دوبلر الليزر: أداة لقياس البنكرياس جزيرة فاسوموشن ميكروفاسكولار في فيفو

الهدف العام من هذا الإجراء هو تحديد الحالة الوظيفية لحركة الأوعية الدموية الدقيقة في جزر البنكرياس داخل الجسم الحي لتقييم تأثيرها على الأمراض ذات الصلة. يمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال الدوران الطبي، مثل ما إذا كانت حركة الأوعية الدموية الدقيقة في جزر البنكرياس تتغير في الحالة المرضية. لقد تولدت لدينا الفكرة الأولى لهذه الطريقة عندما أثبتنا وجود دوران ميكانيكي وظيفي تطور أثناء نشوء مرض السكري.

تتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في قدرتها على تقييم الحالة الوظيفية للحركة الوعائية المجهرية للأنسجة والأعضاء في كل من الإعدادات السريرية والمخبرية. ويمكن لهذه الطريقة أن توفر رؤية متعمقة للأمراض المرتبطة بجزر البنكرياس، كما يمكن تطبيقها على أنظمة أخرى، مثل الأمراض الوعائية المجهرية المرتبطة بالكلية والشبكية.

تمتد تطبيقات هذه التقنية أيضاً نحو فهم طبيعة الاتجاهات في الحالة الوظيفية للحركة الوعائية في الأوعية الدموية الدقيقة. وبوجه عام، سيواجه الأشخاص المبتدئون في هذه الطريقة صعوبة نظراً لوجود كميات هائلة من البيانات الأكاديمية للأوعية الدقيقة المستمدة من قياس تدفق الدم بالليزر (laser doppler) أثناء التجارب. لذا، فإن استعراض هذه الطريقة يُعد أمراً بالغ الأهمية لأن العديد من العوامل يمكن أن تؤثر سلباً على الجمع الدقيق لبيانات الدورة الدموية الدقيقة.

يبدأ هذا البروتوكول بإعطاء الفئران حقنة يومية من STZ لمدة خمسة أيام متتالية. قم بإذابة STZ في محلول صوديوم سترات المنظم للوصول إلى تركيز تشغيلي قدره 5 mg/mL. بعد ذلك، يتم إعطاء الحقن عن طريق التجويف البريتوني باستخدام سرنجة سعة 1 mL وإبرة مقاس 25 gauge.

يجب أن تصوم الفئران لمدة أربع ساعات قبل الحقن، ولكن لا ينبغي منع وصولها إلى الماء. يتم حقن فئران المجموعة الضابطة بنفس الحجم من محلول سترات الصوديوم المنظم النقي. بعد الحقن، تُقدم للفئران الأغذية العادية ومياه تحتوي على 10%sucrose.

بعد اليوم الخامس من حقن STZ، استبدل ماء السكروز بتركيز 10% بماء عادي. وبعد تسعة أيام، افحص مستوى جلوكوز الدم لديهم. ابدأ أولاً بصيام الفئران لمدة ست ساعات مع السماح لها بالوصول بحرية إلى الماء.

بعد ذلك، يتم سحب الدم من أوردة الذيل واستخدام جهاز قياس الجلوكوز المحمول القياسي لقياس مستوى السكر في الدم. وتعتبر أي فئران يتجاوز مستوى الجلوكوز في دمها 200 milligrams per deciliter مصابة بمرض السكري. وقبل استخدام جهاز ليزر دوبلر، يجب أولاً تنظيف الأسطح البصرية لطرف المسبار وموصل المسبار بقطعة قماش ناعمة وغير كاشطة، ثم يتم توصيل الكابل في منفذ الجهاز.

بعد ذلك، قم بتجميع حامل المعايرة. أولاً، اترك معيار التدفق المخزن ليصل إلى درجة حرارة الغرفة، وتستغرق هذه العملية حوالي نصف ساعة.

بعد ذلك، رُجّ المحلول القياسي للتدفق برفق لمدة 10 ثوانٍ واتركه ليستقر على قاعدة المعايرة لمدة دقيقتين. بعد ذلك، ارفع الملقط إلى أقصى ارتفاع ممكن وثبّت المسبار داخل الملقط. الآن، اغمر المسبار ببطء في المحلول القياسي للتدفق وثبّت المسبار باستخدام حوامل المسبار.

للمتابعة، خفف إضاءة الغرفة واضغط على زر المعايرة (calibration) في جهاز ليزر دوبلر. اختر الآن القناة التشغيلية المتصل بها المسبار وقم بتشغيل برنامج المعايرة. ضع فأراً مخدراً في وضعية الاستلقاء الظهري على منصة العمل وثبته باستخدام شريط جراحي.

بعد ذلك، يتم تعقيم جلد البطن باستخدام ethanol بتركيز 75% من المنطقة العنقية وصولاً إلى الذيل، ثم يتم تغطية محيط المنطقة بقطعة شاش جافة تحتوي على ثقب في المركز بعرض ثلاثة سنتيمترات. بعد ذلك، يتم رفع جلد البطن باستخدام الملقط وإجراء شق رأسي أولي على طول الخط الناصف للبطن باستخدام المشرط أو مقص الجلد. ثم يتم الإمساك بالعضلة الموجودة تحت الجلد باستخدام الملقط والشق للدخول إلى التجويف البطني.

تجنب إصابة أي من الأعضاء. للكشف عن التجويف البطني، اِطوِ الجلد والعضلة الكامنة تحته فوق الصدر، ثم اكشف بلطف عن جسم البنكرياس والطحال باستخدام ملقط ذو طرف غير مدبب. الآن، في برنامج التحكم الخاص بجهاز ليزر دوبلر، أنشئ ملف قياس جديداً، ثم قم بتكوين الشاشات المتصلة.

في علامة التبويب العامة، اضبط مدة المراقبة على التشغيل الحر (free run)، واستخدم الإعدادات الافتراضية للمصنع في علامة تبويب مراقب LDF. بعد ذلك، افتح مربع حوار إعداد العرض وحدد القنوات المناسبة. ثم، قم بتبديل المعلمات التالية: مصدر البيانات للقناة والتسمية، والوحدات، واللون، ثم انقر فوق التالي.

بعد ذلك، أدخل المعلومات التعريفية الخاصة بالخاضع للتجربة والقياس في مربع حوار معلومات الملف، ثم تابع بالنقر على "التالي" مرة أخرى. الآن، اكتملت عملية التكوين وستظهر نافذة القياس. بعد ذلك، قم بتحريك القطب يدويًا ليكون على مسافة تقل عن 1 mm من البنكرياس.

ترتبط دقة القياس بالمسافة بين المسبار وأنسجة جزر البنكرياس. ستكون قراءة تدفق الدم غير دقيقة ما لم يتم الالتزام بدقة بترك فجوة قدرها one millimeter بين الأنسجة والمسبار. لبدء التسجيل، انقر فوق أيقونة البدء وسيبدأ حفظ بيانات PU لتدفق الدم في الأوعية الدموية الدقيقة.

قم بهذا الإجراء لمدة دقيقة كاملة، واستخدم أزرار عرض الضغط والتوسيع وأزرار زيادة أو تقليل ارتفاع آثار الرسم البياني لضبط التأثير المعروض أثناء التسجيل، ثم أوقف التسجيل. بعد ذلك، احفظ الملف باسم مناسب. الآن، أعد وضع المسبار يدويًا لتجنب التأثيرات التراكمية والاستنزاف الموضعي لقدرة الانقباض والاسترخاء.

في المجمل، يتم جمع بيانات PU من ثلاث نقاط عشوائية في البنكرياس لكل فأر. وفي مرحلة ما أثناء التجربة، يتم قياس بيانات PU من لوحة غير عاكسة للحصول على قيمة تحكم أساسية. بعد إجراء القياسات الثلاثة، تُستخدم غرز جراحية من مقاس 3-0 لإغلاق طبقات العضلات، ثم غرز جراحية من مقاس 4-0 لإغلاق طبقة الجلد.

قم الآن بمراقبة الفأر في قفص التعافي حتى يصبح جاهزاً للنقل إلى قفص إيواء نظيف. وبشكل عام، يتم تمثيل حالة الدورة الدموية الدقيقة في جزر البنكرياس من خلال مراحل انقباض واسترخاء دورية. وتؤدي الظواهر الهيموديناميكية العامة إلى تكوين نمط من تروية تدفق الدم.

باستخدام جهاز ليزر دوپلر، تم جمع بيانات PU لإظهار نمط توزيع تروية الدم في الأوعية الدقيقة لدى الفئران غير المصابة بالسكري والفئران المصابة بالسكري. كانت النتائج مختلفة تمامًا؛ حيث كان إيقاع انقباضات وانبساطات الحركة الوعائية في الأوعية الدقيقة لجزر البنكرياس فوضويًا وغير منتظم في الفئران المصابة بالسكري والمستحثة بواسطة STZ، بينما أظهرت مجموعات الضبط غير المصابة بالسكري تذبذبات إيقاعية.

بعد ذلك، تم قياس الحركة الوعائية كمياً باستخدام ملفات PU. وبالمقارنة مع مجموعات الضبط، انخفض متوسط تروية الدم في الدورة الدموية الدقيقة للجزر البنكرياسية لدى الفئران المصابة بداء السكري المستحث بواسطة STZ. كما أظهرت هذه الفئران انخفاضات ملحوظة في سعة وتردد هذه الحركة الوعائية، بالإضافة إلى انخفاض في السرعة النسبية لتروية الدم إلى الجزر البنكرياسية.

بمجرد إتقان هذه التقنية، يمكن إنجازها في غضون 30 دقيقة إذا تم تنفيذها بشكل صحيح. وأثناء محاولة تطبيق هذا الإجراء، من المهم الحرص على أن تكون المسافة بين المسبار وأنسجة البنكرياس أقل من مليمتر واحد؛ حيث تؤدي المسافة غير المناسبة إلى الحصول على قراءة لتدفق الدم تكون مرتفعة أو منخفضة بشكل اصطناعي.

بعد اتباع هذا الإجراء، يمكن تنفيذ طرق أخرى مثل تشتت الليزر والأكسجين المنقول للإجابة على أسئلة إضافية مثل تصور نقص التروية، وتقييم تدفق الدم، وتقييم الحالة الوظيفية لحركة الأوعية المجهرية. وبعد تطويرها، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين والأطباء في مجال الغدد الصماء والأيض لاستكشاف آليات الدورة الدموية المجهرية الكامنة وراء الأمراض المرتبطة بجزر البنكرياس. تذكر أن العمل بأجهزة الليزر قد يكون خطيراً للغاية بسبب التعرض للإشعاع، ويجب دائماً اتخاذ الاحتياطات اللازمة أثناء تنفيذ هذا الإجراء، مثل الحفاظ على مسافة لا تقل عن 200 millimeter بين البيئة المحيطة والعين.