Nöromüsküler kavşak işlevleri ölçme

Bu prosedürün genel amacı, ex vivo deneysel bir yaklaşımla nöromüsküler kavşak işlevselliğini incelemektir. Bu, kas siniri hazırlığının doğrudan kas zarı üzerinde ve sinir yoluyla olmak üzere iki şekilde uyarılmasıyla gerçekleştirilir. Membran stimülasyonu nöro iletim sinyalini atladığından, iki kasılma yanıtı arasındaki herhangi bir fark, nöromüsküler kavşak işlevselliğinin dolaylı bir ölçümü olarak düşünülebilir.

Burada bu prosedürü soleus siyatik sinir hazırlığında sunuyoruz. Kas, siniri ile birlikte diseke edilir ve perfüze bir doku banyosuna yerleştirilir. Bir kuvvet ve uzunluk kontrol cihazına sabitlenir ve kasa paralel olarak bir platin elektrot çifti yerleştirilir.

Daha sonra bir cam emme elektrodu sinirin kesilen ucuna yakın bir yere hareket ettirilir. Daha sonra hem nöromüsküler kavşağı hem de kas işlevselliğini kapsamlı bir şekilde değerlendirmek için kapsamlı bir test protokolü uygulanır. Kas ve sinir arasındaki işlevsel bağlantı, hem parça hem de hayatta kalan iki grup için sonuçtur.

iki dokunun her birinin seviyesinin ilk bölgesinde iletişim kuran bu nöromüsküler kavşak, normalde morfoloji gibi bir basınç gösterir. Bununla birlikte, çeşitli patolojik durumlarda, kas ve sinir arasındaki etkileşim işlevselliği ciddi şekilde bozulur ve nöromüsküler kavşak karmaşık morfolojik organizasyonu kaybeder. Prosedürümüzün genel amacı, nöromusküler kavşak fonksiyonelliğini ex vivo deneysel yaklaşım kullanarak incelemektir.

Bu, kas siniri hazırlığının iki şekilde uyarılmasıyla gerçekleştirilir. Biri doğrudan kas zarını uyararak, diğeri ise siniri uyararak kas özelliklerini analiz eder. Sirkülasyon suyu banyosunu açın ve sıcaklığı 30 santigrat dereceye ayarlayın.

Banyoyu Krebs-Ringer solüsyonu ile doldurun. O noktası dört bar gaz karışımının oksitüpten ve banyoya akmasına izin verin. Aktüatör dönüştürücüsünü ve iki darbe uyarıcısını açın.

Mevcut değerleri membran stimülasyonu için 300 milyon çifte ve sinir stimülasyonu için beş milyon çifte ayarlayın. Fareyi servikal çıkık ile feda ettikten sonra, cildi bacaklardan çıkarın. Şimdi aşil tendonunu kesin ve tendonu sıkıca sıkıştırırken gastroknemius kasını ve soleusu yukarı doğru çekin.

Soleusun proksimal tendonu açığa çıktığında, üzerindeki tüm baldırı kesin ve numuneyi stereo mikroskop altında bulunan hazırlık doku banyosuna hızlı bir şekilde yerleştirin. Bir çift forseps kullanarak, soleusun proksimal tendonunu sıkıca sıkıştırın ve siyatik innervasyonunu ortaya çıkarmak için hafifçe çekin. İnnervasyon açığa çıktığında, sinirin yaklaşık beş milimetresini ortaya çıkarmak için çevredeki dokuları çıkarın.

Ardından siniri dikkatlice kesmek için ince bir makas kullanın. Soleus'u gastroknemiustan ayırmak için aşil tendonunu keserek kas, sinir eksizyonunu tamamlayın. Artık kas, sinir hazırlığı test cihazına monte edilmeye hazırdır.

Naylon ipliğin ucunda bir kayma düğümü oluşturun ve aşil tendonunun etrafına sıkın. Proksimal tendonu sabit kelepçenin içine sıkıştırın ve naylon teli kuvvet dönüştürücünün kol kolunun etrafına bağlayın. Kasın çözelti içinde dengelenmesine izin verin.

İlk optimal uzunluğu belirlemek için, sürünme yükü değerini nazikçe değiştirirken kası bir dizi tek darbeyle uyarın. Optimum uzunluk, seğirme kuvveti maksimum olduğunda elde edilir. Emme elektrotlarını kasın yakınına yerleştirin ve siniri içeri çekin.

Ardından, nabız akımı değerini nazikçe değiştirirken, kası bir dizi tek darbeyle uyarın. Kasın sinir yoluyla uyarıldığında oluşturduğu seğirme kuvveti, zar üzerinde uyarılırken ölçülen değerlere eşit olmalıdır. Optimum akım değeri belirlendikten sonra, siniri elektrottan dışarı itin ve birkaç akım darbesi verin.

