SML é suportado por uma bolsa de estudo dos institutos canadenses de pesquisa em saúde, MG é apoiado por uma bolsa da rede saúde respiratória da FRQS (de Fonds recherche du Québec – Santé) e YB é um estudioso de pesquisa de FRQS.
CONTRIBUIÇÃO DOS AUTORES Todos os autores contribuíram para a concepção do manuscrito e/ou o vídeo. SML e LD coletaram os dados. SML, LD, YB, DM, DB e AR contribuiram para a análise dos dados, a geração de figuras e a escrita do manuscrito. YB, AR, KL e MG foram envolvidos na elaboração do roteiro de vídeo. A obra foi realizada por YB, KL e MG.

Os procedimentos a seguir foram aprovados pelo Quebec coração e pulmão Instituto Animal conta Comité em conformidade com as diretrizes do Conselho canadense no cuidado Animal (CCAC).
1. preparação
<ol><li>Estudo
	<ol>
<li>(Crítica) Antes de realizar qualquer experimento, obter as aprovações apropriadas (por exemplo, IACUC) e treinamentos (por exemplo, manipulação de animais).</li>
		<li>Familiarize-se com o equipamento e o software operacional. O manual do usuário e, se necessário, crie um arquivo de configuração para definir o número de sites, sinais, analisadores e parâmetros de entrada. Nota: Certifique-se de selecionar uma alta taxa de amostragem (2 KHz).</li>
		<li>Configure as definições de analisadores para os parâmetros de interesse.<ol>
<li>Selecione Tuning na barra de ferramentas e em seguida analisadores.</li>
			<li>Ajustar o limite de fluxo para um valor que separa corretamente as respirações (rato: 0,5 mL/s) e optar por Ti + Te calcular a taxa de respiração.</li>
			<li>Defina um valor para a pressão atmosférica (760 mm Hg) e especificar o desvio máximo de volume inspiratório/expiratório para respirar para serem considerados válidos (rato: 20%).</li>
			<li>Clique em configuração no campo calculado parâmetros para ajustar os limites de aceitação. Nota: As configurações a seguir foram utilizadas para os experimentos descritos rato: tempo de inspiração, 50 a 170 ms; tempo de expiração, 40 a 180 ms; frequência da respiração, 30 a 450 bpm; Resistência específica das vias aéreas, de 0 a 15 cmH2O·s; fluxo de midexpiratory com uma precisão de pelo menos 3 casas decimais.</li>
			<li>Uma vez concluída, selecione aplicar e fechar para sair da janela de diálogo.</li>
		</ol>
</li>
		<li>No menu de barra de ferramenta, ir para Tuning novamente e, depois, armazenamento para definir uma taxa de armazenamento de dados desejado. Clique em aplicar e fechar para sair da janela. Nota: Em média a cada 10 s é normalmente usado.</li>
		<li>Crie um protocolo dentro do software operacional para definir uma sequência de comandos e o tempo desejado para cada um. Um exemplo é exibido na Figura 1.</li>
		<li>Se o experimento envolve a administração de uma substância por aerossol, prepare as soluções adequadas e diluições de acordo com as concentrações a ser testado.</li>
	</ol></li>
	<li>Animal
	<ol>
<li>Trabalhe em uma área tranquila remota da sala de habitação. Permitir que os animais se ajustar à mudança do ambiente.</li>
		<li>Pesar os animais e selecione o tamanho adequado de contenção.</li>
		<li>(Crítica) Adapte os animais para a retenção e procedimentos antes do início do experimento. Dependendo do design experimental, várias sessões de aclimatação de aumentar a duração (por exemplo, 5-30 min) podem ser necessários. Nota: Animais que não se aclimatar devem ser retirados do estudo.<ol>
<li>Em cada sessão de aclimatação, inserir o animal dentro da retenção, procedentes de volta à abertura; segurar o dispositivo na vertical pode ser útil.</li>
			<li>Uma vez que o animal está em posição, insira o êmbolo volta e suavemente trancá-lo sem aplicar força excessiva.</li>
			<li>(Crítica) Verifique visualmente que o animal respira normalmente. Se necessário, ajuste sua posição movendo o mecanismo de travamento. Certifique-se que narinas do animal estão projetando-se fora do cone de nariz com seu focinho encostadas às paredes interiores da retenção.</li>
			<li>Retire o painel traseiro da câmara torácica, inserir a retenção contendo o animal através da borracha abertura na câmara torácica e fechar a câmara.</li>
			<li>Anexar a câmara principal e fornecer um fluxo de viés. Use um fluxo de 0,5 L/min para um rato.</li>
			<li>Permitir que o animal relaxar por 5 min.</li>
			<li>Uma vez que o animal está calmo, inicie a gravação dos sinais de fluxo nasal e torácica. Verifique se na tela do computador que os traços são suaves e que eles exibem um padrão de respiração regular; consulte o exemplo na Figura 2. Nota: Se o protocolo envolve a administração de aerossóis de uma substância, um desafio salino pode ser incluído no processo de aclimatação.</li>
			<li>No final de cada sessão, retire o animal da câmara torácica e a retenção e devolvê-lo à sua habitação gaiola e quarto.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>Equipamentos
	<ol>
<li>No dia do experimento, iniciar uma sessão experimental e carregar o arquivo de configuração apropriado. Nota: Verifique se que ele contém o protocolo desejado para o experimento.</li>
		<li>Vá para executar no menu da barra de ferramenta. Insira a experiência e a do animal. Uma vez feito, clique no botão executar na parte inferior da janela.</li>
		<li>Prosseguir com a calibração do sistema. Calibrar a cada site e sinal de entrada separado.<ol>
<li>Ligue o gerador de fluxo diagonal, conectá-lo à câmara de cabeça através de um pedaço de tubo e ajustar a taxa de fluxo.</li>
			<li>Feche a abertura superior da câmara de cabeça com um boné.</li>
			<li>Retirar o painel traseiro da câmara torácica, firmemente, insira a ferramenta de calibração dentro da borracha abertura entre a cabeça e a câmara de corpo para criar um selo hermético. Feche e volte a colocar o painel traseiro da câmara torácica.</li>
			<li>Verifique se que o orifício lateral da câmara torácica é limitado.</li>
			<li>O menu de barra de ferramenta de software, acesse Tuning e, em seguida, calibrar.</li>
