלמטריה מושתל.

Accessory respiratory muscles help to maintain ventilation when diaphragm function is impaired. The following protocol describes a method for repeated ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא למדוד באופן חוזר את הפעילות של שרירי הנשימה ואת האוורור לאורך התקדמות המחלה. זאת בעקבות השתלה כירורגית של מכשיר טלמטריה עם אלקטרודות אלקטרומיוגרפיה (EMG) המוחדרות לשרירים נבחרים. ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לענות על שאלות מפתח בנוגע לאופן שבו שרירי נשימה עזריים מפצים על ליקוי בתפקוד הסרעפת בעקבות מחלה או פציעה.היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שניתן למדוד את הוונטילציה ואת הפעילות של שרירי הנשימה באותו עכבר בעל התנהגות חופשית לאורך התקדמות המחלה. שיטה זו יכולה לספק תובנות לגבי אבחון וטיפול ב-ALS, אך היא יכולה להיות מיושמת גם במודלים אחרים של מחלה נוירו-מוסקולרית או פגיעה בחוט השדרה. התחל בהכנת אלקטרודות ה-EMG.השתמשו במספריים המיועדים לטיפול בחוטים כדי לקצץ את המוליכים הדיסטליים, כך שיישאר מוליך באורך של כ-3 סנטימטרים להגעה לשריר המטרה. לאחר מכן, השתמשו בסכין מנתחים כדי להסיר 0.5 סנטימטרים מהכיסוי הפלסטי מבלי לחתוך את החוט עצמו. בשלב הבא, השתמשו בכלי לטיפול בחוטים כדי למתוח את קצות המוליכים לאורך של פי ארבעה או חמישה מאורכם המקורי.קצצו את החלק החשוף של חוטי המוליכים כך שאורכם יהיה 0.5 centimeters. לאחר מכן, הכינו מכסי מוליכים לכיסוי קצוות החוטים על ידי חיתוך צינורות באורך 0.25 centimeter מהמעטפת הפלסטית שהוסרה קודם לכן. לאחר הרדמת העכבר, בצעו צביטה של הבהו הבהו וצביטה של הזנב כדי לוודא שהעכבר מורדם לחלוטין על ידי היעדר תגובה.לאחר מכן, העבירו את העכבר לעמדת הניתוח והניחו את קונו האף לשמירה על ההרדמה במהלך הניתוח. מרחו פומדת עינית סיכוך כדי למנוע התייבשות של העיניים במהלך הניתוח. גזרו את ציפורני הרגליים בצד שבו יבוצע הניתוח (ipsilateral) כדי להפחית את הסיכוי שהעכבר ימשוך את המוליכים או יגרום לפצעים על ידי גירוד במהלך תהליך ההחלמה.גזרו את פרוות העכבר כדי לחשוף את אזור הניתוח שבין האוזן לכתף. לאחר מכן, נגבו לסירוגין את אזור הניתוח, תחילה בחומר חיטוי ולאחר מכן באיזופרופנול. כדי להתחיל בהשתלה, משכו את הגפה הקדמית לכיוון כף הרגל האיפסילטרלית כדי להזיז את השכמה זנבה, ובכך לאפשר גישה ניתוחית לשרירי הסקאלן והטרפז.השתמשו בפינצטה קהה-מעוקלת כדי להחזיק את כף הרגל הקדמית באותו צד של אתר הניתוח, והדביקו אותה במקומה בעזרת סרט הדבקה. לאחר הנחת זוג כפפות כירורגיות נקיות, השתמשו בסכין מנתחים כדי לבצע חתך אלכסוני באורך של 2 סנטימטרים בין הכתף לאוזן. לאחר מכן, בעזרת 2 פינצטות ללמינקטומיה בכל יד, משכו אחורה את כרית השומן והפרידו בין שרירי הטרפז והפלטיסמה כדי לחשוף את הפציה המכסה את שרירי הסטרנוקליידומסטואיד והסקאלן.השתמשו בשריר הסטרנוקליידומסטואיד (sternocleidomastoid) החיוור ובעצב הפרני (phrenic nerve) כנקודות ייחוס לזיהוי השרירים הסקאלניים (scalene muscles). שימו לב כי העצב הפרני רץ במקביל לשרירים הסקאלניים, בעוד ששריר הסטרנוקליידומסטואיד נמצא נחית לו. השרירים הסקאלניים רצים בשיפוע מהחוליות הצוואריות אל הצלעות, מתחת לשריר הטרפז (trapezius muscle).אלקטרודות למדידת פוטנציאל ביולוגי יוכנסו לשריר ה-anterior scalene, שניתן לזהותו כשריר הנשען לצד עצב הפריניק (phrenic nerve). לאחר מכן, צרו כיס עבור המשדר על ידי החדרת קצותיהם של מספרי הפרדת רקמות מתחת לעור העכבר ופתיחתם עד להיווצרות כיס הגדול מעט מרוחב המשדר. שטפו את הכיס בתמיסת סלין סטרילית חמה.