1. معدات
ويبين المكونات الرئيسية للانكماش جهاز قياس تخطيطي في الشكل 2A).
- وهناك حمام الأنسجة، وحمام الأنسجة يحافظ على حل الاوكسيجين الفسيولوجية في درجة حرارة دافئة. لحلقات القصبة الهوائية الفئران، ونحن نستخدم منديل 10 مل حمام يحتوي على سترة المياه للتعميم على حل الاحترار، وهو مدخل زجاج fritted إلى فقاعة الأكسجين (95٪ / 5٪ O 2 / CO 2 خليط) ومدخل والموانئ منفذ لتغيير الحلول. يتم تخزين حل جهاز الأمن الوقائي مع خزان محتدما ثابت من 95٪ / 5٪ O 2 / CO 2 الخليط في درجة حرارة 37 م حمام ماء (لا يظهر). للتبادلات حل، ويتم ضخ حل جهاز الأمن الوقائي من الخزان إلى النسيج مدخل حمام (منفذ القاع) في ما يقرب من 100 دقيقة في الدوري الامريكي للسماح سريع نسبيا تبادل حل. المأخذ الحل هو من خلال منفذ تجاوز السعة (ميناء رأس) الذي يسمح حجم ثابت (~ 10 مل) في الخفافيش الأنسجةح خلال تبادل حل. نستخدم شكل دائري التدفئة Haake على ضخ المياه الدافئة من خلال النسيج سترة حمام (للحفاظ على 37 درجة مئوية). ويمكن الحصول على حمامات الأنسجة من عدد من الموردين ويأتي في مجموعة متنوعة من الأحجام والأنماط لتناسب احتياجات التجريبية للمحقق.
- محول قوة. لقياس التوتر متساوي القياس، هي الخيوط أنبوب القصبة الهوائية فوق على شكل حرف L ينتهي من اثنين من قضبان الفولاذ المقاوم للصدأ (الشكل 2A). ينبغي الحرص على استخدام نوع الفولاذ المقاوم للصدأ والتي تتوافق مع المواد البيولوجية. يتم توصيل قضيب أعلى عبر مقطع لمحول قوة متساوي القياس. العصا أسفل يحمل القصبة الهوائية في وضع ثابت، ويتم تركيبه على ميكرومتر لتسوية التوتر السلبي و / أو طول العضلات. تقلص القصبة الهوائية يخلق التوتر في محول قوة، والتي يتم تحويلها إلى إشارة الجهد في المضخم. ويمكن أيضا القضيب أسفل يتم تكوين لتشمل اثنين من لوحات مستطيلة البلاتين (4 ملم بعيدا) ر قبعة الجناح القصبة الهوائية (الشكل 2B). والسلكية لوحات البلاتين الى مشجعا S88 العشب الذي يسمح بتسليم مجال كهربائي عبر القصبة الهوائية. والمغلفة الأسلاك مفتوحة وجندى مع Sylgard (Sylgard إلاستومر سيليكون 184، داو كورنينج كورب، ميدلاند، MI)، لمنع غسل المعادن في حل حمام.
- وتسجل A / محول البرمجيات والكمبيوتر واكتساب د. إشارات من preamplifiers على MacLab 8 A نظام / د. هذا هو الإصدار القديم من الأجهزة ADInstrument Powerlab الحالي. نستخدم الرسم البياني برنامج (ADInstruments) التي تسمح للتسجيل المستمر للتوتر في كافة مراحل التجربة. جيل من توتر العضلات القصبة الهوائية بطيئة جدا، ولذا نجد أن الحصول على 100 نقطة في الثانية الواحدة كافية. يتم معايرة وقياس توتر استخدام الأوزان المعروفة (حتى 5 غرام) قبل كل تجربة. نظم مماثلة متاحة من بائعى الأخرى (على سبيل المثال، BioPac، آلات GW).
عنوان "> 2 العزلة القصبة الهوائية.