			<li>Vá para a entrada 1 (torácica) e selecione calibrar para iniciar a caixa de diálogo de calibração para o sinal de fluxo torácica.</li>
			<li>(Crítica) Verifique se que os parâmetros listados na janela de diálogo de calibragem exibem as configurações apropriadas, ou seja, estresse físico aplicado valor baixo: 0; Estresse físico aplicado elevado valor:-20 mL/s; Amostras: integrar. Uma vez feito, clique em baixo na janela de amostras .</li>
			<li>Verifique se o sinal gerado é constante através da janela de exibição e, em seguida, clique em fechar.</li>
			<li>Conecte uma seringa 20 mL através da porta lateral da câmara torácica usando um conector de plástico e um pedaço de tubo.</li>
			<li>(Crítica) Selecionar alta na janela amostras e imediatamente injetar 20ml de ar na câmara durante um período de s 2 em uma taxa de fluxo tão constante quanto possível.</li>
			<li>Verifique se o sinal gerado aparece completamente dentro da janela de exibição. Use o ícone de seta para verificar se o sinal é centrado e simétrica em torno da linha zero. Em seguida, clique em fechar. Remover qualquer deslocamento de zero clicando em remover AC deslocamento na janela amostras Nota: A calibração de alto valor pode ser refeita, se necessário.</li>
			<li>Verifique se o resultante Scaled escala de entrada está dentro da faixa recomendada (rato: ±280 para ±420 mL/s). (Crítica) Repita as etapas de calibração, se os valores estiverem fora do intervalo aceitável.</li>
			<li>Calibre a câmara de cabeça em uma maneira similar como a câmara torácica (etapa 1.3.3.6). Desta vez, selecione a entrada 2 (nasal). Nota: (Importante) O valor para o estresse físico aplicado de alto valor deve ser definido como + 20 mL/s. Isso vai mudar a polaridade do fluxo na câmara frontal em relação a câmara traseira. Assim, quando o animal está a respirar, os fluxo de dois sinais quase será em fase, além do atraso usado para calcular sRaw.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>2. as medidas de função pulmonar
<ol><li>Pesar os animais e Observe seus pesos de corpo.</li>
	<li>Inserir o animal dentro da retenção e coloque-o dentro da câmara de pletismografia torácica (etapas 1.2.3.1 para 1.2.3.5).</li>
	<li>Permitir que o animal relaxar pelo menos 5 min.</li>
	<li>Iniciar o protocolo de comandos selecionando o primeiro passo e, em seguida, clique em executar.</li>
	<li>Verifique na tela do computador que a respiração do animal os sinais são regular e liso (Figura 2). O software exibe automaticamente os parâmetros calculados numa base de respiração-por-respiração. Verifique se que os parâmetros do animal são estáveis.</li>
	<li>Grave o padrão de respiração em condições de linha de base para até 10 minutos.</li>
	<li>Para protocolos que envolvem a administração de uma substância por aerossol, faça o seguinte:<ol>
<li>Ajuste o nebulizador do tempo e dever ciclo, conforme necessário. Nota: Nos exemplos demonstrados neste artigo, o nebulizador foi operado em um ciclo de serviço de 5% para 10 s.</li>
		<li>Realizar um desafio do veículo (por exemplo, solução salina) e gravar a resposta.</li>
		<li>Se necessário, expor o animal a aumentar as concentrações da substância, alterando a concentração no nebulizador em escalada etapas (por exemplo, dobrando as concentrações). Grave a resposta depois de cada administração.</li>
		<li>No final da sessão experimental, se não for feito automaticamente, parar a gravação e devolver o animal para sua gaiola de habitação e o quarto.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Se necessário, selecione executar no menu de barra de ferramenta para executar outra sessão experimental.<ol>
<li>Entre as sessões, limpe as câmaras pletismografia e passe o nebulizador com água. Nota: O uso de álcool pode causar danos irreversíveis a pletismografia.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Se o estudo envolve avaliações repetidas ao longo do tempo, repita a sequência inteira de medição em cada commit escolhido. Nota: Recomenda-se sabiamente para complementar o estudo com algumas medidas precisas de mecânica respiratória e/ou volumes de pulmão1,15.</li>
</ol>3. análise de dados
Nota: O software automaticamente salva o arquivo experimental e exporta os parâmetros gravados quando a sessão experimental é fechada.
<ol><li>Calcule uma média de linha de base para os parâmetros de interesse para cada grupo de animal e experimental. Nota: tabela 1 enumera uma série de parâmetros típicos, categorizados com base no tipo de informação que eles fornecem.</li>
	<li>Quando relevante, avaliar o efeito da substância aerossol estudada sobre os parâmetros de interesse a cada concentração usando um ponto específico (por exemplo, valor máximo ou mínimo), uma média ou o curso a tempo inteiro; também pode ser considerada uma normalização para linha de fundo.</li>
	<li>Relate os resultados usando os meios de grupo e erros em uma tabela ou um formato gráfico. Analise os resultados estatisticamente. Nota: No presente estudo, ANOVA de duas vias com repetidas medidas foram utilizadas para avaliar o efeito de metacolina, o alérgeno – casa-ácaro (HDM) – e sua interação em diferentes leituras do DCP (sRaw e EF50), bem como em diferentes leituras FOT (R,N, G e H), em ambas as cepas de ratos. Testes de comparação múltipla do Sidak foram então usados para determinar as concentrações de metacolina na qual os ratos alérgicos diferem os ratos controle. Os mesmos testes foram utilizados para avaliar o efeito de dias, HDM e sua interação na linha de base (ou seja, antes de metacolina) em leituras de obstrução das vias aéreas (sRaw e EF50) e do padrão de ventilação (BF, TV, MV e EIP). Correlações de Pearson foram usadas para avaliar as correlações entre sRaw obtidos com o DCP e RN obtidos com o FOT. Todas as análises estatísticas e gráficos foram realizados usando o software estatístico padrão alternativo (por exemplo, GraphPad Prism). p ≤ 0,05 foram considerado suficiente para rejeitar a hipótese nula.</li>
</ol>

