Stimulierte Einzelfaser-Elektromyographie (SFEMG) zur Beurteilung der Übertragung neuromuskulärer Verbindungen in Nagetiermodellen

Zusammenfassung

In dieser Studie demonstrieren wir ein verfeinertes Single Fiber Electromyography (SFEMG)-Protokoll, um in vivo die Übertragung der neuromuskulären Verbindung (NMJ) in Nagetiermodellen zu messen. Es wird ein schrittweiser Ansatz für die SFEMG-Technik beschrieben, um die Quantifizierung der NMJ-Übertragungsvariabilität und des NMJ-Transmissionsversagens im Gastrocnemius-Muskel der Ratte zu ermöglichen.

Zusammenfassung

Als letzte Verbindung zwischen dem Nervensystem und den Muskeln ist die Übertragung an der neuromuskulären Verbindung (NMJ) entscheidend für die normale motorische Funktion. Die Einzelfaser-Elektromyographie (SFEMG) ist eine klinisch relevante und empfindliche Technik, die die Reaktionen des Aktionspotentials einzelner Muskelfasern während willkürlicher Kontraktionen oder Nervenstimulationen misst, um die NMJ-Übertragung zu beurteilen. Die Bewertung und Quantifizierung der NMJ-Übertragung umfasst zwei Parameter: Jitter und Blocking. Jitter bezieht sich auf die Variabilität des Timings (Latenz) zwischen aufeinanderfolgenden Einzelfaser-Aktionspotentialen (SFAPs). Blockieren bedeutet, dass die NMJ-Übertragung keine SFAP-Antwort initiieren kann. Obwohl SFEMG ein gut etablierter und sensitiver Test im klinischen Umfeld ist, ist seine Anwendung in der präklinischen Forschung bisher relativ selten. Dieser Bericht beschreibt die Schritte und Kriterien, die bei der Durchführung von stimuliertem SFEMG zur Quantifizierung von Jitter und Blockierung in Nagetiermodellen angewendet werden. Diese Technik kann in präklinischen und klinischen Studien eingesetzt werden, um Einblicke in die NMJ-Funktion im Kontext von Gesundheit, Altern und Krankheit zu gewinnen.

Einleitung

Die Einzelfaser-Elektromyographie (SFEMG) wurde ursprünglich in den 1960er Jahren von Stålberg und Ekstedt entwickelt, um Aktionspotentiale von einzelnen Muskelfasern zu identifizieren und zu analysieren, vor allem zur Untersuchung der Muskelermüdung¹. SFEMG ist die sensitivste klinische Technik zur Beurteilung der Übertragung der neuromuskulären Verbindung (NMJ)². Die SFEMG wird durch selektive Aufzeichnung von Einzelfaser-Aktionspotentialen (SFAPs) ^{durchgeführt3}. Die NMJ-Übertragung kann aufgrund von Faktoren wie dem Altern

Protokoll

Alle Protokolle wurden genehmigt und in Übereinstimmung mit den Vorschriften des Institutional Animal Care and Use Committee an der University of Missouri durchgeführt.

1. Vorbereitung der Tiere und Verabreichung der Anästhesie

1. Ziehen Sie geeignete persönliche Schutzausrüstung an.
2. Messen Sie vor dem Eingriff das Gewicht der Ratte, um die geeignete Dosis für gewichtsbasierte Medikamente und Beatmungsgeräteeinstellungen zu bestimmen.
3. Induzieren Sie eine Anästhesie mit 3%-5% inhaliertem Isofluran. Sobald ein angemessenes Anästhesieniveau erreicht ist, positioniere....

Diskussion

SFEMG wird häufig für diagnostische Tests bei Patienten mit Verdacht auf autoimmune, erworbene und genetische Formen der NMJ-Erkrankung eingesetzt. SFEMG gilt als der sensitivste Test für die Diagnose der NMJ-Störung Myasthenia gravis^20,21. Die repetitive Nervenstimulation (RNS) ist eine weitere Methode, die häufiger in der klinischen Diagnostik verwendet wird und die Stimulation eines peripheren Nervs mit einer Reihe von Re.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
27 G Reusable Single Fiber Needle Electrode	Technomed	202860-000	singlefiber recording electrode
2 mL Glass Syringe	Kent Scientific Corporation	SOMNO-2ML
Detachable Cable	Technomed	202845-0000	to connect the recorder electrode to the electrodiagnostic machine
Disposable 2" x 2" disc electrode with leads	Cadwell	302290-000	ground electrode
disposable monopolar needles 28 G	Technomed	202270-000	cathode and anode stimulating electrodes
EMG needle cable (Amp/stim switch box)	Cadwell	190266-200	to connect monopolar electrodes to electrodiagnostic stimulator
Helping Hands alligator clip with iron base	Radio Shack	64-079	Maintaining recording electrode placement
Isoflurane (250 mL bottle)	Piramal Healthcare	NA
monoject curved tip irrigating syringe	Covidien	81412012	utilized for application of electrode gel
PhysioSuite Physiological Monitoring System with RightTemp Homeothermic Warming	Kent Scientific Corporation	PS-RT	Includes infrared warming pad, rectal probe, and pad temperature probe
Pro trimmer Pet Grooming Kit	Oster	078577-010-003	clippers for hair removal
Rat Endotracheal Tubes (16 G)	Kent Scientific Corporation
Rocoronium Bromide	Sigma	PHR2397-500MG	neuromuscular blocker agent
Sierra Summit EMG system	Cadwell Industries, Inc., Kennewick, WA	NA	portable electrodiagnostic system
SomnoSuite Low-Flow Digital Anesthesia System	Kent Scientific Corporation	SOMNO	Includes anti-spill, anti-vapor bottle top adapter; Y adapter tubing; charcoal scavenging filter
Veterinarian petroleum-based ophthalmic ointment	Puralube	26870	applied during anesthesia to avoid corneal injury