Method Article
myography לחץ משמש כדי להעריך vasoactivity של עורקים קטנים המתפתחים התכווצות מתמשכת כאשר לחץ. כתב יד זה מספק פרוטוקול מפורט להעריך במגזרים בודדים של עורקי mesenteric קטנים מחולדות, vasoactivity ואת ההשפעה של לחץ intraluminal על קוטר כלי דם.
עורקי התנגדות קטנים להצר ולהרחיב בהתאמה בתגובה לעלייה או ירידה בלחץ intraluminal; תופעה זו ידועה כתגובת myogenic היא רגולטור מרכזי של זרימת דם מקומית. בתנאי isobaric עורקי התנגדות קטנים לפתח ספגו התכווצות הידועה כטון myogenic (MT), אשר הוא הקובע עיקרי של התנגדות המערכתית של כלי דם (SVR). מכאן, הכנות בלחץ vivo לשעבר של עורקי התנגדות קטנים הן כלים עיקריים ללמוד לתפקד כלי דם במדינות קרובים-פיסיולוגיות. כדי להשיג זאת, קטע שלם מבודד טרי של עורק קטן התנגדות (קוטר ~ 260 מיקרומטר) הוא רכוב על שתי קנולות זכוכית קטנה ודחוסות. הכנות עורקים אלה לשמר ביותר במאפייני vivo והערכת היתר של טון של כלי דם בזמן אמת. כאן אנו מספקים פרוטוקול מפורט להערכת vasoactivity בעורקי mesenteric ההתנגדות קטנות בלחץ מחולדות; עורקים אלה לפתחהתכווצות כלי דם מתמשך - כ -25% מקוטר מקסימאלי - כאשר לחץ על 70 מ"מ כספית. הכנות עורקים אלה ניתן להשתמש כדי לחקור את ההשפעה של תרכובות מחקריות על קשר בין לחץ וvasoactivity התוך עורקים ולקבוע שינויים בתפקוד כלי דם במודלים של בעלי חיים במחלות שונות.
עורקי התנגדות קטנים הם גורמים עיקריים של SVR ולשחק תפקיד חשוב בפתופיזיולוגיה של מחלות רבות 1,2. תנאים כגון סוכרת 3, הריון 4, איסכמיה reperfusion 5, השמנת יתר ולחץ דם 6,7 לעתים קרובות קשורים בתפקוד כלי דם שונה. myography כלי דם לא יכול רק לספק תובנות חשובות שינויים בתפקוד כלי דם במחלות שונות, אלא גם לסייע בזיהוי מטרות טיפוליות ולהעריך את היעילות של תרכובות vasoactive. תפקוד כלי דם נחקר באמצעות עורקים קטנים מבודדים בתנאי כלי איזומטרי או isobaric 8. תיאור מפורט של myography איזומטרי מסופק במקום אחר 9. עם זאת יש הבדלים בנתונים המתקבלים מאיזומטרי לעומת הכנות isobaric 10-12. מאז הכנות עורקים בלחץ תאפשר המחקר של פונקצית כלי דם בתנאים קרובים-פיסיולוגיים,ממצאים שהתקבלו עשויים להיות מתואמים טובים יותר עם התנהגות של מיטת כלי דם 8,13 in vivo.
בשינה 1902 בייליס תואר לראשונה את ההשפעה של לחץ transmural בקוטר כלי דם 14. הוא נצפה בעורקי התנגדות קטנים מהמיטות כלי דם שונות של ארנבים, חתולים וכלבים שירידה בלחץ בעקבות התרחבות, ועלייה בלחץ בעקבות התכווצות כלי דם. תופעה זו ידועה בשם תגובת myogenic. בייליס וחוקרים שלאחר מכן הבחינו כי בתנאי isobaric עורקי התנגדות קטנה לפתח התכווצות מתמשכת הידועה כMT 15,16. שתי תגובת myogenic וMT ניתן להעריך באמצעות myography לחץ טכניקה (PM). PM משמש בעיקר כדי לקבוע vasoactivity של עורקים קטנים, ורידים וכלי שיט אחרים. בנוסף להערכת ההשפעה של תרכובות vasoactive בקוטר כלי דם, אחר הצהריים - כשמו מציין - משמש כדי להעריך CH-תיווך לחץ תוך-Anges בקוטר כלי דם. במהלך העשורים האחרונים התקדמות בתוכנת מחשב, שמשופרות מיקרוסקופיה הווידאו ופיפטה הזכוכית מושכים קדימה, עשו PM קל יותר לבצע. עם זאת, דיסקציה של מגזרים שלמים קיימא של כלי דם קטנים נשארה מייגע ולעתים מאתגרת. כאן אנו מתארים פרוטוקול מפורט ללמוד תגובת myogenic בעורקי התנגדות mesenteric הקטנים המבודדים מחולדות.
דוגמאות שהובאו כאן הן מניסויים שאושרו על ידי IACUC בג'ורג'יה עוצרים אוניברסיטה - פרוטוקול לא: # 2011-0408
1. הכנת ריאגנטים
2. הכנת זכוכית קנולות
3. הכנת זלוף הקאמרי
4. אוסף של עורקי mesenteric ארקייד מSprague-Dawley חולדות
5. בידוד וCannulation של 4 th עורקים להזמין mesenteric
6. מדידת קוטר עורקים
7. תגובה myogenic
8. פרשנות של תוצאות וחישוב נתונים
ייצוג סכמטי של הגדרת myograph לחץ אופייני מוצג באיור 1. שני קצוות של כלי השיט הם cannulated עם micropipette זכוכית ומאובטח עם תפרים בשני הצדדים. דרך צינורות וברזלים פתוחים, צינורית אחד מחוברת ללחץ-רגולטור בשליטת סרוו; הצינורית אחרת מחוברת לברזלים סגורים. הקאמרית הוא perfused עם שינויי PSS וקוטר כלי דם הם נצפו על ידי מיקרוסקופ הפוך מחובר למצלמת CCD.
קטע העורקים בלחץ על 70 מ"מ כספית הוא מודגרות בPSS החם מוכן טרי, שזורם דרך תא העורקים בגיל 2-4 מיליליטר / דקה ונשאב החוצה. קוטר העורק הוא פיקוח ונרשם באמצעות תוכנת videomicroscopy וגילוי קצה. לאחר ~ 40 דקות, מגזרי עורקים להצר באופן ספונטני על ידי 20-40% מקוטר המוצא שלהם (איור 2 א). בידיים שלנו עורקי התנגדות עכברוש קטן להצר על ידי 25-30% (ממוצע ואריes בהתאם להגדרות, מפעיל, ומיטת עורקים). לאחר מכן, כדאיות פונקציונלית מוערכת על ידי תגובות vasodilator ומכווץ כלי דם לACH (1 מיקרומטר) וPhe (1 מיקרומטר), בהתאמה (איור 2 א). בעוד ניתן להשתמש מרחיבי כלי דם אחרים, ACH גורם התרחבות האנדותל תלוי ובכך הוא מועיל בהערכת שני אנדותל, כמו גם כדאיות שריר חלק בכלי דם. בהמשך קטע העורקים מחדש מודגרות בPSS ופעם אחת בקוטר יתייצב, שהוא מוכן לניסוי. בסופו של כל ניסוי, מגזרי עורקים מודגרת בCa 2 + PSS בחינם למדוד PD (איור 2). הקטרים נרשמו באיור 2 א ו -2 הם נספר באיור 2 ג. המוחלט MT הוא ההבדל בין PD וקוטר יציב הושג על התכווצות כלי דם ספונטני ב 70 מ"מ כספית. לפיכך, MT נצפה מהמעקב שמוצג הוא 33% מPD. כפי שניתן לראות כאן, תגובה לACH (1 מיקרומטר) הוא ge nerally דומה לזה שנצפה עבור Ca 2 + PSS בחינם. שים לב כי בניסויי הערכת התרחבות, בנוסף מוקדם של מכווץ כלי דם עשוי להיות נחוץ.
כדי לקבוע תגובת myogenic, מגזרי עורקי mesenteric חולדה נתונים להגדלת צעדי לחץ intraluminal בין 20 ל 100 מ"מ כספית. דוגמא מוצגת באיור 3 א. העורקים מותר להשיג קוטר יציב לאחר כל שלב (~ 5 דקות; קווים מקווקווים). בהמשך לכך, באותו הקטע העורקים הוא נתון ללחץ-תגובה בCa 2 + PSS -חינם עם 0.39 מ"מ EGTA ו0.1 מ"מ SNP (איור 3 א). הקוטר הושג בסוף כל שלב לחץ עשוי להיות מוצג כגרף קו (איור 3). MT מחושב כ הבדל אחוזים בקוטר לCa 2 + המכיל לעומת Ca PSS -חינם 2 + בכל לחץ עשוי להיות מוצג כקו או גרף עמודות (איור 3 ג).
NT "FO: לשמור-together.within עמודים =" תמיד ">/ftp_upload/50997/50997fig2.jpg "/>
איור 2: (א) כפי שצוין על ידי המעקב, קוטר של עורקי mesenteric קטנים מחולדות, כאשר לחץ על 70 מ"מ כספית, יורד באופן ספונטני. תוספת של ACH (1 מיקרומטר) הגדילה את הקוטר (לקוטר הפעלה-ליד). תוספת של Phe (1 מיקרומטר) לאמבטית רקמות יורדת קוטר העורק. דגירה (ב ') בCa 2 + -חינם PSS מגדיל קוטר העורק. (ג) בקוטר של קטע עורקים בלחץ יחיד בperfusates השונים מוצג בA ו- B הוא נספר.
איור 3: קוטר עורקים () נרשם ברציפות תוך הגדלת לחץ intraluminal הדרגתית בנוכחות PSS וCa 2 + -חינםPSS. עקומה (ב) קו בקוטר העורק הושג בשלב כל לחץ. (ג) גרף בר של MT השיג בכל שלב לחץ. לחץ כאן כדי להציג דמות גדולה.
צעדים, פתרון בעיות ושינויים קריטיים
בהכנת כלי isobaric טיפוסית, העורק בלחץ על 70 מ"מ כספית בין שתי קנולות זכוכית perfused עם PSS החם (37 מעלות צלזיוס). לאחר 30-45 דקות, עורקים לפתח MT, מאופיינים בירידה ספונטנית בקוטר שמייצבת ב20-30 דקות. עורקי ההתנגדות מהמיטות כלי דם שונים לפתח MT משתנה. להתנגדות עכברוש דוגמא עורקי mesenteric לפתח MT ~ 25% מPD, תוך עורקי cremastric יכולים להשיג MT ~ 40% מPD. עורקים שלא לפתח MT תוך 60 דקות אמורים להיות מושלכים; משך עשוי להשתנות בהתאם למיטה ומינים של כלי דם. עורקים עם תגובה לא-מספקת לPhe וצריך גם להיות מושלך ACH.
pH וטמפרטורה של PSS יש השפעה משמעותית על ההתפתחות של MT. pH של PSS, שיושב לתקופות ארוכות ללא אוורור, עלול להגביר. בנוסף, בחדר עורקי טמפרטורה צפויים דevelop MT. מכאן צריך להיות מוגזים PSS בהקדם האפשרי באמצעות תערובת הגז שצוינה בסעיף הפרוטוקול והטמפרטורה של חדר זלוף צריך להיות במעקב רציף ונשמר ב~ 37 מעלות צלזיוס באמצעות זרימת מחמם.
מאז ניסויים אלה 3-5 שעות בזמן, תאי זלוף והצינורות כלולים חשופים לPSS לתקופות ארוכות; מלח-משקעים יכולים להצטבר בשני הקאמרית וצינורות שעלולים להפריע לניסויים הבאים. לכן זה קריטי כדי לשטוף ביסודיות את תא זלוף ולשטוף את צינורות עם מים מיוננים לאחר כל ניסוי. כמו כן, יש להקפיד לנקות את הצלחת מצופה sylgard משמשת לנתיחה עם מים מיוננים לאחר כל נתיחה ביסודיות.
מגבלות
למרות חשיבותה, יש PM מגבלות שונות. ציוד PM הראשון, העלות הקולקטיבית כדי להשיג הוא גבוה (22,000 $ ~) ויכול להיות מונע על מסוים להBS; רשימה מפורטת של ציוד מוצגת בטבלה 3 שני, כלי טריים יש צורך ברוב הניסויים.; מכאן חיה חדשה היא מורדמות לכל ניסוי, והוסיף לעלות הכוללת. שלישית, דיסקציה של עורקי mesenteric הקטנים היא מייגע ודורשת מכשירים אחרים כגון כלים מיקרוסקופ לנתיחה וmicrodissection, שנוטים לנזק. רביעית, יש עקומה למידה; צובר מומחיות ובהקמת הממשלה במעבדה דורשת צוות מסור, זמן ומאמץ.
משמעות ביחס לשיטות אחרות ויישומים עתידיים
פרוטוקולי ניסוי Isobaric ואיזומטרי שתי גישות עיקריות המשמשות לקביעת תגובתיות כלי דם. בניגוד לתכשירי isobaric, vasoactivity בהכנות איזומטרי נקבע על ידי מדידת מתח שריר חלק של כלי דם באמצעות מערכת myograph חוט. בנוסף להבדלים בציוד הנדרשים לשני פרוטוקולי הניסוי הבאים, אגוניסט-iהתכווצות nduced היא שונה בין גישות הניסיוניות אלה בכל הקשור לגודל, בזמן קורס וכיוון של קיר כלי דם מתח 11,19. בגלל נוחות ומגבלות טכניות, שני התכשירים משמשים תפקידים חשובים. לדוגמא, כי זה קל יותר לשמור על פוקוס מיקרוסקופי על הכנות איזומטרי, הם משמשים לעתים קרובות למדידה בו זמנית של תגובתיות ושינויים בשריר חלק בכלי דם Ca 2 + כלי דם. מצד השני, פעילות myogenic מוערכת ביותר בהכנות בלחץ שנחשבים לחקות in vivo מצב פיסיולוגי הדוק. סקירה מפורטת של הבדלים בין הכנות אלה סיפקו בעבר 19.
לסיכום, myography לחץ הוא טכניקה אמינה ללמוד תגובת myogenic בכלי התנגדות קטנות בתנאים קרובים-פיסיולוגיים. למרות מגבלותיו, ראש הממשלה סיפקה תרומה משמעותית להבנת שינויים בתפקוד כלי דם בתנאים נורמלים ופתולוגיים 3-7,20-23. תקנה של טון של כלי דם מערכתי היא מורכבת ביותר וכרוכה בגורמים נוירו-הורמונליים ומקומיים ומכאן בידוד התפקיד של מנגנונים ספציפיים המסדירים את הטון של מיטות כלי דם in vivo הוא קשה. בהקשר זה, vivo לשעבר הכנות עורקי לחץ לשמש תחליפים מצוינים כ. מי שמתעניייין במנגנוני התמרה של MT ותגובת myogenic מכונים ביקורות מצוינות שפורסמו בעבר 15,19. בעתיד אנו עשויים לראות התקדמות בציוד המשלבת הערכה של תגובה ושינויים בשליחים במורד כגון Ca 2 + myogenic למרות שזה מאוד לא סביר שהיינו רואה ירידה בעלויות ציוד. עם זאת, כטכניקה זו אומצה על ידי מדענים עם רקע מגוון, אנו צפויים לראות היישום שלה כדי להעריך את השינויים בתפקוד כלי דם במחלות אחרים מאשר יתר לחץ דם, סוכרת והלם כגון שחמת הכבד, דהmentia וכו '
יש סופרים לא סכסוכים כספיים.
Sandeep Khurana נתמכת על ידי NIH (K08DKO81479). Vikrant Rachakonda נתמך על ידי (T32DK067872).
Name | Company | Catalog Number | Comments | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chemical | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Acetylcholine | Sigma Aldrich | A6625 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calcium chloride (CaCl2) | Sigma Aldrich | 223506 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
D-(+)-Glucose | Sigma Aldrich | G5767 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N’,N’-tetra acetic acid (EGTA) | Sigma Aldrich | E3889 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA) | Sigma Aldrich | E9884 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HEPES | Sigma Aldrich | H3784 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnesium sulfate (MgSO4) | Sigma Aldrich | M7506 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MOPS | Sigma Aldrich | M5162 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phenylephrine | Sigma Aldrich | P6126 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Potassium chloride (KCl) | Sigma Aldrich | P3911 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Potassium phosphate (KH2PO4) | Sigma Aldrich | P5655 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium bicarbonate (NaHCO3 ) | Sigma Aldrich | S6014 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium chloride (NaCl) | Sigma Aldrich | S7653 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium hydroxide (NaOH) | Sigma Aldrich | S5881 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium nitroprusside | Sigma Aldrich | 13451 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium phosphate monobasic monohydrate (NaH2PO4) | Sigma Aldrich | S9638 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium pyruvate | Sigma Aldrich | P8574 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Table 1. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Table 2. Composition of Experimetnal solutions | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Equipment | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CCD Monochrome Camera | The imaging Source | DMK 21AU04 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Single inline solution heater | Warner Instruments | 64-0102 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermistor | Warner Instruments | 64-0108 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dual automatic temperature controller | Warner Instruments | TC-344B | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Flaming/Brown micropipette puller | Sutter Instruments | P-97 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fluorescence System Interface | IonOptix | model FSI-700 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forceps and scissors | World Precision Instruments | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ion Wizard-Core and Analysis | IonOptix | Ion Wizard 6.0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Laboratory tubing | Silastic | 508-005 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Male Sprague Dawley rat | Harlan Laboratories | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Master flex console drive | Cole-parmer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Milli-Q Plus Ultrapure Water System | Millipore | ZD5211584 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ophthalmic monofilament nylon suture | Ethicon | 9007G | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Photometry and Dimensioning Microscope | Motic | AE31 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pressure Servo Controller with peristaltic pump and pressure transducer | Living Systems Instrumentation | PS-200 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stereomicroscope | Nikon Instruments Inc | SMZ660 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vessel Chamber | Living Systems Instrumentation | CH-1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dissection dish | Living Systems Instrumentation | DD-90-S | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thin Wall Glass Capillaries | World Precision Instruments | TW120-6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Microforge | Stoelting | 51550 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Table 3. |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved