This research was supported by National Heart, Lung, and Blood Institute Grant HL-093113.

1. oscillatorio inferiore del corpo a pressione negativa (OLBNP) <ol><li> Setup Attrezzature <ol><li> Elettrocardiogramma Piombo II (ECG): apporre la tre (o più) elettrodi busto del soggetto per il monitoraggio della frequenza cardiaca durante lo studio. </li><li> Neoprene Skirt: utilizzare un pannello esterno in neoprene misura che sigilla il soggetto nella parte inferiore del corpo camera a pressione negativa fino alla cresta iliaca. Mettere intorno al torace del soggetto prima della loro immissione in posizione supina nel serbatoio e verificare che il segnale ECG è ancora adeguata. Assicurarsi che sia aderente ma non è così stretto da limitare la respirazione. </li><li> Lower Body Negative Pressure Chamber: Avere la supina soggetto si trovano sul letto e la camera di manovra LBNP sotto di loro. Se la camera di LBNP ha una sede di bicicletta regolabile (per ridurre al minimo il movimento artefatto senza contrastando l&#39;effetto di aspirazione), accertarsi che il soggetto sia comodamente seduti su di essa. Utilizzare un fatto del plexiglas spacer taglio wa del soggettodimensioni ist per contribuire a sigillare la camera. Sigillare la gonna neoprene attorno alla camera LBNP con del nastro adesivo. </li><li> Pressione LBNP Camera: Collegare la camera LBNP ad un trasduttore di pressione standard. Calibrare il trasduttore di pressione a mmHg. </li><li> Ripetere Timer Cycle Allegata alla valvola meccanica: Collegare il personalizzato costruito valvola meccanica e timer ciclo di ripetizione alla camera LBNP. NOTA: Un relè temporizzazione collegato a due motori che controllano una valvola meccanica viene utilizzato per alternare tra la pressione negativa e pressione ambiente. Le alterna relè temporizzazione tensione ai motori a intervalli fissi per aprire e chiudere una valvola tra la camera e il vuoto. Questo crea una forma d&#39;onda della pressione della camera LBNP che è un&#39;onda di circa di forma quadrata. Regolare il tempo di ciclo per la frequenza OLBNP desiderata. </li><li> Trasformatore variabile e vuoto: Allega un aspirapolvere domestica alla valvola meccanica. Inserire il vuoto in un trasformatore variabile che permette la tensione alvuoto da controllare. Accendere l&#39;aspirapolvere e regolare il trasformatore variabile fino a quando la pressione target LBNP (ad esempio, 30 mmHg) si ottiene. </li><li> Pressione arteriosa: Fissare polsini della pressione arteriosa photoplethysmographic non invasive (ad esempio, Portapres, Finapres) al dito (s) di una mano. Assicurare accuratezza confrontando la pressione a pressioni oscillometriche dall&#39;arteria brachiale del braccio opposto. </li><li> 2 MHz Doppler transcranico e Probe Fixation dispositivo <ol><li> Utilizzare una sonda Doppler dell&#39;onda di polso 2 MHz per insonate segmento M1 dell&#39;arteria cerebrale media al tempio (ovvero, la finestra transtemporale). </li><li> Alter angolo di sonda, profondità insonazione (~ 55 mm), il guadagno e la potenza di trasmissione per massimizzare l&#39;intensità spettrale del segnale. </li><li> Fissare la sonda Doppler in posizione utilizzando un dispositivo di fissaggio che non ha indietro (cioè non un archetto) in modo che il movimento manufatto non è introdotto nel segnale movimento volontarios con oscillazioni di pressione negativa. NOTA:. Cerebrale il flusso di sangue può essere misurato in modo unilaterale o bilaterale, ma nessuna differenza in autoregolazione cerebrale è previsto tra gli emisferi a meno che una lesione localizzata come ictus o trauma cranico è presente 20 </li></ol></li><li> CO scaduto 2: Utilizzare una cannula nasale collegato a un analizzatore infrarosso di CO 2 per il monitoraggio di CO scaduto 2 e istruire il soggetto di respirare solo attraverso il naso. Dato l&#39;effetto arteriosa profonda CO 2 ha sul flusso sanguigno cerebrale, 21 monitor di CO 2 durante ogni studio. </li></ol></li><li> Acquisizione Dati <ol><li> Impostare la conversione da analogico a digitale della pressione arteriosa, flusso sanguigno cerebrale, LBNP pressione della camera, e scaduto CO 2 per acquisire un minimo di 50 Hz per canale. Acquisire ECG a 1 kHz. NOTA: Durante le successive occasioni di analisi con le informazioni di frequenza molto più bassa (≤0.07 Hz), è critical per monitorare la qualità dei segnali che vengono acquisiti durante lo studio. Una frequenza di campionamento di 50 Hz consentirà visualizzazione accurata della pressione sanguigna e del flusso sanguigno cerebrale per la rilevazione di manufatto. </li></ol></li><li> Oscillatorio Protocollo LBNP <ol><li> Accendere il vuoto e verificare la pressione del serbatoio è stabile a -30 mmHg. </li><li> Set timer ciclo di ripetizione di 33 secondi per 0,03 Hz OLBNP. </li><li> Regolare la sonda Doppler (s) per garantire ottimale del segnale. </li><li> Acquisire i dati per almeno 15 cicli (500 sec a 0,03 Hz) per garantire sufficiente fiducia nelle stime PPR. Se il tempo consente, raccogliere più dati di questo come sarà ulteriormente migliorare il rapporto segnale-rumore. </li><li> Ripetere i passaggi precedenti per eventuali frequenze comprese tra 0,03 Hz-0,08 Hz modificando la durata del timer ciclo di ripetizione. NOTA: Applicare le frequenze in ordine, ma variare in modo casuale la frequenza di avvio tra i soggetti. </li></ol></li></ol> 2. Proiezione Pursuit Regression (PPR) <ol><li> Pre-elaborazione dei dati <ol><li> Decimazione e passa-basso Filtering <ol><li> Aprire Matlab. Digitare il comando &quot;data = resample (dati, 1, SR / 5)&quot; (dove SR è la frequenza di campionamento originale) per decimare la pressione arteriosa e il flusso sanguigno cerebrale a 5 Hz. NOTA: Facoltativamente, filtro passa-basso (19 ° ordine Chebyshev Type II) con un taglio di 0,4 Hz. Il filtraggio è ridondante, data successiva lavorazione, ma crea forme d&#39;onda medie che non si basano sul rilevamento di picco della pressione arteriosa volte rumoroso e segnali del flusso sanguigno cerebrale. </li></ol></li><li> Rimozione Artefatto <ol><li> Utilizzando le forme d&#39;onda non decimati originali come guida, rimuovere eventuali sezioni dei segnali con artefatti e linearmente interpolare. Se queste sezioni rappresentano più del 10% del periodo di registrazione, la registrazione eliminare del tutto. NOTA: A questo punto, le forme d&#39;onda sono opportunamente trattati per approcci lineari tradizionali come l&#39;analisi funzione di trasferimento.</li></ol></li><li> Band-passaggio filtrante <ol><li> In Matlab, digitare: [B, A] = cheby1 (1,1, [F - 0.005 F + 0.005] / (/ 2) SRD) data = filtfilt (B, A, detrend (dati, &#39;lineare&#39;) a band -pass filtrare la pressione e il flusso in una banda di ± 0,005 Hz (1 ° ordine Chebyshev tipo I con 1 dB della banda passante ripple) intorno alla frequenza di OLBNP (figura 2), dove F è la frequenza OLBNP dominante, SRd è il campionamento decimata rate (5 Hz dopo il passo 2.1.1), e &quot;dati&quot; è il segnale decimato (pressione o flusso arterioso). NOTA: Questo minimizza possibili interferenze e aumenta il rapporto segnale-rumore nella successiva analisi PPR. Sebbene la fluttuazione di pressione arteriosa dominante si verifica alla frequenza di oscillazione di bassa pressione negativa corpo, rumore casuale nei segnali può interferire con la derivazione dei rapporti di pressione-flusso. Risultati senza passa-banda di filtraggio saranno qualitativamente simile, ma la percentuale di varianza eXplained (cioè, R 2) sarà più basso. 19 </li></ol></li></ol></li><li> Proiezione Pursuit Regressione Stima NOTA: Utilizzando la funzione built-in &#39;PPR&#39; in R Lingua e Ambiente per Statistical Computing, e / o tramite funzioni personalizzate scritte in altre piattaforme, generare una singola funzione cresta (M = 1) per la relazione flusso arterioso pressione cerebrale . <ol><li> In Matlab, entrare nel &quot;CVLabPPR (pressione, flusso)&quot; il comando. Inserire lo Studio ID come XXXYYY, dove XXX è il codice di studio di 3 lettere e YYY è i tre caratteri numerici per ID oggetto. Inserire la data di studio nel seguente formato: AAAA-MM-DD. Inserire la misura numerica # (per esempio, &quot;1&quot; per il giorno 1). </li><li> Inserire il APM (inserire FP per finapress o AL per l&#39;arte-line). Inserire il Vessel (MCA, ACA, o PCA). Digitare &quot;y&quot; o &quot;n&quot; alla query &quot;Hai misure MCA giuste?&quot; Enter &quot;y &amp;# 8221; o &quot;n&quot; alla query &quot;Hai lasciato misure MCA?&quot; NOTA: <img alt="Equazione 1" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/51082/51082eq1.jpg" width="300" /> Per ogni ingresso (x t - pressione arteriosa) e l&#39;uscita (y t - il flusso sanguigno cerebrale) una funzione di trasferimento autoregressivo lineare (Eq 1. - il termine tra parentesi) viene fatto passare attraverso le funzioni del kernel non parametrici (k m, chiamato &#39;cresta funzioni &quot;) che sono determinati minimizzando l&#39;errore quadratico medio. Proiezione inseguimento regressione può includere più di una funzione cresta (cioè, M&gt; 1). Tuttavia, anche se sarà ridurre l&#39;errore quadratico medio, può oscurare l&#39;interpretazione delle funzioni di colmo a causa di potenziali interazioni tra di loro. Poiché lo scopo primario è quello di ottenere una relazione tra la pressione arteriosa e flusso sanguigno cerebrale che can essere interpretato fisiologicamente, PPR deve essere limitata a una sola funzione cresta (M = 1). </li><li> Lineare a tratti parametrizzazione. Parametrizzare la funzione cresta come una funzione lineare a tratti per la successiva analisi statistica (Figura 3). Per Matlab, utilizzare Free-nodo spline approssimazione di Bruno Luong. Inserire il &quot;BSFK (x, y, k, nknots)&quot; Comando dove k = 2 per una misura lineare e nknots = 3 per tre regioni. NOTA: Questo identifica quei punti in cui i cambiamenti arteriosi rapporto di flusso di pressione-cerebrale, e gli intervalli in cui il rapporto è approssimativamente lineare figura 3 mostra una schematica dei risultati.. Il guadagno (cioè, la pendenza lineare) del rapporto di pressione del flusso all&#39;interno di ciascuna regione fornisce una misura dell&#39;efficacia di autoregolazione cerebrale all&#39;interno di tale regione. Un guadagno inferiore indica una più efficace contro-regolazione delle fluttuazioni di pressione, mentre i guadagni più alti indicano fl più passivorisposte ome variazioni di pressione. </li></ol></li></ol>

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The authors declare that they have no competing financial interests.

Proprio definire le relazioni input-output possono richiedere che l&#39;ingresso (in questo caso, la pressione) cambia attivamente attraverso una gamma sufficientemente ampia per osservare la risposta di uscita. Tuttavia, variazioni di pressione che si verificano spontaneamente sono estremamente incoerenti e piccola ampiezza all&#39;interno delle frequenze di autoregolazione cerebrale. 27 Questa è la ragione per cui variazioni spontanee in pressione e flusso mostra una relazione con periodi di alta correlazione e periodi di estremamente bassa correlazione e che oscillazioni il flusso sanguigno cerebrale apparentemente sembra senza auto pressione arteriosa apparente. 28 OLBNP 22 fornisce una tecnica fondamentale per creare oscillazioni di pressione arteriosa consistenti di varia frequenza ed ampiezza di valutare le risposte del flusso ematico cerebrale. Anche se ci possono essere altri approcci che potrebbero fornire una sonda simile, questo approccio consente di rigorosi test del rapporto dalla frequenza e / o ampiezza dipendente betpressione arteriosa ween e velocità del flusso sanguigno cerebrale. Prima di ricerca esplorare potenziali strumenti di misurazione per l&#39;autoregolazione cerebrale hanno utilizzato modelli lineari del rapporto tra la pressione arteriosa e il flusso ematico cerebrale (ad esempio, analisi funzione di trasferimento). Una stretta relazione lineare tra pressione e portata modifiche senza smorzamento si osserva quando le oscillazioni di pressione sono relativamente veloci, cioè,&gt; ~ 10 sec. Tuttavia, le oscillazioni più lente (&gt; ~ 20 sec) generano un rapporto tra pressione e flusso che diventa progressivamente meno linearmente correlate. 8,24 Se il rapporto non è molto lineare correlato (basso R 2, a bassa coerenza cross-spettrale) si può non avere alcun fiducia nella precisione delle misure lineari come guadagno e di fase della funzione di trasferimento. La mancanza di relazione lineare indica la presenza di non linearità importanti che sono caratteristici di autoregolazione cerebrale. Infatti, per sua stessa natura, autoregulation non è suscettibile di caratterizzazione attraverso approcci lineari; approcci lineari possono indicare la presenza o l&#39;assenza di autoregolazione, ma non possono descrivere le caratteristiche e la sua efficacia. Ci sono metodi che sono paragonabili ai metodi lineari nella loro semplicità, ma in grado di valutare le relazioni non lineari tra input (pressione) e di uscita (flusso) variabili. Perseguimento di proiezione di regressione è semplicemente un ateoretico metodo non parametrico,, regressione multipla 29,30 che non postula un modello a priori o assumere linearità nel rapporto input-output. Questi sono chiari vantaggi per la caratterizzazione di un sistema che non è completamente comprensibile. Tuttavia, va osservato che l&#39;uso di più di una funzione cresta aumenta la percentuale di varianza spiegata, ma a scapito di oscurare interpretazione fisiologica dei rapporti caratteristici. Pertanto, si raccomanda che la proiezione inseguimento regressione essere limitata ad un solo fu crestanzio. Tuttavia, l&#39;approccio PPR delineato con una singola funzione cresta può spiegare una parte significativa della varianza nel rapporto tra pressione arteriosa e flusso sanguigno cerebrale e rivelare la relazione lineare caratteristica che è coerente tra individui. Limitazioni e possibili modifiche Oscillatorio pressione negativa inferiore del corpo richiede attrezzature e procedure specifiche e invadente e quindi non è adatto per le valutazioni basate clinica. È possibile che riposa registrazioni di lunghezza sufficiente potrebbe fornire dati sufficienti per l&#39;analisi PPR di autoregolazione cerebrale. Tuttavia, il lavoro precedente ha mostrato che la proiezione perseguimento di regressione di riposare dati esegue significativamente peggiore rispetto all&#39;analisi dei dati OLBNP 0,03 Hz. Anche se i rapporti di pressione del flusso quantificati a riposo e durante 0,03 Hz OLBNP sono correlati, 19 il modesto corrispondenza suggerisce semplicemente che la pressione RAPPORTI-flowips stimate a riposo non possono riflettere in modo affidabile quelli derivati ​​da 0,03 Hz OLBNP. Una soluzione può essere quella di produrre variazioni di pressione costante e di ampiezza maggiore all&#39;interno delle frequenze di autoregolazione via lenta, respirazione profonda eucapnici o reiterate manovre tozzo-supporto. Questi metodi hanno dimostrato di generare fluttuazioni di pressione in modo affidabile grandi che possono fornire i cambiamenti attraverso una gamma sufficientemente ampia di osservare le risposte del flusso ematico cerebrale. 31,32 Sebbene in media, proiezione inseguimento regressione può spiegare una quantità significativa del rapporto tra la pressione arteriosa e fluttuazioni di flusso cerebrale, varianza spiegata può essere bassa in alcuni casi (~ 19%) 6. Low prestazioni potrebbero derivare, ad esempio, da modelli di respirazione se la frequenza e volume corrente non sono controllati. Tuttavia, tutti i test fisiologici ha alcune osservazioni aberranti, e questo approccio non è un&#39;eccezione. Misure poveri in ~ 1 di 20 osservazioni non dovrebberot minano la potenziale utilità di questo approccio. Applicazioni future / Conclusioni La caratteristica relazione pressione-flusso può essere modificato in alcune condizioni fisiopatologiche, come l&#39;ictus 33 e trauma cranico. 34 Se le relazioni accurate potrebbero essere acquisite in ambito clinico, la proiezione perseguimento di regressione di autoregolazione cerebrale può avere un&#39;applicazione più ampia ed essere utile come strumento di valutazione dove OLBNP non è disponibile. E &#39;possibile che le manovre semplici (ad esempio, la respirazione profonda, bracciale coscia, di stand sit-to-) e / o più registrazioni della durata di riposo potrebbe comportare relazione pressione-flusso che può essere citato in giudizio per derivare autoregolazione cerebrale paragonabile a OLBNP dati. Tuttavia, la determinazione in laboratorio dei diversi sistemi di regolamentazione e del loro contributo alla non linearità di autoregolazione potrebbe fornire una visione unica per il controllo cerebrovascolare, e permettere diagnosi delle alterazioni fisiopatologiche di autoregolazione cerebrale (ad esempio, dopo una lesione cerebrale traumatica).

Il processo attraverso il quale la perfusione cerebrale si mantiene costante su una vasta gamma di pressioni sistemiche è noto come &quot;autoregolazione cerebrale.&quot; Osservazioni originali di risposte flusso cerebrale 1 sostenuto un contro-regolazione contro le variazioni della pressione arteriosa, che è di grande importanza per la regolazione quotidiana di perfusione cerebrale. Sebbene caratterizzazione di autoregolazione si è basata su studi di sostenuta, ipo e ipertensione controllata, 2,3 è stato riconosciuto che i cambiamenti indotti pressione in resistenza sono &#39;un processo oscillatorio&#39; 3 che comprende le modifiche da 10 a 90 sec. 4, inoltre, all&#39;interno del Negli ultimi due decenni, la misurazione della velocità del flusso sanguigno cerebrale su un beat-by-beat base 5 ha dimostrato che il flusso cerebrale è regolato su periodi più brevi a pochi battiti cardiaci. 6,7 Questi dati battito-per-battito suggeriscono che efficace smorzamento del flusso contro variazioni di pressione si verifica nel corsoperiodi brevi come ~ 15 secondi e diventa progressivamente più su periodi di tempo più lunghi. 8 Così, il rapporto tra le funzioni di pressione e di flusso come un filtro passa alto 7,9-12 in cui i cambiamenti più lenti della pressione sanguigna sono effettivamente smussati e le oscillazioni veloci passano attraverso relativamente inalterata. La principale difficoltà nel caratterizzare la dipendenza dalla frequenza di autoregolazione cerebrale è la mancanza di importanti variazioni spontanee della pressione arteriosa attorno alle frequenze di interesse (meno di ~ 0,07 Hz o ~ 15 sec). Senza oscillazioni di pressione sufficientemente grandi, non si può quantificare con precisione la risposta del flusso sanguigno cerebrale. Il nostro laboratorio ha affrontato questo vincolo utilizzando una tecnica nota come oscillatorio pressione negativa corpo inferiore (OLBNP). Questo crea caudale turni volume del sangue venoso proporzionale al livello di pressione negativa nel serbatoio a causa della ridotta pressione transmurale venosa. Quando la pressio negativore è applicato a intervalli prestabiliti, le oscillazioni nel centro risultato ritorno venoso in fluttuazioni di pressione arteriosa alla frequenza di OLBNP. Questo approccio è stato utilizzato in diversi studi attraverso diversi laboratori. 8,14-17 Questo crea caudali cambiamenti di volume di sangue venoso proporzionale al livello di pressione negativa nel serbatoio a causa della ridotta pressione transmurale venosa. Quando la pressione negativa viene applicata a intervalli prestabiliti, le oscillazioni di ritorno venoso centrale provocano fluttuazioni di pressione arteriosa alla frequenza di OLBNP. Questo approccio è stato utilizzato in diversi studi attraverso diversi laboratori. 8,15-18 Anche con un approccio che può generare oscillazioni prominenti della pressione arteriosa attorno alle frequenze di interesse, vi è un fattore di complicazione: c&#39;è evidenza significativa di non linearità in autoregolazione cerebrale, soprattutto alle frequenze più basse 8 Inoltre, non c&#39;è una forte guida teorica.sulla natura delle nonlinearità presenti in autoregolazione cerebrale. Quindi, usiamo un ateoretico, dati guidati metodo noto come proiezione Pursuit Regression (PPR) nella nostra analisi. 19 PPR è un metodo non parametrico per caratterizzare le relazioni lineari inerenti ad un sistema senza alcuna ipotesi a priori sulla natura di queste non linearità. Questo è un vantaggio deciso per catturare un sistema la cui fisiologia non è ancora definita da modelli lineari espliciti. PPR rivela che la caratteristica non-linearità autoregolazione cerebrale assomiglia al &quot;classico curva di autoregolazione&quot; descritta da Lassen nel 1959 (Figura 1). 2,19 Cioè, il flusso sanguigno cerebrale rimane relativamente costante entro un certo intervallo di pressione arteriosa, ma tracce passivamente in modo lineare al di fuori di questo intervallo. Questa forma diventa più evidente come la fluttuazione della pressione arteriosa diventa più lento. Pertanto, l&#39;analisi lineare è insufficiente per completamente interrogate autoregolazione cerebrale e affidamento su tecniche lineari probabilmente non trova informazioni importanti. In questo articolo ci dettaglio l&#39;approccio sia di acquisizione dati (uso in laboratorio di OLBNP) e le analisi (PPR) che utilizziamo per caratterizzare autoregolazione cerebrale in salute e malattia.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="687">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Device</td>
			<td style="width:185px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Product</td>
			<td style="width:167px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Transcranial Doppler Ultrasound</td>
			<td style="width:185px;">Compumedics DWL</td>
			<td style="width:119px;">Multi-Dop X digital</td>
			<td style="width:167px;">&#160;2 MHz probe</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">ECG and Brachial BP</td>
			<td style="width:185px;">GE</td>
			<td style="width:119px;">Dash 2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">LBNP Tank</td>
			<td style="width:185px;">U. of Iowa Bioengineering</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Custom Built</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Mechanical Valve</td>
			<td style="width:185px;">U. of Iowa Bioengineering</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Custom Built</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Repeat Cycle Timer</td>
			<td style="width:185px;">Macromatics</td>
			<td style="width:119px;">TR-50826-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Pressure Transducer</td>
			<td style="width:185px;">Gould</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Photoplethysmographic finger pressure monitor</td>
			<td style="width:185px;">Finapres Medical Systems</td>
			<td style="width:119px;">Finometer PRO</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">CO2 gas analyzer</td>
			<td style="width:185px;">VacuMed</td>
			<td style="width:119px;">#17515 CO2 Analyzer, Gold Edition</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Data acquisition system</td>
			<td style="width:185px;">AD Instruments</td>
			<td style="width:119px;">Data Acquisition Systems - PowerLab</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing cerebral autoregulation via oscillatory lower body negative pressure and projection pursuit regression

Il processo di perfusione cerebrale viene mantenuta costante in un&#39;ampia gamma di pressioni sistemici è noto come &quot;autoregolazione cerebrale.&quot; Smorzamento efficace del flusso contro variazioni di pressione si verifica per periodi più brevi ~ 15 sec e diventa progressivamente più lunghi periodi di tempo. Così, i cambiamenti più lenti della pressione sanguigna sono effettivamente smussati e cambiamenti più rapidi o fluttuazioni passano al flusso ematico cerebrale relativamente inalterata. La principale difficoltà nel caratterizzare la dipendenza dalla frequenza di autoregolazione cerebrale è la mancanza di importanti variazioni spontanee della pressione arteriosa attorno alle frequenze di interesse (meno di ~ 0,07 Hz o ~ 15 sec). Oscillatorio inferiore del corpo pressione negativa (OLBNP) può essere impiegato per generare oscillazioni ritorno venoso centrale che provocano fluttuazioni di pressione arteriosa alla frequenza di OLBNP. Inoltre, proiezione Pursuit Regression (PPR) fornisce un metodo non parametrico per characterize rapporti non lineari inerenti al sistema senza assunzioni a priori e rivela la caratteristica non-linearità di autoregolazione cerebrale. OLBNP genera grandi fluttuazioni della pressione arteriosa come la frequenza delle oscillazioni di pressione negativa rallentare; Tuttavia, le fluttuazioni del flusso cerebrale diventano progressivamente minore. Quindi, il PPR mostra una regione autoregolatorio sempre più prominente OLBNP frequenze di 0,05 Hz e inferiori (20 cicli sec). L&#39;obiettivo di questo approccio per permettere la determinazione in laboratorio della caratteristica non lineare rapporto tra la pressione e il flusso cerebrale e potrebbe fornire visione unica di controllo integrati cerebrovascolare nonché ad alterazioni fisiologiche sottostante compromessa autoregolazione cerebrale (ad esempio, dopo traumi cerebrali, ictus , ecc).

OLBNP ampiezze da 10 mmHg 22 fino a 120 mmHg 17 sono stati utilizzati per aumentare fluttuazioni di pressione arteriosa, ma 30 mmHg OLBNP è sufficiente 23,24 e non oltre la capacità di regolamentazione del cerebrovasculature. 17 Questo livello di risultati OLBNP in oscillazioni di pressione sanguigna che sono circa 15-20 mmHg in grandezza a 0.03 Hz, che non è maggiore di variazioni di pressione arteriosa che si verificano quando si passa dalla posizione seduta a piedi. 25 presenta alcune limitazioni alla gamma entro cui OLBNP può generare variazioni di pressione arteriosa. Autoregolazione è attiva solo a ~ 0,07 Hz e più lenta, quindi il limite superiore non è un problema. Tuttavia la difficoltà di generare oscillazioni a bassa frequenza sotto 0,03 Hz è che il sistema cardiovascolare contro-regola contro le variazioni di pressione arteriosa LBNP indotte prima del ciclo è finito. Come mostra la Figura 4 mostra, a 0.025 Hz OLBNP che effettivamente vediamo il più grande picco nellaoscillazioni di pressione arteriosa a 0,05 Hz. Mentre la risposta in frequenza di autoregolazione cerebrale può essere caratterizzato da 0,03 Hz-0.08 Hz per definire le scale di tempo entro cui autoregolazione è attivo, 23,24 0,03 Hz e 0,08 Hz OLBNP sono sufficienti quanto rappresentano una serie di funzioni di autoregolazione (cioè un pronunciato regione di autoregolazione a nessuno o un modesto). OLBNP genera grandi fluttuazioni della pressione arteriosa come la frequenza delle oscillazioni di pressione negativa diventa più lenta. La Figura 5 mostra la pressione arteriosa e conseguenti variazioni del flusso sanguigno cerebrale con OLBNP da 0,08 Hz (12.5 cicli sec) e 0,03 Hz (33 cicli sec). Alle frequenze più alte, il flusso sanguigno cerebrale fluttua in concerto con la pressione arteriosa. Il PPR lo dimostra; vi è una relazione lineare proporzionale tra la pressione arteriosa e il flusso sanguigno cerebrale alle frequenze più elevate di 0,08 Hz, 0,07 Hz (14 cicli sec) e 0.06 Hz (16.6 cicli sec). Alle frequenze più lente di OLBNP, anche se le fluttuazioni di pressione arteriosa diventano più grandi, le fluttuazioni del flusso ematico cerebrale sono progressivamente più efficace inumidito. Quindi, il PPR mostra una regione autoregolatorio sempre più importante a frequenze OLBNP da 0,05 Hz (20 cicli sec), a 0,04 Hz (25 cicli sec), a 0,03 Hz. Nell&#39;esempio illustrato, a 0.03 Hz, la curva PPR assomiglia chiaramente il &quot;classico curva di autoregolazione&quot; descritta da Lassen (Figura 1). Abbiamo precedentemente dimostrato che questa osservazione non può essere spiegato semplicemente l&#39;aumento della grandezza delle fluttuazioni di pressione arteriosa come la frequenza delle oscillazioni diventa più lento. Abbiamo precedentemente applicata PPR ai dati da 48 individui in diverse grandezze di OLBNP (quindi, diversa ampiezza delle oscillazioni di pressione). 19 Anche se non abbiamo esplorare esplicitamente una potenziale relazione tra gamma di autoregolazione e l&#39;ampiezza delle fluttuazioni di pressione, abbiamo ricavità che la variazione di autoregolazione gamma era solo ~ 6%. Così, i nostri risultati precedenti dimostrano chiaramente che il cambio della curva PPR con frequenza non può essere completamente spiegata da un cambiamento nella grandezza delle fluttuazioni di pressione. Nello stesso studio, abbiamo valutato se la caratterizzazione PPR di autoregolazione è riproducibile attraverso sessioni separate. Questa analisi ha mostrato che la pendenza della gamma di autoregolazione durante 0,03 Hz OLBNP non ha cambiato (Concordanza di Lin = 0.96, p &lt;0.001) e quindi la relazione pressione-flusso lineare è coerente in giornate di studio. Anche se il letto cerebrovascolare è ben innervato da fibre nervose simpatiche, il loro ruolo nella autoregolazione non è stata ampiamente accettata. 26 Pertanto, alcuni dei nostri precedenti lavori ha esplorato il ruolo potenziale del sistema nervoso simpatico in autoregolazione cerebrovascolare. 24 Abbiamo trovato un ruolo chiaro per il sistema simpatico nella regolazione del flusso cerebrale, ma were non in grado di caratterizzare come il rapporto cambiato con rimozione degli effetti simpatici causa delle limitazioni dei metodi lineari per caratterizzare autoregolazione. La Figura 6 mostra i risultati di applicazione PPR per dati prima (basale) e dopo blocco simpatico durante 0,05 Hz. La curva complessiva diventa decisamente più lineare. Inoltre, l&#39;analisi PPR di 0,03 Hz dati dove autoregolazione è più evidente mostrato che la gamma della regione di autoregolazione rimane invariato, ma la pendenza di tale regione aumenta, riflettendo autoregolazione meno efficace (Figura 7). <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/51082/51082fig1highres.jpg" /> Figura 1. Il &#39;classico&#39; curva di autoregolazione deriva dal rapporto tra gli aumenti statici e diminuzioni della pressione e costante stato di flusso ematico cerebrale. Una regione di flusso immutabile desPite pressione cambia (cioè, pendenza = 0) è delimitata dalle regioni in cui aumentando e pressioni decrescenti provocare proporzionali cambiamenti del flusso sanguigno cerebrale. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/51082/51082fig2highres.jpg" /> Figura 2. La preelaborazione necessario eseguire analisi SPR. I segnali vengono prima decimati a 5 Hz e poi filtrato passa-banda alla frequenza di OLBNP (± 0,005 Hz). <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/51082/51082fig3highres.jpg" /> Figura 3. parametri della curva autoregolazione cerebrale derivata dall&#39;analisi PPR della pressione arteriosa e flusso sanguigno cerebrale durante 0,03 Hz OLBNP. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/51082/51082fig4highres.jpg" /> <strong&gt; Figura 4. Spettro di potenza mostra l&#39;ampiezza delle fluttuazioni della pressione arteriosa quando la frequenza è inferiore a 0,03 OLBNP Hz (ciclo di 33 secondi). Da notare che ci sono due grandi picchi di potenza spettrale pressione arteriosa a 0,025 e 0,05 Hz (40 e 20 cicli sec), ma vi è un solo picco nella potenza spettrale LBNP a 0.025 Hz. Inoltre, la grande fluttuazione nella pressione è a 0.05 Hz e sarebbe confondere l&#39;interpretazione delle risposte del flusso sanguigno cerebrale. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/51082/51082fig5highres.jpg" /> Figura 5. Esempio degli effetti OLBNP 0,08-0,03 Hz sulla pressione arteriosa e il flusso sanguigno cerebrale. Fluttuazioni di pressione arteriosa diventano più grandi con OLBNP lento che le fluttuazioni di flusso sanguigno cerebrale diventano più piccoli. Questa funzione di autoregolazione è descritta dai risultati dell&#39;analisi PPR mostrato nei pannelli inferiori. Tegli regione autoregolazione del flusso sanguigno cerebrale diventa progressivamente più pronunciato con OLBNP lento. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/51082/51082fig6highres.jpg" /> Figura 6. individuale e una media di PPR curve di autoregolazione di dati OLBNP 0,05 Hz a soggetti prima (baseline) e dopo blocco simpatico. Si noti che la perdita della regione di autoregolazione stretto dopo blocco simpatico. <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/51082/51082fig7highres.jpg" /> Figura 7. medio dei parametri di PPR di dati 0,03 Hz OLBNP prima e dopo blocco simpatico. Blocco simpatico ha avuto un effetto marcato sulla curva autoregolazione cerebrale all&#39;interno della gamma di autoregolazione, notevolmente aumentando la pendenza (cioè, più proporzionali variazioni di flusso cerebrale con variazioni di pressione ).

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Assessing Cerebral Autoregulation via Oscillatory Lower Body Negative Pressure and Projection Pursuit Regression

Cerebral perfusion is maintained across a range of pressures via cerebral autoregulation. However, characterizing autoregulation requires prominent pressure fluctuations at regulated frequencies. The described protocol will show how oscillatory lower body negative pressure can generate pressure fluctuations to provide data for projection pursuit regression for quantification of the autoregulatory curve.

Valutare cerebrale Autoregolazione via oscillatorio Lower Body Negative Pressure e proiezione Pursuit Regression

The process by which cerebral perfusion is maintained constant over a wide range of systemic pressures is known as &#8220;cerebral autoregulation.&#8221; ...

assessing-cerebral-autoregulation-via-oscillatory-lower-body-negative

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biology

12.3K Views.  Harvard Medical School. Cerebral perfusion is maintained across a range of pressures via cerebral autoregulation. However, characterizing autoregulation requires prominent pressure fluctuations at regulated frequencies. The described protocol will show how oscillatory lower body negative pressure can generate pressure fluctuations to provide data for projection pursuit regression for quantification of the autoregulatory curve.

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Pressure-polishing Pipettes for Improved Patch-clamp Recording

Pressure-polishing is a method for shaping glass pipettes for patch-clamp recording. We first developed this method for fabricating pipettes suitable for recording from small (&lt;3 m) neuronal cell bodies. The basic principal is similar to glass-blowing and combines air pressure and heat to modify the shape of patch pipettes prepared by a conventional micropipette puller. It can be applied to so-called soft (soda lime) and hard (borosilicate) glasses. Generally speaking, pressure polishing can reduce pipette resistance by 25% without decreasing the diameter of the tip opening (Goodman and Lockery, 2000). It can be applied to virtually any type of glass and requires only the addition of a high-pressure valve and fitting to a microforge. This technique is essential for recording from ultrasmall cells (&lt;5 m) and can also improve single-channel recording by minimizing pipette resistance. The blunt shape is also useful for perforated-patch clamp recording since this tip shape results in a larger membrane bleb available for perforation.

This is a guide to modifying the shape of glass micropipettes. Specifically, by using heat and air pressure the taper is widened without increasing the tip opening, leading to lower pipette resistance. This is critical to obtain low noise recordings of small cells but is useful in many applications.

Pressione lucidatura Pipette per una migliore patch-clamp di registrazione

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Ricerca

Biologia

Measuring Blood Pressure in Mice using Volume Pressure Recording, a Tail-cuff Method

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. The CODA tail-cuff system uses Volume Pressure Recording (VPR) to measure the blood pressure by determining the tail blood volume. A specially designed differential pressure transducer and an occlusion tail-cuff measure the total blood volume in the tail without the need to obtain the individual pulse signal. Special attention is afforded to the length of the occlusion cuff in order to derive the most accurate blood pressure readings. VPR can easily obtain readings on dark-skinned rodents, such as C57BL6 mice and is MRI compatible. The CODA system provides you with measurements of six (6) different blood pressure parameters; systolic and diastolic blood pressure, heart rate, mean blood pressure, tail blood flow, and tail blood volume. Measurements can be made on either awake or anesthetized mice or rats. The CODA system includes a controller, laptop computer, software, cuffs, animal holders, infrared warming pads, and an infrared thermometer. There are seven different holder sizes for mice as small as 8 grams to rats as large as 900 grams.

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. This tail-cuff system uses Volume Pressure Recording (VPR) to measure the blood pressure by determining the tail blood volume.

Misurazione della pressione sanguigna nei topi mediante pressione del volume di registrazione, una coda-bracciale Metodo

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. The CODA ...

Born Normalization for Fluorescence Optical Projection Tomography for Whole Heart Imaging

Optical projection tomography is a three-dimensional imaging technique that has been recently introduced as an imaging tool primarily in developmental biology and gene expression studies. The technique renders biological sample optically transparent by first dehydrating them and then placing in a mixture of benzyl alcohol and benzyl benzoate in a 2:1 ratio (BABB or Murray s Clear solution). The technique renders biological samples optically transparent by first dehydrating them in graded ethanol solutions then placing them in a mixture of benzyl alcohol and benzyl benzoate in a 2:1 ratio (BABB or Murray s Clear solution) to clear. After the clearing process the scattering contribution in the sample can be greatly reduced and made almost negligible while the absorption contribution cannot be eliminated completely. When trying to reconstruct the fluorescence distribution within the sample under investigation, this contribution affects the reconstructions and leads, inevitably, to image artifacts and quantification errors.. While absorption could be reduced further with a permanence of weeks or months in the clearing media, this will lead to progressive loss of fluorescence and to an unrealistically long sample processing time. This is true when reconstructing both exogenous contrast agents (molecular contrast agents) as well as endogenous contrast (e.g. reconstructions of genetically expressed fluorescent proteins).

We suggest a Born normalized approach for Optical Projection Tomography (BnOPT) that accounts for the absorption properties of imaged samples to obtain accurate and quantitative fluorescence tomographic reconstructions. We use the proposed algorithm to reconstruct the fluorescence molecular probe distribution within small animal organs.

La normalizzazione nata per fluorescenza Tomografia Ottica proiezione per l&#39;imaging tutto il cuore

Optical projection tomography is a three-dimensional imaging technique that has been recently introduced as an imaging tool primarily in developmental ...

Making Gynogenetic Diploid Zebrafish by Early Pressure

Heterozygosity in diploid eukaryotes often makes genetic studies cumbersome. Methods that produce viable homozygous diploid offspring directly from heterozygous females allow F1 mutagenized females to be screened directly for deleterious mutations in an accelerated forward genetic screen. Streisinger et al.1,2 described methods for making gynogenetic (homozygous) diploid zebrafish by activating zebrafish eggs with ultraviolet light-inactivated sperm and preventing either the second meiotic or the first zygotic cell division using physical treatments (heat or pressure) that deploymerize microtubules. The "early pressure" (EP) method blocks the meiosis II, which occurs shortly after fertilization. The EP method produces a high percentage of viable embryos that can develop to fertile adults of either sex. The method generates embryos that are homozygous at all loci except those that were separated from their centromere by recombination during meiosis I. Homozygous mutations are detected in EP clutches at between 50% for centromeric loci and less than 1% for telomeric loci. This method is reproduced verbatim from the Zebrafish Book3.

This is a method for generating gynogenetic diploid zebrafish embryos (embryos whose only genetic contribution comes from the mother) by blocking the second meiotic division immediately after fertilization with ultraviolet light-inactivated sperm. EP embryos are not fully homozygous due to recombination during the first meiotic division, however they are homozygous at all loci that have not been separated from their centromere by recombination.

Fare Diploide Zebrafish Gynogenetic di Pressure presto

Heterozygosity in diploid eukaryotes often makes genetic studies cumbersome. Methods that produce viable homozygous diploid offspring directly from ...

Long-term Culture of Human Breast Cancer Specimens and Their Analysis Using Optical Projection Tomography

Breast cancer is a leading cause of mortality in the Western world. It is well established that the spread of breast cancer, first locally and later distally, is a major factor in patient prognosis. Experimental systems of breast cancer rely on cell lines usually derived from primary tumours or pleural effusions. Two major obstacles hinder this research: (i) some known sub-types of breast cancers (notably poor prognosis luminal B tumours) are not represented within current line collections; (ii) the influence of the tumour microenvironment is not usually taken into account.
We demonstrate a technique to culture primary breast cancer specimens of all sub-types. This is achieved by using three-dimensional (3D) culture system in which small pieces of tumour are embedded in soft rat collagen I cushions. Within 2-3 weeks, the tumour cells spread into the collagen and form various structures similar to those observed in human tumours1. Viable adipocytes, epithelial cells and fibroblasts within the original core were evident on histology. Malignant epithelial cells with squamoid morphology were demonstrated invading into the surrounding collagen. Nuclear pleomorphism was evident within these cells, along with mitotic figures and apoptotic bodies.
We have employed Optical Projection Tomography (OPT), a 3D imaging technology, in order to quantify the extent of tumour spread in culture. We have used OPT to measure the bulk volume of the tumour culture, a parameter routinely measured during the neo-adjuvant treatment of breast cancer patients to assess response to drug therapy. 
Here, we present an opportunity to culture human breast tumours without sub-type bias and quantify the spread of those ex vivo. This method could be used in the future to quantify drug sensitivity in original tumour. This may provide a more predictive model than currently used cell lines.

We have developed a collagen-based in vitro assay which promotes proliferation and invasion from samples of all breast cancer subtypes. Optical Projection Tomography, a three dimensional microscopy technique was utilised to visualise and quantify tumour expansion. This assay may be used to quantify drug response of individual tumour samples.

A lungo termine Cultura di campioni umani cancro al seno e la loro analisi utilizzando la tomografia ottica di proiezione

Breast cancer is a leading cause of mortality in the Western world. It is well established that the spread of breast cancer, first locally and later ...

Collection, Isolation and Enrichment of Naturally Occurring Magnetotactic Bacteria from the Environment

Magnetotactic bacteria (MTB) are aquatic microorganisms that were first notably described in 19751 from sediment samples collected in salt marshes of Massachusetts (USA). Since then MTB have been discovered in stratified water- and sediment-columns from all over the world2. One feature common to all MTB is that they contain magnetosomes, which are intracellular, membrane-bound magnetic nanocrystals of magnetite (Fe3O4) and/or greigite (Fe3S4) or both3, 4. In the Northern hemisphere, MTB are typically attracted to the south end of a bar magnet, while in the Southern hemisphere they are usually attracted to the north end of a magnet3,5. This property can be exploited when trying to isolate MTB from environmental samples.
One of the most common ways to enrich MTB is to use a clear plastic container to collect sediment and water from a natural source, such as a freshwater pond. In the Northern hemisphere, the south end of a bar magnet is placed against the outside of the container just above the sediment at the sediment-water interface. After some time, the bacteria can be removed from the inside of the container near the magnet with a pipette and then enriched further by using a capillary racetrack6 and a magnet. Once enriched, the bacteria can be placed on a microscope slide using a hanging drop method and observed in a light microscope or deposited onto a copper grid and observed using transmission electron microscopy (TEM).
Using this method, isolated MTB may be studied microscopically to determine characteristics such as swimming behavior, type and number of flagella, cell morphology of the cells, shape of the magnetic crystals, number of magnetosomes, number of magnetosome chains in each cell, composition of the nanomineral crystals, and presence of intracellular vacuoles.

We demonstrate a method to collect magnetotactic bacteria (MTB) that can be applied to natural waters. MTB can be isolated and enriched from sediment samples using a relatively simple setup that takes advantage of the bacteria's natural magnetism. Isolated MTB can then be examined in detail using both light and electron microscopy.

Raccolta, isolamento e di arricchimento di batteri naturalmente presenti magnetotactic dall&#39;ambiente

Magnetotactic bacteria (MTB) are aquatic microorganisms that were first notably described in 19751 from sediment samples collected in salt marshes of ...

Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

Inhalation is the most likely exposure route for individuals working with aerosolizable engineered nano-materials (ENM). To properly perform nanoparticle inhalation toxicology studies, the aerosols in a chamber housing the experimental animals must have: 1) a steady concentration maintained at a desired level for the entire exposure period; 2) a homogenous composition free of contaminants; and 3) a stable size distribution with a geometric mean diameter &lt; 200 nm and a geometric standard deviation &sigma;g &lt; 2.5 5. The generation of aerosols containing nanoparticles is quite challenging because nanoparticles easily agglomerate. This is largely due to very strong inter-particle forces and the formation of large fractal structures in tens or hundreds of microns in size 6, which are difficult to be broken up. Several common aerosol generators, including nebulizers, fluidized beds, Venturi aspirators and the Wright dust feed, were tested; however, none were able to produce nanoparticle aerosols which satisfy all criteria 5.
A whole-body nanoparticle aerosol inhalation exposure system was fabricated, validated and utilized for nano-TiO2 inhalation toxicology studies. Critical components: 1) novel nano-TiO2 aerosol generator; 2) 0.5 m3 whole-body inhalation exposure chamber; and 3) monitor and control system. Nano-TiO2 aerosols generated from bulk dry nano-TiO2 powders (primary diameter of 21 nm, bulk density of 3.8 g/cm3) were delivered into the exposure chamber at a flow rate of 90 LPM (10.8 air changes/hr). Particle size distribution and mass concentration profiles were measured continuously with a scanning mobility particle sizer (SMPS), and an electric low pressure impactor (ELPI). The aerosol mass concentration (C) was verified gravimetrically (mg/m3). The mass (M) of the collected particles was determined as M = (Mpost-Mpre), where Mpre and Mpost are masses of the filter before and after sampling (mg). The mass concentration was calculated as C = M/(Q*t), where Q is sampling flowrate (m3/min), and t is the sampling time (minute). The chamber pressure, temperature, relative humidity (RH), O2 and CO2 concentrations were monitored and controlled continuously. Nano-TiO2 aerosols collected on Nuclepore filters were analyzed with a scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis.
In summary, we report that the nano-particle aerosols generated and delivered to our exposure chamber have: 1) steady mass concentration; 2) homogenous composition free of contaminants; 3) stable particle size distributions with a count-median aerodynamic diameter of 157 nm during aerosol generation. This system reliably and repeatedly creates test atmospheres that simulate occupational, environmental or domestic ENM aerosol exposures.

A whole-body nanoparticle aerosol inhalation exposure facility was constructed for nano-sized titanium dioxide (TiO2) inhalation toxicology studies. This system provides nano-TiO2 aerosol test atmospheres that have: 1) a steady mass concentration; 2) a homogenous composition free of contaminants; and 3) a stable particle size distribution during aerosol generation.

Tutto il corpo Nanoparticelle Aerosol esposizioni inalatorie

Inhalation is the most likely exposure route for individuals working with aerosolizable engineered nano-materials (ENM). To properly perform nanoparticle ...

Assessing Murine Resistance Artery Function Using Pressure Myography

Pressure myograph systems are exquisitely useful in the functional assessment of small arteries, pressurized to a suitable transmural pressure. The near physiological condition achieved in pressure myography permits in-depth characterization of intrinsic responses to pharmacological and physiological stimuli, which can be extrapolated to the in vivo behavior of the vascular bed. Pressure myograph has several advantages over conventional wire myographs. For example, smaller resistance vessels can be studied at tightly controlled and physiologically relevant intraluminal pressures. Here, we study the ability of 3rd order mesenteric arteries (3-4 mm long), preconstricted with phenylephrine, to vaso-relax in response to acetylcholine. Mesenteric arteries are mounted on two cannulas connected to a pressurized and sealed system that is maintained at constant pressure of 60 mmHg. The lumen and outer diameter of the vessel are continuously recorded using a video camera, allowing real time quantification of the vasoconstriction and vasorelaxation in response to phenylephrine and acetylcholine, respectively.
	To demonstrate the applicability of pressure myography to study the etiology of cardiovascular disease, we assessed endothelium-dependent vascular function in a murine model of systemic hypertension. Mice deficient in the &alpha;1 subunit of soluble guanylate cyclase (sGC&alpha;1-/-) are hypertensive when on a 129S6 (S6) background (sGC&alpha;1-/-S6) but not when on a C57BL/6 (B6) background (sGC&alpha;1-/-B6). Using pressure myography, we demonstrate that sGC&alpha;1-deficiency results in impaired endothelium-dependent vasorelaxation. The vascular dysfunction is more pronounced in sGC&alpha;1-/-S6 than in sGC&alpha;1-/-B6 mice, likely contributing to the higher blood pressure in sGC&alpha;1-/-S6 than in sGC&alpha;1-/-B6 mice. 
	Pressure myography is a relatively simple, but sensitive and mechanistically useful technique that can be used to assess the effect of various stimuli on vascular contraction and relaxation, thereby augmenting our insight into the mechanisms underlying cardiovascular disease.

In pressure myography, an intact small segment of a vessel is mounted onto two small cannulas and pressurized to a suitable luminal pressure. Here, we describe the method to measure vasorelaxation response of the mouse 3rd order mesenteric arteries in c57 and sGC&alpha;1-/- mice using pressure myography.

Valutare Murino Resistenza Funzione Arteria Utilizzando myography Pressione

Pressure myograph systems are  exquisitely useful in the functional assessment of small arteries, pressurized  to a suitable transmural pressure. The  ...

Measuring Respiratory Function in Mice Using Unrestrained Whole-body Plethysmography

Respiratory dysfunction is one of the leading causes of morbidity and mortality in the world and the rates of mortality continue to rise. Quantitative assessment of lung function in rodent models is an important tool in the development of future therapies. Commonly used techniques for assessing respiratory function including invasive plethysmography and forced oscillation. While these techniques provide valuable information, data collection can be fraught with artefacts and experimental variability due to the need for anesthesia and/or invasive instrumentation of the animal. In contrast, unrestrained whole-body plethysmography (UWBP) offers a precise, non-invasive, quantitative way by which to analyze respiratory parameters. This technique avoids the use of anesthesia and restraints, which is common to traditional plethysmography techniques. This video will demonstrate the UWBP procedure including the equipment set up, calibration and lung function recording. It will explain how to analyze the collected data, as well as identify experimental outliers and artefacts that results from animal movement. The respiratory parameters obtained using this technique include tidal volume, minute volume, inspiratory duty cycle, inspiratory flow rate and the ratio of inspiration time to expiration time. UWBP does not rely on specialized skills and is inexpensive to perform. A key feature of UWBP, and most appealing to potential users, is the ability to perform repeated measures of lung function on the same animal.

The assessment of respiratory physiology has traditionally relied upon techniques, which require restraint or sedation of the animal. Unrestrained whole-body plethysmography, however, provides precise, non-invasive, quantitative analysis of respiratory physiology in animal models. In addition, the technique allows repeated respiratory assessment of mice allowing for longitudinal studies.

Misurare funzione respiratoria nei topi mediante sfrenato Pletismografia corpo intero

Respiratory dysfunction is one of the leading causes of morbidity and mortality in the world and the rates of mortality continue to rise. Quantitative ...

Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse

Understanding the causes and progression of heart disease presents a significant challenge to the biomedical community. The genetic flexibility of the mouse provides great potential to explore cardiac function at the molecular level. The mouse&#39;s small size does present some challenges in regards to performing detailed cardiac phenotyping. Miniaturization and other advancements in technology have made many methods of cardiac assessment possible in the mouse. Of these, the simultaneous collection of pressure and volume data provides a detailed picture of cardiac function that is not available through any other modality. Here a detailed procedure for the collection of pressure-volume loop data is described. Included is a discussion of the principles underlying the measurements and the potential sources of error. Anesthetic management and surgical approaches are discussed in great detail as they are both critical to obtaining high quality hemodynamic measurements. The principles of hemodynamic protocol development and relevant aspects of data analysis are also addressed.

This manuscript describes a detailed protocol for the collection of pressure-volume data from the mouse.

Misurazione Loops Volume Pressione nel mouse

Understanding the causes and progression of heart disease presents a significant challenge to the biomedical community. The genetic flexibility of the ...