يناير 27, 2016
تتيح تقنيات تسجيل الفيديو ورسم الخرائط الزمانية المكانية (STmap) المتوفرة مؤخرا تصور وتحديد أنماط الانتشار والخلط لحركة الأمعاء. الهدف من هذا البروتوكول هو شرح توليد وتحليل STmaps باستخدام نظام مراقبة حركة الجهاز الهضمي (GIMM).
تتمثل الأهداف العامة لإنشاء خريطة مكانية زمانية شاملة للأمعاء خارج الجسم الحي في دراسة الاستجابة للمحتوى الضوئي من خلال مراقبة الحركة التفصيلية لجدار الأمعاء في جميع أنحاء الجزء بأكمله. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يمكن تسجيل النشاط داخل مناطق مختلفة من نفس الجزء من الأنسجة ومقارنته في المكان والزمان ، مما يسمح بتحديد أنماط الحركة المعقدة بدلا من الانكماش أو الاسترخاء البسيط. على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة لحركة الأمعاء الطبيعية ، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا على التفكير في تأثيرات الأدوية المختلفة والعوامل داخل اللمعة ، مثل العناصر الغذائية أو أنماط الحركة.
بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأنه في البداية ، قد يكون من الصعب تفسير الخرائط الزمانية المكانية. ولكن مع مرور الوقت ، يمكن للمرء أن يميز الأنماط المعقدة في لمحة. للبدء ، قم بإزالة القولون أو الأمعاء من خنزير غينيا القتل الرحيم.
قم بتثبيته في محلول كريبس الدافئ. في درج التشريح ، قم بإزالة كل المحتوى داخل اللمعة عن طريق اختراق المخزن المؤقت Krebs برفق عبر التجويف. استخدم حقنة ذات قسطرة غير حادة وتجنب الانتفاخ المفرط في جزء القولون أثناء التروية.
بعد ذلك ، تم إرفاق طولين أو ثلاثة ملليمترات من أنابيب البولي إيثيلين بقسطرة أنبوب زجاجي مصقول بالحريق ، يبلغ قطرهما ثلاثة ملليمترات. في صينية تشريح ساخنة، أدخل قسطرة واحدة في الطرف الفموي لمستحضر الأنسجة واربط خياطة خلف القطعة الصغيرة من الأنبوب، وتحيط بالقسطرة باستخدام عقدة الجراح. حاول برفق سحب القسطرة للخارج للتأكد من أن العقدة محكمة.
تمنع القطعة الصغيرة من أنابيب البولي إيثيلين انزلاق الخياطة. كرر هذه العملية باستخدام القسطرة الأخرى الموجودة في الطرف الفموي من الأنسجة. ثم قم بإزالة المساريق من مستحضر الأنسجة.
مع تأمين كلتا القسطرة، انقل المستحضر من درج التشريح إلى أحد حمامات أعضاء GIMM وضع الأنسجة بحيث يكون الطرف الفموي متجها بعيدا عن المستخدم. بعد ذلك ، قم بتأمين القسطرة الأنبوبية الزجاجية في حمام الأعضاء باستخدام طين المصممين عن طريق ربط نهاية الأنبوب الزجاجي بجانب الحمام أو باستخدام مشابك بلاستيكية لتوصيل القسطرة بالأعمدة الموجودة فوق الحمام المستخدم لتأمين الكاميرات. الآن قم بإرفاق قطعة من الأنابيب التي يبلغ طولها خمسة سنتيمترات بالطرف المفتوح لكل قسطرة.
بالنسبة للقسطرة الفموية ، قم بتوصيل قطعة الأنبوب القصيرة بقطعة أطول من الأنبوب باستخدام ملحق قفل لور. ثم قم بتوصيل المحقنة التي يبلغ وزنها خمسة ملليلتر بتركيب قفل لور. سيتم استخدام هذا لحقن العازلة في تحضير الأنسجة.
بالنسبة للقسطرة الفموية ، استخدم الأنبوب لتوجيه التدفق اللمعي إلى حاوية التجميع. الآن ، باستخدام المحقنة المرفقة ، اغسل الأنسجة ببطء باستخدام عازلة كريبس الدافئة لضمان وجود تدفق جيد ، كما يتضح من السائل الخارج من القسطرة الفموية. تابع عن طريق معايرة نظام تسجيل الفيديو بينما تتوازن الأنسجة لمدة 30 دقيقة.
قم بمعايرة موضع ارتفاع الكاميرا وإعدادات الفيديو للسطوع والتباين والمسافة الأفقية باستخدام برنامج GIMM. انقر فوق علامة تبويب التجربة لمعايرة الكاميرا. ثم في القائمة ملف، انقر فوق معايرة.
