Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Stimulation électrique nerveuse percutanée“

Les contractions excentriques engendrent un contrôle nerveux distinct par rapport aux contractions isométriques et concentriques. Bien que certains mécanismes postsynaptiques, tels que l'inhibition récurrente, aient été identifiés comme jouant un rôle dans cette commande spécifique, l'implication des mécanismes présynaptiques reste à démontrer. Comme les contraintes mécaniques augmentent particulièrement en phase finale des contractions excentriques, les variations de longueur musculaire peuvent entraîner des retours afférents (Ia et II) différents vers la moelle épinière, affectant alors l’activité du motoneurone. L’objectif de cette thèse était d’explorer (i) les caractéristiques du système nerveux pendant les contractions excentriques, (ii) d’évaluer l’influence de la longueur musculaire sur le contrôle nerveux lors d’allongements musculaires passifs et actifs (contractions excentriques), et (iii) de déterminer si la longueur musculaire peut moduler les réponses adaptatives à long terme observées après un entraînement excentrique. Quatre études ont contribué à ce travail de thèse. Ces études ont mesuré des paramètres mécaniques, tels que le moment de force et la longueur des faisceaux musculaires, ainsi que des paramètres nerveux, incluant l’excitabilité corticospinale, l’efficacité de la transmission de l’influx nerveux entre les fibres afférentes Ia et les motoneurones α, le gain réflexe, les mécanismes régulateurs sous-jacents et l'activité électromyographique des muscles. Les résultats montrent que les mécanismes présynaptiques constituent un facteur déterminant dans le contrôle nerveux des contractions excentriques. Les variations de longueur musculaire, notamment lors des phases à grande longueur, influencent distinctement l’activité des mécanismes inhibiteurs spinaux durant les allongements passifs et actifs. Enfin, la longueur musculaire pourrait favoriser la plasticité neurale à long terme, en optimisant plus efficacement les mécanismes sous-jacents pour des contractions sous-maximales. Cependant, pour des contractions maximales, le système nerveux semble limiter les adaptations, reflétant peut-être un mécanisme protecteur
Eccentric contractions induce distinct neural control compared to isometric and concentric contractions. Although some postsynaptic mechanisms, such as recurrent inhibition, have been identified as playing a role in this specific control, the involvement of presynaptic mechanisms remains to be demonstrated. As mechanical constraints increase particularly in the final phase of eccentric contractions, variations in muscle length may lead to different afferent feedback (Ia and II) to the spinal cord, thereby affecting motoneuron activity. The aim of this thesis was to explore (i) the characteristics of the nervous system during eccentric contractions, (ii) to assess the influence of muscle length on neural control during passive and active (eccentric contractions) muscle elongations, and (iii) to determine whether muscle length can modulate the long-term adaptive responses observed following eccentric training. Four studies contributed to this thesis. These studies measured mechanical parameters, such as torque and muscle fascicle length, as well as neural parameters, including corticospinal excitability, the efficiency of synaptic transmission between Ia afferent fibres and α- motoneurons, reflex gain, underlying regulatory mechanisms, and electromyographic activity of the muscles. The results indicate that presynaptic mechanisms play a crucial role in the neural control of eccentric contractions. Variations in muscle length, particularly during phases at long length, distinctly influence the activity of spinal inhibitory mechanisms during both passive and active elongations. Finally, muscle length may promote long-term neural plasticity by more effectively optimising the underlying mechanisms for submaximal contractions. However, for maximal contractions, the nervous system appears to limit adaptations, potentially reflecting a protective mechanism

Les contractions excentriques induisent des perturbations structurelles des fibres musculaires mobilisées, définissant le phénomène des dommages musculaires. Pourtant décrits pour le modèle in vitro, les mécanismes à l’origine de l’apparition des dommages musculaires restent relativement méconnus sur le modèle in vivo. L’objectif de cette thèse était donc d’explorer (i) les caractéristiques mécaniques et nerveuses du système neuromusculaire au cours de contractions excentriques maximales chez l’Homme et (ii) l’impact de ces caractéristiques mécaniques et nerveuses sur la sévérité des dommages musculaires. Six études ont contribué à ce travail de thèse. Dans ces études, des paramètres mécaniques, tels que le niveau de force articulaire généré et la longueur des faisceaux musculaires ; et nerveux, telles que la capacité volontaire à activer un muscle de manière maximale et l’excitabilité cortico-spinale, au cours de contractions excentriques maximales ont été mesurés. Ces paramètres mécaniques et nerveux ont également été mis en relation à des symptômes fonctionnels des dommages musculaires (i.e., perte de force et douleurs musculaires). Les résultats ont montré que les dommages musculaires sont déterminés par les caractéristiques mécaniques et nerveuses propres à l’exécution de la contraction excentrique. Cependant, l’augmentation des processus d’inhibition nerveuse à de grandes longueurs musculaires et la contribution des tissus tendineux dans l’allongement total du système musculo-tendineux au cours des contractions excentriques maximales constituent des stratégies permettant de limiter la sévérité des dommages musculaires in vivo
Eccentric contractions induce structural disruptions of exercised muscle fibers, which refer to as muscle damage phenomenon. Although described for in vitro model, underpinning mechanisms of muscle damage remain unclear for in vivo model. This thesis aimed at investigate (i) mechanical and neural behaviors of the neuromuscular system during maximal eccentric contractions in Human and (ii) the effect of these mechanical and neural behaviors on the magnitude of muscle damage. This thesis was divided into six studies, in which mechanical parameters, such as the level of generated joint force and the length of muscle fascicles; and neural parameters, such as the ability to fully activate a muscle voluntarily and corticospinal excitability, during maximal eccentric contractions were measured. These mechanical and neural parameters were also related to muscle damage functional symptoms (i.e., force loss and muscle soreness). The findings showed that muscle damage is related to a compound influence of mechanical and neural factors involved during eccentric contractions. However, neural inhibitory processes at long muscle lengths, and the contribution of tendinous tissues in total muscle-tendon unit lengthening during maximal eccentric contractions allow to reduce the magnitude of muscle damage

La stimulation électrique directe (SED), pour une heure, améliore la régénération de nerfs périphériques chez le rat après la réparation. Cliniquement, ceci augmenterait le temps opératoire, rehaussant les risques de complications périopératoires. Objectif: Cette étude examine si la stimulation électrique transcutanée (SETC) est aussi efficace à améliorer la régénération de nerfs périphériques que la stimulation électrique directe. Méthode: Le nerf sciatique droit de 28 souris a été axotomisé. Une réparation par microsuture est effectuée. Quatre groupes sont étudiés : (1) sham; (2) suture seulement; (3) suture et SED; (4) suture et SETC. La stimulation est appliquée pour 1 heure à 20 Hz. Les souris sont étudiées pour un total de 12 semaines. La récupération sciatique est évaluée aux semaines 0, 1, 2 et aux 2 semaines par la suite par analyse de démarche sur la poutre. Résultats: La cinématique post-récupération démontre un index fonctionnel sciatique et angle de décollement significativement améliorés pour les groupes SED et SETC aux semaines 8, 10 et 12. Conclusions: 12 semaines après l’axotomie du nerf sciatique, la récupération fonctionnelle est significativement améliorée avec la SED et la SETC. Donc, la SETC est aussi bénéfique pour la promotion de la régénération nerveuse et réinnervation musculaire fonctionnelle que la SED.
Direct electrical stimulation (DES) for one hour increases the rate of peripheral nerve regeneration in rats after nerve repair. Clinically, this would lengthen surgery time, increasing risks of perioperative complications. Purpose: This study examines whether transcutaneous electrical stimulation (TCES) is as effective at improving peripheral nerve regeneration as direct electrical stimulation. Methods: The right sciatic nerve was axotomized in 28 mice. End-to-end microsuture repair was undertaken. Four groups were studied: (1) sham; (2) suture only; (3) suture and DES; (4) suture and TCES. Stimulation was applied for 1 hour, at 20 Hz. The mice were studied for a total of 12 weeks. Hind-limb recovery was evaluated at weeks 0, 1, 2 and then every 2 weeks by walking-track analysis. Results: Post recovery kinematic showed significantly improved functional sciatic index and foot-base angles at weeks 8, 10 and 12 for both DES and TCES groups. Conclusions: 12 weeks after sciatic nerve axotomy, functional recovery was improved significantly in both DES and TCES groups. Therefore, TCES is as beneficial in promoting nerve regeneration and functional muscle reinnervation as is DES.

Objectifs: Hepatocyte Growth Factor (HGF) améliore la régénération axonale et la survie des motoneurones lors du développement embryonnaire. Son rôle dans la régénération des nerfs périphériques lésés chez l’adulte n’a pas encore été étudié. Notre objectif est de déterminer l’expression de HGF dans la moelle épinière murine suite à une axotomie, avec ou sans stimulation électrique, directe ou transcutanée. Méthodes: Soixante souris C57BL/6 adultes ont été divisées en 5 groupes : Contrôle (n=12), Placebo (n=12), Axotomie (n=12, lacération et réparation immédiate du nerf sciatique), Directe (n=12, lacération, réparation immédiate et stimulation électrique directe proximale du nerf sciatique, 1h, 20 Hz) et Transcutanée (n=12, lacération, réparation immédiate et stimulation électrique transcutanée proximale du nerf sciatique, 1h, 20 Hz). Les moelles épinières ont été recueillies 1, 3, 7 et 14 jours suivant l’intervention. L’expression de HGF a été évaluée par technique d’hybridation in situ. Résultats: Nos résultats démontrent une augmentation de l’expression de HGF dans les moelles épinières murines suite à l’axotomie. Cette augmentation est plus rapide suite à la stimulation électrique, autant directe que transcutanée. L’expression de HGF devient localisée aux zones motrices de la moelle épinière murine dans les groupes Axotomie, Directe et Transcutanée. Conclusions: HGF, facteur neurotrophique impliqué de le développement et la survie des motoneurones, a une expression altérée suite à la lacération du nerf sciatique. Ceci suggère fortement qu’il participe aussi à la régénération des nerfs moteurs. De plus, l’expression plus rapide de HGF suite à la stimulation électrique suggère son implication dans l’augmentation de la régénération nerveuse.
Purpose: Hepatocyte Growth Factor (HGF) plays a role in promoting axonal growth and survival of motoneurons during embryonic development. This factor might also be important in directing the regeneration of adult motoneurons following laceration. We aim to identify the expression patterns of HGF following axotomy, with or without direct or transcutaneous electrical nerve stimulation in a mouse model. Methods: Sixty adult C57BL/6 mice were divided into 5 groups: Control (n=12), Sham (n=12), Axotomy (n=12, sciatic nerve laceration and immediate repair), Direct (n=12, sciatic nerve laceration, immediate repair and application of direct electrical stimulation on the proximal nerve end, 1h, 20 Hz) and Transcutaneous (n=12, nerve laceration and immediate repair followed by proximal transcutaneous electrical stimulation, 1h, 20 Hz). Spinal cords were harvested at 1, 3, 7 and 14 days post-surgery. The expression patterns of HGF were measured using in situ hybridization. Results: Our results showed an upregulation of HGF expression in mouse spinal cords following sciatic nerve axotomy. This occurred more quickly following electrical stimulation in both Direct and Transcutaneous groups. The expression pattern of HGF became localized to the motor neuron pools in the Axotomy, Direct and Transcutaneous groups. Conclusions: HGF, a growth factor involved in directing the outgrowth of motor axons in development, has an altered expression pattern following sciatic nerve laceration, suggesting it may also play a role in directing motoneuron regeneration. Furthermore, rapid change in the expression pattern of HGF following electrical stimulation suggests it may also be involved in the upregulation of nerve regeneration following electrical stimulation.