Elettromiografia a fibra singola stimolata (SFEMG) per la valutazione della trasmissione della giunzione neuromuscolare in modelli di roditori

Riepilogo

In questo studio, dimostriamo un raffinato protocollo di elettromiografia a fibra singola (SFEMG) per consentire la misurazione in vivo della trasmissione della giunzione neuromuscolare (NMJ) in modelli di roditori. Viene descritto un approccio graduale alla tecnica SFEMG per consentire la quantificazione della variabilità e del fallimento della trasmissione NMJ nel muscolo gastrocnemio di ratto.

Abstract

Come collegamento finale tra il sistema nervoso e il muscolo, la trasmissione alla giunzione neuromuscolare (NMJ) è fondamentale per la normale funzione motoria. L'elettromiografia a fibra singola (SFEMG) è una tecnica clinicamente rilevante e sensibile che misura le risposte al potenziale d'azione di una singola fibra muscolare durante le contrazioni volontarie o le stimolazioni nervose per valutare la trasmissione della NMJ. La valutazione e la quantificazione della trasmissione NMJ coinvolge due parametri: jitter e blocking. Il jitter si riferisce alla variabilità dei tempi (latenza) tra potenziali d'azione consecutivi a fibra singola (SFAP). Il blocco indica l'impossibilità della trasmissione NMJ di avviare una risposta SFAP. Sebbene la SFEMG sia un test ben consolidato e sensibile in ambito clinico, la sua applicazione nella ricerca preclinica è stata relativamente rara. Questo rapporto delinea i passaggi e i criteri impiegati nell'esecuzione di SFEMG stimolato per quantificare il jitter e il blocco nei modelli di roditori. Questa tecnica può essere utilizzata in studi preclinici e clinici per ottenere informazioni sulla funzione NMJ nel contesto della salute, dell'invecchiamento e della malattia.

Introduzione

L'elettromiografia a fibra singola (SFEMG) è stata inizialmente sviluppata da Stålberg ed Ekstedt negli anni '60 per identificare e analizzare i potenziali d'azione delle singole fibre muscolari, principalmente per studiare l'affaticamento muscolare¹. La SFEMG è la tecnica clinica più sensibile per la valutazione della trasmissione della giunzione neuromuscolare (NMJ)². La SFEMG viene condotta registrando selettivamente i potenziali d'azione a fibra singola (SFAP)³. La trasmissione della NMJ può essere compromessa a causa di fattori come l'in....

Protocollo

Tutti i protocolli sono stati approvati ed eseguiti in conformità con le normative stabilite dal Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali presso l'Università del Missouri.

1. Preparazione degli animali e somministrazione dell'anestesia

1. Indossare adeguati dispositivi di protezione individuale.
2. Prima della procedura, misurare il peso del ratto per determinare la dose appropriata per i farmaci basati sul peso e le impostazioni del ventilatore.
3. Indurre l'anestesia con isoflurano inalato al 3%-5%. Una volta stabilito un livello adeguato di anestesia,....

Discussione

SFEMG è comunemente usato per i test diagnostici in pazienti con sospette forme autoimmuni, acquisite e genetiche della malattia NMJ. SFEMG è considerato il test più sensibile per la diagnosi del disturbo NMJ, miastenia gravis^20,21. La stimolazione nervosa ripetitiva (RNS) è un altro metodo più comunemente utilizzato nei test diagnostici clinici e prevede la stimolazione di un nervo periferico con un treno di stimoli e la qu.......

Materiali

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