שרירים מהירות שחזור מחזורי כדי לבחון את מאפייני ממברנה שריר

Summary

מוצג כאן הוא פרוטוקול עבור ההקלטה של מחזורי שרירים מהירות שחזור (MVRCs), שיטה חדשה של בחינת תכונות קרום השריר. MVRCs לאפשר הערכה vivo של פוטנציאל קרום השריר שינויים בפונקציית יון השריר ביחס לפתולוגיה, והיא מאפשרת הדגמה של depolarization שריר בשרירים נוירוגניים.

Abstract

למרות לימודי ההולכה העצביים המקובלת (NCS) ו אלקטרומגרפיה (EMG) מתאימים לאבחון של הפרעות נוירוסקולריות, הם מספקים מידע מוגבל על תכונות ממברנה סיבי השריר ומנגנוני המחלה הבסיסית. מחזורי שרירים מהירות התאוששות (MVRCs) להמחיש כיצד המהירות של הפוטנציאל פעולה השריר תלוי בזמן לאחר הפעולה הקודמת פוטנציאל. MVRCs קשורים הדוק לשינויים בפוטנציאל הממברנה העוקב אחר פוטנציאל הפעולה, ובכך לספק מידע על תכונות ממברנה סיבי השריר. MVRCs ניתן להקליט במהירות ובקלות על ידי גירוי ישיר הקלטה מחבילות רב סיבים ב vivo. MVRCs עזר להבנת מנגנוני המחלה בהפרעות נוירוסקולריות. מחקרים בחולים עם channelopathies הפגינו את ההשפעות השונות של מוטציות ערוץ יון ספציפי על היכולת של שרירים. MVRCs נבדקו בעבר בחולים עם השרירים הנוירוגניים. במחקר מוקדם זה, שריר תקופת השבירה היחסית (MRRP) היה ממושך, ו-supernormality מוקדם (ESN) ו-supernormality מאוחרת (LSN) הופחת בחולים לעומת פקדים בריאים. ובכך, MVRCs יכול לספק ראיות vivo של דפולריזציה קרום בסיבי שריר האדם שלמים כי בחוסר היכולת שלהם ההתרגשות מופחתת. הפרוטוקול המוצג כאן מתאר כיצד להקליט את MVRCs ולנתח את ההקלטות. MVRCs יכול לשמש כשיטה מהירה, פשוטה ושימושית לחשיפת מנגנוני מחלות על פני מגוון רחב של הפרעות נוירו-מולקולרית.

Introduction

לימודי הולכה עצבית (NCS) ואלקטרומגרפיה (EMG) הם שיטות אלקטרופיזיולוגיות קונבנציונליות המשמשות לאבחון הפרעות נוירולוגיות. Ncs מאפשר זיהוי של אובדן סיבי ו deמיאלונציה בעצבים¹, בעוד emg יכול להבדיל בין אם השינויים מיפתיה או נוירוגניים נמצאים השריר עקב נזק עצבי. עם זאת, NCS או EMG לספק מידע מוגבל על תכונות קרום סיבי השריר ומנגנוני המחלה הבסיסית. מידע זה ניתן להשיג באמצעות אלקטרודות תאיים בשרירים מבודדים מתוך ביופסיות^{שרירים 2,3,4}. עם זאת, היא בעלת חשיבות קלינית לשימוש במתודולוגיות באמצעות הקלטות משרירים שלמים בחולים.

המהירות של שריר שני סיבים פעולה שינויים פוטנציאליים כפונקציה של עיכוב לאחר הראשון⁵, ואת זה פונקציה התאוששות מהירות (או מחזור התאוששות) הוכח לשנות הדיסטרופיות או denervated השרירים. התשואה של הקלטות כאלה מסיבי שריר יחיד היה, עם זאת, נמוך מדי כדי להיות שימוש ככלי קליני⁶. עם זאת, ז'גרגן ובוסטוק מאוחר יותר מצאו כי הקלטות מרובות סיבים, מושגת על ידי גירוי ישיר הקלטה מאותו צרור של סיבי שריר, לספק שיטה מהירה ופשוטה של קבלת הקלטות כאלה ב vivo⁷. רצף של גירויים חשמליים לזווג הדופק עם מרווחי הגירוי ההדדית שונים (איסיס) משמש בשיטה זו^7,8,9,10,11.

הפרמטרים הוערכו של מערכת המידע כוללים את הערכים הבאים: 1) השריר היחסי עקשן יחסית (MRRP), שהוא המשך לאחר הפוטנציאל פעולה שרירים עד האפשרות הפעולה הבאה ניתן לקבל הרבה; 2) סופרנורמליות מוקדמת (ESN); ו-3) סופרנורמליות מאוחרת (LSN). ESN ו-LSN הם תקופות לאחר התקופה עקשן שבו הפוטנציאל הפעולה מתנהלים לאורך קרום השריר מהר יותר מהרגיל. את הפוטנציאל לאחר הקיטוב, ואת הצטברות אשלגן ב t-tubules של השריר בהתאמה, הם המשוערות כמו הגורמים העיקריים לשתי תקופות של סופרנורמליות.

תחולתה רחבה של mvrcs להפרעות שריר הוכח בגילוי ממברנה depolarization ב איסכמיה^7,10,12 וכישלון הכליות¹³, כמו גם מתן מידע על הפרעות ממברנה השריר במחלה קריטית מיפתיה¹⁴ ו הכללת ומבגו הגוף¹⁵. שיפוע התדר ו-15 פרוטוקולי הדמיה של הרץ הוכנסו מאז. מורדעי, יחד עם פרוטוקולים נוספים אלה, הפגינו את ההשפעות השונות על שריר הממברנה ממברנה הקשורים לאובדן הפונקציה או להשיג-of-הפונקציה מוטציות בערוצים שונים יון השריר בשנת שריר בירושה יון channelopathies (כלומר, נתרן ערוץ מיוטוניה, פאריוטוניה קונגניטה¹⁶, ניוון מיומני^{17, אנדרסן}-טאוויל תסמונת^{18, ו}מיוטוניה

במחקר שנערך לאחרונה, הישימות של MVRCs לשרירים נוירוגניים הוצגה בפעם הראשונה. המונח "שריר הנוירוגניים" מתייחס לשינויים המשניים בשרירי השלד המתפתחים כדבציה ולאחר כל פגיעה בתאי הצופר הקדמי או באקטונים המוטוריים. מאפיין זה מאופיין ב-EMG כפעילות ספונטנית (כלומר, fibrillations [fibs] וגלים חדים חיוביים [psws]), בעוד מנוע גדול פוטנציאל מוטורי עם משך ממושך ומשרעת מוגברת מתנה הנוכחית²¹. שינויים emg הם ברור השרירים denervated, אבל השינויים הסלולריים הבסיסיים של סיבים שרירים ממברנה הפוטנציאל הוכחו רק במחקרים ניסיוני על רקמת שריר מבודדים^2,3,4. MVRCs לספק תובנה נוספת לתוך vivo שרירים האדם תכונות קרום בנוגע לתהליך הדערבציה.

נייר זה מתאר את המתודולוגיה של MVRCs בפירוט. זה גם מסכם את השינויים השרירים הנוירוגניים בקבוצת משנה של חולים ממחקר שדווח בעבר²² ובקרה בריאות נושאים המאפשרים קביעה אם השיטה מתאימה למחקר מתוכנן.

ההקלטות מבצעות שימוש בפרוטוקול הקלטה המהווה חלק מתוכנית תוכנה. ציוד אחר משמש הוא מבודד ליניארי דו-קוטבי קבוע מכשיר מגירוי, 50 Hz הרעש הרץ, מגבר אלקטרומגנט מבודד, ו אנלוגי ל-digital ממיר.

Protocol

על כל הנושאים לספק הסכמה בכתב לפני הבדיקה, והפרוטוקול חייב להיות מאושר על ידי לוח הביקורת האתי המקומי המתאים. כל השיטות המתוארות כאן אושרו על-ידי הועדה האתית המדעית האזורית והסוכנות להגנת נתונים דנית.

