Medidas eletrofisiológicas da CMAPs utilizando eletrodos de agulha é um método minimamente invasivo e muito sensível a seguir a função neuromuscular ao longo do tempo. A técnica descrita aqui, permite a avaliação da condução nervosa de membro anterior em ratos e assim, fornece insights sobre a funcionalidade do nervo.
O CMAP amplitudes e latências foram medidas de patas dianteiras e traseiras durante o curso da doença em dois modelos de rato de ALS, SOD1 G93A9 e PrP-hFUS-WT310 (Figura 3) e em um modelo do rato do CMT, C61-PMP2211,12 (Figura 4). Modelos de rato ALS foram criados pela superexpressão de genes humanos ALS-relacionadas, ou seja um mutante SOD1 ou selvagem tipo FUS. Em ambos os modelos, os ratos desenvolvem ALS assemelhando-se a degeneração progressiva dos neurônios motores, levando à paralisia. Em controles de littermate não-transgênicas, a amplitude CMAP de hind - e patas dianteiras não mudou ao longo do tempo (Figura 3A). Por outro lado, a amplitude CMAP do nervo ciático do membro posterior foi diminuída drasticamente nos ratos SOD1 G93A, mesmo antes do início do sintoma em torno da idade de 60 dias (Considerando que os primeiros sintomas de motor são geralmente observados com a idade de três meses)13 . A amplitude foi de 90 mV nessa idade na não-transgênicos (não-tg) littermates, Considerando que em camundongos SOD1 G93A era apenas 30 mV. Havia apenas mínima queda ainda maior na amplitude como a doença progrediu para fase tardia sintomática na idade de 150 dias. O declínio na amplitude CMAP, e, portanto, a degeneração dos axônios, atrasou-se no nervo do plexo braquial de membros dianteiros em comparação com o nervo ciático dos membros posteriores. Os membros dianteiros, a progressão da doença também foi mais perceptível como o CMAP amplitude diminuiu de 70 mV-30 mV quando medidos antes e após a manifestação dos défices motor nestes ratos.
No modelo do rato de PrP-hFUS-WT3 de ALS, o aparecimento de déficits motor começa aproximadamente na idade de 28 dias,10, que coincide com o início do declínio da amplitude do CMAP. Este é um modelo mais acelerado da doença como os ratos atingir o estágio final aproximadamente com a idade de 65 dias. O declínio na amplitude CMAP ocorrido mais rapidamente no nervo ciático do membro posterior em comparação com o nervo do plexo braquial no membro anterior, o que indica uma anteriormente degeneração axonal dos membros posteriores (Figura 3D). Esta observação suporta a observação clínica em ambos estes modelos do rato como os membros traseiros estão paralisados notavelmente mais cedo do que os membros dianteiros que permanecem funcionais até os estágios finais do processo de doença.
Em geral, a latência de estímulo à iniciação do potencial de ação foi menor nos membros dianteiros em comparação com os membros traseiros (Figura 3B, E). Isto é simplesmente devido a distância mais curta entre o estímulo e os eletrodos de gravação. A latência fornece uma indicação do nível de mielinização dos axônios. Nossa observação é que latências CMAP são prolongadas durante a progressão da doença em modelos do rato de ALS, embora ALS não é uma doença desmielinizante. Isto é provavelmente devido a perda do maior, mais rápido, realizando axónio motor.
Os ratos C61-PMP22 superexpressão de 3-4 cópias do humano PMP22 e os ratos de heterozigoto recapitular um fenótipo de doença CMT1A muito suave com desmielinização leve e CMAPs reduzidas, mas com nenhum fenótipo visível11,12. Em 1,5 a 2 anos de ratos de idade C61-PMP22, as amplitudes CMAP são reduzidas e latências prolongado tanto nos membros traseiros e patas dianteiras (Figura 4). Representante gravações exibindo amplitude diminuída e resposta atrasada em comparação com uma gravação de um indivíduo sadio são apresentadas na Figura 2B, respectivamente. As latências CMAP em membros anteriores não são afetadas tanto quanto em membros posteriores. Isto é consistente com pacientes CMT1A, quanto mais frequentemente pacientes severamente CMAPs reduzidos ou indetectáveis nos membros inferiores devido à natureza fisiopatológico da CMT como um transtorno dependente do comprimento de14. Além disso, o grau de severidade da doença está correlacionado com amplitude CMAP, ao invés de velocidade latência ou condução, como amplitudes se correlacionam com o grau de integridade axonal14,15. No entanto, os resultados indicam que este método é suficientemente sensível para a detecção desmielinizantes processo tais como aqueles observados em CMT1A.
Variação na amplitude e latência foi menor em grupos não-transgênicos (coeficiente de variação 2-15 e 1-13%, respectivamente). Em todos os casos de transgénicos, havia mais variação nas medições (coeficiente de variação, 8-51% de amplitude e latência % de 1-21), que provavelmente é causada por diferenças na progressão da doença entre os animais. Em todos os casos, a variação foi semelhante nos membros dianteiros e traseiros. A variação no uso de agulha e eletrodos de superfície foi relatada para ser semelhante16.
