Altération de l'excitabilité spinale et réexpression de la locomotion après une
lésion complète de la moelle épinière chez la souris.
Jeffrey-Gauthier R
1,3-4, Piché M
2-4, Leblond H
1,3-41. Département d'anatomie, UQTR; 2. Département de chiropratique; 3. Centre de recherche en neuropsychologie
et cognition (CERNEC); 4. Groupe de recherche en cognition, neuroscience, affect et comportement (CogNAC)
Discussion & Conclusion
L'inflammation et l'entraînement ont un effet concomittant et opposé sur l'ex-citabilité spinale: l'inflammation la diminue et l'entraînement l'augmente.
De plus, l'entraînement permet le rétablissement de contrôle inhibiteur présy-naptique malgré la présence d'inflammation.
Ces changements d'excitabilité spinale sont responsables, en partie, de l'im-pact de l'inflammation et de l'entraînement sur la réexpression de la locomo-tion à la suite d'une lésion de la moelle épinière.
Puisque la nature traumatique des lésions de la moelle épinière chez l’humain engendre de l’inflammation chronique, ces résultats révèlent de nouvelles voies thérapeutiques à envisager dans le traitement de ces bles-sures afin d’optimiser la récupération fonctionnelle de la marche.
Références
[1] Leblond et al. (2003). J Neuroscience. [2] Martinez M et al. (2012). J
Neuroscience. [3] Jeffrey-Gauthier et al. (en rédaction) [4] Côté MP et al.
(2011). J Neurotrauma.
Introduction
À la suite d'une section complète de la moelle épinière, un réseau de neurones spinaux permet de réexprimer la locomotion chez dif-férents modèles animaux, dont la souris.1
L’entraînement quotidien améliore cette réexpression2, alors
que la présence d’inflammation chronique nuit.3
L'effet de l’entraînement est en partie causée par une augmen-tation de l’excitabilité du réflexe de Hoffmann (réflexe H).4
L’entraînement permet également le rétablissement de contrô-le inhibiteur présynaptique responsabcontrô-le de la dépression due à la fréquence du réflexe H. Toutefois, on ignore le mécanisme impliqué dans l’effet délétère de l’inflammation.
Nos objectifs étaient 1) de déterminer l’impact de l’inflammation sur l’excitabilité spinale; 2) d’évaluer la capacité de l’entraînement à prévenir l’altération de l’excitabilité spinale par l’inflammation; et 3) de mesurer la corrélation entre l’excitabilité spinale et la réexpression de la locomotion à la suite d'une sec-tion spinale complète chez la souris.
Hypothèse
L'inflammation par injection de produit proinflammatoire (adjuvant complet de Freund, CFA) dans les muscles paraspinaux sous-lé-sionels, et l'entraînement quotidien sur tapis roulant auront un effet concomittant et opposé sur l'excitabilité spinale mesurée par le réflexe de Hoffmann.
Méthodologie
1) La moelle épinière a été complètement sectionnée à T8. Les souris CTL (n=7), CFA (n=8) et CFA+entraînement (n=6) ont ré-cupéré la locomotion sur une période de 28 jours.
2) Au jour 28 postopératoire, afin de permettre une mesure du ré-flexe H sur des animaux non-anesthésiés, une décérébration a été effectuée sur les souris.
3) Des électrodes de stimulation et d'enregistrement ont été ap-posées sur le nerf tibial gauche (a) et les muscles plantaires gau-ches (b), respectivement.
4) Une courbe de recrutement du réflexe H a d'abord été fait en variant l'intensité de stimulation. Ensuite, 4 blocs de 25 stimula-tions à intensité constante ont été faits en variant la fréquence de stimulation (0.2 Hz, 5 Hz, 10 Hz, 0.2 Hz). 3a 3b 1 2
Résultats
Résultats
Remerciements
Ce projet est financé par le Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG). Renaud Jeffrey-Gauthier est boursier du CRSNG et des Fonds de recherche québécois en santé.
Impact de l'inflammation sur l'excitabilité spinale
C) Pente de recrutement du réflexe H
B) Dépression due à la fréquence A) Exemple de dépression du
réflexe H due à la fréquence
B) Exemple de courbe de recrutement du réflexe H
À intensité constante, le réflexe H est inhibé lors des blocs de stimulations à 5Hz et 10 Hz (A) pour les souris CFA+entraînement seulement. Le ré-flexe H est partiellement inhibé à 10 Hz pour les souris CTL et CFA (B).
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 CTL CFA CFA+entraînement Hslp/Mslp * * 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Onde M Réflexe H EM G (m V) Intensité de stimulation (xMT) 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1 ms 4 ms 2 mV
Impact de l'entraînement sur l'inhibition présynaptique
A) Schématisation du recrutement du réflexe H 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 20 40 60 80 100 120 -40 -20 0 20 40 60 80 100 r=0.5 p=0.03 5 Hz 10 Hz (r=-0.63 p=0.009) (r=-0.69 p=0.003) Hslp/Mslp Nombr e de pas % inhibition D ur ée de la tr aînée de la pa tt e
L'amplitude de l'onde M et du réflexe H évoquée par des stimulations d'in-tensité croissante a été mesurée (B). La pente de recrutement du réflexe H (C) est significativement diminuée par l'inflammation et partiellement ré-tablie par l'entraînement.
Le nombre de pas performé par l'animal au jour 28 postopératoire est for-tement associé à l'excitabilité spinale. À l'inverse, l'incapacité de l'animal à élever la patte lors de la phase de balancement est négativement corré-lées à l'inhibition du réflexe H lors de stimulations à 5 hz et 10 Hz.
Corrélation entre les mesures électrophysiologiques et la réexpression de la locomotion -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0 2,5 5 7,5 10 EM G (m V) Temps (ms) 0.2 Hz 5 Hz 10 Hz 0.2 Hz 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0.2 Hz 5 Hz 10 Hz 0.2 Hz CTL CFA CFA+entraînement * EMG (mV )
