Name: Gastrointestinale Motilität Monitor (Gimm) (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-01T17:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: Lernen Sie die quantitative Bewertung der propulsiven Motilität im isolierten Meerschweinchen-Dickdarm mit dem Gastrointestinalen Motilitätsmonitor. Diese Methode ermöglicht die Analyse pharmakologischer Einflüsse auf peristaltische Muster.

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1. Vorbereitung des Colon Tissue für Gimm <ol><li> Um ein Segment des distalen Kolon für die gastrointestinale Motilität Monitor (Gimm), den ersten Platz der isolierten Doppelpunkt im eiskalten Krebs-Lösung (121 mM NaCl, 5,9 mM KCl, 2,5 mM CaCl 2, 1,2 mM MgCl 2, 25 mM NaHCO 3 vorbereiten , 1,2 mM NaH 2 PO 4 und 8 mM Glucose, mit 95% O 2 / 5% CO 2 Kohlensäure). Wegzuräumen verbleibenden Mesenterium von der Außenwand und einen kleinen Einschnitt in der mündlichen Ende so kann es zu unterscheiden, wenn sie in das Organbad platziert werden. Hinweis: Gewebe kann in Eiswasser Krebs-Lösung für bis zu 2 Stunden vor dem Experiment bleiben. </li><li> Anschließend positionieren Sie den Zufluss und Abfluss Leitungen in das Organbad, so dass sie außerhalb der Kamera Feld, um Interferenzen mit der Bildaufnahme zu verhindern. Kontinuierlich perfuse das Organbad mit vorgewärmten (37 ° C) mit Sauerstoff (95%, 5% CO 2) Kreb-Lösung mit einer Flussrate von 10 ml / min. </li><li> Die Verfolgung der mündlichen vs anal endet, Pin ein Segment des distalen Kolon (mindestens 5 cm) an beiden Enden in das Organbad, so dass ein geringer Grad an Lockerheit, so dass das Segment frei bis zu 1 cm bewegen sich in der Mitte . Die orale Ende sollten sich die Forscher für eine einfache Platzierung der fäkalen Pellets positioniert werden. Colon-Segmente sollten in der gleichen Weise von den gleichen Forscher für jedes Experiment innerhalb einer gegebenen Reihe von Experimenten merken werden, weil die Länge und Spannung des Segments beeinflusst die Rate der treibenden Motilität, mit Längsdehnung Verringerung der Geschwindigkeit des Transits (Dickson et al. , 2007). </li><li> Lassen Sie die Vorbereitung für mindestens 30 min äquilibriert. </li></ol> 2. Einrichten Gimm and Data Acquisition <ol><li> In der Gimm System ist die Colon-Segment in der Perfusionskammer von unten beleuchtet. Eine digitale Videokamera mit einem Computer verbunden ist oberhalb der Kammer positioniert. Stellen Sie sicher, dass sowohl die Beleuchtung Quelle und Gimm Software eingeschaltet sind. </li><li> Nach dem Einrichten eines neuen Versuch in der Gimm Software-Anwendung, beginnt der erste Prozess, indem Sie ein Epoxid-beschichtete fäkalen Pellets in der mündlichen Ende des Kolon-Segment, die Peristaltik zu initiieren. Klicken Sie auf das Kamera-Umschalter auf dem Computer, um die Kamera einzuschalten, und klicken Sie auf die Record-Taste, um die Aufnahme zu starten. Die Bewegung der Pellets in den analen Richtung ist von der Videokamera aufgezeichnet und die digitalen Filme auf dem PC zur späteren Auswertung gespeichert. Wenn das Pellet wurde am Ende des Dickdarms Segment erreicht, klicken Sie auf die Record-Taste, um die Aufnahme zu stoppen. </li><li> Um eine Kontrolle Wert für die Rate der Antrieb, mit einem Kolon-Segment von einem gesunden Tier und ohne Anwendung Drogen beginnen. Conduct 3-5 Versuche in einer Zubereitung mit einer Erholungszeit von 5 min zwischen den einzelnen Ausführungen. </li><li> Zur Bestimmung der Wirkung von bestimmten Bedingungen oder Drogen am Kolonmotilität, führen 3-5 Studien / Vorbereitung für jeden experimentellen Zustand. Darüber hinaus führen jedes Experiment auf mindestens fünf verschiedene Doppelpunkte aus mindestens fünf verschiedenen Tieren. </li><li> In der Analyse der digitalen Filme, ist die Rate der fäkalen Pellets Antrieb wie die Zeit es dauert, ein Diabolo X cm des Dickdarms Segment durchlaufen berechnet. </li></ol> 3. Bau Spatiotemporal Karten <ol><li> Die digitale Videos von einzelnen Gimm läuft erworben werden können, um raumzeitliche Karten mithilfe der benutzerdefinierten Gimm Software konvertiert werden. </li><li> Auf der horizontalen Achse werden die Änderungen in Kolon-Durchmesser im Laufe der Zeit durch die Umwandlung des Bildes des Dickdarms in jedes Videobild eine Silhouette, und die Berechnung und Umwandlung der Durchmesser über die gesamte Länge in Graustufen dargestellt. Das Endergebnis ist, dass die Pellets und Bereiche der Entspannung schwarz erscheinen, während Bereiche der Kontraktion weiß erscheinen. </li><li> Der Abstand von der Pellet durch die Kolonsegment gereist ist auf der vertikalen Achse dargestellt. </li></ol> 4. Vertreter Spatiotemporal Karten <ol><li> Dargestellt sind repräsentative raumzeitlichen Karten mit Pellet-Motilität in Kolon-Segmente unter verschiedenen experimentellen Bedingungen. Die y-Achse (vertikal) stellt Pellet Position im Laufe der Zeit, während die x (horizontal) Achse repräsentiert die Distanz, die das Pellet durch die Kolonsegment fortgeschritten ist. <img src="/files/ftp_upload/2435/2435fig1.jpg" alt="Abbildung 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 1"> </li><li> In der raum-zeitlichen Karte von einem Kontrollraum Doppelpunkt (unbehandelt, normal), wird das Pellet verlaufe linear mit einer Rate von ~ 2 mm / sec. Im Gegensatz dazu kann die Verabreichung bestimmter Medikamente oder Entzündungen im Dickdarm in gestörten Beweglichkeit Muster wie gestoppt Motilität und behindert Beweglichkeit führen. </li><li> Die Ergebnisse aus Gimm kann auch als Grafiken gezeigt werden, in denen die y-Achse den Abstand in Millimetern durch eine fäkale Pellet und der x-Achse die Zeit in Sekunden reiste darstellt. Zum Beispiel, Verwaltung DAMGO (D-Ala2, N-Me-Phe4, Gly-ol5), einOpiat-μ-Rezeptor-Agonist, führt zu einer Abnahme in propulsiven Motilität im Darm. </li></ol>

