مقالة منهجية

الأوعية الدموية في الرئة الجرذ الدماغية

15.4K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/50217

⸱

فبراير 8, 2013

 , 
1Johns Hopkins Asthma and Allergy Center, Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, Johns Hopkins University

في هذه المقالة

ملخص

وperfused الرئة من قبل كل من الشريان القصبي النظامية والشرايين الرئوية. في معظم الأمراض الرئة، هو أصغر الأوعية الدموية الجهازية التي تظهر اتساع الأوعية الدموية قوية. وقف تدفق الدم الرئوي القصبي يشجع الأوعية الدموية نشطة السرعة. ونحن نقدم تفاصيل الجراحي للحمل اليسار نقص تروية الشريان الرئوي الذي يعزز اتساع الأوعية الدموية الشعب الهوائية.

الملخص

وperfused الرئة الكبار على حد سواء من قبل الشريان القصبي النظامية وعودة الوريدي كامل تتدفق من خلال الشرايين الرئوية. في معظم الأمراض الرئة، هو أصغر الأوعية الدموية الشاملة التي تستجيب للحاجة إلى تعزيز نضح الرئة ويظهر اتساع الأوعية الدموية قوية. وقد تبين نقص تروية وعائية رئوية الناجمة عن انسداد الشريان الرئوي أن يؤدي تكوين الأوعية الدموية في الشرايين الجهازية السريع في الإنسان وكذلك في العديد من النماذج الحيوانية. على الرغم من أن وصفت بعناية تقييم نسيجية من الدورة وقت انتشار الشريان الشعب الهوائية في الفئران عن طريق يبل 1، الآليات المسؤولة عن هذا النمو المنظم للسفن جديدة ليست واضحة. ونحن نقدم تفاصيل الجراحي للحمل اليسار نقص تروية الشريان الرئوي في الفئران التي تؤدي إلى اتساع الأوعية الدموية الشعب الهوائية. القياس الكمي لمدى الأوعية الدموية يمثل تحديا إضافيا بسبب وجود سريرين الأوعية الدموية داخل الرئة. طرقلتحديد الأوعية الدموية وظيفية تقوم على حقن المكروية المسمى يتم توفيرها.

المقدمة

والأوعية الدموية في الرئة النظامية جيدا معترف بها. في الحالات المرضية مثل الربو 2، التليف الرئوي الخلالي 3، سرطان 4، والجلطات الدموية الرئوية المزمنة 5، الأوعية الدموية والنظامية في الرئة المحيطة انتشر ويغزو لحمة الرئة. ومع ذلك، النماذج الحيوانية لدراسة هذه الفرق من تفعيل النظامية بدلا من الدورة الدموية الرئوية قليلة. ولعل النموذج الأكثر استنساخه من اتساع الأوعية الدموية في الرئة النظامية من الثدييات الكبار هو الذي يحدث بعد إحداث نقص تروية الشريان الرئوي المزمن. وردا على يسار الشريان الرئوي انسداد في البشر 5-7 و الكلاب 8، الخنازير 9، الأغنام 10، خنازير غينيا 11، الفئران 1، 12، 13، 14 هو والفئران انتشار السريع للشريان الشعب الهوائية وكذلك الشرايين الوربية. الآليات المسؤولة عن neovasculari النظاميةzation من الرئة بعد نقص التروية الرئوي غير معروفة إلى حد كبير والتي لم يتم دراستها على نطاق واسع. وقد تم أثناء وقت الأوعية الدموية الشعب الهوائية في الفئران بعد عرقلة الشريان الرئوي الأيسر صفها بدقة في أعمال نسيجية من يبل 1. توسيع نطاق هذا العمل في الفئران، ركز مختبرنا على كل من عوامل النمو الهامة في هذه العملية وكذلك نتائج الفسيولوجية هذا neovasculature في الرئة. النتائج تظهر ورفعت chemokine CXC CINC-3 في وقت مبكر بعد نقص التروية وعلاج الفئران مع تحييد الأجسام المضادة لCXCR2، ومستقبلات لCINC-3، خفف الأوعية الدموية 13. وقد تبين الأوعية الدموية التي أنشئت حديثا الشعب الهوائية 14 يوما بعد ظهور نقص التروية الرئوي أن يكون غير طبيعي مع زيادة كبيرة نفاذية البروتين 15. تركت وظائف الرئة طبيعية لا يظهر انخفاض القدرة نشرها وانخفاض في حجم الرئة 15. على الرغم من أن قد يكون شارك neovasculaturentributed في الحفاظ على أنسجة الرئة خلال نقص التروية الرئوي المزمن، فإنه لا يبدو أن تكون طبيعية ويمكن أن تسهم في انخفاض المطرد في وظائف الرئة.

