Method Article
Миография давления используется для оценки вазоактивности из мелких артерий, которые развиваются длительное сужение, когда под давлением. Эта рукопись содержит подробный протокол оценки в отдельных сегментах малого брыжеечных артерий от крыс, вазоактивности и влияния внутриполостной давление на сосудистой диаметре.
Мелких артерий сопротивления сужают и расширяют, соответственно, в ответ на повышенной или пониженной внутрипросветный давление; Это явление известно как миогенного ответ является ключевым регулятором локального кровотока. В изобарических условиях мелкие артерии сопротивления развиваются устойчивый сужение известный как миогенной тон (МТ), который является основным фактором, определяющим системного сосудистого сопротивления (СВР). Следовательно, экс естественных условиях под давлением препараты мелких артерий сопротивления являются основными инструментами для изучения функции микрососудов в почти физиологических состояниях. Чтобы достичь этого, свежевыделенные нетронутыми сегмент малое сопротивление артерии (диаметр ~ 260 мкм) установлен на двух небольших стеклянных канюли и давлением. Эти препараты артериальных сохранить большинство в естественных характеристик и оценки разрешения сосудистого тонуса в режиме реального времени. Здесь мы предлагаем подробный протокол для оценки вазоактивности в небольших давлением сопротивление брыжеечных артерий от крыс; эти артерии развиваютсяустойчивый вазоконстрикции - примерно 25% от максимального диаметра - при обработке давлением при 70 мм рт. Эти препараты артериальных могут быть использованы для изучения влияния исследуемых соединений на отношения между внутри-артериального давления и вазоактивности и определить изменения в функции микрососудов в животных моделях различных заболеваний.
Мелких артерий сопротивления являются основными факторами, определяющими СВР и играют важную роль в патофизиологии многих заболеваний 1,2. Условия такие, как диабет, беременность 3 4 ишемии 5, ожирение и гипертония 6,7 часто ассоциируется с измененной функции микрососудов. Сосудистая миография может не только обеспечить важную информацию в изменения функции микрососудов в различных заболеваний, но также поможет определить терапевтические цели и оценивать эффективность вазоактивных соединений. Сосудистая функция была изучена с использованием выделенных мелкие артерии в изометрических или изобарических условиях сосудов 8. Подробное описание изометрической миографии приводятся в других 9. Однако есть различия в данных, полученных от изометрической против изобарических препаратов 10-12. С давлением артериальные препараты позволяют исследование функции микрососудов в ближнем физиологических условиях,Полученные данные могут коррелировать с поведением в естественных условиях сосудистого русла 8,13 лучше.
В 1902 году Бейлиса впервые описал эффект трансмурального давления на сосудистую диаметром 14. Он отметил, в небольших артерий сопротивления от различных сосудистых руслах кроликов, кошек и собак, которые были затем снижение давления вазодилатация и повышение давления последовало вазоконстрикции. Это явление известно как миогенной ответ. Бейлиса и последующие исследователи отметили, что в условиях изобарических малое сопротивление артерий развивать устойчивый сужение известный как МТ 15,16. Оба миогенной ответ и МТ может быть оценены с помощью миография давление (ПМ) метод. PM используется в основном для определения вазоактивности малых артерий, вен и других судов. В дополнение к оценке влияния вазоактивных соединений на сосудистой диаметре, ЛС - как следует из названия - используется для оценки внутрисосудистого давления опосредованной чАнж на сосудистой диаметре. За последние несколько десятилетий прогресс в программном обеспечении компьютера, который улучшенной видео микроскопии и стеклянной пипетки вытягивать, сделали ПМ легче выполнять. Тем не менее, рассечение жизнеспособных неповрежденных сегментах мелких кровеносных сосудов остается утомительным, а иногда и сложной задачей. Здесь мы приводим подробный протокол для изучения миогенную ответ в небольших брыжеечных артерий сопротивления, выделенных из крыс.
Примеры, показанные здесь, из экспериментов, утвержденными IACUC в Грузии Риджентс университет - Протокола №: # 2011-0408
1. Подготовка реагентов
2. Подготовка стекла канюли
3. Подготовка перфузии палаты
4. Сбор брыжеечной артерии аркада от Спрэг Dawley крыс
5. Выделение и катетеризация 4-го Заказать брыжеечной артерии
6. Измерение артериального Диаметр
7. Миогенный Ответ
8. Интерпретация результатов и расчет данных
Схематическое изображение миографа типичный давление настройке показано на рисунке 1. Два конца сосуда канюлируют со стеклянной микропипетки и закрепляется швами с обеих сторон. Через трубки и открытым краном, один канюли соединен с сервоуправлением регулятора давления; с другой канюли соединен с закрытой краном. Камера перфузию PSS и сосудистой диаметра изменений, наблюдаемых с помощью инвертированного микроскопа, соединенного с ПЗС-камерой.
Артериальное давление на сегмент 70 мм рт.ст. инкубируют в свежеприготовленного теплого PSS, который течет через артериальной камере при температуре 2-4 мл / мин и всасываемого из. Артериальная диаметр контролируется и записывается с помощью видеомикроскопии и обнаружения края программное обеспечение. После ~ 40 мин, артериальное сегменты сжимают спонтанно на 20-40% от их начальной диаметра (рис 2А). В наших руках артерий сопротивления небольшой крысы сужают на 25-30% (в среднем ВариES в соответствии с настройками, оператора, и артериального русла). Затем функциональный жизнеспособности оценивается сосудорасширяющих и сосудосуживающих реакций на АХ (1 мкМ) и Phe (1 мкМ), соответственно (Фигура 2А). В то время как могут быть использованы другие вазодилататоры, АХ индуцирует эндотелий-зависимую вазодилатацию и, таким образом, полезно при оценке эндотелиальных, а также сосудистой гладкой мышцы жизнеспособность. Впоследствии артериального сегмента повторно инкубировали в PSS и когда диаметр стабилизируется, он готов к эксперименту. В конце каждого эксперимента, артериальные сегменты инкубировали в Са 2+ свободный PSS для измерения PD (фиг.2В). Диаметры записанные на фиг.2А и 2В приведены в фиг.2С. Абсолютная МТ разница между ПД и стабильной диаметром достигается при спонтанном вазоконстрикции в 70 мм рт. Следовательно, МТ наблюдается из трассировки, показанной на 33% ПД. Как видно здесь, ответ на АХ (1 мкм) GE nerally аналогичный наблюдаемому для Ca 2+ бесплатно PSS. Следует отметить, что в экспериментах, оценивающих вазодилатацию, предварительное добавление вазоконстриктора могут быть необходимы.
Чтобы определить миогенный реакцию, крысы брыжеечных артериальные сегменты подвергаются увеличению шаги внутрипросветного давления от 20 до 100 мм рт. Пример показан на фигуре 3А. Артерии могут достичь стабильного диаметр после каждого шага (~ 5 мин; пунктирные линии). Впоследствии, артериальная же сегмент подвергается давлению-ответ в Ca 2+ -бесплатно PSS с 0,39 мМ EGTA и 0.1 мм SNP (рис 3А). Диаметр достигнуто в конце каждого шага давления могут быть показаны в виде линейного графика (фиг.3В). МТ рассчитывается как Разница в диаметре процентов для Ca 2+ -содержащего против Ca 2+ -бесплатно PSS на каждом давления может быть показано как линия или гистограммы (рис 3C).
нт "FO: Keep-together.within-странице =" всегда ">/ftp_upload/50997/50997fig2.jpg "/>
Рисунок 2: (А) Как показано в трассировки, диаметр мелких брыжеечных артерий у крыс, когда давление в 70 мм рт.ст., уменьшается спонтанно. Добавление АХ (1 мкМ) увеличили диаметр (почти до начала диаметре). Добавление Phe (1 мкМ), чтобы ткани ванны уменьшается артериальное диаметр. (B), инкубирование в Ca 2+ -бесплатно PSS увеличивает артериальное диаметр. (С) Диаметр одного артериального сегмента под давлением в различных perfusates показанных на А и В таблицу.
Рисунок 3: (А) Артериальное диаметр записываются последовательно во время повышения внутрипросветного давление постепенно в присутствии PSS и Ca 2+ -FreePSS. (Б) Линия кривой артериального диаметра, достигнутого на этапе каждая давления. (С) Гистограмма MT достигается при каждом шаге давления. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .
Критические шаги, устранение неисправностей и модификации
В типичной изобарической подготовки сосуда, артерии давлением на 70 мм рт.ст. между двумя стеклянными канюли перфузии теплой (37 ° C) PSS. После 30-45 мин, артерии развивать MT, характеризуется спонтанным уменьшением диаметра, что стабилизирует в 20-30 мин. Сопротивление артерии от различных сосудистых бассейнах развивать переменной MT. Например сопротивления крыс брыжейки артерии развивать MT ~ 25% PD, в то время как cremastric артерии может достичь МТ ~ 40% PD. Артерии, которые не развиваются MT в течение 60 мин должны быть уничтожены; Эта длительность может варьироваться в зависимости от сосудистого русла и видов. Артерии с неадекватным ответом на Phe и АЧ также должны быть отброшены.
рН и температура PSS оказывают существенное влияние на развитие МТ. рН PSS, который сидит в течение длительных периодов без аэрации, может увеличить. Кроме того, при комнатной температуре в артерии вряд ли Develop МТ. Следовательно PSS должен быть газированные как можно быстрее с помощью газовой смеси, указанный в разделе протокола и температуры перфузионного камеры должны быть постоянно контролировать и выдерживают при ~ 37 ° C с использованием нагревателя потока.
Так как эти эксперименты 3-5 ч в продолжительности, перфузии камеры и связанные трубки подвергаются PSS в течение длительных периодов; соль-осадки могут накапливаться в обоих камеры и трубки, которые могут мешать последующих экспериментах. Отсюда важно тщательно мыть перфузии камеру и промыть трубки с деионизированной водой после каждого эксперимента. Точно так же, необходимо позаботиться, чтобы тщательно очистить Sylgard покрытием блюдо используется для вскрытия деионизированной водой после каждого вскрытия.
Ограничения
Несмотря на важность ЛС имеет различные ограничения. Во-первых, коллектив стоимость закупки оборудования вечера высокая (~ $ 22000) и может быть непомерно наверняка лаBS; Подробный список оборудования показано в таблице 3 Во-вторых, свежие сосуды необходимы для большинства экспериментов. следовательно, новое животное эвтаназии для каждого эксперимента, добавив к общей стоимости. В-третьих, вскрытие мелких артерий брыжейки утомительно и требует других инструментов, таких как рассечение микроскопа и микродиссекции инструментов, которые склонны к повреждениям. В-четвертых, есть кривая обучения; набирает опыт в создании и ТЧ в лаборатории требуется специальный персонал, время и усилия.
Значение по отношению к другим методам и будущих приложений
Изобарической и изометрические экспериментальные протоколы два основных подхода, используемые для определения сосудистую реактивность. В отличие от изобарических препаратов, вазоактивности в изометрических препаратов определяется путем измерения гладких мышцах сосудов напряжение с помощью системы проводной миографа. В дополнение к различиям в оборудовании, необходимых для этих двух экспериментальных протоколов, агонист-яnduced сокращение отличается среди этих экспериментальных подходов в отношении величины, времени цикла и направления сосудистой стенки напряженности 11,19. Из-за технических ограничений удобствами и оба препарата выполняют важные роли. Например, потому что это легче поддерживать микроскопическое внимание на изометрических препаратов, они часто используются для одновременного измерения реактивности сосудов и изменений в гладких мышцах сосудов Ca 2+. С другой стороны, миогенной деятельность лучше всего оценивать в герметичных препаратов, которые считаются имитировать физиологическое состояние в естественных условиях тесно. Подробный обзор различий между этими препаратами осуществляется ранее 19.
В заключение, миография давление надежная техника для изучения миогенную ответ в мелких сосудах сопротивления при почти физиологических условиях. Несмотря на свои ограничения, премьер уже внес значительный вклад в понимание изменений всосудистая функция в нормальных и патологических условиях 3-7,20-23. Регулирование системного сосудистого тонуса является весьма сложным и включает в себя местные и нейро-гормональные факторы, следовательно, отделители роль конкретных механизмов, регулирующих тонус сосудов мест в естественных условиях очень трудно. В связи с этим, экс виво давлением артериальные препараты служат превосходными суррогаты. Те, кто заинтересован в трансдукции механизмов МТ и миогенной ответ называют ранее опубликованных отличные отзывы 15,19. В будущем мы можем увидеть прогресс в интеграции оборудования, оценку миогенной ответ и изменений в последующих посланников, такие как Ca 2+, хотя это очень маловероятно, что мы хотели бы видеть снижение затрат на оборудование. Однако, как эта техника, принятая учеными с различной фоне, мы, вероятно, увидеть его применение для оценки изменения функции микрососудов при заболеваниях, кроме гипертонии, сахарного диабета и шока, такие как цирроз печени, DEmentia т.д.
Авторы не имеют никаких финансовых конфликтов.
Сандип Хурана поддерживается NIH (K08DKO81479). Vikrant Rachakonda поддерживается (T32DK067872).
Name | Company | Catalog Number | Comments | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chemical | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Acetylcholine | Sigma Aldrich | A6625 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calcium chloride (CaCl2) | Sigma Aldrich | 223506 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
D-(+)-Glucose | Sigma Aldrich | G5767 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N’,N’-tetra acetic acid (EGTA) | Sigma Aldrich | E3889 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA) | Sigma Aldrich | E9884 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HEPES | Sigma Aldrich | H3784 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnesium sulfate (MgSO4) | Sigma Aldrich | M7506 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MOPS | Sigma Aldrich | M5162 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phenylephrine | Sigma Aldrich | P6126 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Potassium chloride (KCl) | Sigma Aldrich | P3911 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Potassium phosphate (KH2PO4) | Sigma Aldrich | P5655 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium bicarbonate (NaHCO3 ) | Sigma Aldrich | S6014 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium chloride (NaCl) | Sigma Aldrich | S7653 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium hydroxide (NaOH) | Sigma Aldrich | S5881 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium nitroprusside | Sigma Aldrich | 13451 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium phosphate monobasic monohydrate (NaH2PO4) | Sigma Aldrich | S9638 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sodium pyruvate | Sigma Aldrich | P8574 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Table 1. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Table 2. Composition of Experimetnal solutions | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Equipment | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CCD Monochrome Camera | The imaging Source | DMK 21AU04 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Single inline solution heater | Warner Instruments | 64-0102 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermistor | Warner Instruments | 64-0108 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dual automatic temperature controller | Warner Instruments | TC-344B | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Flaming/Brown micropipette puller | Sutter Instruments | P-97 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fluorescence System Interface | IonOptix | model FSI-700 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forceps and scissors | World Precision Instruments | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ion Wizard-Core and Analysis | IonOptix | Ion Wizard 6.0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Laboratory tubing | Silastic | 508-005 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Male Sprague Dawley rat | Harlan Laboratories | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Master flex console drive | Cole-parmer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Milli-Q Plus Ultrapure Water System | Millipore | ZD5211584 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ophthalmic monofilament nylon suture | Ethicon | 9007G | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Photometry and Dimensioning Microscope | Motic | AE31 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pressure Servo Controller with peristaltic pump and pressure transducer | Living Systems Instrumentation | PS-200 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stereomicroscope | Nikon Instruments Inc | SMZ660 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vessel Chamber | Living Systems Instrumentation | CH-1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dissection dish | Living Systems Instrumentation | DD-90-S | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thin Wall Glass Capillaries | World Precision Instruments | TW120-6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Microforge | Stoelting | 51550 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Table 3. |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены