Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł badawczy
* These authors contributed equally
Ten protokół opisuje akupunkturę ruchomą skóry głowy w szczurzym modelu spastyczności pourazowej i pokazuje jej ocenę za pomocą behawioralnych, obrazowania rezonansem magnetycznym, histologicznych i elektrofizjologicznych ocen w celu zbadania zmian w mikrostrukturze kapsuły zewnętrznej i pobudliwości odruchu rdzeniowego.
Spastyka pourazkowa (PSS) poważnie upośledza funkcje motoryczne i jakość życia po udarze. Zakłócenie ścieżki kortyko-rdzeniowo-rdzeniowej i upośledzona supraspinalna inhibicja zstępująca są uważane za ważne mechanizmy patologiczne; jednakże nerwowe i mikrostrukturalne mechanizmy leżące u podstaw efektów terapeutycznych akupunktury skóry głowy w stylu ruchowym (MSSA) pozostają niedostatecznie poznane. Niniejsze badanie miało na celu zbadanie wpływu MSSA na PSS za pomocą multimodalnej oceny integrującej obrazowanie neuroobrazowe, elektrofizjologię i histologię w modelu szczurzym zamknięcia środkowej tętnicy mózgowej. Przeprowadzono obrazowanie rezonansu magnetycznego T2 w celu określenia objętości odcinka mózgu i stosowano obrazowanie tensora dyfuzji do oceny integralności mikrostruktury białej substancji zewnętrznej otoczki. Barwienie Luxol Fast Blue (LFB) oceniło integralność mieliny w otoczce zewnętrznej, podczas gdy rejestracje odruchów H oceniły pobudliwość odruchów rdzeniowych. Przeprowadzono analizy korelacyjne w celu zbadania związków między objętością odcinka, mikrostrukturą substancji białej, pobudliwością odruchów rdzeniowych a ciężkością spastyczności. MSSA zmniejszyło objętość odcinka mózgu, złagodziło uszkodzenie mikrostrukturalne otoczek zewnętrznych i osłabiło demyelinizację. Ponadto MSSA poprawiło nieprawidłowe parametry odruchów H, znormalizowało pobudliwość odruchów rdzeniowych i zmniejszyło spastyczność. Analizy korelacyjne wykazały, że większe odciągi były związane z większymi uszkodzeniami otoczek zewnętrznych, podczas gdy lepiej zachowana integralność substancji białej była związana z lepszą regulacją odruchów rdzeniowych i mniej ciężką spastycznością. Te wyniki sugerują, że MSSA może łagodzić PSS poprzez zmniejszenie niedokrwiennego uszkodzenia mózgu, zachowanie integralności mikrostrukturalnej otoczek zewnętrznych i poprawę zstępującej funkcji hamującej związanej ze ścieżką kortyko-rdzeniowo-rdzeniową, dostarczając przedklinicznych dowodów na poparcie jej zastosowania terapeutycznego.
Spastyka po udarze (PSS) jest częstym i niepełnosprawnym następstwem wysiłkowego udaru niedokrwiennego, klinicznie definiowanym przez zależne od prędkości i długości wzrosty napięcia mięśniowego. Stan ten często prowadzi do nieprawidłowej postawy kończyn i dysfunkcyjnych wzorców ruchowych, poważnie ograniczając niezależność motoryczną pacjentów i jakość życia, a jednocześnie nakładając znaczne obciążenia ekonomiczne i dla opiekunów na całym świecie1,2. Jako typowe objawienie zespołu górnego neuronu, patogeneza PSS jest przede wszystkim przypisywana nadmiernej nadpobudliwości odruchów rozciągania rdzenia kręgowego. Gromadzące się badania neuroanatomiczne i neurofizjologiczne wykazały, że utrata zstępującej modulacyjnej inhibicji z systemu pozapiramidowego do obwodów odruchów rdzeniowych jest kluczowym mechanizmem patologicznym leżącym u podstaw inicjacji i postępu PSS, przy czym droga kortyko-rdzeniowo-móżdżkowa pełni rolę głównego obwodu nerwowego pośredniczącego w tej zstępującej regulacji3,4,5.
