TASI-2: characterization of motor
units of the external anal sphincter
in pregnant women
TASI-2: caratterizzazione delle
unità motorie dello sfintere anale
esterno in donne gravide
C. Cescon, K. Drusany-Starič, A. Lukanovič, D. Marongiu, K. Martsidis, R. Merletti,
A.M. Paoletti, O. Protsepko, E.E. Raimondi, D. Rezeberga, D. Riva, V. Začesta, O. Zelenova
Lo scopo di questo studio è stato quello di
analizzare le proprietà di singole unità motorie
dello sfintere anale esterno (EAS) durante contrazioni volontarie. A questo scopo sono stati
analizzati i segnali EMG prelevati dal muscolo
EAS di donne gravide durante il progetto TASI2. Il numero totale di donne gravide che hanno
partecipato alla prima sessione sperimentale del
progetto TASI-2 è stato 478. I segnali sono stati
decomposti e sono stati estratti i template di singola unità motoria con il metodo CKC proposto
da A. Holobar (2007). Il numero totale di unità
motorie identificate è stato 1101. I template sono
stati analizzati al fine di individuare la posizione
The aim of the present study was to investigate
the motor unit properties of the external anal
sphincter (EAS) during voluntary contractions. For
this purpose we analyzed the EMG signals detected on pregnant women within the TASI-2 project.
The total number of pregnant women participating to the first experimental session of the TASI-2
project was 478. The signals were decomposed
and motor unit templates were extracted with the
CKC method proposed by A. Holobar (2007). The
total number of motor units identified was 1101.
The templates were analyzed in order to identify
the innervation zone position and were classified as unidirectional or bidirectional according
Unidirectional MUs
Bidirectional MUs
V
R
V
L
R
D
L
D
N = 372
N = 729
Distribuzione delle zone di innervazione delle unità motorie dello sfintere anale esterno in donne gravide. Le unità motorie
(MUs: rappresentate come cerchi neri con raggio proporzionale alla ampiezza del potenziale d’azione di unità motoria) sono
divise in due gruppi: unidirezionali (pannello a sinistra) che presentano propagazione dei potenziali d’azione in una sola direzione e bidirezionali (pannello di destra) con propagazione in entrambe le direzioni. Le zone di innervazione delle unità motorie unidirezionali sembrano essere concentrate nella parte dorsale dello sfintere, mentre quelle delle unità motorie bidirezionali
sembrano essere distribuite simmetricamente nella parte sinistra e destra del muscolo.
Distribution of motor unit innervation zones in the external anal sphincter of pregnant women. The motor units (MUs: represented as black circles with radius proportional to the motor unit action potential amplitude) are divided in two groups:
unidirectional (left panel) present propagation of the action potential only in one direction while bidirectional (right panel)
present propagation in both directions. The innervation zones of the unidirectional motor units seem to be concentrated in the
dorsal portion of the sphincter, while those of the bidirectional motor units seem to be distributed symmetrically in the left and
right portion of the muscle.
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della zona di innervazione e sono stati classificati
come unidirezionali o bidirezionali a seconda
della loro morfologia. Le unità motorie unidirezionali presentano propagazione del potenziale
d’azione in una sola direzione, perché le giunzioni
neuromuscolari sono vicine a una delle estremità
delle fibre, mentre nelle unità motorie bidirezionali
la propagazione è visibile in entrambe le direzioni.
Le unità motorie unidirezionali sembrano essere
concentrate nella parte dorsale dello sfintere,
mentre le unità motorie bidirezionali sembrano
essere distribuite simmetricamente nella parte sinistra e destra del EAS (Figura). Inoltre la direzione
di propagazione delle unità motorie unidirezionali
era prevalentemente in senso orario per le unità
motorie innervate nella parte destra, mentre era
in senso antiorario per le unità motorie innervate
nella parte sinistra. Questo fenomeno suggerisce
che le unità motorie unidirezionali possano appartenere al muscolo pubo-rettale, mentre le unità
motorie bidirezionali potrebbero appartenere a
ciascuna delle due porzioni del muscolo EAS. La
velocità di propagazione angolare è stata stimata
con un algoritmo multicanale per ogni potenziale
d’azione di unità motoria ed era pari a 260±45
rad/s, corrispondente ad una velocità lineare di
circa 1.8 m/s sulla circonferenza della sonda e di
circa 4 m/s ad una profondità radiale di 10 millimetri, posizione nella quale dovrebbero trovarsi le
unità motorie secondo l’anatomia dello sfintere.
to their morphology. Unidirectional motor units
present propagation of the action potential only
in one direction because the neuromuscular junctions are near one end of the motor unit fibers,
while bidirectional present propagation in both
directions. The unidirectional motor units seem
to be concentrated in the dorsal portion of the
sphincter, while bidirectional motor units seem to
be distributed symmetrically in the left and right
portion of the EAS (Figure). In addition, the direction of propagation of the unidirectional motor
units was predominantly clockwise for the motor
units innervated in the right portion while was
counterclockwise for the motor units innervated
in the left portion. This phenomenon suggests
that the unidirectional motor units might belong
to the puborectalis muscle while the bidirectional
motor units belong to each of the two portions of
the EAS. The angular propagation velocity was
estimated by means of multichannel algorithm
for each motor unit action potential resulting in
260±45 rad/s, corresponding to a linear velocity
of about 1.8 m/s on the probe circumference and
of about 4 m/s at a radial depth of 10 mm where
the motor units should likely be located according
to the sphincter anatomy.
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