As intensidades de estímulo necessário não variam entre não-transgênicos e modelos ALS (Figura 3, F). Da mesma forma, o estímulo necessário para alcançar supramaximal estímulo nestes casos era semelhante para frente - e membros traseiros e variou entre 5-12 mA. No CMT, a exigência de intensidades de estímulo aumento tem sido reconhecido17 e o mesmo fenótipo foi visto em ratos C61-PMP22 (Figura 4). O fenômeno foi explicado por impedância elétrica aumentada de endoneurial hipertrófica alterações17.
Para confirmar que a amplitude CMAP gravada a partir de membros anteriores foi devido à estimulação do nervo e não estimulação muscular, realizamos axotomy parcial unilateral no nervo do plexo braquial em 5 meses de idade não-C57BL/6Jax ratos transgénicos (masculinos e femininos) ( Figura 5). Axotomy reduzido a amplitude CMAP de 90 mV a 20 mV, indicando que a maioria dos axônios foram desconectada na operação. Não houve alteração na amplitude do membro anterior contralateral ou dos membros posteriores. Este resultado fortemente indica que a resposta detectada no bíceps braquial foi devido à estimulação do nervo e não resultou da estimulação do músculo.

Figura 3. Amplitude do CMAP, latência e estímulo necessário durante o curso da doença no hind - e patas dianteiras em ALS mouse modelos. SOD1-G93A (A–C) e PrP-hFUS-WT3 (D–F) ratos transgénicos do (tg) e não-transgênicos (não-tg) littermates foram medidos no início dos sintomas motor, na fase sintomática e na fase final-sintomático da doença processar, em dias de idade 57, 91 e 147 (d) ou em 29, 38 e 53 dias para ratos SOD1 G93A e WT3-PrP-hFUS, respectivamente. Preta: Não-transgênicas membro posterior, preto tracejado: membro anterior não-transgênicos, cinza: transgénico membro posterior, cinza tracejada: forelimb transgénico. Os resultados são apresentados como média ± SD. Amplitudes (A, D) eram estáveis ao longo do tempo, os animais não-transgênicas, tanto nos membros dianteiros e traseiros. Em animais transgénicos, amplitudes diminuíram durante o processo da doença. Latências (B, E) foram menos afetadas pela doença e foram observadas diferenças importantes entre o hind - e membros anteriores, independentemente do genótipo. O estímulo necessário (C, F) variação foi mínima em todos os grupos. Para SOD1 G93A N = 4 em todos os grupos, exceto para tg 147 d, N = 3. Para PrP-hFUS-WT3 ratos em grupos de idade 29, 38 e 53, N é para não-tg 4, 5 e 4 e tg 7, 5 e 3, respectivamente. Símbolos indicam a diferença entre os grupos da seguinte maneira: *: membro posterior não-tg x tg membro posterior, #: tg não-membro anterior vs forelimb tg, ¤: membro posterior não-tg vs não-tg forelimb, cinza *: membro posterior tg vs membro anterior de tg. ANOVA de duas vias com Tukey o teste de comparações múltiplas, *: p < 0.05, * *: p < 0,01, * * *: p < 0,001, * * *: p < 0,0001. #: p < 0.05, # #: p < 0,01, # # #: p < 0,001, # # # : p < 0,0001. ¤: p < 0.05, ¤: p < 0,01, ¤¤¤: p < 0,001, ¤¤¤: p < 0,0001. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4. CMAP amplitude, latência e estímulo necessário no hind - e patas dianteiras em camundongos CMT1A. C61-PMP22 ratos transgénicos do (tg) e não-transgênicos (não-tg) littermates foram medidos em 1,5 a 2 anos de idade. Amplitude (A) foi diminuída em hind - e patas dianteiras em ratos transgénicos. Latência (B) prolongou-se em todos os membros em camundongos CMT e mesmo sutil mudança nas patas dianteiras foi detectada com esta medida. Requisito para a intensidade do estímulo (C) foi aumentado em camundongos C61-PMP22, que se assemelha o fenótipo detectado em pacientes CMT1A. Os resultados são apresentados como média ± DP, para não-tg N = 4 e tg N = 3. ANOVA de duas vias com Sidak o teste de comparações múltiplas, * *: p < 0,01, * * *: p < 0,0001. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5. Membro anterior potenciais de ação são causados pela estimulação do nervo. Para excluir a possibilidade de que a resposta CMAP observada foi causada por estimulação muscular, axotomy (parcial) realizou-se no nervo do plexo braquial. CMAP amplitude (A) e a latência (B) foram gravadas antes (pré) e 4 dias depois (pós) a axotomy do plexo braquial em ratos adultos não-transgênicos. Axotomy diminui a amplitude CMAP indicando que a resposta foi devido à estimulação do nervo. Preto: membro posterior, cinza: forelimb contralateral, cinza tracejada: membro anterior ipsilateral. Os resultados são apresentados como média ± DP, N = 2. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.