- قبل عزلة الأنسجة ومعايرة محول قوة مع الأوزان المعروفة، ويتم تعبئة حمام الأنسجة مع PSS طبيعي (انظر الجدول الأول). يتم ضبط فتحة الهواء للحصول على تيار ضوء O 2 / CO 2.
- القصبات من شهرين أو أكثر الفئران هي الأمثل. ويمكن استخدام الحيوانات الأصغر سنا لكن القصبات التي تم الحصول عليها من هذه تتطلب مزيدا من المهارة في التصاعد على الأسلاك محول قوة بسبب صغر حجمها. قبل التشريح، وتحت التخدير العميق مع الفئران isoflurane. يتم الوصول إلى مستوى مناسب من التخدير عندما الأصابع قرصة مع ملقط غير قادر للحصول على رد. وضحت فورا الفئران عن طريق التفكك عنق الرحم ملاحظة هامة: لقد لاحظت أن AVERTIN (ثلاثي بروم إيثانول)، والمسكنات التي تستخدم عادة في الفئران، وآثار ارتخاء العضلات قوي في مجرى الهواء على نحو سلس، وبالتالي لا ينبغي أن تستخدم للدراسات انقباض القصبة الهوائية.
- تتم إزالة الجلد (والفراء) من الصدر إلى الحلق. Rيتم قطع الرابطة من قاعدة القص، أفقيا (على الجانبين) إلى الجزء العلوي من القلب. يتم سحبها ثم القص والأضلاع إلى الأمام إلى الحلق للكشف عن القلب / الرئتين والغدة الصعترية، القصبة الهوائية (بطني) والمريء (المرفقة - وظهري إلى القصبة الهوائية).
- يتم استئصاله القصبة الهوائية من خلال خفض أقل من التشعب والشعب الهوائية فوق البلعوم. يتم وضع القصبة الهوائية الى حل مثلج الاوكسيجين جهاز الأمن الوقائي (95/5) (التكوين الواردة في الجدول الأول).
- يتم تشريح القصبة الهوائية نظيفة من الأنسجة المحيطة بها. أثناء التنظيف، ويمكن عقد القصبة الهوائية في البلعوم أو أدنى من التشعب. ومع ذلك، ينبغي اتخاذ الحذر في عدم تطبيق مباشرة ملقط إلى القصبة الهوائية نفسها. ويمكن استخدام مقص غرامة لقطع الأنسجة المحيطة بها، ولكن ينبغي دائما أن يتم خفض مواز للالقصبة الهوائية لتجنب الضرر. ومما يسهل هذا الجزء من الاجراء في حال علقت إعداد القصبة الهوائية أسفل التشعب وفوق البلعوم على طبق Sylgard المغلفة (Sylgard 184 سيليكونالمطاط الصناعي، شركة داو كورنينج، ميدلاند، MI).
- بعد إزالة الأنسجة المحيطة بها، وقطع القصبة الهوائية أسفل البلعوم وفوق والتشعب والشعب الهوائية التي شنت بلطف على الأسلاك محول قوة.
- هي الخيوط القصبة الهوائية أكثر من شوكات معدنية على شكل حرف L (الشكل 2A). يتم توصيل واحدة الشق إلى محول قوة الإزاحة لتسجيل المستمر للتوتر متساوي القياس. يتم توصيل آخر الشق إلى ميكرون. ومن ثم أثار حمام النسيج بحيث يتم مغمورة القصبة الهوائية في جهاز الأمن الوقائي. وينبغي أن يتم التركيب من القصبة الهوائية في أسرع وقت ممكن لتقليل الوقت الذي تقام خارج القصبة الهوائية من جهاز الأمن الوقائي. مع الممارسة، يمكن أن يتم التركيب من القصبة الهوائية خلال دقيقة واحدة لكننا عموما تجنب مرات أطول من 3 دقائق لتجنب فقدان قدرتها على البقاء.
- يتم ضبط ميكرومتر ببطء للحصول على التوتر السلبي من ~ 10 دقيقة (~ 1 غرام في القوة). تم تحديد التوتر الأمثل يستريح تجريبيا، ونحن قد وجدت أن التوتر السلبي من ~ 5-10 نتائج دقيقة في رد فعل، أي ما يعادل الحد الأقصى لتحفيز البوتاسيوم عالية. وهذا يتفق مع عدد من الدراسات الأخرى التي تستخدم التوتر الكامن في هذا النطاق 16،17،18. خلال الدقائق 5-10 الأولى، القصبة الهوائية التوتر السلبي يميل إلى الانخفاض إلى حد ما (الإجهاد الاسترخاء ظاهرة)، ويتم استخدام ميكرومتر لضبط التوتر السلبي على مينيسوتا 10 ~ خلال موازنة. ولا يسمح للالقصبة الهوائية لتتوازن ما لا يقل عن 1 ساعة قبل التحديات التجريبية.
3. البوتاسيوم تحفيز ارتفاع
موازنة التالي، يتم الطعن في القصبة الهوائية مرتين بمحلول البوتاسيوم PSS عالية (67 ملي بوكل، الجدول الأول). الانكماش يتطلب عموما 5-10 دقائق ~ لتصل إلى حالة استقرار في الوقت الذي يتم شطفها وحمام الأنسجة عدة مرات مع جهاز الأمن الوقائي الطبيعي للاسترخاء تماما القصبة الهوائية. يتم تكرار الانكماش البوتاسيوم للمرة الثانية، ويتم الحصول عليها للمرة الثالثة (عند الضرورة) حتى تقلصات استنساخه.
4. انكماش مستدعى من قبل التحفيز الكهربائي
ويحيط القصبة الهوائية من قبل اثنين من لوحات مستطيلة البلاتين (أقطاب كهربائية) التي تسمح للتحفيز الكهربائي حقل (EFS) في التحضير. استجابة مقلص إلى EFS هي وظيفة من وتيرة والجهد. ويتأثر أيضا من قبل المعلمات المادية مثل منطقة الأقطاب الكهربائية والمسافة بينهما. خصائص قوة محفز يؤثر أيضا على أن هذه الاستجابات عند ارتفاع الفولتية والمخرجات الحالية مشجعا يمكن أن تصل إلى الحد الأقصى. وينبغي أن تحدد خصائص أي نظام EFS من خلال دراسة ردود الانقباض في العضلات في فترات مختلفة من الحوافز، الترددات، والفولتية، وفترات النبض. من أجل الإعداد لدينا التجريبية، وجدنا أن أقطاب مفصولة ملم 4 ~، والسعة التحفيز من 44 V (0.5 مللي البقول)، وهناك 30 هرتز الأمثل لتحقيق استنساخه شبه القصوى ردود مقلص.
5. انكماش عدoked بواسطة تحفيز الكوليني
يتم تقييم مدى استجابة القصبة الهوائية إلى خارج إطار المركبات تطبق إما عن طريق إضافة جرعة واحدة من الدواء أو مصلحة، من قبل إضافات متعددة من المخدرات بطريقة جرعة تراكمية. لالقصبة الهوائية، مختبرنا تستخدم بشكل روتيني كرباكول لتنشيط المستقبلات الكولينية لأنه، خلافا للأستيل كولين، كرباكول ليس تدهورت بفعل أستيل. ومعقول بين الجرعة والاستجابة النطاق من 10 -8 الى 10 كرباكول م -5. المناسب للدخول [كرباكول] منحنى الاستجابة مقلص مع معادلة من نوع هيل يسمح للتقدير من المفوضية الأوروبية 50 (نصف تركيز فعال القصوى) التي هي مقياس لحساسية القصبة الهوائية من الانكماش إلى ناهض الكوليني 19. تجدر الإشارة إلى أن جرعة معينة من كرباكول سيعطي استجابة أكبر قليلا في جرعة واحدة من كجزء من استجابة منحنى جرعة تراكمية.
6. ممثل النتائج
ويرد مثال على استجابة مقلص إلى البوتاسيوم عالية في 3A الشكل. انكماش يصل إلى الحد الأقصى في غضون 10 دقائق تقريبا ولكن قد تظهر انخفاض طفيف بعد ذلك. أثناء الغسل في وقت مبكر من البوتاسيوم عالية، قد العضلات تظهر زيادة عابرة في الانكماش الذي يرجع إلى انخفاض في درجة الحرارة، حيث بلغ حجم صغير من حل جهاز الأمن الوقائي غير مدفأة في خطوط حل perfuses عابر إعداد. يمكن التقليل من هذا من خلال وجود الحد الأدنى من حجم القتلى في الأنبوب الذي يربط خزان PSS ساخنة وحمام الأنسجة، وأيضا من خلال تبادل حل بسرعة نسبيا (عموما نحن ضخ الحلول في 100 مل / دقيقة). وسوف يكون كل إعداد بعض الاختلافات في استجابة مقلص بسبب وجود خلافات في كتلة العضلات أو التلف أثناء تشريح. 3B ويبين الشكل 2 القصبات من كتلة العضلات مع مختلف تحدى البوتاسيوم عالية وكرباكول. وعلى الرغم من انكماش الكوليني، أثار تختلف، إلا أنذ مماثلة بعد تطبيع للاستجابة مع حل البوتاسيوم عالية (الشكل 3C).
ويبين الشكل 4 مثالا للانكماش (الكوليني) كرباكول أثار استخدام جرعة واحدة (A)، والزيادة التراكمية (B). تضاف الحلول كرباكول مباشرة إلى الحمام والغاز انفجر يساعد في خلط سريع. تجدر الإشارة إلى أن إضافة جرعة واحدة (أي 1 ميكرومتر، الشكل 4A) لديها استجابة أكبر قليلا من تركيز يعادل خلال منحنى الاستجابة للجرعة تراكمية (1 ميكرومتر، الشكل 4B). 4C ويبين الشكل قطعة من قوة انقباض بوصفها وظيفة من تركيزات كرباكول باستخدام بيانات من الشكل 4B. آثار كرباكول تشبع في 10 تركيز M -5. على الرغم من ناهضات الكوليني يبدأ الانكماش من خلال آليات إطلاق الكالسيوم، وتوسط أيضا عنصر كبير من الانكماش من الاستقطاب وتفعيل قنوات الكالسيوم التي تعتمد على الجهد 20.
5A يبين الشكل مثالا للتقلصات، EFS أثار. يتم تحفيز القصبات باستخدام 0،5 ميلي ثانية واحدة مدتها، 40 فولت وحتى البقول تقلصات التوصل الى هضبة (انظر أقحم A1). زيادة في وتيرة التحفيز يؤدي إلى زيادة استجابة مقلص (يتم رسم منحنى استجابة التردد في الشكل 5B). وقد تبين التحفيز الكهربائي مجال لإثارة تقلصات في الغالب عن طريق تنشيط الاعصاب قبل المشبكي. ويتجلى ذلك من خلال تأثير سم البوتولينيوم، وهو مانع من الافراج عن العصبي الذي يمنع الأغلبية من تقلصات EFS-استحضر من القصبة الهوائية 21. وعلاوة على ذلك، سم الأسماك الرباعية الأسنان، وكيلا يمنع نا + قنوات يمنع أيضا نشاط الأعصاب ويزيل استجابة من القصبة الهوائية لEFS.

الشكل 1. مخطط رانه يشير الى مسارات رئيسية في إعداد القصبة الهوائية المعزولة. أظهرت هو محطة محور عصبي الكوليني التعصيب 1 القصبة الهوائية الخلية العضلات الملساء. مسارات الإشارات الرئيسية هي M3 ومستقبلات أستيل M2-المسكارينية التنشيط (mACHR) أن يؤدي إلى إطلاق الكالسيوم من خلال مستقبلات IP3 (M3) والحد من مخيم (M2). مستقبلات M2 (وبعض مساهمة مستقبلات M3) أيضا أن يسبب الاستقطاب الكوليني، أثار التي ينشط نوع L-قنوات الجهد التي تعتمد على تدفق الكالسيوم والكالسيوم. وكلاء مقلص المشتركة والمستجيبات هم 1. ارتفاع البوتاسيوم (يزيل الاستقطاب الخلية العضلات الملساء ومحور عصبي الكوليني)، 2. التحفيز الكهربائي حقل (EFS، depolarizes الكوليني محور عصبي) و 3. تطبيق خارجية من وكلاء الكوليني مثل أستيل أو كرباكول (ينشط المستقبلات المسكارينية مباشرة).

الشكل 2. مخطط من المعدات المستخدمة لقياس تقلصات القصبة الهوائية. هي التي شنت ألف محول قوة و، ميكرومتر وحمام الأنسجة على دعم قضبان عبر المشابك المسمار. هي الخيوط الحلبة القصبة الهوائية خلال قضبان أعلى وأسفل. في المخطط، يتم وضع حمام الأنسجة تحت الإعداد (أي خلال تصاعد من القصبة الهوائية على محول للقوة). خلال دراسات الانكماش، يتم نقل الأنسجة عموديا حمام ليستحم إعداد. يتم تعديل باء لتنشيط الحقل الكهربائي للقضيب أسفل لتشمل لوحات والبلاتين اللذين هي التي شنت أفقيا على السلك عقد القصبة الهوائية. وترتبط لوحات البلاتين بواسطة الأسلاك الكهربائية لتحفيز.

الشكل 3. أمثلة من البوتاسيوم عالية (67 ملم) استجابة مقلص من القصبة الهوائية. (أ) تبين مكررة، والاستجابات استنساخه إلى البوتاسيوم عالية. (ب) أمثلة من استجابة مقلص إلى كرباكول اثنين من القصبات المختلفة. (ج) الردود على القصبات في B مماثلة عندما تطبيعد إلى استجابة إلى البوتاسيوم عالية.

الشكل 4. أمثلة من كرباكول الناجم عن تقلصات. (A)، يليه كرباكول الناجم عن تقلصات باستخدام جرعة واحدة من فشل. يتم رسم (B) مثال التراكمي بين الجرعة والاستجابة لمنحنى في القصبة الهوائية A. (C) من تقلصات الذروة ب بوصفها وظيفة من تركيز كرباكول.

الشكل 5. أمثلة من الانقباضات التي حركها تنشيط الحقل الكهربائي. (أ) تنشيط حقل كهربائي من انقباض القصبة الهوائية باستخدام 0.5 مللي نبض، فولت 40، وتنشيط مختلف الترددات كما هو مبين. أقحم وقتا موسعة انكماش في 30 هرتز. (ب) انكماش الذروة من (أ) هي plotteد بوصفها وظيفة من وتيرة التحفيز.
طبيعي PSS
| ملح | اضرب. (مم) | مبلغ (ز / 2 ليتر) |
| كلوريد الصوديوم | 119 | 13.91 |
| بوكل | 4.7 | 0.7 |
| KH 2 PO 4 | 1.18 | 0.32 |
| MgSO 4 × 7H 2 O | 1.17 | 0.58 |
| NaHCO 3 | 18 | 3.02 |
| EDTA | 0،026 | 0.1 مل من 0.5 متر |
| جلوكوز | 11 | 3.96 |
| سكر القصب | 12.5 | 8.56 |
| CaCl 2 | 2 | 400 مل 10 ملم |
ارتفاع K + جهاز الأمن الوقائي (NACل والتسويات بوكل)
| ملح | اضرب. (مم) | مبلغ (ز / 2 ليتر) |
| كلوريد الصوديوم | 56.7 | 6،628 |
| بوكل | 67 | 9،991 |
. الجدول 1 وصفة لحلول PSS ملاحظة: ويتم اتخاذ حلول جديدة أسبوعيا، مع نوعية المياه فائقة النقاء، ويتم تخزينها في الثلاجة لمدة لا تزيد عن 5 أيام لتجنب تلويث النمو.