Techniki pobudliwości aksonalnej dostarczają potężnego narzędzia do badania patofizjologii i zmian biofizycznych, które poprzedzają nieodwracalne zdarzenia zwyrodnieniowe. Manuskrypt ten demonstruje zastosowanie tych technik na nerwie łokciowym znieczulonych szczurów.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
In vivo (in vivo)Pomiar elektrofizjologiczny nerwu łokciowego szczura z badaniem pobudliwości aksonalnej
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Elektrofizjologia umożliwia obiektywną ocenę funkcji nerwów obwodowych in vivo. Tradycyjne miary przewodnictwa nerwowego, takie jak amplituda i latencja, wykrywają odpowiednio przewlekłą utratę aksonów i demielinizację. Techniki pobudliwości aksonalnej "poprzez śledzenie progów" rozszerzają te pomiary, dostarczając informacji dotyczących aktywności kanałów jonowych, pomp i wymienników, które odnoszą się do ostrej funkcji i mogą poprzedzać zdarzenia zwyrodnieniowe. W związku z tym zastosowanie pobudliwości aksonalnej w zwierzęcych modelach zaburzeń neurologicznych może stanowić użyteczną miarę in vivo do oceny nowych interwencji terapeutycznych. Tutaj opisujemy eksperymentalny układ do wielu pomiarów technik pobudliwości aksonalnej ruchowej w nerwie łokciowym szczura.
Zwierzęta są znieczulane izofluranem i dokładnie monitorowane, aby zapewnić stałą i odpowiednią głębokość znieczulenia. Temperatura ciała, częstość oddechów, tętno i nasycenie krwi tlenem są stale monitorowane. Badania pobudliwości aksonalnej wykonuje się za pomocą przezskórnej stymulacji nerwu łokciowego i rejestracji z mięśni dolno-nerwowych łapy kończyny przedniej. Przy prawidłowym umieszczeniu elektrod rejestrowany jest wyraźny złożony potencjał czynnościowy mięśni, który zwiększa się w amplitudzie wraz ze wzrostem intensywności bodźca. Zautomatyzowany program jest następnie wykorzystywany do dostarczania serii impulsów elektrycznych, które generują 5 określonych miar pobudliwości w następującej kolejności: zachowanie reakcji na bodziec, siła czasu trwania, stała czasowa, próg elektrotonu, zależność prąd-próg i cykl odzyskiwania.
Dane przedstawione tutaj wskazują, że te pomiary są powtarzalne i wykazują podobieństwo między lewym i prawym nerwem łokciowym, gdy są oceniane tego samego dnia. Ograniczeniem tych technik w tym przypadku jest wpływ dawki i czasu pod narkozą. Należy podjąć staranne monitorowanie i rejestrowanie tych zmiennych w celu rozważenia ich w czasie analizy.
Wprowadzenie
Wykorzystanie technik elektrofizjologicznych jest niezbędnym narzędziem do badania in vivo funkcji nerwów obwodowych w zaburzeniach neurologicznych. Konwencjonalne metody przewodnictwa nerwowego wykorzystują bodźce supramaksymalne do rejestrowania potencjału czynnościowego motorycznego, amplitudy i opóźnienia. Techniki te dostarczają zatem użytecznych informacji na temat liczby włókien przewodzących oraz prędkości przewodzenia najszybszych włókien. Cennym narzędziem uzupełniającym jest badanie pobudliwości aksonalnej. Technika ta wykorzystuje wyrafinowane wzorce stymulacji elektrofizjologicznej do pośredniej oceny właściwości biofizycznych nerwów obwodowych, ....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Wszystkie opisane tutaj procedury eksperymentalne były zgodne z wytycznymi Komitetu ds. Opieki i Etyki Zwierząt Uniwersytetu UNSW w Sydney i zostały przeprowadzone zgodnie z regulacjami Krajowej Rady ds. Zdrowia i Badań Medycznych (NHMRC) w Australii dotyczącymi eksperymentów na zwierzętach.
1. Przygotowanie eksperymentalne
UWAGA: W tej procedurze zastosowano 12-tygodniowe samice szczurów szczepu Long-Evans.
- Uśpij szczura w komorze indukcyjnej, stosując 4% izofluranu przy przepływie O2 wynoszącym 1 L/min. Potwierdź wystąpienie odpowiedniego stopnia znieczulenia, sprawdzając odruch prostowa....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Zgodnie z niniejszym protokołem uzyskano pomiary elektrofizjologiczne nerwu łokciowego szczura. Rycina 3 przedstawia reprezentatywny zapis z lewego nerwu łokciowego 12-tygodniowej samicy szczura Long Evans. Złożony potencjał czynnościowy mięśnia wiąże się z liczbą jednocześnie aktywowanych włókien przewodzących. Supramaksymalna odpowiedź szczytowa (mV) (Rycina 3A) obrazuje szczytową odpowiedź osiągniętą poprzez stopniowe zwiększa.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Opisana procedura demonstruje prostą i niezawodną, małoinwazyjną technikę, która pozwala na ocenę właściwości biofizycznych i potencjału błonowego aksonu w krótkim czasie. W porównaniu z innymi, bardziej inwazyjnymi technikami, które wymagają odsłonięcia nerwu, obecna metoda badania pobudliwości aksonów wywołuje minimalne uszkodzenie tkanki, umożliwiając w ten sposób ocenę in vivo , która zachowuje warunki fizjologiczne nerwu będącego przedmiotem zainteresowania i pozwala na wielokrotne pomiary.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
Projekt był wspierany przez Fundację Lundbeck, Fundację Novo Nordisk, Duńską Radę Badań Medycznych, Fundację Ludviga i Sary Elsass, Fundację Badań w Neurologii oraz Fundację Jytte i Kaj Dahlboms. R.A jest wspierany przez stypendium podoktoranckie na początku kariery Narodowej Rady Zdrowia i Badań Medycznych Australii (#1091006)
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Program QTracS | Digitimer Sp. z o.o. | Program pobudliwości aksonalnej | |
| AM-Systems 2200, Analogowy izolator bodźców, 2200V/50Hz | SDR Scientific | 850005 | Stymulator |
| Wysokowydajny wzmacniacz prądu przemiennego Model LP511 | Wzmacniacz Grass Technologies | ||
| Humbug 50/60Hz Eliminator szumów | Quest Scientific Instruments | 726310 | Eliminator hałasu |
| Platynowa monopolarna igła podskórna o niskiej impedancji Elektrody | Grass Technologies | F-E2-24 | Elektrody nagrywające, długość 10 mm, rozmiar 30 |
| Platynowe elektroencefalograficzne elektroelektroencefalograficzne o niskiej impedancji | Cephalon | 9013L0702 | Elektrody stymulujące, długość 10 mm, rozmiar 30 |
| Wielofunkcyjne urządzenie I/O Model USB-6341 | National Instruments | Wielofunkcyjne urządzenie wejściowe / wyjściowe | |
| Żelazna płyta podstawy IP | Laboratorium instrumentów naukowych Narishige | Służy do przytrzymywania stymulującej elektrody igłowej na miejscu | |
| Laboratorium Instrumentów Naukowych Narishige | Służy do przytrzymywania stymulującej elektrody igłowej na miejscu |
Bibliografia
- Krishnan, A. V., Lin, C. S. -Y., Park, S. B., Kiernan, M. C. Axonal ion channels from bench to bedside: a translational neuroscience perspective. Prog neurobiol. 89 (3), 288-313 (2009).
- Lin, C. S. -Y., Krishnan, A. V., Park, S. B., Kiernan, M. C.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
