Meten van de motorische eindplaat functionaliteit

Summary

Een functionele evaluatie van de motorische eindplaat (NMJ) kan verschaffen essentiële informatie over de communicatie tussen spieren en zenuwen. Hier beschrijven we een protocol uitvoerig evalueren zowel de spier de NMJ functionaliteit met behulp van twee verschillende spier-zenuw preparaten, d.w.z. soleus-ischialgie en membraan-phrenic.

Abstract

Functionaliteit van de motorische eindplaat (NMJ) speelt een cruciale rol bij de studie van de ziekten waar de communicatie tussen motor neuron en spier met gezichtsstoornissen, zoals veroudering en Amyotrofische laterale sclerose (ALS is). Hier beschrijven we een experimenteel protocol dat kan worden gebruikt voor het meten van NMJ functionaliteit door het combineren van twee soorten elektrische stimulatie: directe spierstimulatie membraan en de stimulatie door middel van de zenuw. De vergelijking van de spier reactie op deze twee verschillende stimulaties kunnen worden gedefinieerd, op het functionele niveau, mogelijke veranderingen in de NMJ die tot daling van de functionele in spier leiden.

Ex vivo preparaten zijn geschikt voor goed gecontroleerde studies. Hier beschrijven we een intensieve protocol voor het meten van verschillende parameters van spier- en NMJ functionaliteit voor de soleus-ischialgie zenuw voorbereiding alsmede voor de bereiding van de membraan-phrenic zenuw. Het protocol duurt ongeveer 60 minuten en onafgebroken wordt uitgevoerd door middel van een op maat gemaakte software die de kramp kinetiek eigenschappen, de relatie van de kracht-frequentie voor zowel spieren en zenuw stimulaties en twee parameters specifiek voor NMJ functionaliteit, d.w.z. transmissie storing en intratetanic vermoeidheid meet. Deze methode werd gebruikt voor het detecteren van schade in de soleus en het middenrif spier-zenuw preparaten met behulp van SOD1^G93A transgene muis, een experimenteel model van ALS dat overal overexpresses de mutant anti-oxidant enzym superoxide dismutase 1 (SOD1).

Introduction

De motorische eindplaat (NMJ) is een chemische synapse gevormd door de verbinding tussen de motorische eindplaat van de spiervezel en de motor neuron axon terminal. De NMJ heeft aangetoond dat een cruciale rol spelen bij communicatie tussen spieren en zenuwen aangetast is, zoals gebeurt in veroudering of Amyotrofische laterale sclerose (ALS). Zoals spieren en zenuwen in een bidirectionele manier^{1,2 communiceren}, zijnde kundig voor meten NMJ gebreken los van spier gebreken kunnen nieuwe inzichten in hun pathofysiologische samenspel. Inderdaad, deze functionele evaluatie kan helpen om te beoordelen of morfologis....

Protocol

All the animal experiments were approved by the ethics committee of Sapienza University of Rome-Unit of Histology and Medical Embryology and were performed in accordance with the current version of the Italian Law on the Protection of Animals.

1. Experimental set-up

1. Set-up the experimental system composed of 1 actuator/transducer, 2 stimulators, 1 in-vitro muscle apparatus, 1 preparatory tissue bath, 1 suction electrode, 1 digital oscilloscope, 1 stereomicroscope, 1 cold light illuminator, 1 acquisition board, 1 connector block and a personal computer.
   NOTE: Here the command software was programmed in LabView and w....

Results

Het protocol we beschreven informatie over functionele denervation in verschillende neuromusculaire ziekten of veroudering-sarcopenie. Dit protocol kan worden gebruikt om te bepalen of (en zo ja, op welk niveau) spier veranderingen zijn te wijten aan selectief veranderingen die zich in de spier zelf of in de neuromusculaire transmissie voordoen. De gegevens hieronder zijn de resultaten van een eerdere werk van onze groep¹⁸, uitgevoerd op het SOD1^G93A tra.......

Discussion

Het experimentele protocol hierboven beschreven biedt een ideale manier van meten en discriminerende functionele wijzigingen die hebben plaatsgevonden in de spier direct of niet indirect op het niveau van de motorische eindplaat. Aangezien deze techniek is gebaseerd op een indirecte meting van NMJ functionaliteit, kan het niet worden gebruikt om vast te stellen als een defect is gerelateerd aan morfologische veranderingen of aan biochemische veranderingen. Daarentegen biedt het een effectieve manier om te bepalen of wijz.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Dual-Mode Lever System	Aurora Scientific Inc.	300B	actuator/transducer
High-Power Bi-Phase Stimulator	Aurora Scientific Inc.	701B	pulse stimulator (nerve)
High-Power Bi-Phase Stimulator	Aurora Scientific Inc.	701C	pulse stimulator (muscle)
In vitro Muscle Apparatus	Aurora Scientific Inc.	800A
Preparatory tissue bath	Radnoti	158400
Monopolar Suction Electrode	A-M Systems	573000	with a home-made reference
Oscilloscope	Tektronix	TDS2014
Stereomicroscope	Nikon	SMZ 800
Cold light illuminator	Photonic Optics	PL 3000
Acquisition board	National Instruments	NI PCIe-6353
Connector block	National Instruments	NI 2110
Personal computer	AMD Phenom II x4 970		Processor 3.50 Ghz with Windows 7
LabView 2012 software	National Instruments
Krebs-Ringer Bicarbonate Buffer	Sigma-Aldrich	K4002	physiological buffer
Sodium bicarbonate	Sigma-Aldrich	S5761
Calcium chloride CaCl2	Sigma-Aldrich	C4901	anhydrous, powder, ≥97%
Buffer HEPES	Sigma-Aldrich	H3375	≥99.5% (titration)
Dishes 60mm x 15mm	Falcon	353004	Polystyrene
Silicone	Sylgard	184 Silicone	Elastomer Kit  0.5Kg.
Thermostat	Dennerle	DigitalDuomat 1200
Pump	Newa Mini	MN 606	for aquarium
Heat resistance Thermocable	Lucky Reptile	61403-1	50/60Hz 50W
Bucket	any 10 liters		Polypropylene
O2 + 5%CO2	siad		Mix gas
#5 Forceps	Fine Science Tools	11252-20	2 items
Spring Scissors - 8 mm Blades	Fine Science Tools	15024-10	nerve excision
Sharp Scissors	Fine Science Tools	14059-11	muscle removal
Delicate Scissors	Wagner	02.06.32	external of the animal
Student Scalpel Handle #3	Fine Science Tools	91003-12
Scalpel Blades #10	Fine Science Tools	10010-00
Scalpel Blades #11	Fine Science Tools	10011-00
nylon wire Ø0.16 mm	any