1. הכנת הנושא

1. להעריך נושאים ' היסטוריה רפואית כדי להבטיח כי אין להם כל הפרעות קודמות מערכת העצבים מאשר קבוצת המחלה כי יהיה נחקר.
2. ליידע את הנושא בפרוטרוט על המבחנים ולבקש לקבל הסכמה בכתב.
   1. ליידע את הנושא על החדרת שתי מחטים בשריר הרגל וכי סיבי השריר יהיה מגורה עם זרם חלש.
   2. הסבר שהתחושה עלולה להרגיש מעט לא נעימה.
   3. ליידע את הנושא כי הגירוי ניתן לכבות מיד בכל רגע במהלך ההקלטה במקרה של אי נוחות כלשהי.
3. נקה את רגלו התחתונה. של הנבדק עם אלכוהול
4. הכנס את המחט הגירוי מונואולאר ממריצים (25 מ"מ x 26 G) על השריר הפנים הקדמי והאלקטרודה משטח דבק כמו אנודת 1 ס מ התיכון למחט מונוסולאר (איור 1).
5. . הציבו את האלקטרודות הקרקע לאנאודה
6. הכנס את ההקלטה מחטים קונצנטריים (25 מ"מ x 30 G) על 2 ס מ האבושים על האלקטרודות הגירוי מונואולאר מגרה לאורך סיבי השריר (איור 1).
7. חבר את ההקלטה של המחט החד ואלקטרודות הקרקע למגבר הקדם.
8. בקשו מהנושא לשמור על שתיקה ולהימנע מתנועה במהלך הבדיקה.
9. אפס את פלט הגירוי וחבר את האלקטרודות הגירוי לגירוי (איור 1).
10. שמרו על טמפרטורת העור בין 32 ל-36 ° צ' באמצעות מנורת חימום.

2. הקלטת של MVRCs

1. התחל את תוכנת ההקלטה האוטומטית למחצה באמצעות הפרוטוקול של הקלטת שרירים והפעל את הגירוי. הגירוי יתחיל ב-2.5 mA עם 1 Hz.
2. הגבר את עוצמת הגירוי באופן ידני על-ידי פגיעה במקש Insert עד להקלטת תגובה (מקסימום = 10 mA).
   1. כוונן את מחטי הגירוי וההקלטה במידת הצורך, עד להקלטת תגובה מקובלת בעוצמת גירוי של פחות מ-10 mA. הצורה של הפוטנציאל פעולה שריר צריך להיות triphasic, אם אפשרי, ויציב. להימנע מהעוויתות גדול של השריר כולו.
   2. להפוך את הפוטנציאל פעולה שריר על ידי להכות את מקש החיסור (-) אם הפוטנציאל מופיע הפוך.
      הערה: קו אופקי מגנטה מופיע על המסך המציין את רוחב הפוטנציאל של הפעולה.
3. כוונן את המיקום והאורך של הקו האדום על-ידי גרירת הקו עם העכבר. הקו האופקי הירוק מייצג את קו הבסיס.
4. לחץ על אישור כדי להתחיל בהקלטת הקובץ MVRCs.
5. בחרו קשרי גומלין של תגובת גירוי מהאפשרויות הראשיות.
6. להגדיל את עוצמת הגירוי על ידי להכות את מקש ההוספה למקסימום של 10 mA או נסבל.
7. לחץ על אישור כדי להתחיל בירידה בעקומת התגובה לגירוי.
8. לחץ על אישור כאשר גירוי הבדיקה מגיע לאפס.
9. הגדר את עוצמת הגירוי לרמה עבור השהיה יציבה.
10. לחץ על אישור כדי לחזור לתפריט הראשי.
11. בחר את האפשרות 1/2/5 מיזוג stims עבור RC.
12. בחר פרוטוקול מאפשרויות מחזור השחזור (לדוגמה, התחל מחזור התאוששות מהירה [דלג על עיכובים חלופיים]), שהוא ברירת המחדל.
    הערה: ההקלטה ממשיכה באופן אוטומטי עבור 34 שלבים עם הפחתת מרווחי זמן בין גירוי (איסיס).
13. ודא כי הפוטנציאל פעולה השריר יציב במהלך ההקלטה וכי המחט לא זז. המסך משתנה אוטומטית לאפשרויות הראשיות כאשר השלבים 34 הסתיימו.
14. לחץ על הקלטת סיום | סגור קובץ | בסדר, אלא אם כן מתבצעים ביצוע תדירות השיפוע או הקלטות של 20 הרץ.
15. סיים את ההקלטה ושמור את הנתונים על ידי לחיצה על הקובץ סגור ושמור נתונים לחצן.

3. ניתוח מו מוירטואלי

1. הפעל את תוכנית הניתוח כדי לבצע את הניתוח באופן לא מקוון.
2. בחר את ההקלטה שתהיה מנותח ולחץ על לחצן אישור .
3. לחצו על ' טען פרמטרים ' מתפריט ' קבצים '.
4. בחר באפשרות MANAL9 עבור הניתוח. אם הדבר אינו קיים ברשימה, לחץ על עיון כדי למצוא קובץ זה. לחץ על אישור כדי להמשיך.
5. כאשר מופיע תיאור של ניתוח MAnal9 שרירים של השריר, לחץ על אישור כדי להמשיך.
   1. היפוך הפוטנציאל של פעולה שרירים על ידי הקלדת MM-1 אם הפוטנציאל מופיע הפוך.
   2. לחץ לחיצה ימנית על העכבר כדי להפוך את הקו האדום לגלוי. הגדר את החלון לבסיס של תגובת השיא ורוחב המתאים בערך לרוחב הפוטנציאל של הפעולה בגובה זה. גררו באמצעות העכבר כדי לכוונן את החלון. החלון קובע את השהיות שבהן נמדדים הגובה וההשהיה, כפי שמצוין בקווים הכחולים החיוורים, והקו הירוק מציין את קו הבסיס. לחץ על אישור כדי להמשיך.
6. לחץ על אישור כדי למדוד מחדש את השהיות והפסגות. . זה ייעשה באופן אוטומטי
   הערה: בתצוגה של השהיות מדודות, השהיות נמדדות לעיכובים קצרים יותר מאשר לאלה המקוריים. זאת משום שהתגובות לגירויים בלבד הוכחו מתגובות למיזוג ובנוסף למבחן. הדבר מבטיח שגירויים במיזוג לא יפריעו למידות ההשהיה. כפי שמצוין בתיבת הבקשה, נקודות רע יחיד יכול להיות מסולק על ידי מיקום הסמן (הקו האדום האנכי) מעל הנקודה ולהכות את ~ המפתח. הנקודה הרעה מוחלפת בערכים מסוימים משני צדדיו באותו ערוץ. אם אין נקודות רעות, הגדר את DE (סוף תצוגה) לאחר ההשהיה האחרונה הנדרשת.
7. לחץ על אישור כדי ליצור קובץ rmc.
8. התעלם ממרבית האפשרויות המופיעות בטופס "יצירת RCC או RCC", מכיוון שאלה מודאגים ממדידות של סיבים במקום MVRCs. לחץ על שמור ויציאה כדי להמשיך. לאחר שמירת קובץ RMC, תיבת הבקשה מספקת אפשרויות שונות
9. אם הוקלטה התדר ו/או נתוני הגירוי החוזרים נרשמו, בצע את ההוראות כדי לנתח את אלה. אחרת, בחר ' עבור ישירות ' כדי ליצור קובץ זיכרון ליצירת קובץ מזיכרון. לחץ על אישור כדי להמשיך.
10. לחץ על שמור ויציאה כדי להמשיך.
11. לחץ על אישור כדי להוסיף את נתוני rmc לקובץ הזיכרון.
12. לחץ על הוסף מקובץ קלט RMC כדי להוסיף נתונים אלה לקובץ ה-זיכרון ולאחר מכן שנה את הספריה כדי לשמור את קובץ ה-מחבר המורכב. לאחר מכן, לחץ על שמור ויציאה כדי לשמור אותו.
13. לחץ על אישור כדי לשמור את קובץ qzd שנמדד מחדש כדי לאפשר בידול מהקובץ qzd המקורי באמצעות סימן.

תוצאות

התוצאות הבאות התקבלו בקבוצה של חולים ממחקר שנערך לאחרונה²², שבו היו fibs/psws בכל האתרים המראים פעילות הדזרני שימור. התוצאות הראו כי שינויים בסיבי השריר לאחר שימור העריכו בvivo באמצעות טכניקת המפעילים וירטואליים המתוארים בפרוטוקול זה. MVRCs הראה שינויים עקביים עם depolarization של פוטנציאל ...

Discussion

MVRCs, כפי שתוכנתו בתוכנת ההקלטה, הוא הליך אוטומטי מאוד, אבל הטיפול נדרש כדי לקבל תוצאות אמינות. בשלב ההקלטה, בזמן התאמת המחטים, חשוב להימנע מעירור האזור או העצב של לוחית הסיום. זה בדרך כלל מוביל הסנובים גדול של השריר כולו, אשר מגביר את הסיכון של עקירה של גירוי ו/או הקלטת מחט במהלך ההקלטה MVRCs. עד ...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
50 Hz Noise Eliminator	Digitimer Ltd		Humbug
Analogue-to-Digital Converter	National Instruments		NI-6221
Analysing software program	Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)		QtracP, MANAL9
Disposable concentric needle electrode, 25 mm x 30G	Natus		Dantec DCN
Disposable monopolar needle electrode, 25 mm x 26G	Natus		TECA elite
Isolated EMG amplifier	Digitimer Ltd		D440
Isolated linear bipolar constant-current stimulator	Digitimer Ltd		DS5
Software and recording protocol	Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)		QtracW software, M3REC3 recording protocol written by Hugh Bostock, Istitute of Neurology, London, UK)