Lihas aivovammauksessa; Sarkomeerien pituus in vivo ja biopsioiden mikroskooppinen karakterisointi. (CPMuscleSL)

Cerebraalinen halvaus (CP) on motorinen vajaatoiminta, joka johtuu aivojen epämuodostuksesta tai aivovauriosta ennen kahden vuoden ikää. Spastisuus, koukistolihasten hypertonus, koordinaatiohäiriöt ja sensorimotorisen kontrollin heikkeneminen ovat pääoireita. Aivovamma ei ole etenevä, mutta raajojen koukistuslihakset lyhenevät teini-iässä suhteellisesti ja lyhenevät (supistuvat), mikä pakottaa nivelet progressiivisesti taipuneeseen asentoon. Tämä heikentää jo pareettisten ja toimintahäiriöisten käsien ja jalkojen asentoa. Nivelten poikki taivutusvoimien vuoksi esiintyy luullisia epämuodostumia, mikä heikentää toimintaa entisestään. Tällä hetkellä ensisijainen hoitomuoto on olkaimet, jotka vähentävät lyhentymistä jonkin verran, mutta lopulta jänteiden pidennyksiä ja aponeuroosien vapautumista lihasten ympäriltä tarvitaan usein, ja ranteen koukistajien siirrot ranteen ojentajiin voivat parantaa ranteen asentoa. Mutta pitkän aikavälin tulokset ovat arvaamattomia – kuinka paljon lihasta pitää pidentää? Mitä lihaksia tulisi siirtää ranteen paremman asennon saavuttamiseksi ja missä jännityksessä? Sarkomeerin pituuden mittaamiseksi in vivo on kehitetty menetelmä. Sarkomeeri, kahden juovan välinen etäisyys, on poikkijuovaisen lihaksen pienin supistuva yksikkö. Kun leikkauksen aikana lihaskuitukimppu läpivalaistaan ​​matalan energian laservalolla, muodostuu diffraktiokuvio. Tämä diffraktiokuvio heijastaa sarkomeerin pituutta ja siten välitöntä mittaa siitä, kuinka lihaksen venytys saavutetaan. Suorittaessaan jännesiirtoja mm. ranteen koukistajista ranteen ojentajiin, siirron jännityksen asetus on mielivaltainen ja pitkän aikavälin tulos on arvaamaton. Laserdiffraktiomittaukset antavat oppaan jännityksen tarkkaan asettamiseen. Tiedetään, että aivohalvauksessa voi esiintyä patologisia muutoksia lihaksissa, jotka vaikuttavat myös pitkällä aikavälillä jänteiden pidentymien ja siirtymien tuloksiin. Näiden muutosten huomioon ottamiseksi samojen leikkausten yhteydessä otetaan pienlihasbiopsiat. Näitä tutkitaan immunohistokemiallisilla ja biokemiallisilla tekniikoilla, geelielektroforeesilla sekä elektronimikroskopialla.

Tutkimuskysymykset:

• Eroaako CP:n lihas tyypillisesti kehittyneiden lasten lihaksista arkkitehtuurin, proteiinin ilmentymisen ja sarkomeerin pituuden suhteen?
• Onko ojentajien ja flexorsien välillä eroa?
• Ovatko supistuvat proteiinit (myosiinit) muuttuneet enemmän lapsilla, joilla on vaikeampi CP, millä on negatiivinen vaikutus kestävyyteen?
• Vaikuttaako kasvupotentiaali negatiivisesti?
• Ovatko lihassäikeet lyhyitä ja venyneet, mikä vaikuttaa huonoon lihasvoimaan?
• Vaikuttaako lihasten lisääntynyt kollageenin määrä jäykkyyteen ja sarkomeerien pituuden muutoksiin? Tärkeimmät mittaukset: Sarkomeerin pituus in vivo, lihassäikeen pinta-ala, histokemiallinen morfometria, lihassäietyypit (immunohistokemia), myosiinien kvantifiointi SDH-geelielektroforeesilla, satelliittisoludetektio, qRT-PCR ja Western blotting geeniekspression tutkimiseen.
• Kliinisten rutiinien mukaan suunnitelluissa leikkauksissa tutkitaan lihaksia, jotka on tarpeen paljastaa leikkauksen suorittamiseksi. Laserdiffraktiomittaukset suoritetaan vierekkäisten nivelten liikealueen kautta. Lihasnäytteet 3x3 mm otetaan vähintään 1 cm:n etäisyydeltä laserdiffraktiolaitteen (Myometer) käyttöpaikasta.
• Lihasnäytteet pikapakastetaan ja säilytetään -80 °C:ssa analysointiin asti. Erilaisten myosiinin raskaan ketjun (MyHC) isoformien ilmentyminen arvioidaan käyttämällä monoklonaalisia vasta-aineita (mAb) N2.261, mAb A4.840 hidasta MyHC I:tä vastaan, mAb F1.652 alkion MyHC:tä vastaan ​​ja mAb NCL-MHCn sikiötä vastaan ​​( = vastasyntynyt) MyHC) (Tiger, Champliaud et ai. 1997; Wewer, Thornell et ai. 1997). Satelliittisolut tunnistetaan mAb:llä N-CAM:ia (hermosolujen adheesiomolekyyliä) vastaan. Kuidut tyypitetään MyHC-pitoisuuden mukaan.

Merkitys: Aivohalvauksesta kärsivillä lapsilla on motorinen vajaatoiminta ja eteneviä kontraktuureja, joita hoidamme usein myöhään; kun jänne- ja luuleikkaus ovat ainoat vaihtoehdot nivelten kohdistamiseen. Lisätietoa lihasten arkkitehtuurista, koostumuksesta ja kasvupotentiaalista antaa enemmän tietoa syistä koukistuskontraktuurien lisääntymiseen lapsilla, joilla on aivohalvaus. Tämän tiedon avulla voidaan toivottavasti kehittää uusia hoito-ohjelmia ja parempia kirurgisia tekniikoita tälle potilasryhmälle.