Misurazioni del riflesso H terminale nei topi

Riepilogo

La valutazione clinica della spasticità basata sul riflesso di Hoffmann (H-reflex) e utilizzando la stimolazione elettrica dei nervi periferici è un metodo consolidato. Qui, forniamo un protocollo per una stimolazione nervosa terminale e diretta per la quantificazione del riflesso H nella zampa anteriore del topo.

Abstract

Il riflesso di Hoffmann (H-reflex), come analogo elettrico del riflesso di allungamento, consente la convalida elettrofisiologica dell'integrità dei circuiti neurali dopo lesioni come danni al midollo spinale o ictus. Un aumento della risposta H-riflessa, insieme a sintomi come contrazioni muscolari non volontarie, riflesso di allungamento patologicamente aumentato e ipertonia nel muscolo corrispondente, è un indicatore di spasticità post-ictus (PSS).

In contrasto con le misurazioni transcutanee piuttosto aspecifiche del nervo, qui, presentiamo un protocollo per quantificare il riflesso H direttamente ai nervi ulnare e mediano della zampa anteriore, che è applicabile, con piccole modifiche, al nervo tibiale e sciatico della zampa posteriore. Basato sulla stimolazione diretta e l'adattamento a diversi nervi, il metodo rappresenta uno strumento affidabile e versatile per convalidare i cambiamenti elettrofisiologici nei modelli di malattia correlati alla spasticità.

Introduzione

Il riflesso di Hoffmann (riflesso H), dal nome del fisiologo Paul Hoffmann, può essere evocato dalla stimolazione elettrica dei nervi periferici, che trasportano assoni di neuroni sensoriali e motori che derivano e portano agli stessi muscoli. È l'analogo indotto elettricamente del riflesso di allungamento monosinaptico e condivide lo stesso percorso¹. A differenza dell'allungamento muscolare, il riflesso H deriva dalla stimolazione elettrica. Quando i nervi periferici sono stimolati elettricamente a bassa intensità di corrente, le fibre afferenti Ia sono tipicamente depolarizzate prima a causa del loro grande diametro assone^2....

Protocollo

Tutti gli esperimenti sono stati condotti in conformità con le leggi europee e nazionali sulla cura degli animali e le linee guida istituzionali e sono stati approvati dal Landesamt für Natur-, Umwelt-, und Verbraucherschutz North Rhine-Westfalia (Az: 81-02.04.2019.A309). Il protocollo è ottimizzato per topi adulti (topi C57Bl/6J di circa 8-16 settimane) e per la registrazione degli arti anteriori. Può essere facilmente adattato stimolando i rispettivi nervi dell'arto posteriore e registrando i muscoli della zampa posteriore (Figura 1B). Una descrizione degli elettrodi di registrazione e stimolazione è aggiunta nella tabella dei m....

Risultati

Da n = 15 prove di stimolazione per frequenza di stimolazione e zampa, selezionare almeno n = 10 registrazioni di successo per l'analisi. Le prove con errori di misurazione (ad esempio, onda M mancante) sono escluse dall'analisi. Analizza ogni prova separatamente e genera una media per i confronti di gruppo / tempo in seguito. La latenza tra la stimolazione e la comparsa dell'onda M e dell'onda H viene registrata per ogni prova. Nella nostra esperienza, l'onda M si verifica circa 2 ms dopo la stimolazione e l'onda H dopo.......

Discussione

A differenza delle misurazioni del riflesso H transcutaneo precedentemente descritte nel topo⁶, forniamo una misurazione più diretta e specifica per il nervo. Questo nuovo approccio può essere applicato ai nervi dell'arto anteriore e posteriore (ad esempio, i nervi mediano, ulnare e radiale, e i nervi tibiale e sciatico, rispettivamente), rendendo questo metodo adattabile come strumento diagnostico a molti modelli di malattia (ad esempio, ictus, sclerosi multipla, sclerosi laterale amiotrofica, .......

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
Absorbent underpad	VWR	115-0684
AD converter	Cambridge Electronic Design, UK	CED 1401micro
Amplifier	Workshop Zoological Institute, UoC	-
Digital stimulator	Workshop Zoological Institute, UoC	MS 501
EMG electrodes	Workshop Zoological Institute, UoC		Two twisted, insulated copper wires (50 µm outer diameter) were soldered to a male plug and connected to a differential amplifier.
Eye ointment	Bayer	Bepanthen
Glass pipette	Workshop Zoological Institute, UoC	-	Prepare a glass pipette bent into a simple glass hook in the flame of a Bunsen burner.
Heating box	MediHeat	MediHeat V1200
Heating pad	WPI	61840 Heating pad
Hook electrodes	Workshop Zoological Institute, UoC	-	To produce the electrodes, bend stainless steel miniature pins into hooks at one end and insert into blunt cannulas to create direct mechanical contact. Solder the end of the cannula to copper wires (length approx. 50 cm), which are connected to either stimulation or recording device.
Ketamine	Pfizer	Ketavet
Rectal probe	WPI	RET-3
Stimulator isolation unit	Workshop Zoological Institute, UoC	MI 401
Sterilizer	CellPoint Scientific	Germinator 500	Routine pre- and post-operative disinfection of the surgical equipment should be done by heat sterilization. Decontaminate instruments for 15 s in the heated glass bead bath (260°C).
Temperature controller	WPI	ATC200
Vaseline	Bayer	-
Xylazine	Bayer	Rompun