Technika igłowa jest kluczowym czynnikiem decydującym o skuteczności akupunktury i zajmuje centralne miejsce w praktyce klinicznej akupunktury. Technika akupunktury skóry głowy z ruchem (MSSA) jest charakterystyczną techniką igłową specjalnie opracowaną do interwencji w PSS, która łączy akupunkturę skóry głowy z jednoczesnym aktywnym lub pasywnym ćwiczeniem kończyn3. Liczne badania kliniczne wykazały, że MSSA przynosi lepsze wyniki w porównaniu z samą akupunkturą skóry głowy lub rehabilitacją ruchowo-ćwiczebną w zmniejszaniu nasilenia spastyczności, przywracaniu funkcji lokomocyjnych i poprawianiu codziennej aktywności u osób po udarze6,7,8,9. Nasze poprzednie badania na zwierzętach wykazały ponadto, że MSSA wywiera bardziej wyraźne działanie przeciwspastyczne niż konwencjonalna akupunktura skóry głowy w szczurzych modelach PSS. Mechanistycznie, te działania terapeutyczne były związane z poprawioną perfuzją mózgu w obszarze niedokrwienia przejściowego, zmniejszoną pobudliwością odruchów rozciągania rdzenia kręgowego oraz zwiększoną ekspresją kotransportera potasowo-chlorkowego 2 (KCC2) w motoneuronach przedniego rogu rdzenia kręgowego. Ta modulacja molekularna może dodatkowo wzmacniać inhibitorne przekazywanie GABAergiczne w rdzeniu kręgowym, przyczyniając się tym samym do łagodzenia spastyczności10,11.
Istniejące badania mechanistyczne MSSA pozostają ograniczone, bez wcześniejszych badań specjalnie badających, jak górny biały otok w drogach zstępujących pozapiramidowych przyczynia się do PSS. Torebkę zewnętrzną tworzy krytyczny segment białego otóku szlaku kortyko-rdzeniowo-móżdżkowego; zawiera włókna kortyko-tegmentalne, które przenoszą sygnały kortykalne do formacyjnej siatki rdzenia kręgowego, przyczyniając się tym samym do supraspinalnej inhibicji obwodów odruchów rdzeniowych12,13. Zgodnie z tą rolą anatomiczną, wiele badań opartych na mapowaniu objawów z uszkodzeniem woluminu wskazało, że uszkodzenie torebki zewnętrznej wiąże się z spastycznością kończyn górnych i dolnych po udarze12,13,14. Te anatomiczne i kliniczne obserwacje wspierają wybór torebki zewnętrznej jako podstawowego regionu zainteresowania (ROI). Do tej pory żadne badania in vivo nie wykazały, czy MSSA zachowuje integralność mikrostruktury torebki zewnętrznej czy też czy takie zmiany są związane ze zmianami w pobudliwości odruchów rdzeniowych. Ocena kliniczna oparta na ocenach behawioralnych, konwencjonalnym badaniu rezonansu magnetycznego (MRI) i badaniu elektrofizjologicznym pozwala tylko na analizy korelacyjne i może być wpłynięty przez niejednorodność pacjentów, czas trwania choroby i inne czynniki kliniczne. W przeciwieństwie do tego, standaryzowane szczurze modele PSS umożliwiają rygorystyczną kontrolę zmiennych eksperymentalnych i jednolite protokoły interwencji, zapewniając tym samym uzupełniającą platformę dla badań mechanistycznych.
Koncentrując się na mikrostrukturze białej substancji mózgu i funkcji neurofizjologicznych, niniejsze badanie zintegrowało podejście multimodalne, obejmujące obrazowanie T2-ważone (T2WI), dyfuzyjne obrazowanie tensorowe (DTI), rejestrację elektrofizjologiczną odruchu H, ukierunkowane barwienie Luxol Fast Blue (LFB) torebki zewnętrznej oraz oceny behawioralne. Poprzez ustanowienie zintegrowanej ramy korelacji struktura-funkcja-behawioralna, badanie to miało na celu zbadanie relacji między zawałem mózgu, mikrostrukturą torebki zewnętrznej, pobudliwością odruchów rdzeniowych i spastycznością po leczeniu MSSA w szczurzym modelu PSS. Wyniki mają na celu dostarczenie dowodów przedklinicznych na poparcie związku między zachowaną integralnością torebki zewnęt
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Czterdziestu dorosłych samców szczurów Sprague–Dawley (SD) bez specyficznych patogenów (SPF), o wadze 240–280 g, zakupiono od Beijing Vital River Laboratory Animal Technology [Numer licencji: SCXK (Jing) 2021-0011]. Wszystkie szczury były przetrzymywane w Laboratorium Zwierząt Doświadczalnych Uniwersytetu Medycyny Chińskiej w Pekinie w kontrolowanych warunkach, z temperaturą pokojową 23°C ± 1°C, wilgotnością względną 50% ± 5%, oraz cyklem 12 h światła/12 h ciemności, z wolnym dostępem do żywności i wody. Szczury były przyzwyczajone przez 5 dni, podczas których jednocześnie wykonywano przyzwyczajenie do bieżni. Zwierzęta wykonywały przyzwyczajenie do bieżni raz dziennie z prędkością 10 m/min przez 15 min na sesję bez stymulacji elektrycznej, aby zmniejszyć stres związany z obsługą.
