В естественных условиях Электрофизиологические измерения крыса локтевого нерва с аксональное возбудимости тестирование
Summary
Аксональное возбудимости методы обеспечивают мощный инструмент для изучения патофизиологии и биофизических изменения, которые предшествуют необратимые дегенеративные события. Эта рукопись демонстрирует использование этих методов на локтевой нерв наркотизированных крыс.
Abstract
Электрофизиологии позволяет объективной оценки функции периферических нервов в естественных условиях. Традиционные нервной проводимости меры, такие, как амплитудой и задержкой обнаруживать потери хронический аксона и демиелинизации, соответственно. Аксональное возбудимости методы «, порог слежения» расширить эти меры путем предоставления информации о деятельности ионных каналов, насосов и обменных пунктов, которые касаются острой функции и может предшествовать дегенеративных события. Таким образом использование аксональное возбудимости в животных моделях неврологических расстройств может обеспечить определенную полезную в естественных условиях оценить роман терапевтических вмешательств. Здесь мы описываем экспериментальной установки для нескольких мер мотор аксональное возбудимости методов в крыса локтевой нерв.
Животные находятся под наркозом с изофлюрановая и тщательно контролироваться для обеспечения постоянной и адекватной глубины анестезии. Температура тела, частота дыхания, сердечного ритма и сатурации кислорода в крови постоянно контролируются. Аксональное возбудимости исследования выполняются с использованием чрескожная стимуляция локтевой нерв и запись от гипотенара мышцы лапы передних конечностей. С правильным электрода размещения записывается потенциал действия ясно соединения мышц, что увеличение амплитуды с увеличением интенсивности стимула. Автоматическая программа затем используется для доставки серию электрических импульсов, которые генерируют 5 возбудимости конкретные меры в следующей последовательности: стимул ответ поведение, постоянная времени продолжительность силы, порог electrotonus, ток порог отношения и восстановления цикла.
Представленные здесь данные указывают, что эти меры являются повторяемость и показать сходство между левой и правой локтевой нервы, когда начисленные в тот же день. Ограничение этих методов в этот параметр имеет эффект дозы и времени под наркозом. Для рассмотрения в ходе анализа следует провести тщательный мониторинг и запись этих переменных.
Introduction
Использование электрофизиологических методов является важным инструментом для расследования в естественных условиях функции периферических нервов в неврологических расстройств. Методы проведения обычных нерва используют supramaximal стимулы для записи мотор потенциал действия амплитудой и задержкой. Поэтому эти методы обеспечивают полезную информацию на количество проведения волокон и скорости проведения быстрых волокон. Ценный дополнительный инструмент это аксональное возбудимости тестирования. Этот метод использует сложные электрофизиологических стимуляции шаблоны косвенно оценить биофизические свойства периферических нервов, таких, как деятельность ионных каналов, зависящие от энергии насосов, процессов ионного обмена и мембранного потенциала 1.
Аксональное возбудимости тестирования обычно используется в клинических условиях для изучения патофизиологических процессов и последствий терапевтических вмешательств на различных неврологических расстройств. Важно отметить, что меры аксональное возбудимости чувствительны к терапевтических вмешательств, которые влияют на функции периферических нервов, например внутривенного иммуноглобулина (IVIg) терапии2,3 и кальциневрина ингибитора (CNI) химиотерапии 4. Хотя эти исследования предоставили важные идеи, клинические исследования часто исключает исследования ранних признаков заболевания и роман терапевтических варианта5. Таким образом использование этих методов в животных моделях неврологических расстройств недавно получила тяговых6,,78,9. Действительно эти методы предоставляют возможность понять конкретные нерва возбудимости изменения, связанные с этими расстройствами, содействуя тем самым достижению трансляционного исследования.
Процедура, описанная здесь является простой и надежный метод для записи аксональное возбудимости мер на локтевой нервы нетронутыми крысы.
Protocol
Representative Results
Discussion
Описанная процедура демонстрирует простой и надежный, минимально инвазивные техники позволяет оценки биофизических свойств и мембранный потенциал аксон в короткий период времени. По сравнению с другими более инвазивных методов, которые требуют воздействия нерва, нынешний метод испы…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Проект был поддержан Lundbeck фонд, Фонд Ново Нордиск, датский Совет медицинских исследований, Людвиг и Сара Elsass фонд, Кай Dahlboms фонд и Фонд исследований в области неврологии и Ютте. А поддерживается ранней карьеры после стипендии национального здравоохранения и медицинских исследований Совета Австралии (#1091006)
Materials
| QTracS Program | Digitimer Ltd. | Axonal excitability program | |
| AM-Systems 2200, Analog Stimulus Isolator, 2200V/50Hz | SDR Scientific | 850005 | Stimulator |
| High Performance AC Amplifier Model LP511 | Grass Technologies | Amplifier | |
| Humbug 50/60Hz Noise eliminator | Quest Scientific Instruments | 726310 | Noise eliminator |
| Low Impedance Platinum Monopolar Subdermal Needle Electrodes | Grass Technologies | F-E2-24 | Recording electrodes, 10 mm length, 30 gauge |
| Low Impedance Platinum Electroencephalography Needle Electrodes | Cephalon | 9013L0702 | Stimulating electrodes, 10 mm length, 30 gauge |
| Multifunction I/O Device Model USB-6341 | National Instruments | Multifunction input/output device | |
| Iron Base Plate IP | Narishige Scientific Instrument Laboratory | Used for holding stimulating needle electrode in place | |
| Rotating X-block X-4 | Narishige Scientific Instrument Laboratory | Used for holding stimulating needle electrode in place | |
| Magnetic Stand GJ-8 | Narishige Scientific Instrument Laboratory | Used for holding stimulating needle electrode in place | |
| Micromanipulator M-3333 | Narishige Scientific Instrument Laboratory | Used for holding stimulating needle electrode in place |
References
- Krishnan, A. V., Lin, C. S. -. Y., Park, S. B., Kiernan, M. C. Axonal ion channels from bench to bedside: a translational neuroscience perspective. Prog neurobiol. 89 (3), 288-313 (2009).
- Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Park, S. B., Kiernan, M. C. Modulatory effects on axonal function after intravenous immunoglobulin therapy in chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy. Arch neurol. 68 (7), 862-869 (2011).
- Park, S. B., Goldstein, D., Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Friedlander, M. L., Kiernan, M. C. Acute abnormalities of sensory nerve function associated with oxaliplatin-induced neurotoxicity. J. Clin. Oncol. 27 (8), 1243-1249 (2009).
- Arnold, R., Pussell, B. A., Pianta, T. J., Lin, C. S. -. Y., Kiernan, M. C., Krishnan, A. V. Association between calcineurin inhibitor treatment and peripheral nerve dysfunction in renal transplant recipients. Am. J. Transplant. 13 (9), 2426-2432 (2013).
- Boërio, D., Greensmith, L., Bostock, H. Excitability properties of motor axons in the maturing mouse. J. Peripher. Nerv. Syst. 14 (1), 45-53 (2009).
- Boërio, D., Kalmar, B., Greensmith, L., Bostock, H. Excitability properties of mouse motor axons in the mutant SOD1(G93A) model of amyotrophic lateral sclerosis. Muscle & Nerve. 41 (6), 774-784 (2010).
- Alvarez, S., Calin, A., Graffmo, K. S., Moldovan, M., Krarup, C. Peripheral motor axons of SOD1(G127X) mutant mice are susceptible to activity-dependent degeneration. Neurosci. 241, 239-249 (2013).
- Fledrich, R., et al. Soluble neuregulin-1 modulates disease pathogenesis in rodent models of Charcot-Marie-Tooth disease 1A. Nat. Med. 20 (9), 1055-1061 (2014).
- Vianello, S., et al. Low doses of arginine butyrate derivatives improve dystrophic phenotype and restore membrane integrity in DMD models. FASEB J. 28 (6), 2603-2619 (2014).
- Osaki, Y., et al. Effects of anesthetic agents on in vivo axonal HCN current in normal mice. Clin Neurophysiol. 126 (10), 2033-2039 (2015).
- Biessels, G. J., et al. Phenotyping animal models of diabetic neuropathy: a consensus statement of the diabetic neuropathy study group of the EASD (Neurodiab). J. Peripher. Nerv. Syst. 19 (2), 77-87 (2014).
- Boërio, D., Greensmith, L., Bostock, H. A model of mouse motor nerve excitability and the effects of polarizing currents. J. Peripher. Nerv. Syst. 16 (4), 322-333 (2011).
- Arnold, R., Moldovan, M., Rosberg, M. R., Krishnan, A. V., Morris, R., Krarup, C. Nerve excitability in the rat forelimb: a technique to improve translational utility. J. Neurosci. Methods. 275, 19-24 (2017).
- Moldovan, M., Alvarez, S., Krarup, C. Motor axon excitability during Wallerian degeneration. Brain. 132 (Pt 2), 511-523 (2009).
- Madison, R. D., Robinson, G. A., Krarup, C., Moldovan, M., Li, Q., Wilson, W. A. In vitro electrophoresis and in vivo electrophysiology of peripheral nerve using DC field stimulation. J. Neurosci. Methods. 225, 90-96 (2014).
- Moldovan, M., Krarup, C. Evaluation of Na+/K+ pump function following repetitive activity in mouse peripheral nerve. J. Neurosci. Methods. 155 (2), 161-171 (2006).
