I Vivo Elektro Målinger på mus sciatic nervene
Summary
Målinger av nervelednings eiendommer i vivo eksemplifisere et kraftig verktøy for å karakterisere ulike dyremodeller av nevromuskulære sykdommer. Her presenterer vi en enkel og pålitelig protokoll hvorved elektro analyse på sciatic nerver av anesteserte mus kan utføres.
Abstract
Elektrofysiologiske studier tillater en rasjonell klassifikasjon av forskjellige nevromuskulære sykdommer, og er til hjelp, sammen med neuropatologiske teknikker, i forståelsen av patofysiologien 1.. Her beskriver vi en fremgangsmåte for å utføre elektrofysiologiske studier på mus sciatic nerver in vivo.
Dyrene ble bedøvet med isofluran, for å sikre analgesi for de testede mus og uforstyrret arbeidsmiljøet under målingene som tar omtrent 30 min / dyr. En konstant kroppstemperatur på 37 ° C opprettholdes ved en varmeplate og kontinuerlig målt av en rektal termo probe 2. I tillegg er et elektrokardiogram (EKG) rutinemessig registrert under målingene for å kontinuerlig overvåke den fysiologiske tilstand av de undersøkte dyr.
Elektrofysiologiske opptak er utført på isjiasnerven, den største nerve av the perifere nervesystemet (PNS), forsyne musa hind lem med både motoriske og sensoriske fiber traktater. I vår protokoll, sciatic nervene er fortsatt på stedet og derfor ikke trenger å bli hentet eller utsatt, slik at mål uten noen negative nerve irritasjoner sammen med faktiske innspillinger. Ved hjelp av egnede nålelektroder tre vi utfører både proksimale og distale nerve stimulering, registrere de overførte potensialer med sensing elektroder på gastrocnemius muskler. Etter databehandling, pålitelig og meget ensartede verdier for nerveledningshastigheten (NCV) og forbindelsen motor aksjonspotensialet (CMAP), de viktigste parametre for kvantifisering av total perifer nerve fungerer, kan oppnås.
Introduction
Elektrofysiologiske målinger er et uunnværlig verktøy for å undersøke den funksjonelle integritet av perifere nerver i både klinisk og laboratoriemiljøer. Hos mennesker er en lang rekke nevromuskulære lidelser og nevropatier diagnostisk avhengige elektrofysiologiske målinger. Ved å måle nerve egenskaper som ledningshastigheten eller mulige amplituder av signalet, er det mulig å karakterisere den grove opprinnelse perifere nervesykdommer.
Den nerve ledningshastigheten er svært avhengig av rask signal forplantning aktivert som myelinisering. Derfor, demyeliniserende prosesser generelt viser redusert ledningshastigheter fire. Den sammensatte motor aksjonspotensial (CMAP) – korrelere med antallet funksjonelle axoner – er en indikator for aksonal skade når betydelig redusert 5.
Således, ved hjelp av elektrofysiologiske metoder etiologien av perifer nerveskadekan diskrimineres, slik som for arvelige neuropatier 6,7, diabetisk nevropati 8,9, kronisk inflammatorisk demyeliniserende polynevropatier (CIDP) 10 eller metabolske neuropatier 11.
Normalt, i human anvendelse noninvasive opptak på Sural eller ulnar nerve er foretrukket. Hos mus, er det enkelt å analysere nerve egenskaper sciatic nervene, den største nerve i det perifere nervesystemet (PNS) som inneholder både store – og små-kaliber axons av motorisk og sensorisk system.
Prosedyren som demonstrert her er en rask, enkel og pålitelig metode for å måle alle standardverdiene relevante for elektrofysiologi på perifere nerver i den intakte mus. Ved å ta opptak fra en konservert organisme, blir fysiologiske tilstander i nerve miljø garantert.
Protocol
Representative Results
Discussion
Den beskrevne protokollen gir en enkel og pålitelig metode for å bestemme sciatic nerve conduction egenskaper på bedøvet mus uten behov for å eksponere nerve av interesse. Likevel, denne eksperimentelle prosedyren fører vevsskade ved nålestikk. Det er derfor et rimelig alternativ til å ofre dyrene etter å ha avsluttet opptakene. Men, er vevsskade relativt svak, 3,14 i forhold til andre mer invasive prosedyrer som krever eksponering av nerve før opptak. Derfor gjentatte målinger er mulig, og er avhe…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet av SFB 604, DFG MO 1421/2-1 og Krebshilfe 107089 (til HM). AS er mottaker av en Young Investigator Award fra Tumor Barnas Foundation (New York, USA).
Materials
| Concentric Needle Electrodes (Stimulation) | Natus Medical Incorporated San Carlos, CA 94070, USA |
9013S0901 | |
| Digital Ring Electrodes (Recording) | Natus Medical Incorporated San Carlos, CA 94070, USA |
9013S0302 | |
| ToM – Tower of Measurement (A/D converter) | GJB Datentechnik GmbH, Langewiesen, Germany | ||
| AtisaPro, Data acquisition & analysis software | GJB Datentechnik GmbH, Langewiesen, Germany | ||
| HSE-Stimulator T | Hugo Sachs Elektronik, Hugstetten, Germany | ||
References
- Kimura, J. 3rd ed. Electrodiagnosis in Diseases of Nerve and Muscle. , (2001).
- Rutkove, S. B. Effects of temperature on neuromuscular electrophysiology. Muscle Nerve. 24, 867-882 (2001).
- Xia, R. H., Yosef, N., Ubogu, E. E. Dorsal caudal tail and sciatic motor nerve conduction studies in adult mice: technical aspects and normative data. Muscle Nerve. 41, 850-856 (2010).
- Zielasek, J., Martini, R., Toyka, K. V. Functional abnormalities in P0-deficient mice resemble human hereditary neuropathies linked to P0 gene mutations. Muscle Nerve. 19, 946-952 (1996).
- Raynor, E. M., Ross, M. H., Shefner, J. M., Preston, D. C. Differentiation between axonal and demyelinating neuropathies: identical segments recorded from proximal and distal muscles. Muscle Nerve. 18, 402-408 (1995).
- Pareyson, D., Scaioli, V., Laura, M. Clinical and electrophysiological aspects of Charcot-Marie-Tooth disease. Neuromol. Med. 8, 3-22 (2006).
- Schulz, A., et al. Merlin isoform 2 in neurofibromatosis type 2-associated polyneuropathy. Nat. Neurosci. 16, 426-433 (2013).
- Lamontagne, A., Buchthal, F. Electrophysiological studies in diabetic neuropathy. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 33, 442-452 (1970).
- Andersen, H., Nielsen, J. F., Nielsen, V. K. Inability of insulin to maintain normal nerve function during high-frequency stimulation in diabetic rat tail nerves. Muscle Nerve. 17, 80-84 (1994).
- Magda, P., et al. Comparison of electrodiagnostic abnormalities and criteria in a cohort of patients with chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy. Arch. Neurol. 60, 1755-1759 (2003).
- Lindberg, R. L., et al. Motor neuropathy in porphobilinogen deaminase-deficient mice imitates the peripheral neuropathy of human acute porphyria. J. Clin. Invest. 103, 1127-1134 (1999).
- Massey, J. M. Electromyography in disorders of neuromuscular transmission. Sem. Neurol. 10, 6-11 (1990).
- Stalberg, E., Falck, B. The role of electromyography in neurology. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 103, 579-598 (1997).
- Osuchowski, M. F., Teener, J., Remick, D. Noninvasive model of sciatic nerve conduction in healthy and septic mice: reliability and normative data. Muscle Nerve. 40, 610-616 (2009).
- Oh, S. S., Hayes, J. M., Sims-Robinson, C., Sullivan, K. A., Feldman, E. L. The effects of anesthesia on measures of nerve conduction velocity in male C57Bl6/J mice. Neurosci. Lett. 483, 127-131 (2010).
- Dilley, A., Lynn, B., Pang, S. J. Pressure and stretch mechanosensitivity of peripheral nerve fibres following local inflammation of the nerve trunk. Pain. 117, 462-472 (2005).
- Vleggeert-Lankamp, C. L., et al. Electrophysiology and morphometry of the alpha- and beta-fiber populations in the normal and regenerating rat sciatic nerve. Exp. Neurol. 187, 337-349 (2004).