Önceden seçilen akımın miktarı fazlaysa, emme elektrodundan geçen akım darbeleri, banyodan akım ileterek kas kasılmasını ortaya çıkarır. Ev yapımı bir yazılım kullanarak, soleus nöromüsküler kavşak işlevselliğinin incelenmesi için otomatik bir test protokolü geliştirdik. Protokol yaklaşık 65 dakika sürer ve dört farklı bölümden oluşur.

İlk bölümde, kas dört tekli darbeyle uyarılır. İkisi doğrudan, ikisi de sinir yoluyla verilir. Zirveye ulaşma süresi, yarı gevşeme süresi, kuvvet türevinin maksimum değeri ve seğirme kuvveti daha sonra seğirme tepkilerinden ölçülür.

İkinci kısımda kas, tetanik frekans olan 20 hertz ile 80 hertz arasında değişen bir dizi nabız treni ile uyarılır. Kuvveti hesaplamak için, hem sinir hem de doğrudan stimülasyonlar için frekans eğrileri. Protokolün üçüncü ve dördüncü bölümlerinde kas, nöro transmisyon yetmezliği ve intra tetanik yorgunluğu ölçmek için iki yorgunluk paradigmasına tabi tutulur.

Bu yorgunluk paradigmaları sırasında, kas, zar üzerinde iletilen bir nabız treni ve ardından sinir yoluyla iletilen 14 nabız treni ile sürekli olarak uyarılır. Tüm dizi 20 kez tekrarlanır. İlk paradigma, 35 hertz'lik bir ateşleme frekansında verilir.

İkincisi, 80 hertz tetanik frekansında. Nöro transmisyon başarısızlığının, dış etki bloğu potansiyel yayılımı, azalmış verici salınımı ve kavşak yorulma kabiliyetinin azalmış ve plaka uyarılabilirliği ile ilişkili olduğu için yorgunluğun gelişiminde önemli bir rol oynadığına inanılmaktadır. Nöromüsküler kavşak yorgunluğu yeteneğinin bir başka yönü, tek bir tetanik kasılma sırasında kasın kuvveti koruma yeteneğinin bir tahmini olan ve yüksek frekanslı yorgunluğu yansıtan intratetanik yorgunluk ile açıkça ifade edilir.

Protokolün sonunda, net kas uzunluğu ve ağırlığı, kas kesit alanını hesaplamak için bir analog kumpas ve hassas bir ölçek kullanılarak ölçülür. Amyotrofik lateral sklerozun SOD1 transgenik fare modeli üzerine yapılan çalışmalar, bu metodolojinin potansiyelini vurgulamıştır. Aslında, transgenik soleus kasları, doğrudan uyarıldığında hem kuvvet türevi hem de tetanik kuvvet için azaltılmış bir kasılma tepkisi verir ve sinir yoluyla uyarıldığında daha da büyük bir azalma sağlar.

Örneğin tetanik kuvvet ile ilgili olarak, bu deneyler kas kasılmasının hasarın %25'ini oluşturduğunu, %45'inin ise nöro iletimdeki kusurlarla ilgili olduğunu göstermiştir. Bir başka ilginç nokta ise doğrudan veya dolaylı olarak uyarıldığında kontrol kaslarında herhangi bir fark olmamasıdır. Bu bulgu, nöromüsküler kavşağın kontrol hayvanlarında tamamen işlevsel olması beklendiğinden, metodolojinin herhangi bir teknik artefakta neden olmadığını kanıtlamaktadır.

İntetanik yorgunluk ile ilgili olarak, sonuçlar transgenik soleus kaslarında kontrol muadillerine göre önemli ölçüde daha düşük değerler göstermiştir. İlginç bir şekilde, transgenik soleus kası tekrarlayan stimülasyon ile önemli ölçüde hasar görür, bu da nöromüsküler kavşak işlevselliğinin maksimum sekiz dakikalık bir stimülasyon süresi için değerlendirilebileceği anlamına gelir. Sekiz dakika sonra, transgenik kas uyarıldığında neredeyse sıfır bir kuvvet değerine geri döner.

Videoyu izledikten sonra, farenin nöromüsküler kavşak işlevselliğini ve soleus kasını nasıl ölçeceğinizi anlamış olmalısınız. Bu tekniğin nöromusküler kavşak işlevselliğinin dolaylı ölçümüne dayandığı göz önüne alındığında, bildirilen kusurların morfolojik veya biyokimyasal değişikliklerle ilişkili olduğu durumlarda yapılmasına izin vermemektedir. Öte yandan, bu yaklaşım, bu saldırganlıkların nöro iletim sinyalinin kullanıcı işlevselliğini etkileyip etkilemediğini değerlendirmenin önemli bir yolunu temsil eder.

Son olarak, protokol önerisi, sıklıkla patolojik hastalıklarda yer alan başka bir kas olan diyaframın nöromüsküler kavşak işlevselliğini ölçmek için kolayca benimsenebilir.