Нейрофизиология, 2014, № 1

Титульні сторінки та зміст

2019-02-18T23:31:08Z

Титульні сторінки та зміст

Functional changes in motor endplates of the target muscle after amputation of the C7 nerve root

2019-02-17T23:25:33Z

Functional changes in motor endplates of the target muscle after amputation of the C7 nerve root Zhu, Y.; Xu, L.; Xu, J.G.; Gu, Y.D. There are limited data on structural and functional changes in motor endplates and muscle fibers in the target muscle following amputation of the 7th cervical nerve root, a transplantation-related procedure in surgical treatment in the case of avulsions of the brachial plexus roots. We examined functional changes in these structures using stimulated singlefiber electromyography (sSF-EMG) in an animal model. Unilateral amputation of the 7th cervical nerve root was performed in 36 male rats, and the m. triceps brachii muscle was tested by sSF-EMG at different time points. We observed significant differences in the jitter (mean consecutive difference, MCD, of the latencies between adjacent muscle fibers) at postamputation weeks 1, 2, 4, and 6. The post-operation fiber density (FD) values within the zone of effective stimulation also gradually increased. At post-amputation weeks 8 and 12, the jitter values returned to normal levels, whereas FD values continued to rise. Our results indicate that the post-amputation compensatory processes in the target muscles of the 7th cervical nerve root are completed at 9-12 weeks after amputation.; Дані щодо структурних та функціональних змін у моторних кінцевих пластинках та м’язових волокнах м’яза-цілі після ампутації сьомого шийного нервового корінця (процедури в рамках трансплантаційного хірургічного лікування наслідків відриву корінців брахіального сплетіння) поки що обмежені. Ми досліджували функціональні зміни в згаданих структурах, використовуючи методику стимуляційної „одноволоконної” електроміографії в умовах експериментальної моделі на тваринах. Унілатеральну ампутацію сьомого цервікального нервового корінця було виконано на 36 щурах-самцях, і триголові м’язи плеча тестувалися за допомогою згаданої ЕМГ-методики в різні часові інтервали. Ми виявили істотні відмінності середніх варіацій („дрижання”, jitter, різниць між послідовними величинами) латентних періодів, характерних для прилеглих одне до одного м’язових волокон, у перший, другий, четвертий та шостий тижні після операційного періоду. В цей час щільність волокон у зоні ефективної стимуляції також поступово зростала. На восьмий–12-й тижні післяопераційного періоду значення варіацій („дрижання”) поверталися до нормальних, тоді як значення щільності активованих волокон продовжували зростати. Наші результати свідчать про те, що післяампутаційні компенсаторні процеси в м’язах-цілях волокон нервового корінця С7 завершуються через дев’ять–12 тижнів після ампутації останнього.

Effect of prior instructions on preprogrammed reactions of trunk muscles in individuals with and without chronic low back pain

2019-02-17T23:25:25Z

Effect of prior instructions on preprogrammed reactions of trunk muscles in individuals with and without chronic low back pain Shenoy, Sh.; Balachander, H.; Sandhu, J.S. The late component of the stretch reflex occurring in humans within a 40 to 120 msec interval following a loading perturbation is qualified as a preprogrammed muscle reaction (PPR). The PPR size can be significantly modulated with prior instructions. These modifications are significantly influenced by a number of factors, in particular by the presence of pain syndromes. The objective of our study was to compare the effect of prior instructions on the PPR amplitude in the trunk muscles in individuals with chronic low back pain (LBP) compared to healthy controls. LBP is a widespread syndrome, especially in athletes. Surface EMGs were recorded from superficial trunk muscles, rectus abdominis (RA) and erector spinae (ES), in athletes suffering from chronic LBP (n = 24) and asymptomatic (healthy) athletes (n = 25). Loading perturbations (induced by dropping a weight, application of 3 kg force, ≈ 30 N, to the outstretched hand from a 8 cm height) were introduced in standing at a known time with prior instructions to “let go” for the induced perturbation or to “resist” it. The root mean square (RMS) of the EMG amplitudes within the reaction duration were compared between the two groups. Statistically significant differences were obtained when the mean PPR EMG amplitudes were compared between the LBP and control groups for the above two task instructions; this was found for both examined muscles, RA and ES (P < 0.05). Therefore, individuals with chronic LBP exhibit poorly modulated PPR amplitudes according to prior task instructions. Changes in the networks controlling automatically regulated movements and excitability of the spinal pathways could be responsible for this specificity; Пізній компонент стретч-рефлексу, що розвивається у людей в інтервалі 40–120 мс після пертурбації (навантаження), кваліфікується як м’язова препрограмована реакція (ППР). Величина ППР може істотно модулюватися під дією попередніх інструкцій. На ці модифікації істотно впливають численні фактори, зокрема наявність больових синдромів. Ціллю нашого дослідження було порівняння амплітуд ППР м’язів тулуба в осіб, що страждали на біль у попереку (БП), та здорових контрольних тестованих. БП є виключно широко розповсюдженим синдромом, особливо у спортсменів. Ми відводили ЕМГ від поверхневих м’язів тулуба – rectus abdominis (RA) та erectror spinae (ES) – у спортсменів із синдромом хронічного БП (n = 24) та спортсменів без такого розладу (здорових, n = 25). Силові пертурбації (прикладання ваги 3 кгс до витягнутої руки з висоти 8 см) вводились у певний момент до тестованого в положенні стоячи з попередніми інструкціями «не опиратися» введеному навантаженню або «опиратися» йому. Порівнювалися значення RMS для амплітуд ЕМГ у межах реакції, що спостерігалася в двох групах. Було виявлено, що середні амплітуди ППР-ЕМГ у групах БП та контролю при двох вказаних вище попередніх інструкціях вірогідно відрізнялися; це було властиве для обох обстежених м’язів – RA та ES (P < 0.05). Таким чином, особи, що страждають на хронічний БП, демонструють обмежену модуляцію амплітуди ППР відповідно до попередніх інструкцій. Зміни в нейронних мережах, що контролюють автоматично регульовані рухи та збудливість спінальних шляхів, вірогідно є відповідальними за таку специфіку.