بمجرد ظهور الفيديو في نافذة محطة العمل معايرة، اضبط الكاميرا على ارتفاع حيث تتضمن الصورة نهايات القسطرة التي تم إدخالها في تجويف القولون. ثم قم بمعايرة المسافة الأفقية المعروضة في الصورة على الشاشة باستخدام ملصق المسطرة الشفاف المتصل بكل حمام. في نفس نافذة محطة عمل المعايرة ، اضبط الإرشادات الرأسية الحمراء بحيث تكون المسافة بينهما 10 ملليمترات.
ثم اكتب هذه المسافة في نافذة مؤشر المسافة وانقر فوق الزر Cal. بعد ذلك ، اضبط منزلقات الكسب والسطوع والغالق داخل نافذة محطة عمل المعايرة لجعل جزء المناديل يظهر كصورة ظلية داكنة على خلفية فاتحة. ثم اضبط مقابض التركيز البؤري وفتحة العدسة على الكاميرا نفسها لتحسين الصورة بشكل أكبر.
لإكمال معايرة الصورة ، انقر فوق حفظ متبوعا بنعم في الشاشة المنبثقة. أخيرا ، انقر فوق خروج. بعد فترة التوازن التي تبلغ نصف ساعة ، ابدأ التجربة.
ابدأ بتسمية التجربة التجريبية. بعد ذلك ، قم بسد تجويف الأنبوب البارز من القسطرة الفموية باستخدام المشبك البلاستيكي. ثم حقن ما يقرب من 7 ملليلتر من عازلة كريبس في تجويف القولون القريب.
الهدف هو توفير انتفاخ كاف لبدء الانقباضات الدافعة. بمجرد أن ينتفخ الجزء بواسطة السائل اللمعي ، ابدأ تسجيل الفيديو. في البرنامج، انقر نقرا مزدوجا فوق الإصدار التجريبي المسمى لفتح عرض الكاميرا التجريبي ثم انقر فوق مفتاح التبديل إلى موضع التشغيل لعرض حقل الكاميرا.
اجمع طولا محددا مسبقا لبيانات الفيديو. في نهاية تجربة الانتفاخ الخاضع للرقابة الأولية هذه ، قم بفك المشبك أو إزالته للسماح لجزء الأنسجة بدفع السائل المنتفخ خارج التجويف. سمح للأنسجة بإعادة التوازن لمدة 10 إلى 20 دقيقة ثم كرر الإجراء باستخدام العلاج.
يمكن أن يمر تحضير الأنسجة الواحدة لما يصل إلى خمس علاجات مدتها 10 دقائق لفترات الراحة المناسبة بين الاختبارات. كن على دراية بتقشير الغشاء المخاطي ، مما يشير إلى تدهور الأنسجة. لتحليل التسجيل، انقر نقرا مزدوجا فوق اسم إصدار تجريبي معين لفتح نافذة التحليل لإنشاء خريطة ST.
داخل منطقة تشغيل الفيديو ، اضبط منزلقات التباين والسطوع لجعل الصورة مناسبة للتحليل. قم بإنشاء صورة ظلية من المناديل السوداء على خلفية فاتحة. بعد ذلك ، قم بتعيين الإرشادات الحمراء الأفقية والرأسية داخل نافذة صورة الفيديو لعزل منطقة الأنسجة لتحليلها وإزالة المناطق التي تحتوي على القطع الأثرية.
ثم حدد وقت التحليل. انقر فوق الزر A الأخضر لتحديد نقطة البداية ، وانقر فوق الزر B الأصفر لنقطة التوقف عندما يكون شريط تمرير الوقت في المواضع الصحيحة. بعد ذلك، حدد علامة التبويب تحليل المحرك لفتح نافذة خريطة ST، ثم انقر فوق زر ساعة الإيقاف.
ابدأ إنشاء خريطة ST بالنقر فوق مؤشر الشعيرات المتقاطعة داخل الصورة الظلية السوداء للنسجة. قد يستغرق إنشاء الخريطة بضع دقائق حتى يكتمل. بعد إنشاء خريطة ST، حدد ميزة التكبير/التصغير لتكبير الصورة.
ثم حدد خيار اللون لرؤية الصورة بالألوان بدلا من تدرج الرمادي. بعد ذلك، حدد تمكين بحيث يمكن استخدام المؤشر لتحديد البكسل للتحليل. بالنسبة للأنسجة المرتبطة بوحدات البكسل المحددة ، يتم تحليل التغيير في قطر اللمعة بمرور الوقت وعرضه على أنه تتبع قطر الحبوب على يمين خريطة ST.
