$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Amyotrofische Laterale Sclerose (ALS) is een slopende motor neuron ziekte die is geassocieerd met het verlies van zowel de bovenste en onderste motorische neuronen en daaropvolgende spierverlamming. Bij de diagnose, overleving van de patiënten gemiddeld slechts 2-5 jaar 1. Diafragma motor neuron (Phmn) verlies is een cruciaal onderdeel van de pathogenese van ALS. Patiënten uiteindelijk sterven als gevolg van het verlies van Phmn innervatie van het diafragma, de belangrijkste spier van inspiratie 2,3. Traumatisch ruggenmergletsel (SCI) is ook een ernstig probleem met bijbehorende ademhalingsmoeilijkheden. Ongeveer 12.000 nieuwe gevallen van SCI zich elk jaar 4 als gevolg van traumatische beschadiging van het ruggenmerg. Ondanks ziekte heterogeniteit wat locatie, het type en de ernst, de meeste gevallen gaat SCI trauma aan het ruggenmerg, wat vaak leidt tot slopende en persistent respiratoire compromis. Naast ALS en SCI, andere centrale zenuwstelsel (CNS) ziekten geassocieerd wet middenrif respiratoire dysfunctie 5,6.
Het diafragma zenuw is een efferente motorische zenuw die de ipsilaterale hemi-diafragma innerveert en dat afkomstig is uit Phmn cellichamen zich in het C3-C5 niveaus van de ipsilaterale cervicale ruggenmerg. Phmn uitgang wordt bestuurd door aflopende bulbospinal input van de hersenstam in een gebied dat bekend staat als de rostral ventrale respiratoire groep (rVRG) 7. De rVRG-Phmn-membraan circuit staat centraal in de controle van inspiratoire ademhaling, en andere niet-beademing membraan gedrag. Diverse traumatische letsels en neurodegeneratieve aandoeningen die deze circuits invloed kan leiden tot een diepe daling van de longfunctie en de patiënt de kwaliteit van leven. Oplopende input voor PhMNs van de rVRG, Phmn overleving, phrenicus integriteit en de goede innervatie bij het middenrif neuromusculaire junctie (NMJ) zijn noodzakelijk voor een normale diafragma-functie. Het is daarom belangrijk om technieken gebruiken diekunnen kwantitatief evalueren van dit circuit in vivo in knaagdiermodellen van ALS, SCI en andere CNS ziekten.
Met dit protocol, het doel is experimentele hulpmiddelen beschrijven voor het beoordelen Phmn innervatie van het diafragma op zowel elektrofysiologische en morfologische niveau. Compound spier actiepotentialen (Cmappen) worden geregistreerd door het stimuleren van alle efferente motor neuron axonen van een bepaalde motorische zenuw en vervolgens analyseren van de uitgelokte depolarisatie reactie van de doelgroep myovezels. Deze techniek kan in vivo in verdoofde ratten en muizen functionele innervatie van de hemi-membraan door PhMNs 8 kwantificeren. Vanwege het feit dat Cmappen vertegenwoordigen gelijktijdig opnemen van alle (of althans veel / de meeste) spiervezels van de gehele hemi-membraan, is het nuttig om ook de fenotypen van afzonderlijke motor axonen en spiervezels in het membraan NMJ onderzoeken om ziekte te volgen - en therapie-relevante morfologische veranderingen, zoals gedeeltelijke en complete denervatie, regeneratieve kiemen en reïnnervatie. Dit kan worden bewerkstelligd via whole-mount immunohistochemie (IHC) van het membraan, gevolgd door een gedetailleerde morfologische beoordeling van individuele NMJs gehele spier 9. De combinatie Cmappen en NMJ analyse biedt een krachtige aanpak voor het kwantitatief bestuderen middenrif innervatie in knaagdiermodellen van de ziekte CNS en PNS.