The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
Authors
The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Swedish was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
1Department of Biology, University of Kentucky, 2Department of Biological Sciences, Brock University
Cooper, A. S., Leksrisawat, B., Gilberts, A. B., Mercier, A. J., Cooper, R. L. Physiological Experimentation with the Crayfish Hindgut: A Student Laboratory Exercise. J. Vis. Exp. (47), e2324, doi:10.3791/2324 (2011).
Syftet med rapporten är att beskriva dissektion tekniker för att förbereda kräftor hindgut och visa hur man gör fysiologiska inspelningar med en kraftgivare att övervaka styrka kontraktion. Dessutom visar vi hur man visuellt övervaka peristaltiska verksamhet, som kan användas som biologiska testsystem för olika peptider, biogena aminer och signalsubstanser. Denna beredning är mottaglig för studerande laboratorier i fysiologi och för att visa farmakologiska begrepp för eleverna. Detta preparat har använts i över 100 år, och det fortfarande finns mycket som en modell för att undersöka generering och reglering av peristaltiska rytmer och för att beskriva de mekanismer som ligger bakom deras modulering. Den farmakologiska analyser och receptor sub-skriva som startade för över 50 år sedan på hindgut bidrar fortfarande till forskning idag. Denna robusta preparatet lämpar sig väl för utbildning studenter i fysiologi och farmakologi.
1. Inledning
Den senaste omfattande översikt av kräftor hindgut har iakttagits i en avhandling av Dr Barbara E. Musolf (2007, Georgia State University, Atlanta, Georgia, USA), som främst inriktad på serotonerga modulering och innervationen (Musolf et al. 2009 ). Kräftdjur hindguts var först studerade över 100 år sedan av Alexandrowicz, en pionjär inom jämförande anatomi (Alexandrowicz, 1909), som beskrev olika aspekter av deras innervation. Forskningen fortsatte under åren, identifiera de typer av muskel lager och arkitektur, behandla det allmänna funktion hindgut i osmoregulation för hela djuret, och undersöka modulerande styrning av hindgut kontraktiliteten av olika föreningar (se recension av Musolf, 2007). Det är intressant att notera att det anala delen av hindgut fungerar inte bara att utvisa avföring, men också att ta upp vatten från omgivningen för osmoregulation. Denna region i tarmen kan genomgå framåt eller bakåt peristaltiken beroende på djurets behov.
Alexandrowicz (1909) identifierade två nerv plexuses innervating de kräftdjur hindgut, en inre plexus och en yttre plexus, som senare visade sig vara rika källor för att identifiera och karakterisera signalsubstanser. På 1950-talet dr Ernst Florey började en serie av farmakologiska studier på kräftor hindgut och visade att värkarna moduleras av acetylkolin och dess relaterade föreningar och även av adrenalin och noradrenalin (Florey, 1954). Florey, upptäckaren av en hämmande substans som kallas "Factor-I", studerat effekterna av detta ämne på olika förberedelser, bland annat GI-systemet i kräftor (Florey, 1961). Factor-Jag var senare visat sig vara GABA. Således spelade kräftor hindgut en viktig roll i den tidiga studier av synaptisk hämning.
Efter upptäckten av GABA, andra förmodad sändare också visat sig vara associerade med hindgut plexuses och att framkalla fysiologiska reaktioner. Sådana sändare inkluderar dopamin (Elekes et al 1988;. Elofsson et al 1968.) Proctolin (RYLPG-OH,. Mercier et al 1997) två orcokinin peptider (NFDEIDRSGFGFN och AFDEIDRSGFGFN; Bungart et al 1994;.. Dircksen et al 2000) , orcomyotropin (FDAFTTGFamide; Dircksen et al 2000.) och en myosuppressin peptid (Mercier et al 1997,... troligen pQDLDHVFLRFamide, jfr Stemmler et al 2007). Vart och ett av dessa ämnen modulerar spontana hindgut sammandragningar, och alla utom GABA verkar vara excitatoriska. Den hindgut också ett svar på glutamat och quisqualate (Jones, 1962;. Fel et al 2003), men tydliga bevis för glutamaterg innervation har inte rapporterats. Intracellulära budbärare som förmedlar effekterna av de olika sändarna är i stort sett outforskade, men det finns bevis för inblandning av cAMP i dopamin förmåga att förbättra sammandragningar (Knotz & Mercier, 1995).
Även om kräftdjur hindgut kontrakt spontant efter denervering sådana sammandragningar är typiskt svag och oorganiserad (Wales, 1982; Winlow & Laverack, 1972a). Peristaltiska rörelsen kräver samordnade motoreffekt från det centrala nervsystemet, uppenbarligen har sitt ursprung i den sista buken ganglion (Winlow & Laverack, 1972a, b, c). I kräftor, är motorn effekt transporteras till hindgut genom 7: e abdominal rot, som innehåller 75 axoner vars celler kroppar är lokaliserade i den sista buken ganglion (Kondoh & Hisada, 1986). Åtminstone några av de peptider verkar vara levereras till hindgut plexus från nervceller har sitt ursprung i den sista buken ganglion (Dircksen et al 2000;.. Mercier et al 1991b; Siwicki & Bishop, 1986), men dopamin levereras av nervceller i mer främre ganglierna (Mercier et al. 1991a). Sedan motoreffekt genom 7: e buken roten är nödvändig för stora, samordnade sammandragningar, är det troligt att några eller alla av de förmodade sändare som anges ovan bidra på något sätt att peristaltiken. Deras relativa bidrag, dock inte är kända. Vissa insikter kan vinnas genom att studera deras effekter på cirkulära och längsgående muskler separat (Mercier & Lee, 2002).
Förutom att kontrollera flödet av osmält mat, visas nerv plexus i samband med kräftdjur hindgut att spela en viktig endokrina funktioner i samband med ömsat. Den hindgut av krabba, Carcinus maenas innehåller endokrina celler som frigör kräftdjur hyperglykemiska hormon och dess relaterade föregångare peptid under ecdysis (Webster et al. 2000), vilket tyder på en roll i vattenupptagning och svullnad i samband med ömsat. Således deltar skaldjur hindgut i flera viktiga fysiologiska processer.
Denna rapport är främst ett pedagogiskt verktyg för avancerade gymnasiet och studenter i fysiologi kurser som deltar i experiment. Betydelse liksom de potentiella mekanismen bakom hur hindgut kontrakt och funktioner kan hanteras av eleverna. Farmakologiska agenter, signalsubstanser och neurohormoner kommer att användas, och dos-respons-kurvor ska byggas, vilket kommer att engagera eleverna i hur att förvärva och tolka fysiologiska och farmakologiska data. En allmän förståelse av receptor funktion med avseende på agonister och antagonister kan också uppnås. Studenterna får också lära dig att presentera data i grafisk form för statistisk analys.
Det är väldigt lätt att dissekera och spela sammandragningar från kräftor hindgut. I dissekerade förberedelse, är tarmen lätt utsätts för exogena ämnen. Den förändring i peristaltiska aktiviteten kan övervakas visuellt eller med en kraftgivare, som också kan övervaka kraft sammandragningar. På grund av dess enkelhet och pålitlighet som en bioassay förberedelse är kräftor hindgut fortfarande mycket användbar för att undersöka många forsknings frågor om mekanismerna för peristaltiken, modulering av motoriska produktion och muskelkontraktion, och receptor funktion. Den hindgut är också användbart för testning insektsmedel, crustaceancides och föroreningar för särskilda mekanismer åtgärder.
2. Metoder
2,1) Material
2,2) Dissection
2,3) Experiment
2.3.1) Sammandragningar i djurets
| Antal Sammandragningar | Typ av Sammandragningar |
| Sammansatta testade | Koncentration | Antal Sammandragningar | Typ av Sammandragningar |
2.3.2) Inspelning krafter nedgång i exciderades förberedelser
Figur 4: Inställning
| Antal Sammandragningar | Amplitud Sammandragningar (mV) |
| Antal Sammandragningar | Amplitud Sammandragningar (mV) |
3. Data Analysis
3,1) Mätning av hastighet och kraft sammandragningar
Att indexera andelen sammandragningar på kan mäta tiden från början på en omläggning till början av nästa eller räkna den totala deformationen över en minut eller två. Värdena kan sedan sättas i termer av sammandragningar per minut eller per sekund beroende på hur snabba de förekommer.
Att indexera kraft sammandragningar ett relativt mått kan användas för att jämföra olika förutsättningar. På den sparade filen kan man använda markören "M" och flytta till baslinjen. Använd sedan markören och flytta till toppen av deformationen och ta del av det värde som anges på upp till höger på skärmen som ett delta värde (skillnaden från M till toppen). Notera markören måste hållas stilla för åtgärden av förändringen. Flytta sedan M för att nästa våg form av räntor och upprepa åtgärden.
Vad som föreskrivs i den tillhörande filmen och text beskriver de viktigaste stegen som behövs för att registrera aktiviteten i hindgut av kräftor på plats liksom in vitro. Ett mål för vår rapport är att öka medvetenheten om potentialen för denna beredning i student-run undersökande laboratorier som undervisar grundläggande begrepp i fysiologi och farmakologi.
Dessa preparat kan användas för att undersöka ett antal experimentella frågor som kommer att leda till en bättre förståelse av fysiologiska funktioner hindgut. Mekanismerna bakom regleringen av peristaltiska vågor och deras återföring är ännu inte kända. Mekanismerna för större kontroll av hela mag-tarmkanalen är också inte helt klarlagda. Frågan om hur högre centra integrera sin verksamhet med det autonoma utgång som direkt styr GI-systemet är ett öppet område undersökning (Shuranova et al., 2006). Dessutom har de osmoregulatory kapacitet kräftdjur hindgut och funktioner osmoregulation under ömsat och miljömässig stress inte helt klarlagd. Det finns fortfarande många frågor väntar på svar i denna beredning.
Inga intressekonflikter deklareras.
Med stöd av University of Kentucky, Institutionen för biologi, Office studierektor och College of Arts & Sciences.
|
