Decline of compound muscle action potentials and statistical MUNEs during Wallerian degeneration

SummaryAim of the studyIn two previous studies, we found that the compound muscle action potential (CMAP) amplitude loss was significantly higher than the loss of estimated motor unit numbers in the course of Wallerian degeneration (WD). In order to overcome some drawbacks of the method previously used, we performed a similar CMAP vs MUNE comparison by using the statistical motor unit number estimation (MUNE) method.Patients and methodsInitial electrophysiological studies on 6 patients were performed between 22 and 98 hours after the injuries; it was possible to make repeated examinations, four times in 1 nerve, twice in 1 nerve and three times in 4 nerves, before the eventual complete disappearance of the CMAPs.ResultsThe transected/intact (T/I) side CMAP ratios declined steeply as WD evolved. They were significantly lower than the relatively stable MUNE ratios 48 hours after the injury.ConclusionThis study, performed with the use of statistical MUNE, strengthens our previous observation by the incremental method that might have some relevance to the pathophysiology of early WD. CMAP amplitude loss that is more than expected from the amount of axonal degeneration may indicate a considerable amount of inactive muscle fibers in the motor units innervated by the nerve fibers, which are undergoing degeneration but still retain their excitability. Although technical sources of error cannot be totally excluded, our findings could more likely be explained by the failing of neuromuscular synapses in an asynchronous order before complete unresponsiveness of the motor unit ensues.

RésuméBut de l’étudeNous avons montré dans deux études antérieures que lors d’une dégénérescence wallérienne (DW), la diminution d’amplitude du potentiel d’action musculaire composite (PAMC) était significativement plus marquée que la perte estimée du nombre d’unité motrices. En vue d’exclure tout biais méthodologique, nous avons utilisé une méthode statistique de comptage des unités motrices (CUM)Patients et méthodesNotre étude a porté sur 6 patients présentant une lésion nerveuse aiguë examinés pour la première fois entre 22 et 98 heures après la survenue de la lésion. Ces études ont été répétées à 4 reprises sur un nerf, à 2 reprises sur un nerf et à 3 reprises sur 4 nerfs, avant la disparition complète du PAMC.RésultatsOn note une diminution rapide du rapport entre les amplitudes des PAMC ipsi- et controlatéraux par rapport à la lésion, lequel décroît plus rapidement que celui entre le nombre d’unités motrices ipsi- et controlatérales, qui reste relativement stable 48 heures après la survenue de la lésion.ConclusionsCette étude faisant appel à une méthode statistique de CUM renforce nos observations antérieures, basées sur la méthode incrémentale de CUM, mettant en lumière la physiopathologie de la phase précoce de la DW. Une diminution d’amplitude du PAMC plus marquée que ce à quoi on se serait attendu sur base du degré de dégénérescence axonale, suggère l’existence d’un grand nombre de fibres musculaires inactives au sein des unités motrices dépendant de fibres nerveuses en cours de dégénérescence mais qui gardent leur excitabilité. Même si des biais techniques ne peuvent être totalement exclus, nos observations suggèrent que des défaillances des jonctions neuromusculaires pourraient se succéder de façon asynchrone avant la perte totale des réponses des unités motrices.