<ol><li>Bayliss, W. M., Starling, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+movements+and+innervation+of+the+small+intestine%5BTitle%5D)+AND+%22J+of+Physiol+%28Lond%29%22%5BJournal%5D)">The movements and innervation of the small intestine.</a> J of Physiol (Lond). 24, 99-143 Forthcoming.</li>
<li>Dickson, E. J., Spencer, N. J., Hennig, G. W., Bayguinov, P. O., Ren, J., Heredia, D. J., Smith, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+enteric+occult+reflex+underlies+accommodation+and+slow+transit+in+the+distal+large+bowel%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">An enteric occult reflex underlies accommodation and slow transit in the distal large bowel.</a> Gastroenterology. 132, 1912-1924 (2007).</li>
<li>Foxx-Orenstein, A. E., Jin, J. G., Grider, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((5-HT4+receptor+agonists+and+delta-opioid+receptor+antagonists+act+synergistically+to+stimulate+colonic+propulsion%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">5-HT4 receptor agonists and delta-opioid receptor antagonists act synergistically to stimulate colonic propulsion.</a> Am J Physiol. 275, 979-983 (1998).</li>
<li>Grider, J. R., Foxx-Orenstein, A. E., Jin, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((5-Hydroxytryptamine4+receptor+agonists+initiate+the+peristaltic+reflex+in+human%2C+rat%2C+and+guinea+pig+intestine%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">5-Hydroxytryptamine4 receptor agonists initiate the peristaltic reflex in human, rat, and guinea pig intestine.</a> Gastroenterology. 115, 370-380 (1998).</li>
<li>Kadowaki, M., Wade, P. R., Gershon, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Participation+of+5-HT3%2C+5-HT4%2C+and+nicotinic+receptors+in+the+peristaltic+reflex+of+guinea+pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Participation of 5-HT3, 5-HT4, and nicotinic receptors in the peristaltic reflex of guinea pig distal colon.</a> Am J Physiol. 271, 849-857 (1996).</li>
<li>Krauter, E. M., Strong, D. S., Brooks, E. M., Linden, D. R., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+colonic+motility+and+the+electrophysiological+properties+of+myenteric+neurons+persist+following+recovery+from+trinitrobenzene+sulfonic+acid+colitis+in+the+guinea+pig%5BTitle%5D)+AND+%22Neurogastroenterol+Motil%22%5BJournal%5D)">Changes in colonic motility and the electrophysiological properties of myenteric neurons persist following recovery from trinitrobenzene sulfonic acid colitis in the guinea pig.</a> Neurogastroenterol Motil. 19, 990-1000 (2007).</li>
<li>Langley, J. N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLangley%2C+JN+%22The+Autonomic+Nervous+System%22">The Autonomic Nervous System</a>. , Heffer. Cambridge, UK. (1921).</li>
<li>Linden, D. R., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+excitability+of+myenteric+AH+neurones+in+the+inflamed+guinea-pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Enhanced excitability of myenteric AH neurones in the inflamed guinea-pig distal colon.</a> J Physiol. 547, 589-601 (2003).</li>
<li>Linden, D. R., Sharkey, K. A., Ho, W., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cyclooxygenase-2+contributes+to+dysmotility+and+enhanced+excitability+of+myenteric+AH+neurones+in+the+inflamed+guinea+pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Cyclooxygenase-2 contributes to dysmotility and enhanced excitability of myenteric AH neurones in the inflamed guinea pig distal colon.</a> J Physiol. 557, 191-205 (2004).</li>
<li>Linden, D. R., Chen, J. X., Gershon, M. D., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serotonin+availability+is+increased+in+mucosa+of+guinea+pigs+with+TNBS-induced+colitis%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Gastrointest+Liver+Physiol%22%5BJournal%5D)">Serotonin availability is increased in mucosa of guinea pigs with TNBS-induced colitis.</a> Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 285, 207-216 (2003).</li>
<li>Linden, D. R., Couvrette, J. M., Ciolino, A., McQuoid, C., Blaszyk, H., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Indiscriminate+loss+of+myenteric+neurones+in+the+TNBS-inflamed+guinea-pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22Neurogastroenterol+Motil%22%5BJournal%5D)">Indiscriminate loss of myenteric neurones in the TNBS-inflamed guinea-pig distal colon.</a> Neurogastroenterol Motil. 17, 751-760 (2005).</li>
<li>Lomax, A. E., Mawe, G. M., Sharkey, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaptic+facilitation+and+enhanced+neuronal+excitability+in+the+submucosal+plexus+during+experimental+colitis+in+guinea-pig%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Synaptic facilitation and enhanced neuronal excitability in the submucosal plexus during experimental colitis in guinea-pig.</a> J Physiol. 564, 863-875 (2005).</li>
<li>Lomax, A. E., O'Hara, J. R., Hyland, N. P., Mawe, G. M., Sharkey, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+alterations+to+enteric+neural+signaling+in+the+guinea+pig+colon+following+the+resolution+of+colitis%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Gastrointest+Liver+Physiol%22%5BJournal%5D)">Persistent alterations to enteric neural signaling in the guinea pig colon following the resolution of colitis.</a> Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 292, 482-491 (2007).</li>
<li>Strong, D. S., Cornbrooks, C. F., Roberts, J. A., Hoffman, J. M., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purinergic+neuromuscular+transmission+is+selectively+attenuated+in+ulcerated+regions+of+inflamed+guinea+pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Purinergic neuromuscular transmission is selectively attenuated in ulcerated regions of inflamed guinea pig distal colon.</a> J Physiol. 588, 847-859 (2010).</li>
<li>Wade, P. R., Chen, J., Jaffe, B., Kassem, I. S., Blakely, R. D., Gershon, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localization+and+function+of+a+5-HT+transporter+in+crypt+epithelia+of+the+gastrointestinal+tract%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Localization and function of a 5-HT transporter in crypt epithelia of the gastrointestinal tract.</a> J Neurosci. 16, 2352-2364 (1996).</li>
<li>Wood, M. J., Hyman, N. H., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effects+of+Daikenchuto+%28DKT%29+on+Propulsive+Motility+in+the+Colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Surg+Res%22%5BJournal%5D)">The Effects of Daikenchuto (DKT) on Propulsive Motility in the Colon.</a> J Surg Res. , (2009).</li>
</ol>

Die Produktion dieses Video wurde von Catamount Forschung und Entwicklung, Inc, der das Gerät in diesem Artikel verwendet produziert gesponsert.

Nerve-vermittelte propulsiven Motilität im Magen-Darm-Trakt wurde zum ersten Mal über einem Jahrhundert von Bayliss und Starling (Bayliss und Starling, 1899) beschrieben. Diese Beobachtung führte zu der Bezeichnung der Nerven des Darms wie die enterale Nervensystem (ENS), eine deutliche Teilung des vegetativen Nervensystems (Langley, 1921). Neurogene Darmperistaltik beinhaltet strecken und / oder Schleimhaut Stimulation zu einem bestimmten Zeitpunkt und Reflex-vermittelte Kontraktionen oben oder mündlich zu, das Niveau der Reiz und Entspannung in der aboralen Richtung. Das Ergebnis ist die Erzeugung eines Druckgradienten, dass der luminalen Inhalte in einer mündlichen zu aboralen Richtung treibt. In der Dünndarm von einer Vielzahl von Arten, und in der Ratte Dickdarm, können peristaltische Wellen der Kontraktionen durch Infusion von Flüssigkeit in das Lumen des Segmenten Darm aktiviert werden. Beim Meerschweinchen distalen Kolon, können natürliche oder künstliche Kot-Pellets in das orale Ende des Dickdarms eingesetzt werden und ihre Fortschritte auf dem Segment der Doppelpunkt können einfach überwacht werden. Somit stellt die Meerschweinchen distalen Kolon eine einfache und nützliche Assay zur Untersuchung propulsiven Motilität im Darm. Peristaltik ist ein komplexes neuronales Reflex, der eine Reihe von neuroaktiven Verbindungen und Rezeptoren besteht. Als Ergebnis beeinflussen Verbindungen, die Neurotransmission beeinflussen in der ENS die Rate der treibenden Motilität. Serotonin, vor allem aus enterochromaffinen Zellen in der Darmschleimhaut freigesetzt wird, ist in der Einleitung des peristaltischen Reflex beteiligt. Mit den Meerschweinchen distalen Kolon, Grider und Kollegen zeigten, dass propulsiven Motilität von intraluminalen Verabreichung von 5-HT 4-Rezeptor-Agonisten (Foxx-Orenstein et al, 1998..; Grider et al, 1998) erhöht, während Bad Anwendungsgebiete von 5 -HT 3-und 5-HT 4-Rezeptor-Antagonisten sinkt die Rate der Antrieb (Kadowaki et al, 1996;. Linden et al, 2003b).. Darüber hinaus erhöht sich die Hemmung der Serotonin-Transporter mit Serotonin selektiven Wiederaufnahmehemmer (SSRI) Peristaltik bei niedrigen Konzentrationen, noch nimmt Peristaltik bei höheren Konzentrationen, wahrscheinlich aufgrund einer Desensibilisierung der 5-HT-Rezeptoren (Kadowaki et al, 1996;.. Wade et al, 1996). Andere Signalmoleküle, die Meerschweinchen treibende Beweglichkeit beitragen, umfassen Acetylcholin Schauspiel an Nikotinrezeptoren, die den primären Mediator interneuronalen Signalisierung im Darm ist. Blocking synaptischen Übertragung mit der Nikotinsäure-Rezeptor-Antagonist Hexamethonium sinkt Pellet Antrieb bei hohen Konzentrationen, während geringere Konzentrationen nicht auf die Geschwindigkeit des Antriebs (Kadowaki et al., 1996). Opiate und Opioid-Rezeptor-Agonisten, die seit langem bekannte hemmende Wirkung auf die gastrointestinale Motilität haben, verringern Pellet Vortrieb beim Meerschweinchen propulsiven Motilität Modell (Foxx-Orenstein et al, 1998;.. Wood et al, 2009). Interessanterweise nimmt daikenchuto, einem traditionellen japanischen Kräutermedizin klinisch zu Erbrechen, Magenschmerzen, und ungeordneten Beweglichkeit zu behandeln, die Rate der Pellet-Antrieb, wenn mit dem Opioid-Antagonisten Naloxon verabreicht wird, und wenn allein verabreicht, die Ergebnisse in umgekehrter Peristaltik (Wood et al. 2009). Diese Ergebnisse verdeutlichen den Nutzen der Meerschweinchen propulsiven Motilität Modell, um die Beiträge der verschiedenen Verbindungen und deren Rezeptoren auf Kolonmotilität Muster zu beurteilen. Eine Reihe von Studien haben gezeigt, dass die Entzündung auf Veränderungen in der elektrischen und synaptischen Eigenschaften der Kolon-Neuronen (Linden et al, 2003a..; Lomax et al, 2005) führt, und dass diese Veränderungen können für Wochen nach Genesung von Entzündung fortbestehen (Krauter . et al, 2007; Lomax et al, 2007).. Die Auswirkungen der Colitis-induzierten neuroplastische Veränderungen auf propulsiven Motilität kann in das Meerschweinchen distalen Kolon mit dem Gimm System untersucht werden. Dieses System hat mehrere Vorteile gegenüber der traditionellen Methode der Überwachung Kolonmotilität, die treibende Beweglichkeit beurteilt, indem Sie einfach das Messen der Zeit eine fäkal Pellets reist einer bestimmten Entfernung. Frühere Studien der Entzündung induzierten neuronalen Plastizität im Dickdarm haben gezeigt, gibt es einen Rückgang in der Geschwindigkeit des Pellet-Antrieb (Linden et al, 2003a;.. Linden et al, 2005), doch neuere Untersuchungen über die Gimm System mehr enthüllt komplexen Veränderungen (Strong et al., 2010). Zum Beispiel ist die Rate der Pellet-Antrieb in ulzeriert Regionen des entzündeten distalen Kolon gesunken, beträgt aber Motilität ist in den angrenzenden Regionen, ein Phänomen, das nicht von der älteren &quot;Stoppuhr&quot;-Methode anerkannt wurde beschleunigt. Andere Studien haben gezeigt, dass dysmotility während der aktiven Phase der Entzündung mit der Hemmung der COX-2 (Linden et al., 2004), noch verändert Motilität, die über anhält wiederhergestellt werden könnendie Auflösung der Entzündung ist COX-2 unempfindlich (Krauter et al., 2007). Außerdem in dieser späteren Studien zeigte raumzeitlichen Karten durch die Gimm System erzeugt eine schrittweise Muster Kolonmotilität, dass in post-entzündlichen Tiere, die auf die verminderte Sätze des Antriebs beiträgt beobachtet wurde. Abschließend die Meerschweinchen distalen Kolon propulsiven Motilität Assay stellt einen hohen Durchsatz Mittel zur Messung der Wirkungen von Testsubstanzen und pathologischen Bedingungen auf Kolonmotilität, Darüber hinaus bietet das Gimm System eine einfache und unkomplizierte Annäherung an Kolon propulsiven Motilität in vitro zu beurteilen. Es ermöglicht die kontinuierliche Messung der Pellet-Antrieb, sowie die Erzeugung von raum-zeitlichen Karten zu spontanen Aktivitätsmuster zu untersuchen. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden verglichen werden, kann es auch Ertrag mehr komplexes Phänomen, das quantitativ und kann erneut analysiert verschiedene Möglichkeiten, wie digitale Dateien auf dem System gespeichert und sind leicht zugänglich.

<table><tbody><tr><td>Krebs&amp;rsquo;-Lösung</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>Anästhetikum</td><td>Webster Veterinary</td><td></td><td></td></tr><tr><td>mit Epoxidharz beschichtete Fäkalpellets</td><td></td><td></td><td></td><td>nativ getrocknete Meerschweinchen-Pellets, beschichtet mit Epoxidharz (schwarzer Nagellack)</td></tr><tr><td>Pinzette</td><td></td><td>Fine Science Tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mikroschere</td><td></td><td>Fine Science Tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Edelstahlnadeln</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Becher</td><td></td><td></td><td></td><td>500 mL</td></tr><tr><td>Gastank</td><td></td><td></td><td></td><td>95 % O&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;/5 % CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td></tr><tr><td>Stoppuhr</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Monitor zur Messung der gastrointestinale Motilität</td><td></td><td>Catamount Research and Development</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.catamountresearch.com/products/gimm.htm">http://www.catamountresearch.com/products/gimm.htm&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

gastrointestinale motilität monitor (gimm)

Gastrointestinal Motility Monitor (GIMM)

Die gastrointestinale Motilität Monitor (Gimm; Catamount Forschung und Entwicklung; St. Albans, VT) ist ein in vitro System, das treibende Beweglichkeit in isolierten Segmenten des Meerschweinchens distalen Kolon-Monitore. Das komplette System besteht aus einem Computer, einer Videokamera, beleuchtet Organbad, Schlauchpumpen und beheiztem Wasserbad Umwälzpumpen und benutzerdefinierte Gimm Software zur Aufzeichnung und Analyse von Daten. Verglichen mit traditionellen Methoden der Überwachung colonic Peristaltik, ermöglicht die Gimm System für die kontinuierliche, quantitative Auswertung der Motilität. Das Meerschweinchen distalen Kolon ist in erwärmt, mit Sauerstoff Krebs-Lösung gebadet, und Exkremente in der mündlichen Ende eingefügt werden zusammen das Segment der Doppelpunkt mit einer Rate von etwa 2 mm / sec angetrieben. Filme der fäkalen Pellets Verfahren entlang des Segments erfasst werden, und die Gimm Software kann benutzt werden, den Fortschritt der fäkalen Pellets werden. Preise von propulsiven Motilität kann für das gesamte Segment oder für einen bestimmten Bereich von Interesse erhalten werden. Neben der Analyse der Bolus-induzierte Motilität Mustern können raumzeitliche Karten aus aufgenommene Video Segmenten aufgebaut werden, um spontane motorische Aktivität Muster zu beurteilen. Anwendungen dieses Systems sind pharmakologischen Evaluierung der Auswirkungen von Rezeptor-Agonisten und Antagonisten auf propulsiven Motilität, sowie Beurteilung der Veränderungen, die sich aus pathophysiologischen Bedingungen, wie Entzündungen oder Stress. Das Meerschweinchen distalen Kolon propulsiven Motilität Assay, mit dem Gimm Systems ist unkompliziert und einfach zu erlernen, und es bietet eine zuverlässige und reproduzierbare Methode zur Beurteilung der treibenden Motilität.

Evaluation der Kolonmotilität beim Meerschweinchen distalen Kolon mit dem Magen-Darm-Motilität Monitor (Gimm) ist ein einfaches und leicht zu erlernen Ansatz quantitativ zu bewerten propulsiven Motilität im Magen-Darm-Trakt.

Gastrointestinale Motilität Monitor (Gimm)

Der Gastrointestinal Motility Monitor (GIMM; Catamount Research and Development; St. Albans, VT) ist ein In-vitro-System zur Überwachung der propulsiven Motilität ...

Der Magen-Darm-Beweglichkeitsmonitor bietet eine einfache und reproduzierbare Methode, um die propulsive Motilität in isolierten Segmenten des distalen Kolons von Meerschweinchen zu überwachen. Dieses Verfahren beginnt mit der Entnahme des Kolons aus dem Tier und dessen Einlegen in eine erwärmte, mit Sauerstoff angereicherte Krebs-Lösung. Anschließend werden Fäkalkügelchen in das orale Ende eingeführt und entlang des Kolonsegments vorwärtsbewegt, während die Bewegung aufgezeichnet wird.Die Aufzeichnungen des Fortschreitens des Fäkalkügelchens entlang des Segments werden erfasst, und die Software verfolgt den Fortschritt des Fäkalkügelchens. Zusätzlich zur Analyse der Geschwindigkeit der propulsiven Motilität können aus den aufgezeichneten Videosegmenten räumlich-zeitliche Karten erstellt werden, um Muster der spontanen motorischen Aktivität zu bewerten. Letztendlich kann dieses System verwendet werden, um die Wirkungen pharmakologischer Substanzen auf die Muster der propulsiven Motilität zu bestimmen sowie Veränderungen zu bewerten, die aus pathophysiologischen Zuständen resultieren.Der Hauptvorteil des Gastrointestinalmotilitätsmonitors gegenüber herkömmlichen Methoden zur Überwachung der kolonischen Motilität liegt darin, dass dieses System eine kontinuierliche quantitative Beurteilung der Pelletpropulsion ermöglicht. Außerdem werden digitale Videos jedes Durchlaufs eines bestimmten Experiments im System gespeichert und können bei Bedarf erneut analysiert werden. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der gastrointestinellen Physiologie zu beantworten, beispielsweise die Rolle verschiedener neurotransmittergesteuerter Systeme auf die kolonische Motilität durch Untersuchung der Wirkungen von Rezeptoragonisten oder -antagonisten auf die Pelletpropulsion, sowie die Auswirkungen von Bedingungen wie Stress oder Entzündungen auf die propulsive Motilitätsmuster zu erforschen.Um ein Segment des distalen Kolons für die Gastrointestinalmotilitätsüberwachung vorzubereiten, legen Sie das isolierte Meerschweinchenkolon in Eis. Kalte Krebs-Lösung ermöglicht einen kleinen Einschnitt am oralen Ende, sodass dieses erkennbar bleibt, wenn das Kolon später in das Organgefäß gegeben wird. Das Gewebe kann bis zu zwei Stunden vor der Experimentierung in gekühlter Krebs-Lösung aufbewahrt werden.Versuche, diesen Ansatz im Darm von Ratten und Mäusen anzuwenden, waren nur von begrenztem Erfolg gekrönt, während mit dem Kolon des Meerschweinchens konsistente Ergebnisse erzielt werden können. Sobald die Experimente beginnen sollen, überführen Sie das Kolon in das Organbad. Im Allgemeinen stellt der nächste Schritt die größte Herausforderung für die Anwender dar.Bei dieser Technik ist es neuartig, die richtige Menge an Spannung aufzubringen, während das Kolonsegment im Organgefäß fixiert wird. Da der Grad der Spannung an der Präparation die Motilität durch Aktivierung von Dehnungsreflexen beeinflussen kann, sollte das Kolonsegment für jeden Versuch innerhalb eines gegebenen Experimentdurchlaufs auf dieselbe Weise und von derselben Versuchsperson fixiert werden.Während Sie die orale und anale Seite im Blick behalten, befestigen Sie ein Segment von mindestens fünf Zentimetern distalem Kolon an jedem Ende im Organgefäß, wobei etwas Spielraum verbleibt, sodass sich das Segment in der Mitte bis zu einem Zentimeter frei bewegen kann. Nach dem Befestigen des Kolons entfernen Sie restliche Muskulatur von der Außenwand, damit diese die automatische Verfolgungssoftware nicht stört. Das Gastrointestinalmotilitätsüberwachungssystem besteht aus einer Perfusionskammer, die von unten beleuchtet wird, und einer digitalen Videokamera, die oberhalb der Kammer positioniert ist, einem Computer sowie peristaltischen und beheizten Wasserbäderpumpen, die die Zu- und Ablaufleitungen mit dem Organgefäß verbinden und das Organgefäß kontinuierlich mit einer auf 37 Grad Celsius vorgewärmten, mit Sauerstoff angereicherten Krebs-Lösung bei einer Flussrate von 10 Millilitern pro Minute durchströmen.Das orale Ende des Kolons, das durch den zuvor angelegten Schnitt markiert ist, sollte in Richtung des Forschenden zeigen. Zur erleichterten Platzierung des Fäkalkügelchens. Lassen Sie die Probe vor der Datenaufnahme mindestens 30 Minuten lang equilibrieren.Normalerweise werden