Na podstawie naszego poprzedniego badania, wskaźnik sukcesu indukcji PSS metodą okluzji tętnicy środkowej mózgu (MCAO) wynosi około 60%15. Używając losowej tabeli liczb, 9 szczurów zostało losowo wybranych z wyprzedzeniem jako grupa szamoperacyjna; pozostałe 31 szczurów zostało użytych do ustanowienia modelu. Po udanym modelowaniu te szczury zostały losowo podzielone na grupę modelu i grupę MSSA. Ostatecznie, dziewięć szczurów zostało włączonych do każdej grupy. To eksperyment został przeprowadzony zgodnie z zasadami 3R dotyczącymi opieki nad zwierzętami laboratoryjnymi i został zatwierdzony przez Komitet Etykę dla Zwierząt Doświadczalnych Uniwersytetu Medycyny Chińskiej w Pekinie (BUCM 20250915-008).
Ustanowienie modelu
Model MCAO został ustanowiony u szczurów za pomocą zmodyfikowanej techniki wlaniaczowej z wykorzystaniem włókna. Szczury były znieczulone za pomocą 3% izofluranu w celu indukcji, a znieczulenie było utrzymywane za pomocą 1,5% izofluranu dostarczanego w tlenie z ciągłą prędkością przepływu 1 L/min przez cały czas trwania zabiegu chirurgicznego. Wykonano pośrodkowe cięcie szyi, po którym nastąpiło stępienie w celu ekspozycji prawej wspólnej tętnicy szyjnej (CCA), zewnętrznej tętnicy szyjnej (ECA) oraz wewnętrznej tętnicy szyjnej (ICA). Włókno nylonowe (średnica 0,36 ± 0,02 mm) zostało wprowadzone do ICA przez ECA i zaawansowane około 18–20 mm do miejsca pochodzenia tętnicy środkowej mózgu (MCA) w celu uzyskania okluzji tętniczej. Naczynia zostały związane, a rana została zamknięta. Szczury zostały następnie umieszczone na podgrzewanej poduszce aż do wybudzenia się z znieczulenia. Szczury z grupy szamoperacyjnej przeszły identyczne chirurgiczne ekspozycje CCA, ICA i ECA bez wstawienia włókna wlaniaczowego.
Po zabiegu, wszystkie szczury z MCAO otrzymały standaryzowaną opiekę pooperacyjną. Zwierzęta były utrzymywane na podgrzewanej poduszce o temperaturze 37°C przez pierwsze 12 godzin, aby zapobiec hipotermii. Rany chirurgiczne były czyszczone codziennie przez trzy kolejne dni, penicylina (100 mg/kg) była podawany dożylnie w celu zapobiegania infekcjom, a zmiękczona żywność była dostarczana w celu utrzymania odpowiedniej żywienia. Ogólna aktywność, spożycie pokarmu, stan rany i funkcja motoryczna kończyn były monitorowane codziennie od 1 do 10 dnia pooperacyjnego.
Deficyty neurologiczne były oceniane przez badaczy, którzy nie wiedzieli o przydziale do grup, za pomocą wskaźnika Zea Longa deficytów neurologicznych, a napięcie mięśniowe było oceniane za pomocą Modyfikowanej Skali Ashwortha (MAS). Oceny były wykonywane 1 dzień przed zabiegiem (dzień -1), w dniu zabiegu przed MCAO (dzień 0) oraz w dniach 1, 3, 5, 7 i 10 po operacji. Szczury z wynikami Zea Longa i MAS ≥1 w 3. dniu po operacji były uważane za szczury z ustanowionym sukcesywnym modelem PSS.
Leczenie MSSA
Interwencje rozpoczęły się w 3. dniu pooperacyjnym. Miejscem stymulacji igłowej skóry głowy była linii MS 6 po stronie zmian (przednia skośna linia parieto-temporalna). Zgodnie z Krajowym Standardem Znormalizowanych Manipulacji Igłowymi na Skórze Głowy (GB/T 21709.2-2021), linia MS 6 rozciąga się od GV 21 (Qianding) do GB 6 (Xuanli).
Sterylne igły akupunkturowe jednorazowego użytku (0,25 x 13 mm) były wstawiane pod galea aponeurotica w punkcie GV 21 pod kątem około 15° względem powierzchni skóry głowy i zaawansowane w kierunku GB 6 wzdłuż przedniej skośnej linii parieto-temporalnej do głębokości około 10 mm. Szybka manipulacja wirująca (200 obrotów/min) była stosowana ciągle przez 1 min. Po 15 min zatrzymania igieł, ta sama manipulacja wirująca była powtarzana raz jeszcze, co dawało łączny czas zatrzy
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
MSSA łagodzi deficyty funkcji neurologicznych
Dwuczynnikowa analiza wariancji (ANOVA) z powtarzanymi pomiarami wykazała istotne efekty główne czasu (F[2.613, 62.71] = 315.3, p < 0.01) oraz grupy (F[2, 24] = 142.9, p < 0.01), a także istotną interakcję czas × grupa (F[12, 14] = 9.94, p < 0.01) dla wyników neurologicznych w skali Zea Longa. Na jeden dzień przed operacją wszystkie szczury w grupach pozorowanej operacji, modelowej i MSSA uzyskał...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Z perspektywy tradycyjnej medycyny chińskiej, PSS zalicza się do kategorii zaburzeń mięśniowo-ścięgnistego układu, a jego główną patogenezę opisuje się jako uraz mózgu jako pierwotną przyczynę i spastyczność kończyn jako objaw powierzchowny20. Strategie terapeutyczne powinny zatem uwzględniać zarówno pierwotne uszkodzenie mózgu, jak i wtórne objawy obwodowe21. Podstawą MSSA jest nacisk na całościową regulację od otoczenia niedokrwienia mózgu do spastycznych kończyn, z celam...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Konflikt interesów:
Autorzy deklarują brak konfliktów interesów.
Badanie to zostało wsparte przez Narodową Fundację Nauki Przyrodniczej Chin (Numer grantu 82405579).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| α-Chloralose | GoldBio | C-118-250 | Znieczulający do rejestracji H-reflexu |
| Absolute Ethanol | Beijing Tong Guang Fine Chemicals Co., Ltd. | VS104021-500 mL | Środek histologiczny |
| Igły akupunkturowe (0,25 × 13 mm) | Beijing Zhongyan Taihe Acupuncture Needle Co., Ltd. | NA | Jednorazowe sterylne igły do akupUNKTURY |
| Ampicillin | Beijing Rui Da Heng Hui Technology Development Co., Ltd. | HD-3018-500g | Antybiotyk do zapobiegania zakażeniom pooperacyjnym |
| System eksperymentów z funkcją biologiczną (BL420N) | Chengdu Taimeng Technology Co., Ltd. | NA | System rejestracji elektrofizjologicznej |
| Oprogramowanie do analizy obrazów tensora dyfuzji (ParaVision 360) | Bruker | NA | Rejestracja MRI i rekonstrukcja DTI |
| Ekologiczny roztwór do odwoskowania i czyszczenia | Servicebio | G1128-500ML | Środek histologiczny |
| W pełni automatyczny mikroton skrętny | Leica Microsystems | RM2255 | Cięcie tkanki |
| Podgrzewana podkładka | Suzhou Caiyang Electric Heating Technology Co., Ltd. | TT180×150-1XD | Kontrola temperatury po operacji |
| ImageJ 6.0 | National Institutes of Health | NA | Ilościowa analiza obrazów |
| Isoflurane | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd. | I8000-25g | Znieczulający do inhalacji |
| ITK-SNAP 4.4.0 | University of Pennsylvania | NA | Segmentacja zawału mózgu |
| Roztwór Luxol Fast Blue | Servicebio | G1030-100ML | Barwienie na mielinę |
| Monofilamentowa sznurówka nylonowa (0,36 ± 0,02 mm) | Beijing Cinontech Co., Ltd. | NA | Wprowadzenie MCAO |
| Paraformaldehyd (4% w PBS) | Servicebio | TBAB0102 | Fiksacja tkanki |
| Skaner magnetyczny PharmaScan 7.0 T | Bruker | NA | Rejestracja MRI |
| SPSS Statistics 20.0 | IBM | NA | Analiza statystyczna |
| Świnki morskie Sprague–Dawley (SPF, samce) | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. | NA | Zwierzęta doświadczalne |
| Termostatyczny system kąpieli wodnej | Shanghai Zhixin Experimental Instrument Technology Co., Ltd. | ZX-5A | Kontrola temperatury podczas MRI |
| Biegownia dla gryzoni | Clever | TreadScan | Trening wysiłkowy podczas aklimatyzacji i MSSA |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten artykuł został opublikowany
Film wkrótce dostępny