<ol>
	<li>McGovern, T. K., Robichaud, A., Fereydoonzad, L., Schuessler, T. F., Martin, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+respiratory+system+mechanics+in+mice+using+the+forced+oscillation+technique.">Evaluation of respiratory system mechanics in mice using the forced oscillation technique.</a> J Vis Exp. (75), e50172 (2013).</li><li>Bates, J. H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CORP:+Measurement+of+lung+function+in+small+animals.">CORP: Measurement of lung function in small animals.</a> J Appl Physiol (1985). 123 (5), 1039-1046 (2017).</li><li>Bates, J. H., Irvin, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+lung+function+in+mice:+the+phenotyping+uncertainty+principle.">Measuring lung function in mice: the phenotyping uncertainty principle.</a> J Appl Physiol. 94 (4), 1297-1306 (2003).</li><li>Lim, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+respiratory+function+in+mice+using+unrestrained+whole-body+plethysmography.">Measuring respiratory function in mice using unrestrained whole-body plethysmography.</a> J Vis Exp. (90), e51755 (2014).</li><li>Enhorning, G., van Schaik, S., Lundgren, C., Vargas, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-body+plethysmography,+does+it+measure+tidal+volume+of+small+animals?.">Whole-body plethysmography, does it measure tidal volume of small animals?.</a> Can J Physiol Pharmacol. 76 (10-11), 945-951 (1998).</li><li>Vijayaraghavan, R., Schaper, M., Thompson, R., Stock, M. F., Alarie, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristic+modifications+of+the+breathing+pattern+of+mice+to+evaluate+the+effects+of+airborne+chemicals+on+the+respiratory+tract.">Characteristic modifications of the breathing pattern of mice to evaluate the effects of airborne chemicals on the respiratory tract.</a> Arch Toxicol. 67 (7), 478-490 (1993).</li><li>Willis, D. N., Liu, B., Ha, M. A., Jordt, S. E., Morris, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Menthol+attenuates+respiratory+irritation+responses+to+multiple+cigarette+smoke+irritants.">Menthol attenuates respiratory irritation responses to multiple cigarette smoke irritants.</a> FASEB J. 25 (12), 4434-4444 (2011).</li><li>Neuhaus-Steinmetz, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+development+of+airway+hyperresponsiveness+and+acute+airway+obstruction+in+a+mouse+model+of+allergic+inflammation.">Sequential development of airway hyperresponsiveness and acute airway obstruction in a mouse model of allergic inflammation.</a> Int Arch Allergy Immunol. 121 (1), 57-67 (2000).</li><li>Glaab, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tidal+midexpiratory+flow+as+a+measure+of+airway+hyperresponsiveness+in+allergic+mice.">Tidal midexpiratory flow as a measure of airway hyperresponsiveness in allergic mice.</a> Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 280 (3), L565-L573 (2001).</li><li>Glaab, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+measurement+of+midexpiratory+flow+indicates+bronchoconstriction+in+allergic+rats.">Noninvasive measurement of midexpiratory flow indicates bronchoconstriction in allergic rats.</a> J Appl Physiol (1985). 93 (4), 1208-1214 (2002).</li><li>Pennock, B. E., Cox, C. P., Rogers, R. M., Cain, W. A., Wells, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+noninvasive+technique+for+measurement+of+changes+in+specific+airway+resistance.">A noninvasive technique for measurement of changes in specific airway resistance.</a> J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 46 (2), 399-406 (1979).</li><li>DeLorme, M. P., Moss, O. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+function+assessment+by+whole-body+plethysmography+in+restrained+versus+unrestrained+mice.">Pulmonary function assessment by whole-body plethysmography in restrained versus unrestrained mice.</a> J Pharmacol Toxicol Methods. 47 (1), 1-10 (2002).</li><li>Flandre, T. D., Leroy, P. L., Desmecht, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+somatic+growth,+strain,+and+sex+on+double-chamber+plethysmographic+respiratory+function+values+in+healthy+mice.">Effect of somatic growth, strain, and sex on double-chamber plethysmographic respiratory function values in healthy mice.</a> J Appl Physiol (1985). 94 (3), 1129-1136 (2003).</li><li>Criee, C. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Body+plethysmography--its+principles+and+clinical+use.">Body plethysmography--its principles and clinical use.</a> Respir Med. 105 (7), 959-971 (2011).</li><li>Robichaud, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+full-range+pressure-volume+curves+in+mice+and+rats.">Automated full-range pressure-volume curves in mice and rats.</a> J Appl Physiol (1985). 123 (4), 746-756 (2017).</li><li>Mizutani, N., Goshima, H., Nabe, T., Yoshino, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complement+C3a-induced+IL-17+plays+a+critical+role+in+an+IgE-mediated+late-phase+asthmatic+response+and+airway+hyperresponsiveness+via+neutrophilic+inflammation+in+mice.">Complement C3a-induced IL-17 plays a critical role in an IgE-mediated late-phase asthmatic response and airway hyperresponsiveness via neutrophilic inflammation in mice.</a> J Immunol. 188 (11), 5694-5705 (2012).</li><li>Nabe, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Roles+of+basophils+and+mast+cells+infiltrating+the+lung+by+multiple+antigen+challenges+in+asthmatic+responses+of+mice.">Roles of basophils and mast cells infiltrating the lung by multiple antigen challenges in asthmatic responses of mice.</a> Br J Pharmacol. 169 (2), 462-476 (2013).</li><li>Morris, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immediate+sensory+nerve-mediated+respiratory+responses+to+irritants+in+healthy+and+allergic+airway-diseased+mice.">Immediate sensory nerve-mediated respiratory responses to irritants in healthy and allergic airway-diseased mice.</a> J Appl Physiol (1985). 94 (4), 1563-1571 (2003).</li><li>Merazzi, D., Mortola, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+changes+in+ambient+temperature+on+the+Hering-Breuer+reflex+of+the+conscious+newborn+rat.">Effects of changes in ambient temperature on the Hering-Breuer reflex of the conscious newborn rat.</a> Pediatr Res. 45 (3), 370-376 (1999).</li><li>Rao, R., Nagarkatti, P. S., Nagarkatti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delta(9)+Tetrahydrocannabinol+attenuates+Staphylococcal+enterotoxin+B-induced+inflammatory+lung+injury+and+prevents+mortality+in+mice+by+modulation+of+miR-17-92+cluster+and+induction+of+T-regulatory+cells.">Delta(9) Tetrahydrocannabinol attenuates Staphylococcal enterotoxin B-induced inflammatory lung injury and prevents mortality in mice by modulation of miR-17-92 cluster and induction of T-regulatory cells.</a> Br J Pharmacol. 172 (7), 1792-1806 (2015).</li><li>Agrawal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+mucin+secretion+with+MARCKS-related+peptide+improves+airway+obstruction+in+a+mouse+model+of+asthma.">Inhibition of mucin secretion with MARCKS-related peptide improves airway obstruction in a mouse model of asthma.</a> J Appl Physiol (1985). 102 (1), 399-405 (2007).</li><li>Mabalirajan, U., Aich, J., Agrawal, A., Ghosh, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mepacrine+inhibits+subepithelial+fibrosis+by+reducing+the+expression+of+arginase+and+TGF-beta1+in+an+extended+subacute+mouse+model+of+allergic+asthma.">Mepacrine inhibits subepithelial fibrosis by reducing the expression of arginase and TGF-beta1 in an extended subacute mouse model of allergic asthma.</a> Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 297 (3), L411-L419 (2009).</li><li>Desmet, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+of+experimental+asthma+by+decoy-mediated+local+inhibition+of+activator+protein-1.">Treatment of experimental asthma by decoy-mediated local inhibition of activator protein-1.</a> Am J Respir Crit Care Med. 172 (6), 671-678 (2005).</li><li>Zang, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+C+Fibers+Modulate+MMP-12+Production+via+PAR2+and+Are+Involved+in+the+Long-Term+Airway+Inflammation+and+Airway+Hyperresponsiveness+Induced+by+Respiratory+Syncytial+Virus+Infection.">Pulmonary C Fibers Modulate MMP-12 Production via PAR2 and Are Involved in the Long-Term Airway Inflammation and Airway Hyperresponsiveness Induced by Respiratory Syncytial Virus Infection.</a> J Virol. 90 (5), 2536-2543 (2015).</li><li>Shukla, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carryover+of+cigarette+smoke+effects+on+hematopoietic+cytokines+to+F1+mouse+litters.">Carryover of cigarette smoke effects on hematopoietic cytokines to F1 mouse litters.</a> Mol Immunol. 48 (15-16), 1809-1817 (2011).</li><li>Murphy, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory+function+assessment+in+safety+pharmacology.">Respiratory function assessment in safety pharmacology.</a> Curr Protoc Pharmacol. , (2003).</li><li>Lofgren, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restrained+whole+body+plethysmography+for+measure+of+strain-specific+and+allergen-induced+airway+responsiveness+in+conscious+mice.">Restrained whole body plethysmography for measure of strain-specific and allergen-induced airway responsiveness in conscious mice.</a> J Appl Physiol (1985). 101 (5), 1495-1505 (2006).</li><li>DiMaria, G. U., Wang, C. G., Bates, J. H., Guttmann, R., Martin, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partitioning+of+airway+responses+to+inhaled+methacholine+in+the+rat.">Partitioning of airway responses to inhaled methacholine in the rat.</a> J Appl Physiol (1985). 62 (3), 1317-1323 (1987).</li><li>Hoymann, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lung+function+measurements+in+rodents+in+safety+pharmacology+studies.">Lung function measurements in rodents in safety pharmacology studies.</a> Front Pharmacol. 3, 156 (2012).</li><li>Agrawal, A., Singh, S. K., Singh, V. P., Murphy, E., Parikh, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partitioning+of+nasal+and+pulmonary+resistance+changes+during+noninvasive+plethysmography+in+mice.">Partitioning of nasal and pulmonary resistance changes during noninvasive plethysmography in mice.</a> J Appl Physiol (1985). 105 (6), 1975-1979 (2008).</li><li>McLeod, R. L., Young, S. S., Erickson, C. H., Parra, L. E., Hey, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+nasal+obstruction+in+the+allergic+guinea+pig+using+the+forced+oscillation+method.">Characterization of nasal obstruction in the allergic guinea pig using the forced oscillation method.</a> J Pharmacol Toxicol Methods. 48 (3), 153-159 (2002).</li><li>Miyahara, S., Miyahara, N., Takeda, K., Joetham, A., Gelfand, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiologic+assessment+of+allergic+rhinitis+in+mice:+role+of+the+high-affinity+IgE+receptor+(FcepsilonRI).">Physiologic assessment of allergic rhinitis in mice: role of the high-affinity IgE receptor (FcepsilonRI).</a> J Allergy Clin Immunol. 116 (5), 1020-1027 (2005).</li></ol>