ربما يكون واحدا من أكثر الجوانب غريبة من هذا النموذج يتعلق التوزيع المكاني للتكاثر الأوعية الدموية. على الرغم من الإفراج عن عوامل النمو داخل لحمة الرئة بسبب نقص التروية، وneovasculature ينشأ في الشرايين القصبية كبيرة نسبيا المنبع. الشريان العادية الشعب الهوائية الذي يطرح نفسه هو فرع صغير من الشريان الأورطي ويغزو شجرة في مجرى الهواء كارينا. وبالتالي الآلية التي تحفز عوامل النمو في المرحلة الأولية من تخلق الشرايين ليست واضحة. نقترح أن الفئران، مع تشريح الأوعية الدموية مماثلة على البشر، ويوفر فرصة فريدة لدراسة الآليات المسؤولة عن تكوين الأوعية الدموية الجهازية خلال نقص التروية الرئوي. على الرغم من أن انسداد الشريان كاملة من اليسار الرئوي نادر الحدوث في البشر،الشعب الهوائية زيادة الأوعية الدموية يبدو أن يسببها مماثلة في المرضى أيا كان موقع وحجم عرقلة الشريان الرئوي 16. وبالتالي، ونحن نقدم وصفا مفصلا لنهج الجراحية لligate الشريان الرئوي الأيسر في الفئران وسيلة لتحديد حجم الأوعية الدموية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

وقد تمت الموافقة على جميع البروتوكولات التي أجريت على الفئران عن طريق رعاية الحيوان جامعة جونز هوبكنز واللجنة الاستخدام وفقا للمبادئ التوجيهية NIH. كلما كان ذلك ممكنا، ينبغي أن يكون الحيوان جراحيا هيأهم في منطقة منفصلة عن منطقة العمليات الجراحية لتقليل التلوث من الموقع الجراحية.

1. التخدير / تسكين

  1. الفئران مكان (الفئران سبراغ داولي ذكر، 125-150 غرام؛ هارلان، إنديانابوليس، IN) في غرفة تحريض يملؤه 3٪ isoflurane.
  2. وضع الفئران تخدير جراحة على متن تعلق على مخروط الأنف والتنفس الصناعي مع مخدر isoflurane 3٪. استخدام تقنية معقمة في جميع الإجراءات. ثنى الفئران عقيمة لضمان مجال التشغيل.

2. الانتباه

  1. شل الزوائد في موقف ضعيف باستخدام الشريط الجراحية.
  2. إزالة الفئران من مخروط الأنف، اللسان مع تمديد ملقط مبطن.
  3. الاستخدام 14 intracath قياس مع stilet المعادن أضعفت كدليل. الانزلاق وراء لngue، في القصبة الهوائية.
  4. إزالة المعادن stilet ترك intracath البلاستيك الأبيض في القصبة الهوائية. ضمان الفئران ويتنفس الهواء يتدفق من خلال أنبوب.
  5. استبدال مخروط الأنف مع محول القسطرة مباشرة، قم بتوصيل الفئران إلى التنفس الصناعي (90 أنفاس / دقيقة و 8 مل / كجم حجم المد والجزر؛ القوارض تنفس الموديل 683، جهاز هارفارد، Holliston، ماساتشوستس).
  6. تطبيق Puralube (شين بتلر، دبلن، OH) مرهم البيطرية على العينين.

3. بضع الصدر

  1. مكان الجانب الفئران الحق في أسفل، شل الزوائد باستخدام الشريط الجراحية.
  2. حلاقة منطقة القفص الصدري اليسار الجانب.
  3. إزالة الزائدة مع الفراء فراغ صغير.
  4. جعل المجال المعقم بواسطة المسح أسفل مع الكحول تليها بوفيدون swabstick (Dynarex شركة، Orangebur، NY). كرر هذه العملية مرتين أخريين (ليصبح المجموع ثلاثة الدعك).
  5. جعل شق عرضية مع مقص العقيمة تشريح أو مشرط معقم في وسط الميدان.
  6. تشريح بلانت من خلال Lايرز من الأنسجة والدهون وصولا الى الضلوع (طبقة الأخيرة هي الغشاء الرقيق الذي يغطي الأضلاع).
  7. عد الأضلاع لتحديد مساحة وربي 3 ش.
  8. استخدام معقم 45 ° غريف ملقط، وجعل شق حادة بين 3 و 4 ش الصدري ال.
  9. إدراج فواصل الصدري، وسحب بلطف خلق فراغ مفتوح مع تصور كامل للرئة، الشريط مكان الغرز على لإبقائها مفتوحة.

4. اليسار ربط الشريان الرئوي

  1. ملقط مع 90 ° غريف، نقل الرئة اليسرى إلى الخلف مع اليد اليمنى.
  2. باستخدام نمط دومون # 5 ملقط على التوالي، والاستيلاء على الشريان الرئوي الأيسر واليد اليسرى مع مجرى الهواء. الشريان الرئوي الأيسر ووضع على رأس مجرى الهواء. ضمان ملقط هي عمودي مباشرة الى طاولة المفاوضات. بالإضافة إلى ذلك، هو الأكثر فعالية لالتقاط الشريان الرئوي الأيسر / قصبة mainstem اليسرى في موقف معظم البعيدة (الأقرب إلى حمة). دفع الرئة اليسرى جانبا مع التهوية هذه المناورة اليد اليسرى.
  3. استخدام دوموننمط # 5 45 ° ملقط المنحني لفصل الشريان الرئوي الأيسر من اليسار في قصبة mainstem حدودها الطبيعية. هذا الخط الفاصل يبدو رقيقة والبيضاء بين الهيكلين الفردية.
  4. فصل مباشرة تحت الشريان دون المرور عبر السفينة؛ الانزلاق بسلاسة نصائح ملقط التي عقدت معا على طول الفاصل.
  5. تستمر حتى نصائح من ملقط قد فصل بوضوح الشريان الرئوي الأيسر والقصبة mainstem اليسار. سوى نقطة صغيرة من تلميح يجب أن يكون من خلال بالكامل. إذا كان من الممكن تصور الدم على غيض من الملقط، فلا بالكامل من خلال وينبغي ألا يتم ربط حاولت. مرة واحدة من خلال الفضاء، والشريان الرئوي الأيسر تقع على منحنى ملقط. عقد في هذا المنصب.
  6. إطلاق سراح بلطف حادة على التوالي ملقط قبضة (اليد اليسرى) والاستيلاء على قطعة من الخيط قبل قطع (2-3 بوصة ~؛ البولي بروبلين حجم خياطة 6-0؛ Myco الطبية، كاري، NC).
  7. فتح ملقط المنحني الشريان الرئوي الأيسر احتضنت وزراب خياطة. برفق عبر الفضاء بين خياطة الشريان الرئوي الأيسر والأيمن في قصبة mainstem حركة تصاعدية بالنسبة للمنحنى ملقط.
  8. التعادل لأسفل تسد الرئوي الأيسر مع عقدة مربع، تبقى قص بعناية من الدرز.
  9. إغلاق الأضلاع باستخدام ملقط حادة لعقد الصدري وخياطة مرتين مع البولي بروبلين (حيدة الأزرق) حجم 4-0 تعلق على 19 مم، 3/8 قطع دائرة عكس إبرة (Myco الطبية، كاري، NC) في مرقئ، والحرص على عدم خياطة الجلد (أضلاعه فقط).
  10. استكمال عقدة فضفاضة مربع، تضخيم الرئة، ومكان على ضغط نهاية الزفير الإيجابي (PEEP؛ 2-5 CMH 2 O)، hyperinflate عقدة الرئة آمنة ثم بإحكام، وجعل آخر عقدة كاملة قبل القص المتبقية من خياطة. إزالة من PEEP وتصور لمدة 30 ثانية لضمان أن الرئة لا ينهار. تطبيق 5 قطرات Bupivicaine (APP الصيدلة، Schaumbur، IL).
  11. إغلاق الجلد عن طريق وضع الغراء النسيج على الجرح، ودفع الجلد إلى الوراء معا باستخدام ENد من طرف قضيب من القطن. إعطاء Bupivicaine (2.0 ملغ / كغ تحت الجلد) في موقع شق في وقت لاحق كل ساعة 8 ل24 ساعة أو حتى الحيوان استئناف النشاط العادي. كما طبقة تحت الجلد في هذه المنطقة رقيقة جدا، فإنه ليس من السهل خياطة من تلقاء نفسها. عندما يتم تطبيق الغراء النسيج ويتم الضغط على الجلد معا أن يتم إغلاقه أيضا طبقة تحت الجلد.
  12. إيقاف الغاز isoflurane ولكنها تستمر لتهوية لمدة 1-2 دقيقة الفئران على الهواء حتى يعود غرفة الحركة الطوعية. قطع الأنبوب الرغامي من التنفس الصناعي والتأكد من أن يتنفس تلقائيا الفئران قبل إزالته.
  13. يمسح عينيه من Puralube مع مسحة القطن وحركة رصد والانتعاش. حقن البوبرينورفين هيدروكلوريد (0.05 مغ / كغ داخل الصفاق، شين بتلر، دبلن OH). مواصلة تقديم كل 12 ساعة مسكن لمدة 48 ساعة بعد الجراحة.

5. كيفية تركيب الكانيولا في الشريان السباتي الأيسر

لتقييم حجم perfus الشعب الهوائيةايون للرئة اليسرى الدماغية عند نقاط الوقت المطلوب بعد ربط الشريان الرئوي الأيسر، وضخ المجهرية المسماة من خلال الشريان السباتي الأيسر في قوس الأبهر. إعداد الفئران على النحو الوارد أعلاه 1-2.

  1. قطع خط الوسط على طول الرقبة، وتخفف من حدة لكشف تشريح القصبة الهوائية والشريان السباتي الأيسر (المكروية موقع الحقن).
  2. إدراج القسطرة مليئة heparinized الطرف، المالحة حادة من PE20 أنابيب (بيكتون ديكنسون، سباركس MD) في سفينة متصلة إبرة ز 25، 4 في اتجاه محبس، 1 مل حقنة.
  3. زجاجة مكان المجهرية (15 ميكرومتر قرمزي البوليسترين المجهرية الفلورسنت، 1 × 10 6 مجالات / مل؛ إينفيتروجن، يوجين، OR) في sonicator المياه لمدة 30 ثانية.
  4. إزالة زجاجة، دوامة، ووضع 0.5 مل (500،000 المجهرية) في 1 مل حقنة زجاجية هاميلتون (هاميلتون الشركة، رينو، NV) من خلال إبرة ز 20.
  5. هاميلتون إرفاق حقنة ل4 في اتجاه ومحبس ضخ حقنة المجهرية مع مضخة (معدل: 500 ميكرولتر / دقيقة؛ الجني بالإضافة إلى ذلك، كنت العلمية وTorringtعلى، CT).
  6. إزالة هاميلتون حقنة وأجهزة تدفق مع 1 مل من محلول ملحي في 500 ميكرولتر heparized / دقيقة.
  7. أداء كامل بضع الصدر الصدر ويستنزف الفئران بقطع الوريد الأجوف السفلي.
  8. إزالة أنسجة الرئة اليسرى والأخرى ذات الاهتمام.
  9. لاستخراج المجهرية من الأنسجة، واتخاذ كامل الرئة اليسرى من الفئران بعد استنزاف ووضعه في 2M KOH (4-6 مل). المكان في حمام ماء C ° 55 وترك بين عشية وضحاها للهضم الأنسجة. إضافة توين 80 (0.25٪) لغسل الخرز، والدوامات (10 ثانية) وأجهزة الطرد المركزي (2،000 دورة في الدقيقة، 20 ° C لمدة 10 دقيقة). إزالة طاف، إضافة 2-ethoxyethyl خلات (1 مل)، ودوامة اسمحوا الوقوف لمدة 1 ساعة. دوامة التعليق والطرد المركزي (2،000 دورة في الدقيقة؛ (20 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة) إزالة طبقة خلات 2-ethoxyethyl مائي يحتوي على مضان، مكان في كوفيت وقياس استخدام F-2500 هيتاشي الطيف مضان (612/emission الإثارة 618. ؛ Digilab، Holliston، MA).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

يلقي الأوعية الدموية: وصفت النتائج من آثار نقص تروية الشريان الرئوي الأيسر في الفئران في الشكل 1. أظهرت هو يلقي ميتاكريليت من الأوعية الدموية والشعب الهوائية والأوعية الدموية واسعة من شجرة الهوائية اليسرى بعد 28 يوما LPAL. للحصول على هذا الزهر، تم حقن الأوعية الدموية الجهازية مع خليط ميتاكريليت (أحمر)، إلى الوراء في الشريان الأورطي النازل ومقنى القصبة الهوائية وحقن بمادة السيليكون مقرها الأبيض. هذا يلقي الأوعية الدموية يوفر التصور رائعة من الأوعية الدموية الشعب ال...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

اليسار ربط الشريان الرئوي في جميع الأنواع يؤدي إلى اتساع الأوعية الدموية اختبار النظامية قوية من الرئة الدماغية. لقد قدمنا ​​تفاصيل النهج الجراحية في نموذج الفئران. نتائجنا التي تنتجها صب الأوعية الدموية، وأمراض الأنسجة، ووضع العلامات في الجسم الحي إثبات أن الشرايين القصبية تتكاثر ويروي لحمة الرئة. وهكذا، يمكن دراسة آليات تكوين الأوعية الدموية الشعب الهوائية في نموذج حيواني يوازي حالة الإنسان من الجلطات الدموية الرئوية المزمنة. وعلاوة على ذلك، فإن هذا النموذج ذات الصلة سر...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

نعترف عمل الدكتور أماكن مخصصة سكر، MD في مساعدة مع الصب من الرئة. وقد تم تمويل هذا العمل من قبل NHLBI، HL088005.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
الكواشف: شركة
هيدروكلوريد البوبرينورفين، Puralube بتلر شين
bupivicaine APP الصيدلة
بوفيدون swabstick شركة Dynarex
البولي بروبلين حجم خياطة 6-0، 3/8 دائرة عكس إبرة قطع Myco الطبية
PE20 أنابيب بيكتون ديكنسون
15 ميكرون fluorospheres البوليسترين قرمزي إينفيتروجن
1 مل حقنة هاميلتون الزجاج هاميلتون الشركة
المعدات:
المارد مضخة بالإضافة إلى حقنة كنت العلمية
مضان الطيف Digilab
تنفس القوارض الموديل 683 جهاز هارفارد
الجدول 1. جدول الكواشف والمعدات الخاصة.

المراجع

  1. Weibel, E. R. Early stages in the development of collateral circulation to the lung in the rat. Circulation Research. 8, 353-376 (1960).
  2. Li, X., Wilson, J. W. Increased vascularity of the bronchial mucosa in mild asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 156, 229-233 (1997).
  3. Turner-Warwick, M. Precapillary systemic-pulmonary anastomoses. Thorax. 18, 225-237 (1963).
  4. Muller, K. M., Meyer-Schwickerath, M. Bronchial arteries in various stages of bronchogenic carcinoma. Pathol. Res. Pract. 163, 34-46 (1978).
  5. Remy-Jardin, M., Duhamel, A., et al. Systemic Collateral Supply in Patients with Chronic Thromboembolic and Primary Pulmonary Hypertension: Assessment with Multi-Detector Row Helical CT Angiography. Radiology. , 274-281 (2005).
  6. Karsner, H., Ghoreyeb, A. Studies in infarction: The circulation in experimental pulmonary embolism. J. Exp. Med. 18, 507-522 (1913).
  7. Endrys, J., Hayat, N., et al. Comparison of bronchopulmonary collaterals and collateral blood flow in patients with chronic thromboembolic and primary pulmonary hypertension. Heart. 78, 171-176 (1997).
  8. Virchow, V. Uber die Standpunkte in den Wissenschaftlichen Medizin. Virchow Archiv. 1, 1-19 Forthcoming.
  9. Fadel, E., Mazmanian, G. M., et al. Lung reperfusion injury after chronic or acute unilateral pulmonary artery occlusion. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 157, 1294-1230 (1998).
  10. Charan, N. B., Carvalho, P. Angiogenesis in bronchial circulatory system after unilateral pulmonary artery obstruction. J. Appl. Physiol. 82, 284-291 (1997).
  11. Shi, W., Hu, F., et al. Altered reactivity of pulmonary vessels in postobstructive pulmonary vasculopathy. J. Appl. Physiol. 88, 17-25 (2000).
  12. Shi, W., Giaid, A., et al. Increased reactivity to endothelin of pulmonary arteries in long-term post-obstructive pulmonary vasculopathy in rats. Pulm. Pharmacol. Ther. 11, 189-196 (1998).
  13. Sukkar, A., Jenkins, J., et al. Inhibition of CXCR2 Attenuates Bronchial Angiogenesis in the Ischemic Rat Lung. J. Appl. Physiol. 104, 1470-1475 (2008).
  14. Mitzner, W., Lee, W., et al. Angiogenesis in the mouse lung. Am. J. Pathol. 157, 93-101 (2000).
  15. Wagner, E. M., Jenkins, J., et al. Lung and vascular function during chronic severe pulmonary ischemia. J. Appl. Physiol. 110, 538-544 (2011).
  16. Remy-Jardin, M., Bouaziz, N., et al. Bronchial and nonbronchial systemic arteries at multi-detector row CT angiography: comparison with conventional angiography. Radiology. 233, 741-749 (2004).
  17. Baluk, P., Tammela, T., et al. Pathogenesis of persistent lymphatic vessel hyperplasia in chronic airway inflammation. J. Clin. Invest. 115, 247-257 (2005).
  18. Bailey, S. R., Boustany, S., et al. Airway vascular reactivity and vascularisation in human chronic airway disease. Pulm. Pharmacol. Ther. 22, 417-425 (2009).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة