压力肌动描记法用于评估小动脉在加压时产生持续性收缩的血管活性。本文提供了一项详细方案,用于评估从大鼠分离的小肠系膜动脉节段的血管活性,以及管腔内压力对血管直径的影响。
压力肌动描记法用于评估小动脉在加压时产生持续性收缩的血管活性。本文提供了一项详细方案,用于评估从大鼠分离的小肠系膜动脉节段的血管活性,以及管腔内压力对血管直径的影响。
小阻力动脉分别在管腔内压力升高或降低时发生收缩和舒张;这种现象称为肌源性反应,是局部血流的关键调节机制。在等压条件下,小阻力动脉会产生持续性收缩,称为肌源性张力(MT),这是全身血管阻力(SVR)的主要决定因素之一。因此,ex vivo 加压的小阻力动脉制备物是研究微血管功能在接近生理状态下的重要工具。为实现这一目标,将一段新分离的完整小阻力动脉(直径约260 μm)套在两根细玻璃套管上并进行加压。这些动脉制备物保留了大部分in vivo的特性,可实现实时评估血管张力。本文提供了一种详细方案,用于评估大鼠加压状态下小阻力肠系膜动脉的血管活性;当压力维持在70 mmHg时,这些动脉会发展出持续的血管收缩——约为最大直径的25%。这些动脉制备物可用于研究实验性化合物对动脉内压力与血管活性之间关系的影响,并确定多种疾病动物模型中微血管功能的变化。
小阻力动脉是系统性血管阻力(SVR)的主要决定因素,在多种疾病的病理生理过程中发挥重要作用1,2。糖尿病3、妊娠4、缺血-再灌注5、肥胖和高血压6,7等状态常伴有微血管功能的改变。血管肌张力测定不仅可深入揭示各种疾病中微血管功能的变化,还有助于识别治疗靶点并评估血管活性化合物的疗效。血管功能的研究可通过在等长或等压条件下离体培养的小动脉进行8。等长肌张力测定的详细描述见其他文献9。然而,等长与等压制备所获得的数据存在差异10-12。由于加压动脉制备可在接近生理条件下研究微血管功能,所得结果可能更贴近血管床的体内行为8,13。
1902年,Bayliss首次描述了跨壁压对血管直径的影响14。他观察到,在来自兔、猫和狗不同血管床的小阻力动脉中,压力降低会引起血管舒张,而压力升高则会引起血管收缩。这一现象被称为肌源性反应。Bayliss及后续研究者发现,在等压条件下,小阻力动脉会产生持续性收缩,称为肌源性张力(MT)15,16。肌源性反应和MT均可通过压力肌张力测定法(PM)进行评估。PM主要用于测定小动脉、静脉及其他血管的血管活性。除了评估血管活性化合物对血管直径的影响外,PM顾名思义还可用于评估血管内压力介导的血管直径变化。在过去的几十年中,计算机软件的进步提升了视频显微技术和玻璃微管拉制技术,使PM操作变得更加简便。然而,分离出可存活的完整小血管段仍然繁琐且有时具有挑战性。本文中,我们概述了一种详细的操作方案,用于研究从大鼠分离的小肠系膜阻力动脉中的肌源性反应。
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此处所示示例来自佐治亚州立大学动物护理与使用委员会(IACUC)批准的实验——方案编号:# 2011-0408
1. 试剂的准备
2. 玻璃毛细管的制备
3. 灌注室的制备
4. 采集Sprague-Dawley大鼠肠系膜动脉弓
5. 4号血管的分离与插管th 肠系膜动脉
6. 动脉直径的测量
7. 血管肌源性反应
8. 结果解读与数据计算

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典型的压力肌动图装置示意图如图1所示。血管两端分别用玻璃微移液管插管,并在两侧用缝线固定。通过导管和一个开放的旋塞阀,其中一个插管连接至伺服控制的压力调节器;另一个插管则连接至一个封闭的旋塞阀。腔室用PSS灌流,通过连接了CCD相机的倒置显微镜观察血管直径的变化。
在70 mmHg压力下固定的动脉节段被孵育于新鲜配制的温热PSS中,PSS以2–4 ml/min的流速流经动脉腔室并被吸出。通过显微录像和边缘检测软件监测并记录动脉直径。约40分钟后,动脉节段自发收缩至初始直径的20–40%(图2A)。在本实验室条件下,小鼠小阻力动脉通常收缩25–30%(平均值因实验条件、操作者及动脉床的不同而有所变化)。随后,通过乙酰胆碱(ACh,1 μM)和苯肾上腺素(Phe,1 μM)引起的舒血管和缩血管反应评估动脉的功能活性(图2A)。尽管可使用其他舒血管药物,但ACh可诱导内皮依赖性舒张,因此可用于同时评估内皮细胞和血管平滑肌的功能活性。随后将动脉节段重新置于PSS中孵育,待直径稳定后即可用于...
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关键步骤、故障排除与改进方法
在典型的等压血管制备过程中,将动脉置于两根玻璃微管之间,并用温暖的(37 °C)生理盐溶液(PSS)灌流,加压至70 mmHg。经过30–45分钟后,动脉会发展出肌源性张力(MT),表现为管径自发性减小,并在20–30分钟内趋于稳定。来自不同血管床的阻力动脉所发展的MT程度各不相同。例如,大鼠肠系膜阻力动脉的MT约为最大管径(PD)的25%,而提睾肌动脉的MT可达PD的约40%。若动脉在60分钟内未能形成MT,则应予以弃用;该时间阈值可能因血管床和物种不同而有所变化。对苯肾上腺素(Phe)和乙酰胆碱(ACh)反应不足的动脉也应弃用。
PSS 的 pH 值和温度对肌源性张力(MT)的形成具有显著影响。PSS 若长时间未充气,其 pH 值可能升高。此外,在室温下血管通常难以形成肌源性张力。因此,应尽快使用方案部分所述的气体混合物对 PSS 进行充气,并持续监测灌流腔室的温度,利用流体加热器将其维持在约 37 °C。
由于这些实验持续3-5小时,灌流室及...
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作者无经济利益冲突。
Sandeep Khurana 获得美国国立卫生研究院(NIH)(项目编号:K08DKO81479)的支持。Vikrant Rachakonda 获得(项目编号:T32DK067872)的支持。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 化学 | |||
| 乙酰胆碱 | Sigma Aldrich | A6625 | |
| 氯化钙(CaCl₂)2) | Sigma Aldrich | 223506 | |
| D-(+)-葡萄糖 | Sigma Aldrich | G5767 | |
| 乙二醇双(2-氨基乙基醚)-N,N,N’,N’四乙酸(EGTA) | Sigma Aldrich | E3889 | |
| 乙二胺四乙酸(EDTA) | Sigma Aldrich | E9884 | |
| HEPES | Sigma Aldrich | H3784 | |
| 硫酸镁(MgSO₄)4) | Sigma Aldrich | M7506 | |
| MOPS | Sigma Aldrich | M5162 | |
| 去氧肾上腺素 | Sigma Aldrich | P6126 | |
| 氯化钾(KCl) | Sigma Aldrich | P3911 | |
| 磷酸氢二钾(KH₂PO₄)2PO4) | Sigma Aldrich | P5655 | |
| 碳酸氢钠(NaHCO₃)3 ) | Sigma Aldrich | S6014 | |
| 氯化钠(NaCl) | Sigma Aldrich | S7653 | |
| 氢氧化钠(NaOH) | Sigma Aldrich | S5881 | |
| 硝普钠 | Sigma Aldrich | 13451 | |
| 磷酸二氢钠一水合物(NaH2PO4) | Sigma Aldrich | S9638 | |
| 丙酮酸钠 | Sigma Aldrich | P8574 | |
| 表1. | |||
| <表格 边框="1"> | |||
| 生理盐溶液(1,000 ml) | mM | ||
| KCl | 4.9 | 0.365 g | |
| NaCl | 112 | 6.545 g | |
| MgSO₄4.7H2O | 1.2 | 0.296 g | |
| KH2PO4 | 1.2 | 0.163 g | |
| 葡萄糖 | 11.5 | 2.072 g | |
| NaHCO₃3 | 26 | 2.184 g | |
| HEPES | 10 | 2.383 g | |
| CaCl2 | 2 | 2 ml(1 M 原液) | |
| 去离子水 | 998 ml | ||
| 钙2+ 自由生理盐溶液(100 ml) | mM | ||
| KCl | 4.9 | 0.036 g | |
| NaCl | 112 | 0.645 g | |
| MgSO₄4.7H2O | 1.2 | 0.029 g | |
| KH2PO4 | 1.2 | 0.016 g | |
| 葡萄糖 | 11.5 | 0.207 g | |
| NaHCO₃3 | 26 | 0.218 g | |
| HEPES | 10 | 0.238 g | |
| EGTA | 0.39 | 0.015 g | |
| 硝普钠 | 0.1 | 0.0026 g | |
| 去离子水 | 100 ml | ||
| 解剖液,储备液(500 ml) | mM | ||
| NaCl | 145 | 21.18 g | |
| KCl | 4.7 | 0.875 g | |
| MgSO₄4 | 1.2 | 0.739 g | |
| MOPS | 2 | 1.049 g | |
| EDTA | 0.02 | 0.019 g | |
| 去离子水 | 500 ml | ||
| 工作解剖液(100 ml) | mM | ||
| 解剖液原液 | 20 ml | ||
| 葡萄糖 | 1.2 | 0.091 g | |
| NaH2PO4 | 5 | 0.016 g | |
| 丙酮酸钠 | 2 | 0.022 g | |
| CaCl2 | 2 | 0.2 ml(1 M 储液) | |
| 去离子水 | 79.8 ml |
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