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A capacidade de medir a função pulmonar em animais conscientes é claramente justificada na investigação respiratória. Em geral, o DCP é uma abordagem interessante para avaliar a função de ventilação do aparelho respiratório no consciente e respirando espontaneamente animais26. Mais especificamente, o DCP, ou sua variante de cabeça-para fora, muitas vezes atinge um certo equilíbrio entre a qualidade das informações prestadas e o nível desejado de invasividade3 (tabela 2). A técnica pode ser adaptada para várias espécies (por exemplo, rato, rato, cobaia) ou animais de tamanhos e pode ser usada em muitas aplicações de pesquisa. É particularmente útil para avaliar a numerosos animais ao mesmo tempo em um projeto de estudo paralelo, para monitorar a função respiratória de forma repetida e capturar a cinética da resposta ao longo do tempo. Além disso, a técnica é simples e pode ser aprendida de forma relativamente oportuna. No presente trabalho, um protocolo empregando medidas do DCP em ratos foi usado como um exemplo para descrever os aspectos práticos do presente contido técnica pletismografia, bem como para discutir os passos críticos e relacionadas com os resultados.
Quando se trabalha com animais conscientes, é essencial para controlar as condições do ambiente circundante (por exemplo, quarto silencioso com um número limitado de pessoas ou atividade) a fim de gerar resultados reprodutíveis. Desde que os aparelhos vêm em várias dimensões, é importante começar com o tamanho adequado para que os movimentos de respiração são imperturbável. Também é útil e muitas vezes necessário para se aclimatar os animais para a montagem experimental e procedimentos, como é bem conhecido em camundongos que restrição afeta a frequência de respiração12. Dependendo do delineamento experimental ou condições, podem ser necessárias várias sessões de durações incrementais. Finalmente, permitindo tempo no início de uma experiência para os animais ajustar para a mudança de sala e manipulação necessária é uma consideração simples que se mostrou eficaz para garantir que o padrão de respiração é consistentemente regular e descontraída na linha de base. Trabalhando sob condições onde os animais são confortáveis, bem adaptados e calmo também será benéfico em termos de qualidade e variabilidade do resultado. Ela também limita qualquer liberação induzida por estresse de catecolamina, que pode aumentar o calibre das vias aéreas e atenuar uma broncoconstrição induzida.
É importante compreender que há uma necessidade de separar tão hermeticamente quanto possível os fluxos nasais e torácicos. Dependendo do sistema ou espécies estudadas, o mecanismo de vedação pode variar em forma, bem como em eficácia. O DCP nós aqui descritos, o selo é criado entre o focinho do animal e o dispositivo de restrição. Ao avaliar a função respiratória por DCP, também é essencial para fornecer um fluxo contínuo e suficiente de viés, como uma diminuição do nível de oxigênio disponível para o animal irá resultar em efeitos significativos. Tendo em conta o bem-estar do animal a retenção limita a propensão para vazamentos de ar criado por agitação e assim maximiza a qualidade dos dados. Por outro lado, estima, uma quebra no selo da resultará em conjuntos de dados rejeitados ou subestimação de alguns parâmetros.
Além para habilitar a gravação separada do sinal do fluxo nasal, câmara de cabeça normalmente é usada para expor o animal a substâncias aerossol. Conforme ilustrado neste artigo, este pode ser utilizado para executar um teste de bronchoprovocation para demonstrar diferentes graus de capacidade de resposta. Em tais experiências, ajustar o intervalo de concentrações testadas pode ser necessários dependendo da espécie, estirpe ou sexo dos animais estudados. Como demonstrado anteriormente8,9,10,27, os presentes resultados mostram que as alterações induzidas pelo metacolina na sRaw correlacionaram com medições de FOT invasivas da resistência das vias aéreas. Os resultados também demonstram que a técnica DCP não é tão sensível como o FOT por sua capacidade para detectar disfunção respiratória e identificar uma resposta alterada, localizada dentro dos compartimentos inferiores do pulmão (tecido pulmonar e/ou pequenas vias aéreas periféricas) . Desde que vias aéreas do animal estão intactas, a presença de vias aéreas superiores, que esclarece a maior parte da resistência ao fluxo de ar28respiratória total, pode afetar a distribuição de aerossóis e deposição em adição para amortecer a contribuição do as vias respiratórias inferiores para uma medição. Tabela 3 resume outras diferenças entre a técnica DCP e o FOT. Finalmente, embora seja teoricamente possível estimar a resistência de vias aéreas total do animal (incluindo vias aéreas superiores) de uma medida de sRaw, geralmente é recomendado para complementar a avaliação de DCP com uma técnica de medição invasiva, tais como o FOT29 para obter medições directas da mecânica respiratória detalhadas. Dependendo dos objectivos do estudo, as medições da resistência das vias aéreas superiores também podem ser consideradas30,31,32.
Conclusão  Devido ao seu limitado grau de invasividade, o DCP é uma técnica que pode satisfazer uma necessidade importante na investigação respiratória. É capaz de fornecer leituras precisas de padrão de ventilação em animais conscientes simultaneamente com alguns índices indiscutível de obstrução do fluxo de ar. As informações obtidas também verdadeiramente que complementa de abordagens mais invasivas.

A crescente utilização de pequenos animais para doenças respiratórias humanas modelo instou o desenvolvimento de técnicas para avaliar quantitativamente as funções do sistema respiratório em animais. Atualmente, a técnica de oscilações forçadas (FOT) é reconhecida como a abordagem mais precisa para avaliar a mecânica respiratória em animais de pequeno porte1,2. No entanto, como afirma o princípio de incerteza de fenotipagem, o que se ganha em precisão de medição com o FOT é negociada fora contra uma perda em noninvasiveness3. Com efeito, as medições FOT são adquiridas nas condições experimentais altamente controladas que exigem anestesia, traqueostomia ou intubação oral, bem como a ventilação mecânica; um cenário muito longe da vida real.
Em situações onde as exigências experimentais proscrever o uso de agentes anestésicos ou ligue para pouco ou nenhum desvio do estado fisiológico natural do animal, pode considerar-se dobro-câmara pletismografia (DCP). Como seu nome indica, uma instalação DCP consiste de duas câmaras rígidas conectadas, construídas para isolar tão hermeticamente quanto possível, a cabeça do animal (ou nariz), na câmara da frente, do seu tórax, na câmara traseira. Dentro da instalação, o animal está consciente e respira espontaneamente enquanto sendo contido. Porque as paredes das câmaras não podem expandir ou retrair, o movimento do ar entrar e sair do animal gera um correspondente mas oposta da forma de onda no interior da câmara traseira, como resultado da compressão/descompressão do ar ao seu redor. A forma de onda devido ao fluxo nasal na câmara frontal e aquela relacionada com o movimento torácico na câmara posterior, portanto, pode ser separada e capturada simultaneamente. Dependendo do projeto da instalação do DCP, estas formas de onda podem ser adquiridas usando um conjunto de transdutores de pressão ou pneumotachographs respectivamente, gravar as alterações na pressão da câmara ou do fluxo de ar entrar e sair das câmaras em função do tempo. A última abordagem é mais comum nos dias de hoje.
Enquanto a frequência de respiração do animal pode ser determinada com precisão por qualquer tipo de técnicas Pletismográfica, a situação não é a mesma para a determinação do volume corrente e seus parâmetros de ventilação relacionados (por exemplo, ventilação por minuto, volume expiratório, etc.). Ao contrário da técnica de pletismografia de corpo inteiro (WBP), onde o volume corrente do animal é estimado a partir do sinal de caixa4,5, a técnica DCP fornece avaliações precisas do volume corrente. Isto está relacionado com a aquisição direta de movimento de torácica do animal na câmara traseira, que são proporcionais às mudanças no volume pulmonar durante a respiração.
Além desses parâmetros precisos ventilatórios (por exemplo, volume corrente, frequência de respiração e ventilação por minuto), alguns distúrbios na forma do ciclo respiratório também podem ser usados para investigar aspectos neuronais que governam o unidade respiratória ou reflexos respiratórios. Um exemplo específico de tal pedido seria a avaliação do potencial de irritação de substâncias inaladas nos neurônios sensoriais das vias aéreas superiores6. Aqui, a duração de uma pausa no início da expiração é determinada usando um parâmetro chamado pausa inspiratória-final (EIP), também conhecida como duração de travagem6. O prolongamento dessa pausa por uma substância irritante é associado com o fechamento da glote do animal, causando um período mensurável de travagem na primeira parte da expiração6,7.
Outra vantagem importante do DCP é que fornece dois parâmetros validados e indiscutível que são sensíveis à obstrução do fluxo de ar. Um é chamado o fluxo em meados-tidal volume expiratório e é abreviado EF508,9,10. É o fluxo de ar no volume na metade de cada respiração tidal durante a expiração. EF50 é extraído o rastreamento de fluxo torácica e pode assim ser medido sem a câmara frontal (ou seja, em uma configuração de cabeça-para fora). O outro chama-se resistência específica das vias aéreas e é abreviado sRaw11,12,13. A determinação da sRaw requer a gravação simultânea dos fluxos de nasal e torácica do animal, como ele é calculado a partir do atraso de tempo entre estes traços respiratórios separados no ponto zero fluxo no final da inspiração. A lógica que descreve a base pela qual este atraso refere-se ao sRaw foi expatiated anteriormente11. Simplificando, as mudanças no volume pulmonar precedem a circulação de ar, desde que um gradiente de pressão precisa de desenvolver-se em ordem de fluxo de ar de carro. Em um animal saudável respirar calmamente, esse atraso é normalmente muito pequeno. No entanto, o gradiente de pressão que é necessário para acomodar um determinado fluxo (por exemplo, um fluxo suficiente para fornecer a ventilação adequada) é influenciado pelo grau de resistência das vias aéreas. Durante a broncoconstrição, por exemplo, o gradiente de pressão necessária para acomodar um determinado fluxo é maior, o que implica que o animal tem que trabalhar mais para respirar. Um maior gradiente de pressão no tórax do animal também implica que uma parcela maior do fluxo de entrar e sair da câmara traseira é devido à descompressão/compressão de ar dentro do tórax, que é a parte da expansão/retração torácica total que é fora de fase com o fluxo nasal. O aumento da resistência devido a broncoconstrição assim aumentará o atraso entre a traseira e a câmara frontal e aumenta desse modo sRaw. O gradiente de pressão que impulsiona o fluxo de ar entrar e sair do pulmão também é influenciado pelo volume inicial gás torácica (TGV). A um TGV maior por exemplo, a expansão/retração do tórax necessário para gerar um determinado gradiente de pressão é maior (simplesmente porque o deslocamento do volume que é necessário para gerar um determinado gradiente de pressão é maior), o que também implica que o animal tem que trabalhar mais para respirar. Novamente, estes deslocamentos extra torácicos são aqueles necessários para descompactar/comprimir ar no tórax e são, portanto, fora de fase com o fluxo nasal. Então, um aumento de TGV também aumentará o atraso entre as câmaras e aumenta desse modo sRaw. Como pode ser visto, tanto a broncoconstrição e aumento TGV resultam em um esforço mais importante para extrair o ar entrar e sair do pulmão. Isto é, em essência, o significado fisiológico da sRaw. Ele representa o trabalho necessário para5,14de respiração.
Assim, é importante compreender que a influência de dois fatores distintos sRaw: TGV e resistência das vias aéreas. Na verdade, o sRaw pode ser expressa como o produto da resistência das vias aéreas e TGV11. Animais conscientes podem modificar seu TGV à vontade, como para se adaptar a sua ventilação para um determinado ambiente. Sob tais condições, onde o estado fisiológico natural do animal é inalterado, assim é impossível discernir se uma mudança na sRaw decorre de uma alteração na resistência das vias aéreas, de uma mudança no TGV ou de uma mistura dos dois. Portanto, é recomendável para complementar a avaliação de DCP com mais medições invasivas da mecânica respiratória e/ou volumes de pulmão, como os fornecidos pelo FOT1,15.
Até à data, o DCP tem sido usado em várias aplicações de pesquisa. A técnica pode ser usada com ou sem câmara de cabeça para quantitativamente e avaliar com precisão o efeito de várias substâncias, tais como farmacêuticos, alérgenos, irritantes ou outros mediadores, na função respiratória em animais de pequenos porte conscientes 16,17,18. A câmara frontal também pode ser usada como uma câmara expondo a substâncias aerossol ou variados gás concentrações (hipóxia, hipercapnia, etc)19. Convenientemente, permite medir concomitantemente dos efeitos agudos dessas exposições. Na verdade, um dos usos comuns do DCP é avaliar o grau de capacidade de resposta à Metacolina aerossol em diferentes modelos de doenças respiratórias20,21,22,23, 24 , 25.
Embora a técnica DCP é aparentemente simples, alguns desafios práticos potencialmente poderiam desencorajar os usuários inexperientes ou prejudicar a precisão e a reprodutibilidade dos resultados. O presente trabalho fornece uma descrição detalhada dos procedimentos recomendados para a função respiratória com sucesso recorde pelo DCP em camundongos conscientes, comedidos, respirando espontaneamente. A descrição é específica para o equipamento indicado (consulte a Tabela de materiais). O utilitário e o valor do DCP também é demonstrada em um modelo comum de inflamação alérgica pulmonar em duas linhagens de camundongos testados na linha de base e em resposta à Metacolina aerossol.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="997">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Acetyl-&#946;-methylcholine chloride&#160;</td>
			<td style="width:287px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:173px;">A-2251</td>
			<td style="width:167px;">Methacholine</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Phosphate buffered saline</td>
			<td style="width:287px;">Multicell</td>
			<td style="width:173px;">311-506-CL</td>
			<td>PBS 10X</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">House dust mite extract</td>
			<td style="width:287px;">GREER</td>
			<td style="width:173px;">290902</td>
			<td>HDM&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">DCP complete system</td>
			<td style="width:287px;">&#160;SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">iox software</td>
			<td style="width:287px;">&#160;SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Aerogen Aeroneb nebulizer</td>
			<td style="width:287px;">&#160;SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">flexiVent FX complete system</td>
			<td style="width:287px;">&#160;SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES</td>
			<td style="width:173px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of respiratory function in conscious mice by double-chamber plethysmography

Variações de volume de ar criadas por um sujeito consciente, respirando espontaneamente dentro de uma caixa de corpo são a base da pletismografia, uma técnica utilizada de forma não-invasiva de avaliar algumas características da função respiratória em humanos como em animais de laboratório. O presente artigo centra-se sobre a aplicação da pletismografia da dobro-câmara (DCP) em pequenos animais. Fornece informações básicas sobre a metodologia, bem como um procedimento passo a passo detalhado para avaliar a função respiratória em consciente, respirando espontaneamente os animais de uma forma não-invasiva com êxito. O DCP pode ser usado para monitorar a função respiratória de vários animais, em paralelo, bem como identificar alterações induzidas por substâncias aerossol durante um período de tempo escolhido e de forma repetida. Experiências em controle e ratos alérgicos são usadas neste documento para demonstrar a utilidade da técnica, explicar os parâmetros de resultado associado, bem como a discutir as vantagens relacionadas e deficiências. No geral, o DCP fornece leituras válidas e teoricamente som que podem ser confiáveis para avaliar a função respiratória dos animais pequenos conscientes na linha de base e depois desafios com substâncias aerossol.

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Assessment of Respiratory Function in Conscious Mice by Double-chamber Plethysmography

O objetivo do presente artigo é fornecer uma descrição detalhada dos procedimentos recomendados para avaliar a função respiratória em ratos conscientes por pletismografia dobro-câmara.

Avaliação da função respiratória em ratos conscientes por pletismografia dobro-câmara

Air volume changes created by a conscious subject breathing spontaneously within a body box are at the basis of plethysmography, a technique used to ...

assessment-respiratory-function-conscious-mice-double-chamber

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

42.6K visualizações.  Université Laval. O objetivo do presente artigo é fornecer uma descrição detalhada dos procedimentos recomendados para avaliar a função respiratória em ratos conscientes por pletismografia dobro-câmara.

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Hyperinsulinemic-euglycemic Clamps in Conscious, Unrestrained Mice

Type 2 diabetes is characterized by a defect in insulin action. The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is widely considered the "gold standard" method for assessing insulin action in vivo. During an insulin clamp, hyperinsulinemia is achieved by a constant insulin infusion. Euglycemia is maintained via a concomitant glucose infusion at a variable rate. This variable glucose infusion rate (GIR) is determined by measuring blood glucose at brief intervals throughout the experiment and adjusting the GIR accordingly. The GIR is indicative of whole-body insulin action, as mice with enhanced insulin action require a greater GIR. The insulin clamp can incorporate administration of isotopic 2[14C]deoxyglucose to assess tissue-specific glucose uptake and [3-3H]glucose to assess the ability of insulin to suppress the rate of endogenous glucose appearance (endoRa), a marker of hepatic glucose production, and to stimulate the rate of whole-body glucose disappearance (Rd).
The miniaturization of the insulin clamp for use in genetic mouse models of metabolic disease has led to significant advances in diabetes research. Methods for performing insulin clamps vary between laboratories. It is important to note that the manner in which an insulin clamp is performed can significantly affect the results obtained. We have published a comprehensive assessment of different approaches to performing insulin clamps in conscious mice1 as well as an evaluation of the metabolic response of four commonly used inbred mouse strains using various clamp techniques2. Here we present a protocol for performing insulin clamps on conscious, unrestrained mice developed by the Vanderbilt Mouse Metabolic Phenotyping Center (MMPC; URL: www.mc.vanderbilt.edu/mmpc). This includes a description of the method for implanting catheters used during the insulin clamp. The protocol employed by the Vanderbilt MMPC utilizes a unique two-catheter system3. One catheter is inserted into the jugular vein for infusions. A second catheter is inserted into the carotid artery, which allows for blood sampling without the need to restrain or handle the mouse. This technique provides a significant advantage to the most common method for obtaining blood samples during insulin clamps which is to sample from the severed tip of the tail. Unlike this latter method, sampling from an arterial catheter is not stressful to the mouse1. We also describe methods for using isotopic tracer infusions to assess tissue-specific insulin action. We also provide guidelines for the appropriate presentation of results obtained from insulin clamps.

The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is the gold standard for assessing insulin action in vivo. A method for performing insulin clamps in mice is described. This includes a method for arterial catheterization that permits experiments to be performed in conscious, unrestrained mice with minimal stress.

Hiperinsulinêmico euglicêmico-Clamps em Consciente, Ratos Unrestrained

Type 2 diabetes is characterized by a defect in insulin action. The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is widely considered the "gold ...

Medicina

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination is disrupted by spinal cord injury (SCI), control of respiratory muscles innervated below the injury level is compromised1,2 leading to respiratory muscle dysfunction and pulmonary complications. These conditions are among the leading causes of death in patients with SCI3. Standard pulmonary function tests that assess respiratory motor function include spirometrical and maximum airway pressure outcomes: Forced Vital Capacity (FVC), Forced Expiratory Volume in one second (FEV1), Maximal Inspiratory Pressure (PImax) and Maximal Expiratory Pressure (PEmax)4,5. These values provide indirect measurements of respiratory muscle performance6. In clinical practice and research, a surface electromyography (sEMG) recorded from respiratory muscles can be used to assess respiratory motor function and help to diagnose neuromuscular pathology. However, variability in the sEMG amplitude inhibits efforts to develop objective and direct measures of respiratory motor function6. Based on a multi-muscle sEMG approach to characterize motor control of limb muscles7, known as the voluntary response index (VRI)8, we developed an analytical tool to characterize respiratory motor control directly from sEMG data recorded from multiple respiratory muscles during the voluntary respiratory tasks. We have termed this the Respiratory Motor Control Assessment (RMCA)9. This vector analysis method quantifies the amount and distribution of activity across muscles and presents it in the form of an index that relates the degree to which sEMG output within a test-subject resembles that from a group of healthy (non-injured) controls. The resulting index value has been shown to have high face validity, sensitivity and specificity9-11. We showed previously9 that the RMCA outcomes significantly correlate with levels of SCI and pulmonary function measures. We are presenting here the method to quantitatively compare post-spinal cord injury respiratory multi-muscle activation patterns to those of healthy individuals.

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment RMCA in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

The purpose of this publication is to present our original work on a multi-muscle surface electromyographic approach to quantitatively characterize respiratory muscle activation patterns in individuals with chronic spinal cord injury using vector-based analysis.

Avaliação da ativação muscular respiratória Usando respiratória Motor Control Assessment (ACMD) em indivíduos com lesão medular crônica

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination ...

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

Avaliação da Estrutura e Função do Ventrículo Direito em modelo de camundongo Pulmonary Artery constrição por Ecocardiografia transtorácica

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Diagnostic Ultrasound Imaging of Mouse Diaphragm Function

Function analysis of rodent respiratory skeletal muscles, particularly the diaphragm, is commonly performed by isolating muscle strips using invasive surgical procedures. Although this is an effective method of assessing in vitro diaphragm activity, it involves non-survival surgery. The application of non-invasive ultrasound imaging as an in vivo procedure is beneficial since it not only reduces the number of animals sacrificed, but is also suitable for monitoring disease progression in live mice. Thus, our ultrasound imaging method may likely assist in the development of novel therapies that alleviate muscle injury induced by various respiratory diseases. Particularly, in clinical diagnoses of obstructive lung diseases, ultrasound imaging has the potential to be used in conjunction with other standard tests to detect the early onset of diaphragm muscle fatigue. In the current protocol, we describe how to accurately evaluate diaphragm contractility in a mouse model using a diagnostic ultrasound imaging technique.

Diagnostic ultrasound imaging has proven to be effective in diagnosing various respiratory diseases in human and animal subjects. We demonstrate a comprehensive ultrasound protocol utilized by Dr. Zuo's lab to analyze diaphragm kinetics specifically in mouse models. This is also a non-invasive research technique which can provide quantitative information on mouse respiratory muscle function.

Diagnóstico Ecografia de função de mouse Diafragma

Function analysis of rodent respiratory skeletal muscles, particularly the diaphragm, is commonly performed by isolating muscle strips using invasive ...

Transcutaneous Assessment of Renal Function in Conscious Rodents

Glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional methods to evaluate GFR are cumbersome and time-consuming. In addition, serial blood or urine samples are required, with the associated stress for the experimental animals. A recent technique significantly reduces the investment in time and resources, minimizing the invasiveness and the animal stress, but being equally valid as the traditional approaches. The method measures transcutaneously renal function. Using an optical device and the exogenous renal marker fluorescein isothiocyanate (FITC)-sinistrin, this technique is capable of measuring the elimination kinetics of the marker through the skin. With neither blood nor urine samples nor the associated laboratory assays needed, the results of the transcutaneous measurement are almost instantaneously available. The method has been already validated in different species and successfully applied in several models of renal pathology. Moreover, due to its minimally invasive characteristics, it is suitable for sequential measurements within the same animal. Here is provided a detailed protocol to carry out the transcutaneous assessment of renal function in rodents.

Determination of glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional procedures to measure this parameter are cumbersome and require a large investment of time. Here we describe a faster and minimally invasive method to determinate GFR transcutaneously.

Avaliação transcutânea da função renal em roedores conscientes

Glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional methods to evaluate GFR are cumbersome and ...

Generation of a Chronic Obstructive Pulmonary Disease Model in Mice by Repeated Ozone Exposure

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is characterized by persistent airflow limitation and lung parenchymal destruction. It has a very high incidence in aging populations. The current conventional therapies for COPD focus mainly on symptom-modifying drugs; thus, the development of new therapies is urgently needed. Qualified animal models of COPD could help to characterize the underlying mechanisms and can be used for new drug screening. Current COPD models, such as lipopolysaccharide (LPS) or the porcine pancreatic elastase (PPE)-induced emphysema model, generate COPD-like lesions in the lungs and airways but do not otherwise resemble the pathogenesis of human COPD. A cigarette smoke (CS)-induced model remains one of the most popular because it not only simulates COPD-like lesions in the respiratory system, but it is also based on one of the main hazardous materials that causes COPD in humans. However, the time-consuming and labor-intensive aspects of the CS-induced model dramatically limit its application in new drug screening. In this study, we successfully generated a new COPD model by exposing mice to high levels of ozone. This model demonstrated the following: 1) decreased forced expiratory volume 25, 50, and 75/forced vital capacity (FEV25/FVC, FEV50/FVC, and FEV75/FVC), indicating the deterioration of lung function; 2) enlarged lung alveoli, with lung parenchymal destruction; 3) reduced fatigue time and distance; and 4) increased inflammation. Taken together, these data demonstrate that the ozone exposure (OE) model is a reliable animal model that is similar to humans because ozone overexposure is one of the etiological factors of COPD. Additionally, it only took 6 - 8 weeks, based on our previous work, to create an OE model, whereas it requires 3 - 12 months to induce the cigarette smoke model, indicating that the OE model might be a good choice for COPD research.

This study describes the successful generation of a new chronic obstructive pulmonary disease (COPD) animal model by repeatedly exposing mice to high concentrations of ozone.

Geração de um modelo de doença pulmonar obstrutiva crônica em ratos pela exposição repetida de ozônio

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is characterized by persistent airflow limitation and lung parenchymal destruction. It has a very high ...

Assessment of Kidney Function in Mouse Models of Glomerular Disease

The use of murine models to mimic human kidney disease is becoming increasingly common. Our research is focused on the assessment of glomerular function in diabetic nephropathy and podocyte-specific VEGF-A knock-out mice; therefore, this protocol describes the full kidney work-up used in our lab to assess these mouse models of glomerular disease, enabling a vast amount of information regarding kidney and glomerular function to be obtained from a single mouse. In comparison to alternative methods presented in the literature to assess glomerular function, the use of the method outlined in this paper enables the glomerular phenotype to be fully evaluated from multiple aspects. By using this method, the researcher can determine the kidney phenotype of the model and assess the mechanism as to why the phenotype develops. This vital information on the mechanism of disease is required when examining potential therapeutic avenues in these models. The methods allow for detailed functional assessment of the glomerular filtration barrier through measurement of the urinary albumin creatinine ratio and individual glomerular water permeability, as well as both structural and ultra-structural examination using the Periodic Acid Schiff stain and electron microscopy. Furthermore, analysis of the genes dysregulated at the mRNA and protein level enables mechanistic analysis of glomerular function. This protocol outlines the generic but adaptable methods that can be applied to all mouse models of glomerular disease.

This protocol describes a full kidney work-up that should be carried out in mouse models of glomerular disease. The methods allow for detailed functional, structural, and mechanistic analysis of glomerular function, which can be applied to all mouse models of glomerular disease.

Avaliação da função renal em modelos do rato da doença Glomerular

The use of murine models to mimic human kidney disease is becoming increasingly common. Our research is focused on the assessment of glomerular function ...

Combining Volumetric Capnography And Barometric Plethysmography To Measure The Lung Structure-function Relationship

Tools to measure lung and airways volume are critical for pulmonary researchers interested in evaluating the impact of disease or novel therapies on the lung. Barometric plethysmography is a classic technique to evaluate the lung volume with a long history of clinical use. Volumetric capnography utilizes the profile of exhaled carbon dioxide to determine the volume of the conducting airways, or dead space, and provides an index of airways homogeneity. These techniques may be used independently, or in combination to evaluate the dependence of airways volume and homogeneity on lung volume. This paper provides detailed technical instructions to replicate these techniques and our representative data demonstrates that the airways volume and homogeneity are highly correlated to lung volume. We also provide a macro for the analysis of capnographic data, which can be modified or adapted to fit different experimental designs. The advantage of these measures is that their advantages and limitations are supported by decades of experimental data, and they can be made repeatedly in the same subject without expensive imaging equipment or technically advanced analysis algorithms. These methods may be particularly useful for investigators interested in perturbations that change both the functional residual capacity of the lung and airways volume.

Here, we describe two measures of pulmonary function &#8211; barometric plethysmography, which allows the measurement of lung volume, and volumetric capnography, a tool to measure the anatomic dead space and airways uniformity. These techniques may be used independently or combined to assess airways function at different lung volumes.

Combinando a capnografia volumétrica e pletismografia barométrica para medir a relação estrutura-função do pulmão

Tools to measure lung and airways volume are critical for pulmonary researchers interested in evaluating the impact of disease or novel therapies on the ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

Avaliação não-invasiva da função de músculos levantadores em ratos

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...

Assessment and Characterization of Hyaloid Vessels in Mice

In the eye, the embryonic hyaloid vessels nourish the developing lens and retina and regress when the retinal vessels develop. Persistent or failed regression of hyaloid vessels can be seen in diseases such as persistent hyperplastic primary vitreous (PHPV), leading to an obstructed light path and impaired visual function. Understanding the mechanisms underlying the hyaloid vessel regression may lead to new molecular insights into the vascular regression process and potential new ways to manage diseases with persistent hyaloid vessels. Here we describe the procedures for imaging hyaloid in live mice with optical coherence tomography (OCT) and fundus fluorescein angiography (FFA) and a detailed technical protocol of isolating and flat-mounting hyaloid ex vivo for quantitative analysis. Low-density lipoprotein receptor-related protein 5 (LRP5) knockout mice were used as an experimental model of persistent hyaloid vessels, to illustrate the techniques. Together, these techniques may facilitate a thorough assessment of hyaloid vessels as an experimental model of vascular regression and studies on the mechanism of persistent hyaloid vessels.

This protocol describes both in vivo and ex vivo methods to fully visualize and characterize hyaloid vessels, a model of vascular regression in mouse eyes, using optical coherence tomography and fundus fluorescein angiography for the live imaging and ex vivo isolation and subsequent flat mount of hyaloid for quantitative analysis.

Avaliação e caracterização de vasos Hialóides em camundongos

In the eye, the embryonic hyaloid vessels nourish the developing lens and retina and regress when the retinal vessels develop. Persistent or failed ...