Name: in vivo electrophysiological measurement of the rat ulnar nerve with axonal excitability testing
Uploaded: 2018-02-06T12:30:00
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El proyecto fue apoyado por Fundación Lundbeck, la Fundación de Novo Nordisk, el Consejo Danés de investigación médica, la Ludvig y Sara Elsass Foundation, la Fundación para la investigación en Neurología y Jytte y Kaj Dahlboms Fundación. R.A es apoyado por una beca de post-doctorado de carrera temprana de la salud nacional y el Consejo médico de investigación de España (#1091006)

Todos los procedimientos experimentales descritos aquí cumplieron con el cuidado Animal y ética Comité de UNSW de Sydney y se realizaron según la salud nacional y el Consejo de investigación médica (NHMRC) de regulaciones de Australia para la experimentación animal.
1. experimental establecido
Nota: se utilizaron ratas Long-Evans 12 semanas de edad, femeninas en este procedimiento.
<ol><li>Anestesiar la rata en una cámara de inducción con 4% de isoflurano...

<ol>
	<li>Krishnan, A. V., Lin, C. S. -. Y., Park, S. B., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonal+ion+channels+from+bench+to+bedside:+a+translational+neuroscience+perspective.">Axonal ion channels from bench to bedside: a translational neuroscience perspective.</a> Prog neurobiol. 89 (3), 288-313 (2009).</li><li>Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Park, S. B., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulatory+effects+on+axonal+function+after+intravenous+immunoglobulin+therapy+in+chronic+inflammatory+demyelinating+polyneuropathy.">Modulatory effects on axonal function after intravenous immunoglobulin therapy in chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy.</a> Arch neurol. 68 (7), 862-869 (2011).</li><li>Park, S. B., Goldstein, D., Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Friedlander, M. L., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+abnormalities+of+sensory+nerve+function+associated+with+oxaliplatin-induced+neurotoxicity.">Acute abnormalities of sensory nerve function associated with oxaliplatin-induced neurotoxicity.</a> J. Clin. Oncol. 27 (8), 1243-1249 (2009).</li><li>Arnold, R., Pussell, B. A., Pianta, T. J., Lin, C. S. -. Y., Kiernan, M. C., Krishnan, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+between+calcineurin+inhibitor+treatment+and+peripheral+nerve+dysfunction+in+renal+transplant+recipients.">Association between calcineurin inhibitor treatment and peripheral nerve dysfunction in renal transplant recipients.</a> Am. J. Transplant. 13 (9), 2426-2432 (2013).</li><li>Bo&#235;rio, D., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+properties+of+motor+axons+in+the+maturing+mouse.">Excitability properties of motor axons in the maturing mouse.</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 14 (1), 45-53 (2009).</li><li>Bo&#235;rio, D., Kalmar, B., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+properties+of+mouse+motor+axons+in+the+mutant+SOD1(G93A)+model+of+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Excitability properties of mouse motor axons in the mutant SOD1(G93A) model of amyotrophic lateral sclerosis.</a> Muscle &amp; Nerve. 41 (6), 774-784 (2010).</li><li>Alvarez, S., Calin, A., Graffmo, K. S., Moldovan, M., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral+motor+axons+of+SOD1(G127X)+mutant+mice+are+susceptible+to+activity-dependent+degeneration.">Peripheral motor axons of SOD1(G127X) mutant mice are susceptible to activity-dependent degeneration.</a> Neurosci. 241, 239-249 (2013).</li><li>Fledrich, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soluble+neuregulin-1+modulates+disease+pathogenesis+in+rodent+models+of+Charcot-Marie-Tooth+disease+1A.">Soluble neuregulin-1 modulates disease pathogenesis in rodent models of Charcot-Marie-Tooth disease 1A.</a> Nat. Med. 20 (9), 1055-1061 (2014).</li><li>Vianello, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+doses+of+arginine+butyrate+derivatives+improve+dystrophic+phenotype+and+restore+membrane+integrity+in+DMD+models.">Low doses of arginine butyrate derivatives improve dystrophic phenotype and restore membrane integrity in DMD models.</a> FASEB J. 28 (6), 2603-2619 (2014).</li><li>Osaki, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+anesthetic+agents+on+in+vivo+axonal+HCN+current+in+normal+mice.">Effects of anesthetic agents on in vivo axonal HCN current in normal mice.</a> Clin Neurophysiol. 126 (10), 2033-2039 (2015).</li><li>Biessels, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotyping+animal+models+of+diabetic+neuropathy:+a+consensus+statement+of+the+diabetic+neuropathy+study+group+of+the+EASD+(Neurodiab).">Phenotyping animal models of diabetic neuropathy: a consensus statement of the diabetic neuropathy study group of the EASD (Neurodiab).</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 19 (2), 77-87 (2014).</li><li>Bo&#235;rio, D., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+of+mouse+motor+nerve+excitability+and+the+effects+of+polarizing+currents.">A model of mouse motor nerve excitability and the effects of polarizing currents.</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 16 (4), 322-333 (2011).</li><li>Arnold, R., Moldovan, M., Rosberg, M. R., Krishnan, A. V., Morris, R., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve+excitability+in+the+rat+forelimb:+a+technique+to+improve+translational+utility.">Nerve excitability in the rat forelimb: a technique to improve translational utility.</a> J. Neurosci. Methods. 275, 19-24 (2017).</li><li>Moldovan, M., Alvarez, S., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+axon+excitability+during+Wallerian+degeneration.">Motor axon excitability during Wallerian degeneration.</a> Brain. 132 (Pt 2), 511-523 (2009).</li><li>Madison, R. D., Robinson, G. A., Krarup, C., Moldovan, M., Li, Q., Wilson, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+electrophoresis+and+in+vivo+electrophysiology+of+peripheral+nerve+using+DC+field+stimulation.">In vitro electrophoresis and in vivo electrophysiology of peripheral nerve using DC field stimulation.</a> J. Neurosci. Methods. 225, 90-96 (2014).</li><li>Moldovan, M., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Na+/K++pump+function+following+repetitive+activity+in+mouse+peripheral+nerve.">Evaluation of Na+/K+ pump function following repetitive activity in mouse peripheral nerve.</a> J. Neurosci. Methods. 155 (2), 161-171 (2006).</li></ol>

El procedimiento descrito demuestra una simple y confiable, técnica mínimamente invasiva que permite la evaluación de las propiedades biofísicas y potencial de la membrana del axón en un corto periodo de tiempo. En comparación con otras técnicas más invasivas, que requieren la exposición del nervio, el presente método de prueba de excitabilidad axonal induce daño mínimo del tejido permitiendo así la evaluación en vivo que conserva las condiciones fisiológicas de la nervio de interés y permite med...

El uso de técnicas electrofisiológicas es una herramienta esencial para la investigación en vivo de la función nerviosa periférica en trastornos neurológicos. Métodos de conducción del nervio convencionales utilizan estímulos supramaximal latencia y amplitud del potencial de acción motor. Estas técnicas por lo tanto proporcionan información útil sobre el número de la realización de las fibras y la velocidad de conducción de las fibras más rápidas. Una valiosa herramienta complementaria es la de prueba de excitabilidad axonal. Esta técnica utiliza patrones de estimulación electrofisiológica sofisticado para evaluar indirectamente las propiedades biofísicas de los nervios periféricos, como la actividad de canales iónicos, bombas dependientes de energía, procesos de intercambio iónico y potencial de membrana 1.
Prueba de excitabilidad axonal es comúnmente utilizada en el ajuste clínico para investigar procesos fisiopatológicos y los efectos de las intervenciones terapéuticas en diversos trastornos neurológicos. Lo importante, las medidas de la excitabilidad axonal son sensibles a las intervenciones terapéuticas que afectan la función de nervio periférico como la terapia de inmunoglobulina intravenosa (IgIV)2, quimioterapia3 y calcineurin inhibidor (CNI) 4. aunque estos estudios han aportado importantes ideas, estudios clínicos a menudo impiden investigación de características de la enfermedad temprana y nuevas opciones terapéuticas5. Por lo tanto, el uso de estos métodos en modelos animales de trastornos neurológicos ha ganado recientemente la tracción6,7,8,9. De hecho, estos métodos proporcionan una oportunidad para comprender los cambios de excitabilidad del nervio específico asociados con estos trastornos, por lo tanto avance de la investigación traslacional.
El procedimiento descrito aquí es un método sencillo y fiable para medidas de registro excitabilidad axonal en los nervios cubitales de la rata intacta.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>QTracS Program</td>
			<td>Digitimer Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Axonal excitability program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AM-Systems 2200, Analog Stimulus Isolator, 2200V/50Hz</td>
			<td>SDR Scientific</td>
			<td>850005</td>
			<td>Stimulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Performance AC Amplifier Model LP511</td>
			<td>Grass Technologies</td>
			<td></td>
			<td>Amplifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Humbug 50/60Hz Noise eliminator</td>
			<td>Quest Scientific Instruments</td>
			<td>726310</td>
			<td>Noise eliminator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low Impedance Platinum Monopolar Subdermal Needle Electrodes</td>
			<td>Grass Technologies</td>
			<td>F-E2-24</td>
			<td>Recording electrodes, 10 mm length, 30 gauge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low Impedance Platinum Electroencephalography Needle Electrodes</td>
			<td>Cephalon</td>
			<td>9013L0702</td>
			<td>Stimulating electrodes, 10 mm length, 30 gauge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multifunction I/O Device Model USB-6341</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Multifunction input/output device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron Base Plate IP</td>
			<td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td>
			<td></td>
			<td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotating X-block X-4</td>
			<td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td>
			<td></td>
			<td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic Stand GJ-8</td>
			<td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td>
			<td></td>
			<td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromanipulator M-3333</td>
			<td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td>
			<td></td>
			<td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo electrophysiological measurement of the rat ulnar nerve with axonal excitability testing

Electrofisiológico permite la evaluación objetiva de la función de nervio periférico en vivo. Conducción nerviosa tradicional medidas tales como amplitud y latencia de detectaron pérdida crónica axon y desmielinización, respectivamente. Técnicas de excitabilidad axonal "por umbral de seguimiento" amplían estas medidas al proporcionar información sobre la actividad de canales iónicos, bombas e intercambiadores que se relacionan con la función aguda y pueden preceder eventos degenerativos. Como tal, el uso de excitabilidad axonal en modelos animales de trastornos neurológicos puede proporcionar una medida útil en vivo para evaluar intervenciones terapéuticas novedosas. Aquí se describe una instalación experimental para medidas múltiples de técnicas motor excitabilidad axonal en el nervio cubital de rata.
Los animales son anestesiados con isoflurano y cuidadosamente monitoreados para asegurar una profundidad constante y adecuada de anestesia. Temperatura corporal, ritmo respiratorio, ritmo cardíaco y saturación de oxígeno en la sangre son continuamente monitoreados. Se realizan estudios de excitabilidad axonal utilizando la estimulación percutánea del nervio cubital y grabación de la musculatura hipotenar de la pata del miembro anterior. Con la colocación correcta del electrodo, se registra un potencial de acción muscular compuesto claro que aumenta en amplitud con el aumento de intensidad del estímulo. Un programa automatizado se utiliza entonces para ofrecer una serie de impulsos eléctricos que generan 5 medidas específicas de excitabilidad en la secuencia siguiente: estímulo respuesta comportamiento, constante de tiempo de duración de fuerza, electrotonus umbral, umbral de corriente relación y el ciclo de recuperación.
Los datos presentados aquí indican que estas medidas son repetibles y muestran similitud entre los nervios cubitales derecha e izquierdos cuando se evaluó en el mismo día. Una limitación de estas técnicas en este entorno es el efecto de dosis y tiempo bajo anestesia. Cuidadoso monitoreo y registro de estas variables deben realizarse para su examen en el momento del análisis.

Medidas electrofisiológicas del nervio cubital rata fueron obtenidas con el presente Protocolo. Figura 3 se muestra a un representante de la grabación del nervio cubital izquierdo de 12 semanas de edad hembra Evans largo rata. Potencial de acción compuesto del músculo se relaciona con el número de fibras que se activan al mismo tiempo llevar a cabo. La respuesta de pico supramaximal (mV) (Figura 3A) muestra la respuesta máx...

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In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

En Vivo Medición electrofisiológica del nervio cubital con la excitabilidad Axonal prueba rata

La excitabilidad axonal técnicas proporcionan una poderosa herramienta para analizar la fisiopatología y los cambios biofísicos que preceden acontecimientos degenerativos irreversibles. Este manuscrito muestra el uso de estas técnicas en el nervio cubital de ratas anestesiados.

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity

Evaluación de la excitabilidad en los nervios inducidos por la quimioterapia Neurotoxicidad

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. ...

Investigación

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