Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



UkraineNeuroGlobal


UkraineNeuroGlobal

Міжнародний неврологічний журнал Том 19, №4, 2023

Повернутися до номеру

Довготривала інвазивна електростимуляція периферичного нерва у функціональному відновленні нервово-м’язового апарату в експерименті

Автори: Петрів Т.І. (1), Рафт Мохаммад Дауд Альмхайрат (2), Татарчук М.М. (1), Лузан Б.М. (2), Цимбалюк Ю.В. (1), Цимбалюк В.І. (2, 3)
(1) — ДУ «Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П. Ромоданова НАМН України», м. Київ, Україна
(2) — Національний медичний університет імені акад. О.О. Богомольця, м. Київ, Україна
(3) — Національна академія медичних наук України, м. Київ, Україна

Рубрики: Неврологія

Розділи: Клінічні дослідження

Версія для друку


Резюме

Актуальність. Ушкодження кінцівок переважають у структурі бойової травми, їх частка в сучасних умовах проведення бойових дій становить до 75 %, а кількість поранених з ушкодженням периферичних нервів (ПН) кінцівок може становити до 25 %. Ступінь інвалідизації пацієнтів становить 65–70 %, що робить проблему відновлення периферичних нервів надзвичайно актуальною. Мета дослідження: визначити вплив довготривалої інвазивної електростимуляції на функціональне відновлення нервово-м’язового апарату в експерименті. Матеріали та методи. Дослідження виконано на 29 білих безпородних кролях (2500 ± 250 г, 5–6 міс.) з дотриманням усіх норм біоетики. Усі тварини розподілялися на наступні експериментальні групи: група 1 (n = 8) (контрольна група) — епіневральний шов сідничного нерва й імплантація неробочої антени електростимулюючого пристрою; група 2 (n = 7) — аналогічна операція епіневрального шва сідничного нерва з імплантацією антени електростимулятора і початок стимуляції на 2-гу добу після операції; група 3 (n = 7) — аналогічна операція епіневрального шва сідничного нерва з імплантацією антени електростимулятора і початок стимуляції через 3 тижні, коли спостерігали початкові ознаки регенерації нерва; група 4 (n = 7) — автонейропластика сідничного нерва + імплантація електростимулятора і початок стимуляції в часовій точці, яка збігається з початком ознак регенерації нерва. Результати. У групі 2, де електростимуляцію починали на наступний день після операції, показники функціонального відновлення нервово-м’язового апарату були кращими, ніж за її відсутності, а також за умов початку стимуляції в періоді, коли спостерігали початкові ознаки регенерації. Тому можна зробити припущення, що інвазивна електростимуляція периферичного нерва, розпочата в гострому періоді після травми, позитивно впливає на регенерацію ПН, а також на результати функціонального відновлення нервово-м’язового апарату. Про позитивний вплив електростимуляції на функціональний стан м’язів опосередковано свідчить більша амплітуда М-відповіді в групі, де стимуляцію починали швидше. Більша амплітуда М-відповіді протягом часу спостереження говорить про більшу кількість аксонів, які досягли м’яза впродовж 8 тижнів. Беручи до уваги, що конус росту регенеруючого нерва містить певну кількість аксонів, які проростають до органа-ефектора, у даному випадку м’яза, першими, при відносно незмінній латенції потенціалу дії можна припустити, що безпосередня електростимуляція ПН приводить до збільшення швидкості проростання аксонів при їх відносно незмінній кількості. Відсутність вірогідної різниці латенції потенціалу дії у групах, де виконувалася автопластика і шов, при однакових умовах стимуляції свідчить про позитивний вплив стимуляції на мієлінізацію нервових волокон. Краща М-відповідь опосередковано свідчить про задовільний функціональний стан м’яза, що в умовах денервації дозволяє зберегти його потенціал для відновлення, запобігти атрофії. Висновки. Підсумовуючи все вищенаведене, опосередковано, за даними електрофізіологічного дослідження, можна зробити висновок, що вплив інвазивної електростимуляції на регенерацію нервово-м’язового апарату є позитивним і супроводжується кращим ефектом, якщо вона проводиться в ранні терміни після травми; інвазивна електростимуляція периферичного нерва є процедурою, яка дозволяє прискорити ріст нервових волокон, покращити їх мієлінізацію і запобігти втраті функціональної спроможності денервованого м’яза.

Background. Limb damage dominates in the structure of combat trauma, making up to 75 % in modern wars and the number of wounded with peripheral nerve injuries of the limbs can be up to 25 %. The degree of disability of patients is 65–70 %, which makes the problem of restoring peripheral nerves extremely actual. The purpose of the study was to determine the effect of long-term invasive electrical stimulation on the functional restoration of the neuromuscular complex in experiment. Materials and methods. The study was performed on 29 white outbred rabbits (2500 ± 250 g, 5–6 months) according to all norms of bio­ethics. Animals were divided into the following experimental groups: group 1 (n = 8, controls) — epineural suture of the sciatic nerve and implantation of a non-working antenna of the electrical stimulation device; group 2 (n = 7): similar operation of epineural suture of the sciatic nerve with implantation of the electric stimulator antenna and stimulation on beginning at the 2nd day after the operation; group 3 (n = 7): a similar operation of the sciatic nerve epineural suture with implantation of an electric stimulator antenna and the start of stimulation after 2 weeks, when the initial signs of nerve regeneration were observed; group 4 (n = 7): autografting of the sciatic nerve and implantation of an electrical stimulator and the beginning of stimulation at a time point that will coincide with the signs of nerve regeneration. Results. Therefore, in group 2, where electrical stimulation was started the day after the operation, the indicators of functional recovery of the neuromuscular complex were better than in its absence, as well as under the conditions of starting the stimulation in the period when the initial signs of regeneration were observed. Therefore, it can be assumed that the invasive electrical stimulation of the peripheral nerve, started in the acute period after the injury, has a positive effect on the regeneration of the peripheral nerves, as well as on the results of the functional restoration of the neuromuscular complex. The positive effect of electrical stimulation on the functional state of muscles is indirectly evidenced by the larger amplitude of the compound muscle action potential (CMAP) in the group where the stimulation was started faster. A larger amplitude of the CMAP during the observation indicates a greater number of axons that reached the muscle during 8 weeks. Given that the growth cone of the regenerating nerve contains a certain number of axons that first grow to the effector organ, in this case the muscle, with a relatively unchanged action potential latency, it can be assumed that direct electrical stimulation of the peripheral nerve leads to an increase speed of axons sprouting, with their relatively unchanged number. The absence of a significant difference in the action potential latency in the groups where autografting and suture were performed under the same conditions of stimulation indicates a positive effect of stimulation on the myelination of nerve fibers. A better CMAP indirectly indicates a satisfactory functional state of the muscle, which in conditions of denervation allows to preserve its potential for recovery and prevent atrophy. Conclusions. Summarizing all of the above, according to the data of electrophysiological research, we can indirectly conclude that: 1) the impact of invasive electrical stimulation on the regeneration of the neuromuscular complex is positive, and is accompanied by a better effect if it is performed early after the injury; 2) invasive electrical stimulation of the peripheral nerve is a procedure that allows to accelerate the growth of nerve fibers, improve their myelination and prevent the loss of functional capacity of the denervated muscle.


Ключові слова

травма периферичного нерва; інвазивна електростимуляція; електронейроміографія; експеримент

peripheral nerve injury; invasive electrical stimulation; electroneuromyography; experiment


Для ознайомлення з повним змістом статті необхідно оформити передплату на журнал.


Список літератури

1. Цимбалюк В.І., Чеботарьова Л.Л., Дубина Г.І. Електрофізіологічна діагностика закритого травматичного ураження плечового сплетення, поєднаного з черепно-мозковою травмою. Український нейрохірургічний журнал. 2004. № 4. С. 65-68.
2. Strafun S.S., Shypunov V.H., Laksha A.M., Borzykh N.O., Tsymbaliuk Ya.V., Sydorova N.M. Assessment of subfascial pressure changes in injured with polystructural gunshot wounds to the lower extremity. World of Medicine and Biology. 2022. № 3(81). Р. 188-192. doi: 10.26724/2079-8334-2022-3-81-188-192.
3. Tsymbaliuk V.I., Kuchyn Yu.L., Lurin I.A., Strafun S.S., Graboviy O.M., Gumenyuk K.V., Tsymbaliuk Ia.V. Study of gunshot injuries features of peripheral nerves by modern weapons in the experiment. World of Medicine and Biology. 2022. № 3(81). P. 242-247. doi: 10.26724/2079-8334-2022-3-81-242-247.
4. Wang M.L., Rivlin M., Graham J.G., Beredjiklian P.K. Peri-pheral nerve injury, scarring, and recovery. Connective Tissue Research. 2019. № 60(1). P. 3-9. doi: 10.1080/03008207.2018.1489381.
5. Gordon T. Peripheral Nerve Regeneration and Muscle Reinnervation. International Journal of Molecular Sciences. 2020. № 21(22). P. 8652. doi: 10.3390/ijms21228652.
6. Nocera G., Jacob C. Mechanisms of Schwann cell plasticity involved in peripheral nerve repair after injury. Cell Molecular Life Science. 2020. № 77(20). P. 3977-3989. doi: 10.1007/s00018-020-03516-9.
7. Robinson L.R. Predicting Recovery from Peripheral Nerve Trauma. Physical Medicine Rehabilitation Clinics of North America. 2018. № 29(4). Р. 721-733. doi: 10.1016/j.pmr.2018.06.007.
8. Senger J.L.B., Verge V.M.K., Macandili H.S.J., Olson J.L., Chan K.M., Webber C.A. Electrical stimulation as a conditioning strategy for promoting and accelerating peripheral nerve regeneration. Experimental Neurology. 2018. № 302. Р. 75-84. doi: 10.1016/j.expneurol.2017.12.013.
9. Senger J.B., Rabey K.N., Acton L., Lin Y.S., Lingrell S., Chan K.M., Webber C.A. Recovering the regenerative potential in chronically injured nerves by using conditioning electrical stimulation. Journal of Neurosurgery. 2021. Р. 1-13. doi: 10.3171/2021.4.JNS21398. Epub ahead of print. PMID: 34653977.
10. Gordon T. Electrical Stimulation to Enhance Axon Regeneration After Peripheral Nerve Injuries in Animal Models and Humans. Neurotherapeutics. 2016. № 13(2). Р. 295-310. doi: 10.1007/s13311-015-0415-1.
11. Ransom S.C., Shahrestani S., Lien B.V. et al. Translational Approaches to Electrical Stimulation for Peripheral Nerve Regeneration. Neurorehabilitation Neural Repair. 2020. № 34(11). Р. 979-985. doi: 10.1177/1545968320962508.
12. Quan X., Huang L., Yang Y. et al. Potential Mechanism of Neurite Outgrowth Enhanced by Electrical Stimulation: Involvement of MicroRNA-363-5p Targeting DCLK1 Expression in Rat. Neurochemistry Research. 2017. № 42(2). Р. 513-525. doi: 10.1007/s11064-016-2100-0.
13. Schmitz H.C., Beer G.M. The toe-spreading reflex of the rabbit revisited-functional evaluation of complete peroneal nerve lesions. Laboratory Animals. 2001. № 35(4). Р. 340-345. doi: 10.1258/0023677011911930.

Повернутися до номеру