Modeling of diabetes mellitus-related depression

2019-02-17T23:25:29Z

Modeling of diabetes mellitus-related depression Li, H.; Zuo, Y.M.; Lei, Y.H.; Xu, R.J.; Wang, Y. Research on the mechanisms of diabetes-related depression is limited by the lack of sufficiently adequate animal models. Among 80 rats, we formed four groups: (i) normal (N, control), (ii) with streptozotocin (STZ)-induced diabetes mellitus (group Dm), (iii) with a depression model induced by various mild but long-lasting repetitive stressogenic stimulations applied each day during 4 weeks (group D), and (iv) diabetic rats subjected to the combined action of stressogenic influences (group DmD). The latter group (35 animals) was divided into two subgroups, DmD1 subjected to the above chronic stressogenic stimulations, and DmD2 in which diabetic rats were during the above period (4 weeks) kept in isolation. Rats of groups Dm, D, and DmD manifested clear behavioral symptoms of depression. These symptoms were relatively mild in group Dm and much more intense in group DmD. The body mass of rats noticeably decreased in the Dm and D groups and dramatically dropped in the DmD group. In this group, diabetes-related changes in the levels of blood glucose, insulin, and hemoglobin A1C were the greatest. The same relates to the behavioral indices demonstrated by rats in the open field test. The contents of norepinephrine, 5-hydroxytryptamine, and dopamine in the thalamus of rats of groups Dm, D, and DmD were lower than in the norm, and these shifts where most dramatic in the DmD group. The levels of ACTH and cortisol increased in the experimental groups; again, shifts were the greatest in the DmD group. RT PCR and Western blotting showed that the level of NPY protein in the hypothalamus was lower in groups Dm, D, and DmD than that in the norm. Thus, chronic unpredictable stressogenic stimulation or behavioral isolation of diabetic rats significantly aggravates manifestations of depression and stably provides the formation of an adequate animal model of diabetes-related depression. Keeping animals in isolation (subgroup DmD2) is more suitable for empirical studies because of a lower mortality; Ефективність досліджень механізмів депресії, пов’язаної з цукровим діабетом, обмежується недостатністю адекватних експериментальних моделей. Із 80 щурів ми сформували чотири групи: нормальну (N, контроль), групу Dm із стрептозотоциніндукованим експериментальним діабетом, групу D з ознаками депресії, індукованої помірними за силою, але тривалими повторюваними різноманітними стресогенними стимуляціями, що реалізувалися в рандомізованому порядку щоденно протягом чотирьох тижнів, а також групу DmD, котра складалася зі щурів із діабетом, підданих хронічним стресогенним впливам. Остання група (35 тварин) була розділена на дві підгрупи: DmD1, піддану вказаним стресогенним стимуляціям, та DmD2, в якій щури з діабетом утримувалися в ізоляції протягом аналогічного періоду (чотири тижні). У щурів груп Dm, D і DmD проявлялися виражені поведінкові симптоми депресії. Ці симптоми були порівняно слабкими в групі Dm і найбільш інтенсивними в групі DmD. Маса тіла тварин помітно зменшувалася порівняно з нормою в групах Dm і D та різко падала в групі DmD. У цій групі пов’язані з діабетом зміни рівнів глюкози в крові, інсуліну та гемоглобіну А1С були найбільшими. Те ж саме стосувалося поведінкових індексів, що визначалися в щурів у тесті відкритого поля. Рівні норадреналіну, серотоніну та дофаміну в таламусі щурів груп Dm, D і DmD були нижчими за норму; ці зрушення виявилися найбільш драматичними в групі DmD. Рівні АКТГ і кортизола в експериментальних групах зростали; ці зміни також були найбільш значними в групі DmD. Виміри з використанням полімеразної ланцюгової реакції та Вестерн блоттингу вказували на зниження рівня протеїну NPY в групах Dm, D і DmD. Таким чином, помірна за силою хронічна непередбачувана стресогенна стимуляція або поведінкова ізоляція щурів із діабетом істотно збільшують прояви депресії та забезпечують стабільне формування адекватної діабет-залежної моделі депресії в експериментах на тваринах. Утримання щурів у ізоляції (підгрупа DmD2) виглядає більш придатним для емпіричних досліджень, оскільки смертність тварин у даній підгрупі була нижчою.