12 ratti sono stati sottoposti a chirurgia sperimentale del nervo periferico. La resezione del nervo sciatico (Figura 2A) è stata eseguita in 7 ratti, mentre la neurotmesi nervosa femorale (Figura 2B) è stata indotta in 5 ratti. In tutti gli animali, il difetto nervoso è stato ricostruito per mezzo di un innesto nervoso autologo. La lesione da contusione del midollospinale (figura 2C)al livello Th11 è stata indotta in 6 ratti, per un totale di 18 ratti.

Figura 2: Siti operativi dopo la ricostruzione nervosa. Ricostruzione nervosa con autoinnesti nel nervo sciatico (A) e nervo femorale (B) così come dopo la lesione da contusione del midollo spinale (C). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Tutti gli animali si sono ripresi bene dall'intervento chirurgico e non si sono verificati casi di automutilazione. Un animale del gruppo delle lesioni nervose sciatiche ha sviluppato forti contratture della zampa posteriore destra durante il periodo di osservazione postoperatoria e ha dovuto essere escluso da ulteriori analisi dei dati.
Neurotmesi nervosa sciatica
Poiché il nervo sciatico fornisce innervazione muscolare e sensoriale alla maggior parte dell'arto posteriore, la sua resezione si traduce in una grave compromissione della funzione locomotoria. A seguito di lesioni, i ratti usano il tallone della zampa solo per il supporto delpeso (Figura 3B-E) e l'arto viene spostato in un movimento circonduttivo ampio. Pertanto, i cambiamenti locomotori valutati tramite AGA diventano evidenti attraverso un'area di stampasignificativamente ridotta (figura 4A)e un tempo di oscillazione significativamente aumentato (Figura 4B). Entrambi i parametri sono stati ancora significativamente modificati rispetto alle misurazioni Pre-OP alla fine del periodo di osservazione. Degno di nota, un animale ha sviluppato forti contratture della zampa posteriore destra a partire dalla settimana postoperatoria (WPO) 10. Ciò ha comportato un aumento dell'area di stampa della zampa posteriore destra a oltre il 150% rispetto alla zampa sinistra al WPO12 (Figura 5). Poiché si trattava di un estremo rispetto a tutti gli altri animali valutati in questo studio, abbiamo escluso questo animale dall'analisi dei dati relativi all'area di stampa.

Figura 3: Impronte rappresentative delle zampe prima e dopo la resezione delle dimensioni critiche del nervo sciatico destro e della riparazione dell'autoinnesto. Si noti la forte diminuzione dell'area di stampa a seguito dilesioni nervose( B ) rispetto a preoperatoriamente (A). Nonostante un leggero incremento nell'area di stampa durante il periodo di osservazione(C-E),le impronte delle zampe dell'arto posteriore destro rimasero notevolmente modificate rispetto alle registrazioni di base. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Il corso del recupero funzionale dopo la resezione delle dimensioni critiche e la riparazione dell'autoinnesto del nervo sciatico. Il rapporto area di stampa (A) e lo swing time ratio (B) sono stati statisticamente modificati in modo significativo dai valori Pre-OP immediatamente dopo la resezione del nervo sciatico. Mentre l'area di stampa è rimasta significativamente diminuita rispetto alla linea di base fino a WPO10, Swing Time è stato ancora significativamente aumentato a valori Pre-OP a WPO12. *: p < 0,05 rispetto a Pre-OP, **: p < 0,01 rispetto al Pre-OP. Le barre di errore indicano ± errore standard della media (SEM). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: Boxplot del corso dell'area di stampa a seguito di una lesione del nervo sciatico. Si noti l'estremo (ellisse rossa) al WPO12, che è spiegato dal fatto che un animale ha sviluppato forti contratture della zampa posteriore destra a partire da WPO10. L'animale è stato quindi escluso dall'analisi statistica mostrata nella figura 4. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Neurotmesi nervosa femorale
La resezione del nervo femorale provoca la denervazione del muscolo quadricipite della coscia33,34. Di conseguenza, l'estensione del ginocchio è compromessa, con conseguente iperflessione dell'articolazione della caviglia con sollevamento consecutivo del tallone della zampa. Pertanto, l'area di stampa della rispettiva zampa (Figura 6B), è fortemente ridotta dopo l'intervento chirurgico. L'area di stampa della zampa posteriore sinistra è aumentata a causa di uno spostamento compensativo del peso a sinistra. Questo dovrebbe essere tenuto a mente, poiché questo fenomeno influenza direttamente il rapporto calcolato tra la zampa "sperimentale" e "di controllo". A partire dalla reinnervazione WPO4 del quadricipite da parte del nervo femorale rigenerante porta all'inversione di questi cambiamenti con conseguente aumento dell'area di stampa delle zampe della zampa posteriore destra (Figura 7A). Poiché anche il muscolo quadricipite della coscia gioca un ruolo nella fase di oscillazione della rispettiva zampa, Swing Time (Figura 7B) è notevolmente prolungato nei ratti con lesione del nervo femorale. Rispecchiando il ritorno dell'area di stampa, Swing Time diminuisce man mano che il nervo femorale rigenerante raggiunge il muscolo quadricipite della coscia. Al WPO10, entrambi i parametri dell'andatura sono tornati alla linea di base, segnalando il pieno recupero funzionale.

Figura 6: Impronte rappresentative delle zampe. Impronte rappresentative della zampa prima della (A) e seguenti (B–E) resezione del nervo femorale destro e riparazione dell'autograft. L'area di stampa di RH è diminuita fortemente a WPO2 (B), mentre è diventato visibile un aumento dell'area di stampa della zampa posteriore sinistra (LH) a causa dell'aumento del carico di peso. L'area di stampa RH ha iniziato ad aumentare a partire dal WPO6 (C) accompagnato da una diminuzione dell'area di stampa di LH. A WPO8 (D) e WPO10 (E) L'area di stampa di RH è tornata vicino ai livelli preoperatori. (Adattato con il permesso di Heinzel et al.22, concesso in licenza sotto CC BY 4.0.) Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 7: Il corso del recupero funzionale dopo la resezione di 7 mm e la riparazione dell'autoinnesto del nervo femorale. Il corso di Print Area Ratio (A) e Swing Time Ratio (B) ha rivelato un forte cambiamento immediatamente dopo la resezione del nervo femorale, ma i valori sono tornati ai valori preoperatori al WPO8. #: p < 0,05. Le barre di errore indicano ± SEM. (Adattato con il permesso di Heinzel et al.22, concesso in licenza sotto CC BY 4.0.) Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Contusione del midollo spinale
L'analisi dell'andatura ha rivelato impronte di zampe marcatamente alterate dopo una lesione da contusione del midollo spinale toracico (Figura 8), il più degno di nota è un decremento nell'area di stampa e una marcata rotazione interna delle zampe posteriori al WPO2 (Figura 8B). Degno di nota, la rotazione della zampa è anche implementata come caratteristica valutabile nella BBB, sottosegnala l'applicabilità dell'analisi computerizzata dell'andatura per valutare i cambiamenti di andatura che sono stati originariamente valutati con i test Open Field. Per quanto riguarda il corso dei singoli parametri dell'andatura, la contusione del midollo spinale al livello di Th11 ha comportato una diminuzione del Rapporto area di stampa (Figura 9A) e un incremento del rapporto di tempo oscillante(Figura 9B). Entrambi i parametri tendevano verso i livelli di riferimento durante l'ulteriore corso del periodo di osservazione, ma non vi sono stati cambiamenti statisticamente significativi osservabili. Anche l'indice di regolarità dei parametri correlati al coordinamento (Figura 9C) è diminuito al WPO2, ma il grado variava notevolmente tra gli animali. Ha anche orientato verso valori preoperatori fino a WPO16. La base di supporto delle zampe posteriori (Figura 9D), un parametro generale dell'andatura secondo Deumens, ha mostrato un marcato aumento, che è stato statisticamente significativo da WPO10 a WPO14. Si è orientato verso i livelli di base a WPO16 e non è stato più modificato in modo significativo dal valore Pre-OP in questo momento.

Figura 8: Impronte rappresentative delle zampe posteriori. Paw stampa preoperatoriamente (A) e a seguito di una lesione alla contusione del midollo spinale toracico (B-F). Si noti la riduzione dell'area di stampa a partire dal WPO2 (B) accompagnata da una notevole rotazione interna delle zampe. Nel corso del periodo di osservazione (C-F) è osservabile un incremento dell'area di stampa e il gioco della rotazione interna. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 9: Contusione del midollo spinale al livello th 11. La contusione del midollo spinale all'11° th ha provocato alterazioni osservabili del Print Area Ratio (A) e swing time (B) e dell'indice di regolarità (C), ma questi cambiamenti non sono stati statisticamente significativi. A seguito di lesioni, la base di supporto delle zampe posteriori ha mostrato un marcato aumento rispetto al basale, ciò che era statisticamente significativo al WPO10 fino al WPO14. *: p < 0,05 rispetto al Pre-OP. Le barre di errore indicano ± SEM. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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