לאחר מכן, הכניסו את המשדר כאשר הצד השטוח יותר פונה אל השריר. מקמו את המשדר כך שיישכב בצורה שטוחה והחוטים יצאו מהכיס באופן מקבילי זה לזה, ללא פיתולים. העבירו את המוליכים מהמשדר אל שרירי הסקאלנוס (scalene) והטרפז (trapezius), כך ששני סטים של מוליכי הביופוטנציאל יישכבו בצורה שטוחה ומקבילה זה לזה.בשלב הבא, השתמשו בפינצטת למינקטומיה כדי להפריד את השריר הסקליני הקדמי מהשרירים שסביבו. לאחר מכן, הכניסו מחט בכילוי 25-gauge דרך השריר הסקליני, בניצב לסיבי השריר. הכניסו אלקטרודה אחת לתוך קצה המחט, ולאחר מכן שלפו את המחט מהשריר, כך שהאלקטרודה תישאר מושחלת בתוך השריר עד לבידוד של התיל.רשמו איזה צבע של מוליך הוכנס לאיזה שריר. מרחו טיפה של דבק ציאנואקרילט על מחט בכילור (gauge) 21 כדי להקל על יישום הדבק על המוליכים. לאחר מכן, הניחו את הדבק על הקצה החשוף של התיל קרוב לשריר שבו הוכנס המוליך.החליקו במהירות את מכסה המוליך מעל התיל, כך שלא יישאר תיל חשוף בין מכסה המוליך לשריר. גזרו את עודפי התיל המרוחקים (distal) למכסה, ומרחו טיפה של דבק ציאנואקרילט על קצה מכסה המוליך והתיל. המתינו לסיום הפולימריזציה של הדבק לפני השחרור.לאחר מכן, הכניסו את המוליך בקוטביות ההפוכה במקביל למוליך הראשון באותו השריר ובאותה דרך. מוליך זה צריך להיות במרחק של מילימטר אחד עד שניים מהמוליך הראשון. חזרו על הפעולה כדי להכניס מוליכים לשריר הטרפז, הממוקם קדמית לשריר הסקאלן כפי שמוצג כאן.בשלב הבא, ודאו שחוטי ההובלה מקובעים במקומם ושיש מספיק רפיפות בחוטים כדי שהבעל חיים יוכל לבצע תנועות גוף מבלי למתוח אותם. לאחר מכן, הסירו בעדינות את הסרט המקבע את הגפה הקדמית. משכו את כרית השומן חזרה מעל השריר והשתמשו בה כדי לכסות את החוטים שהוכנסו.בשלב הבא, קרבו בעדינות את מקורי העור זה לזה כך שקו החיתוך יתיישר. צבטו חלק ממקורי העור יחד באמצעות פינצטה מעוקלת, ומרחו קו קטן של דבק ציאנואקרילט לאורך קו זה. מזריקו 0.1 milliliters של carprofen באופן תת-עורי כדי להקל על כאבים לאחר הניתוח בעוד בעל החיים עדיין תחת הרדמה.הוצא את בעל החיים מחרוט האף והנח אותו בכלוב נקי באינקובטור שחומם מראש, עד שבעל החיים יתעורר וינוע בכלוב באופן וולונטרי. הנח את העכבר בתא הפלתיסמוגרפיה למשך שעה אחת לפחות כדי להרגילו לפני הקלטת ה-EMG והפלתיסמוגרפיה. לפני ההקלטה אך לאחר הכיול, הפעל את המשדר על ידי הנחת מגנט חזק במרחק של עד inch אחד מהחיה המשתילת.נורית אדומה בחזית המקלט תצביע על כך שהמשדר פועל. התחילו את הרכישה באמצעות התפריט הנפתח המסומן כ-Acquisition ובחרו ב-Start Acquisition. למרות שמשך ההקלטה עשוי להשתנות בהתאם לניסוי, הקלטה טיפוסית של פלתיסמוגרפיה ו-EMG נמשכת בין שעה לשלוש שעות.עם סיום הרכישה, כבה את המשדר באמצעות מגנט והחזר את החיה לכלוב הבית. להלן עקבות WBP ו-EMG של שרירי הסקאלנוס והטרפז מעכבר SOD-1(G93A) טרום-סימפטומטי ביום פוסט-נטלי 98. תקופות שבהן בעל החיים נמצא במנוחה משמשות לצורך הניתוח.התיבה האדומה מציגה רישומי EMG במצב מנוחה ללא פרצי EMG, מאפיין של עכבר טרום-סימפטומטי. רישומים מחוץ לתיבה האדומה מראים שיאים גדולים ולא סדירים ברישומי הפלתיסמוגרפיה ובפעילות השרירים וברישומי ה-EMG, דבר האופייני כאשר בעל החיים נמצא בתנועה. תמונה זו מציגה רישומי WBP ו-EMG של שריר הטרפז מעכבר SOD-1(G93A) סימפטומטי ביום פוסט-נטאלי 126, כאשר מופיע פרץ EMG בעוד העכבר במצב מנוחה.לאחר השליטה בטכניקה זו, ניתן לבצע אותה בתוך 35 דקות אם היא מבוצעת כראוי. בעקבות פרוצדורה זו, ניתן להשתמש בבעלי חיים מושתלים כדי להעריך את יעילותם של תרופות להגברת הפעילות של שרירי הנשימה העזריים במודלים של מחלה או פגיעה.

repeated-measurement-respiratory-muscle-activity-ventilation-mouse

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

מדידות חוזרות של הפיזיולוגיה מכרסם הנשימה דגימה של תאים דלקתיים בדרכי האוויר רצויות, אבל בדרך כלל לא ריאלי. כאן אנו מתארים את שיטת הדיר עבור בעל פה intubating עכברים המאפשר מדידות חוזרות של דרכי הנשימה ואת hyperreactivity דגימה של תאים דלקתיים בדרכי האוויר.

הפיך, לא פולשני שיטת ההתנגדות מדידות דרכי הנשימה ואת נוזל שטיפה ברונכואלוואולרית דגימה של עכברים

מקור: Jensen, V. N., et al. מדידה חוזרת של פעילות שרירי הנשימה ואוורור במודלים של עכברים של מחלות עצב-שריר. J. Vis. Exp. (2017). סרטון זה מדגים את השיטה להקלטת אותות פלתיסמוגרפיה ואלקטרומיוגרפיה בו זמנית במודל עכבר ALS הנע בחופשיות. ההליך כולל שימוש באלקטרודות מושתלות ומשדר כדי ללכוד את פעילות השרירים, לצד תא פלתיסמוגרפיה לניטור דפוסי נשימה, כדי לחקור את תפקידם של שרירי העזר בעכבר ALS.

פלתיסמוגרפיה ורישום אלקטרומיוגרפיה בו זמנית במודל עכבר ALS

הפרוטוקול הנוכחי מספק תיאור מפורט צעד אחר צעד של הנהלים הנדרשים לביצוע מדידות של מכניקה של מערכת נשימה, כמו גם ההערכה של היענות נשימה לשאיפת מטכולין בעכברים באמצעות טכניקת התנודה נאלצה (flexiVent; SCIREQ Inc, מונטריאול, QC , קנדה).

הערכה של מכניקת מערכת נשימה בעכברים באמצעות טכניקת תנודה בכפייה

מטרתו של פרסום זה היא להציג את העבודה המקורית שלנו על גישת electromyographic משטח רב שריר לאפיין דפוסי הפעלת שרירים בדרכי הנשימה כמותית באנשים עם פגיעה בחוט השדרה כרונית באמצעות ניתוח המבוסס על הווקטור.

הערכה של הפעלת שרירים נשימה בעזרת נשימה בקרת מנוע הערכה (RMCA) אצל אנשים עם פגיעה בחוט השדרה כרונית

ההערכה של פיזיולוגיה נשימה הסתמכה באופן מסורתי על טכניקות, הדורשות איפוק או הרגעה של בעלי החיים. plethysmography כל הגוף בלתי מרוסן, לעומת זאת, מספק ניתוח מדויק, לא פולשנית, כמותי של פיזיולוגיה נשימה במודלים של בעלי חיים. בנוסף, הטכניקה מאפשרת חוזרת ונשנית בדרכי הנשימה הערכה של עכברים המאפשרים למחקרים ארוכים טווח.

מדידת תפקודי נשימה בעכברים באמצעות Plethysmography של כל הגוף ללא ריסון

פרוטוקול זה מתאר מערכת גמישה, בעלות נמוכה למדידת העכבר ambulation ב assay פעילות שדה פתוח. אנו מראים כי וזמינותו 6 דקות ambulation מבוסס על מערכת זו מזהה ירידה בהיקף התנועה הרצונית בעכברים mdx , במדויק מבדיל שיפור חילוץ שרירים ספציפיים של חיות אלו.

ופשוט נמוכים Assay למדידת Ambulation במודלים של העכבר של ניוון

מטרת המאמר הנוכחי היא לספק תיאור מפורט של נהלים מומלצים כדי להעריך את תפקוד מערכת הנשימה בעכברים בהכרה מאת כפול-תא plethysmography.

הערכה של תפקוד מערכת הנשימה בעכברים בהכרה על ידי כפול-תא Plethysmography

במחקר זה אנו מציגים שיטת in vivo להערכת מספר היחידה המוטורית וגודלה כדי לכמת את קישוריות היחידה המוטורית של דיאפרגמה חולדה. מתוארת גישה שלב אחר שלב לטכניקות אלה.

הערכת תוצאות הקישוריות של יחידת הקישוריות המוטורית של דיאפרגמה חולדה מודדת כסמנים ביולוגיים כמותיים של ניוון ופיצוי של נוירונים מוטוריים פרניים

במאמר זה אנו מתארים שיטה מקיפה למדידת זרחן חמצוני מיטוכונדריאלי בסיבי שריר שלד טריים משריר אדם או עכבר. שיטה זו מאפשרת כימות בזמן אמת של נשימה מיטוכונדריאלית והערכת העדפת דלק וגמישות מטבולית תוך שמירה על רשתות מיטוכונדריאליות קיימות ושלמות הממברנה.

מדידת נשימה מיטוכונדריאלית בסיבי שרירי שלד של בני אדם ועכבר על ידי ספירומטריה ברזולוציה גבוהה

המערך המוצע מאפשר אוורור מכני מבוקר והדמיית תהודה מגנטית של תנועת בית החזה בתלת מימד בעכברים וחולדות. השתמשנו במערך זה כדי לחקור את הפתופיזיולוגיה העומדת בבסיס תפקוד לקוי של שרירי הנשימה הנגרמת על ידי הנשמה מכנית.

הדמיית תהודה מגנטית תלת מימדית של תנועת נשימה בעכברים וחולדות מאווררים מכנית

למד שיטה למדידה רציפה של פעילות שרירי הנשימה ואוורור בעכברי מודל של ALS באמצעות פלתיזמוגרפיית גוף שלם ואלקטרומיוגרפיה. טכניקה זו מאפשרת מעקב אחר התקדמות המחלה ומנגנוני פיצוי בשרירים הנשימתיים.

מדידה חוזרת של פעילות שרירי הנשימה ואת אוורור בעכברי מודל של המחלה שרירית

גלה סרטונים נוספים