Вынужденная электромиография с одним волокном (SFEMG) для оценки передачи нервно-мышечных соединений на моделях грызунов

Резюме

В этом исследовании мы демонстрируем усовершенствованный протокол одноволоконной электромиографии (SFEMG), позволяющий in vivo измерять передачу нервно-мышечного соединения (NMJ) на моделях грызунов. Описан пошаговый подход к методу SFEMG, позволяющий количественно оценить вариабельность и сбой передачи NMJ в икроножной мышце крысы.

Аннотация

Являясь конечным связующим звеном между нервной системой и мышцами, передача в нервно-мышечном соединении (НМЖ) имеет решающее значение для нормальной двигательной функции. Электромиография одного волокна (SFEMG) является клинически значимым и чувствительным методом, который измеряет потенциальные реакции одного мышечного волокна во время произвольных сокращений или стимуляции нервов для оценки передачи NMJ. Оценка и количественная оценка передачи NMJ включает в себя два параметра: джиттер и блокировку. Джиттер относится к изменчивости во времени (задержке) между последовательными потенциалами действия одного волокна (SFAP). Блокировка означает неспособность передачи NMJ инициировать ответ SFAP. Несмотря на то, что SFEMG является хорошо зарекомендовавшим себя и чувствительным тестом в клинических условиях, его применение в доклинических исследованиях было относительно редким. В этом отчете изложены шаги и критерии, используемые при выполнении стимулированного SFEMG для количественной оценки джиттера и блокировки в моделях грызунов. Этот метод может быть использован в доклинических и клинических исследованиях для получения представления о функции NMJ в контексте здоровья, старения и болезней.

Введение

Одноволоконная электромиография (SFEMG) была первоначально разработана Столбергом и Экстедтом в 1960-х годах для идентификации и анализа потенциалов действия отдельных мышечных волокон, в первую очередь для изучения мышечной^{усталости.} SFEMG является наиболее чувствительным клиническим методом для оценки передачи нервно-мышечного соединения (NMJ)². SFEMG проводится путем селективной регистрации потенциалов действия одного волокна (SFAP)³. Передача NMJ может быть нарушена из-за таких факторов, как старение ^4,5....

протокол

Все протоколы были утверждены и выполнены в соответствии с правилами, установленными Комитетом по уходу за животными и их использованию в Университете штата Миссури.

1. Подготовка животных и введение анестезии

1. Наденьте соответствующие средства индивидуальной защиты.
2. Перед процедурой измерьте вес крысы, чтобы определить подходящую дозу для лекарств с учетом веса и настроек аппарата искусственной вентиляции легких.
3. Вызвать анестезию с помощью 3%-5% ингаляционного изофлурана. Как только будет установлен адекватный уровень анестезии, поместите крысу в положение леж....

Результаты

Чтобы продемонстрировать повышенное джиттер и блокировку в контексте сбоя передачи NMJ, стимулированное SFEMG проводили с внутривенным введением рокурония и без него. Рокуроний является недеполяризующим нервно-мышечным блокатором промежуточного действия, широко испо?.......

Обсуждение

SFEMG обычно используется для диагностического тестирования у пациентов с подозрением на аутоиммунные, приобретенные и генетические формы заболевания NMJ. SFEMG считается наиболее чувствительным тестом для диагностики расстройства NMJ, миастении^20,21

Материалы

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