بعد التحليلات، حدد إنهاء. الآن قم بتصدير خريطة ST لأغراض أخرى عن طريق تحديد ملف ثم تصدير البيانات ، ثم ملف التعريف. قم بتسمية الملف واحفظه كملف emf بالنقر فوق حفظ.
تظهر الخرائط التي تم إنشاؤها بواسطة هذه التقنية تغيرات في القطر اللمعي للأنسجة في كل من المسافة والوقت. المسافة الأفقية على المحور X ، والوقت على المحور Y ، مع وقت البدء في الأعلى ووقت الانتهاء في الأسفل. يوجد في الزاوية اليمنى العليا وسيلة إيضاح تعرض الحد الأدنى والحد الأقصى لأقطار اللمعة ، بالإضافة إلى القياس لكل من المحورين X و Y.
وبالتالي ، فإن ظلال البكسل المختلفة داخل الصورة ذات التدرج الرمادي تتوافق مع أقطار لمعية مختلفة. تتوافق وحدات البكسل الداكنة مع أقطار أوسع ، وتتوافق وحدات البكسل الأخف وزنا مع الأقطار الأصغر. ستظهر الموجات الانقباضية للعضلة الدائرية كمناطق ذات بكسل أخف بسبب انخفاض القطر اللمعي.
في المقابل ، يظهر الانتفاخ اللمعي بسبب استرخاء العضلات الدائري أو بلعة كبيرة من السوائل بوحدات بكسل أغمق. إلى جانب موجات الانكماش المنتشر ، يمكن أيضا تصور نمط حركة الخلط المعروف باسم التجزئة. تحدث تقلصات ثابتة صغيرة في مناطق مختلفة في نفس الوقت.
مع مرور الوقت ، تتحرك هذه الانقباضات الصغيرة نحو نهاية الشرج الفموي. يمكن أن يتسبب المساريق المتبقي على الأنسجة في ظهور القطع الأثرية التي تظهر على شكل خطوط عمودية داكنة. يمكن استخدام الحركة الأفقية لهذه الخطوط الرأسية الاصطناعية لتحديد توقيت حركة العضلات الطولية.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تحضير الأجزاء المعوية لتسجيل الفيديو وكيفية إنشاء التمثيل اللاحق لحركة الأمعاء كخرائط زمانية مكانية. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إضافة مغذيات مختلفة إلى المحلول اللمعي من أجل تحديد كيفية تحفيز المكونات الطبيعية على أنماط حركية محددة من أجل تسهيل الهضم والامتصاص. يمكن استخدام ناهضات دوائية محددة أو مضادات مستقبلات العوامل الخلطية العصبية لتحديد الآليات التي يتم من خلالها بدء الحركة ونشرها.
يمكن أن تساعد هذه التقنية في إنتاج بيانات مفيدة لتحديد المركبات المفيدة لعلاج اضطرابات الحركة.
تقدم هذه المقالة بروتوكولاً لإنشاء وتحليل الخرائط الزمكانية (STmaps) للحركية المعوية باستخدام نظام مراقبة الحركية المعدية المعوية (GIMM). وتسمح هذه التقنية بتصور أنماط الحركية المعقدة في الأمعاء خارج الجسم (ex vivo)، مما يعزز فهمنا لحركات جدار الأمعاء.
يتيح رسم الخرائط الزمانية والمكانية لحركية الأمعاء تصوراً تفصيلياً لأنماط الانقباض في الأنسجة خارج الجسم (ex vivo)، مما يدعم تقليل المخاطر الآلية في عملية اكتشاف أدوية الجهاز الهضمي. ومن خلال رصد اتجاه وسرعة وتكرار وقوة الحركية عبر قطاعات الأنسجة، توفر هذه الطريقة ثقة تنبؤية في التحقق من صحة الأهداف العلاجية لاضطرابات الحركية. ويسهل هذا النهج الاستمرارية الانتقالية من مرحلة الاكتشاف وصولاً إلى التقييم قبل السريري لتأثيرات الدواء على ديناميكيات التجويف المعوي.
تندمج هذه الطريقة في بيولوجيا الاكتشاف من خلال اختبار فرضيات آليات الحركة، وفي الفحص من خلال جاهزية المقايسة لتقييم المركبات، وفي الأبحاث الانتقالية من خلال دعم الاستمرارية قبل السريرية في علم الصيدلة المعوي.