Mesure vertébrale présynaptique inhibition chez la souris par la racine dorsale enregistrement potentiel<em> In Vivo</em
Summary
GABAergique inhibition présynaptique est un mécanisme inhibiteur puissant de la moelle épinière et le moteur important pour l'intégration du signal sensoriel dans les réseaux de la moelle épinière. Sous-jacent afférent primaire dépolarisation peut être mesurée par l'enregistrement des potentiels de la racine dorsale (DRP). Ici, nous démontrons une méthode d'enregistrement de DRP in vivo chez la souris.
Abstract
Inhibition présynaptique est l'un des mécanismes inhibiteurs les plus puissants de la moelle épinière. Le mécanisme physiologique sous-jacent est une dépolarisation des fibres afférentes primaires médiées par GABAergiques synapses axo-axonale (dépolarisation afférente primaire). La force de la dépolarisation afférente primaire peut être mesurée par l'enregistrement des potentiels de volume menée à la racine dorsale (potentiels de la racine dorsale, DRP). Les modifications pathologiques de l'inhibition présynaptique sont cruciales dans la centrale anormale de certaines conditions de la douleur et dans certains troubles de moteur hyperexcitabilité. Ici, nous décrivons un procédé d'enregistrement DRP in vivo chez la souris. La préparation de la moelle épinière racines dorsales chez l'animal anesthésié et la procédure d'enregistrement à l'aide des électrodes d'aspiration sont expliqués. Cette méthode permet de mesurer GABAergique DRP et ainsi estimer inhibition présynaptique de la moelle chez la souris vivante. En combinaison avec des modèles de souris transgéniques, l'enregistrement peut se DRPrve comme un outil puissant pour étudier la maladie associée à la moelle physiopathologie. enregistrement in vivo a plusieurs avantages par rapport aux ex vivo des préparations isolées de la moelle épinière, par exemple la possibilité d'enregistrer ou de manipulation de réseaux supraspinales et induction de DRP par la stimulation des nerfs périphériques simultanément.
Introduction
Inhibition présynaptique est l'un des mécanismes inhibiteurs les plus puissants de la moelle épinière. Il inhibe potentiels post-synaptiques excitateurs (EPSPS) dans motoneurones monosynaptique excités sans modifier le potentiel de membrane post-synaptique et l'excitabilité des motoneurones 1-3. Dépolarisation afférente primaire (PAD) induite par GABAergiques synapses axo-axonale sur des fibres présynaptiques sensorielles est le mécanisme sous-jacent 4-7 (voir aussi Figure1a). Ces synapses contiennent GABA A et GABA B-récepteurs GABA A (R et GABA B R). Activité GABA A R conduit à une augmentation de la conductance du chlorure PAD qui provoque en raison de la distribution des ions local. Cette dépolarisation bloque la propagation des potentiels d'action dans les terminaisons axonales et réduit leur force conduisant à une diminution de Ca 2 + afflux et une réduction de la libération du transmetteur. L'activation des récepteurs GABA B ne fait past contribuent au PAD mais conduit à une diminution de Ca 2 +-afflux améliorant ainsi l'inhibition présynaptique. Bien que l'activation de GABA A R semble être impliquée dans l'inhibition à court terme, le GABA B R sont impliqués dans la modulation à long terme 8-10. En plus de GABA, qui représente la majeure partie de la MAP et l'inhibition présynaptique, d'autres systèmes de transmetteurs peuvent également moduler et à contribuer à ce mécanisme 11,12.
Des changements pathologiques dans l'inhibition présynaptique semblent être crucial dans plusieurs états pathologiques par exemple inflammation périphérique et la douleur neuropathique 13,14, ainsi que le traitement de la douleur centrale anormale 15, lésions de la moelle épinière 16, et les maladies du système nerveux central avec une hyperexcitabilité du moteur médiée par défaut la transmission GABAergique 17, 18. Ainsi, l'estimation de l'inhibition présynaptique est utile d'étudier les conditions pathologiques expérimentales sur le niveau de la moelle épinière in vivo </em>. PAD donne lieu à volumes menée potentiels fournissant une mesure directe de l'inhibition présynaptique dans la moelle épinière. Ces potentiels sont appelés potentiels de racine dorsale (DRP), et peuvent être mesurées à partir de la colonne vertébrale racines cordon dorsales, après stimulation des racines dorsales adjacentes 7.
Premières mesures de DRP ont été rapportés chez les chats et les grenouilles 19 et ont été intensément étudié chez les chats par Eccles, Schmidt, et d'autres dans le début des années 1970 3,4,20,21. Alors que les enregistrements in vivo de DRP chez les chats et les rats 22 23 ont été largement utilisés, les mesures chez la souris ont été réalisées presque exclusivement dans les préparations isolées ex vivo de la moelle épinière 15,24. Ici, nous décrivons une méthode pour enregistrer DRP chez la souris in vivo anesthésié permettant une mesure directe de l'inhibition pré-synaptique dans l'organisme intact.
Protocol
Representative Results
Discussion
Enregistrements électrophysiologiques extra-et intracellulaires de l'activité neuronale et potentiels synaptiques in vivo sont l'état de l'art des techniques pour enquêter sur les fonctions neuronales du système nerveux central et la physiopathologie. Spinal intégration est critique pour la fonction motrice, par exemple, les mouvements des membres et de la perception sensorielle multimodale. Inhibition présynaptique est un mécanisme essentiel dans ce processus de calcul assurer des …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions Manfred Heckmann pour des discussions utiles lors de l'établissement de la méthode. De plus, nous remercions Claudia Sommer pour l'assistance technique et Frank Schubert pour support la production de la vidéo. Le travail a été soutenu par le Ministère fédéral de l'Education et de la Recherche (BMBF), Allemagne, FKZ: 01EO1002 et le Centre interdisciplinaire pour la recherche clinique (IZKF) de l'hôpital universitaire de Iéna.
Materials
| Glass tubing (inner diameter 1.16 mm) | Science Products (Hofheim, Germany) | GB200F-10 | Other glass tubing might also be suitable |
| Superfusion solution (sterile, 0,9% NaCl) | Braun Melsungen AG | 3570350 | |
| (Melsungen, Germany) | |||
| Rompun 2% (Xylazine) | Bayer Animal Health GmbH (Leverkusen, Germany) | ||
| Ketamin 10% | Medistar GmbH (Ascheberg, Germany) | KETAMIN 10% | |
| 30G micro needle/ Sterican | Braun Melsungen AG | 4656300 | |
| (Melsungen, Geramny) | |||
| Salts for aCSF | Sigma-Aldrich | Diverse | |
| S88 Dual Output Square Pulse | Grass Technologies (Warwick, USA) | S88X | |
| Stimulator | |||
| SIU5 RF Transformer Isolation Unit | Grass Technologies (Warwick, USA) | SIU-V | |
| InstruTECH LIH 8+8 | HEKA (Lambrecht, Deutschland) | LIH 8+8 + Patchmaster software | |
| Data acquisition | |||
| Universal amplifier | npi (Tamm, Deutschland) | ELC-03X | |
| Micropipette puller | Sutter Instruments (Novato, USA) | P-1000 | |
| Dissecting microscope | Olympus (Tokyo, Japan) | ||
| Micromanipulator | Sutter Instruments (Novato, USA) | MPC-200/MPC-325 | Mechanical micromanipulators also possible |
| Homeothermic Blanket System | Stoelting (Wood Dale, USA) | 50300V | |
| Intra-/extracellular recording electrode holder | Harvard Apparatus (Holliston, USA) | 641227 |
Referências
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