native Pellets während dieses Zeitraums ausgeschieden. Um den Gastrointestinalmotilitätsmonitor für die Datenaufnahme vorzubereiten, schalten Sie zuerst die Lichtquelle ein, anschließend die benutzerdefinierte Software, und richten Sie in der Anwendung ein neues Experiment ein. Beginnen Sie mit einem kolonischen Segment eines gesunden Tieres und ohne Gabe von Medikamenten, um einen Kontrollwert für die Geschwindigkeit der Stuhlpellet-Propulsion zu erhalten.Da sich die Spannung am Kolonsegment während der Erwärmung im Organgefäß ändern kann, ziehen Sie das Segment so nach, dass die gewünschte Schlaffheit erhalten bleibt. Das Segment sollte in der Mitte bis zu einem Zentimeter frei beweglich sein; schneiden Sie überschüssiges Gewebe bei Bedarf ab. Doppelklicken Sie auf einen Versuch innerhalb eines neuen Experiments und schalten Sie die Kamera durch Anklicken des Kippschalters ein.Beginnen Sie damit, eine mit Epoxidharz beschichtete Fäkalkapsel in das orale Ende des kolonischen Segments einzuführen. Um die Peristaltik auszulösen, klicken Sie auf dem Computer auf die Aufnahmetaste, um die Aufzeichnung zu starten. Die Bewegung der Kapsel in analer Richtung wird von der Videokamera aufgezeichnet, und die digitalen Aufnahmen werden zur späteren Analyse auf dem Computer gespeichert.Wenn das Pellet das Ende des kolonalen Segments erreicht hat, klicken Sie auf den Aufnahmeschalter, um die Aufnahme zu stoppen. Führen Sie drei bis fünf Versuche an einer einzigen Präparation durch, wobei zwischen den einzelnen Durchgängen eine Erholungsphase von fünf Minuten eingehalten werden sollte. Um die Auswirkungen bestimmter Bedingungen oder Medikamente auf die kolonale Motilität zu bestimmen, führen Sie an jeder Präparation für jede experimentelle Bedingung drei bis fünf Versuche durch.Des Weiteren sollte jedes Experiment an mindestens fünf verschiedenen Kolons von mindestens fünf verschiedenen Tieren durchgeführt werden. Die Geschwindigkeit der Fortbewegung der Fäkalkügelchen wird als die Zeit berechnet, die benötigt wird, damit ein Fäkalkügelchen X Zentimeter des kolonalen Abschnitts durchquert. Die Ergebnisse werden in Zeit-Abstand-Diagrammen dargestellt, wobei die Y-Achse die in Millimetern zurückgelegte Distanz eines Fäkalkügelchens und die X-Achse die Zeit in Sekunden repräsentiert, wie in diesem Beispiel aus einem Kontrollkolon gezeigt; das Kügelchen bewegte sich linear mit einer Geschwindigkeit von etwa zwei Millimetern pro Sekunde voran.Die resultierenden Daten können als Textdateien nach Excel exportiert werden, um sie weiter zu analysieren. Im Gegensatz zur Kontrolle kann die Gabe bestimmter Medikamente oder eine Entzündung im Kolon zu gestörten Motilitätsmustern führen, wie beispielsweise zum Stillstand der Motilität oder zu einer behinderten Motilität. Die digitalen Videos, die aus einzelnen Durchläufen gewonnen wurden, können mithilfe einer benutzerdefinierten Software in räumlich-zeitliche Karten umgewandelt werden, um spontane motorische Aktivitätsmuster zu bewerten oder den Fortschritt eines Fäkalkügelchens entlang der horizontalen Achse visuell zu beurteilen.Änderungen des kolonischen Durchmessers werden über die Zeit aufgetragen, indem das Bild des Kolons in jedem Videobild in eine Silhouette umgewandelt und der Durchmesser entlang der gesamten Länge in Graustufen berechnet und umgerechnet wird. Das Endergebnis ist, dass das Bolus in Bereichen der Relaxation schwarz erscheint, während Bereiche der Kontraktion weiß erscheinen, wie durch die räumlich-zeitliche Karte eines Kontrollkolons veranschaulicht. Die Y-Achse stellt die Position des Bolus über die Zeit dar.Während die x-Achse die Distanz darstellt, die das Pellet im Vergleich zur Kontrolle durch das Kolonsegment zurückgelegt hat, zeigen diese räumlich-zeitlichen Karten eine gestoppte und behinderte Motilität, die durch die Gabe bestimmter Medikamente oder durch eine Entzündung im Kolon verursacht wird. Mit dieser Weiterentwicklung können wir nun die Motilität entlang eines Kolonsegments beurteilen, anstatt lediglich die Geschwindigkeit über das gesamte Segment zu bestimmen, sowie die spontane Aktivität in derselben Präparation bewerten. Sobald man einen einfachen Protokollablauf beherrscht, kann diese Technik innerhalb von etwa zwei Stunden durchgeführt werden, und Untersuchungen an mehr als einem Tier können innerhalb eines Tages nach diesem Verfahren durchgeführt werden.Andere In-vitro-Ansätze wie elektrophysiologische Ableitungen können am gleichen Gewebe durchgeführt werden.

Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Postoperativen Ileus (POI) ist eine Komplikation der Bauchchirurgie führt zu einer erhöhten Morbidität und einen längeren Krankenhausaufenthalt. Da prophylaktische oder therapeutische Strategien fehlen verstärkte Forschung notwendig ist. Deshalb haben wir eine standardisierte und machbar Mausmodell, um die Pathophysiologie von POI zu untersuchen und mögliche therapeutische Optionen zu studieren.

Functional Assessment of Darmmotilität und Darmwand Entzündung in Nagetiere: Analysen in einem standardisierten Modell der intestinalen Manipulation

Die in vivo Messung von Kontraktionen der glatten Muskulatur entlang des Magen-Darm-Trakts von Versuchstieren ist nach wie vor eine leistungsfähige, wenn auch wenig genutzte Technik. Flexible Dehnungsmessstreifen mit zwei Elementen sind nicht im Handel erhältlich und müssen hergestellt werden. Dieses Protokoll beschreibt die Konstruktion von zuverlässigen, kostengünstigen Dehnungsmessstreifen für die akute oder chronische Implantation bei Nagetieren.

Herstellung und Implantation von Miniatur-Zweielement Dehnungsmessstreifen für Mess<em&gt; In Vivo</em&gt; Magen-Darm-Kontraktionen in Nagetiere.

Kürzlich verfügbare Videoaufzeichnungs- und STmap-Techniken (spatiotemporal mapping) ermöglichen es, sowohl Fortpflanzungs- als auch Mischmuster der Darmmotilität zu visualisieren und zu quantifizieren. Das Ziel dieses Protokolls ist es, die Generierung und Analyse von STmaps mit Hilfe des GastroIntestinal Motility Monitoring (GIMM) Systems zu erklären.

Raum-Zeit-Mapping der Motilität in<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Vorbereitung des Darms

Dieser Artikel beschreibt eine Videobildgebungstechnik und hochauflösende raumzeitliche Kartierung, um Veränderungen in der neuronalen Regulation der Dickdarmmotilität bei erwachsenen Mäusen zu identifizieren. Subtile Auswirkungen auf die gastrointestinale Funktion (GI) können mit diesem Ansatz in isolierten Gewebepräparaten nachgewiesen werden, um unser Verständnis von GI-Erkrankungen zu verbessern.

Video Imaging und Raum-Zeit-Karten zur Analyse Gastrointestinale Motilität bei Mäusen

Dieses innovative Gerät verwendet magneto-inertiale Sensoren, um Gang- und Aktivitätsanalysen in unkontrollierten Umgebungen zu ermöglichen. Derzeit im Qualifizierungsprozess als Ergebnismaßnahme in der Europäischen Medizinischen Agentur, wird eine der Anwendungen als klinischer Endpunkt in klinischen Studien bei neuromuskulären Erkrankungen dienen.

Home-Based Monitor für Gait- und Aktivitätsanalyse

Um zu untersuchen, wie der Dünndarm mit Partikeln unterschiedlicher Größe umgeht, haben wir eine etablierte in vivo-Methode zur Bestimmung des Dünndarmtransits modifiziert.

Untersuchung der Mechanosensorik von luminalen Partikeln im murinen Dünndarm

Wir stellen eine Methode zur Isolierung von Darmschläuchen von Ratten vor und beurteilen den Einfluss von Medikamenten auf deren Spannung, Häufigkeit und Amplitude in vitro. Diese Methode bietet einen wertvollen Ansatz für Forscher, die Darmschläuche untersuchen.

Verwendung eines In-vitro-Gewebeperfusionssystems zum Nachweis der funktionellen Aktivitäten isolierter Darmschläuche in Echtzeit

Dieses Protokoll beschreibt einen quantitativen Defäkationstest bei jungen RAC1/CED-10-mutierten Caenorhabditis elegans und bietet ein einfaches Modell zur Untersuchung der prodromalen Parkinson-Stadien. Es überwindet die Einschränkungen anderer Tiermodelle und erleichtert die Erprobung therapeutischer Strategien, die auf frühe Parkinsonsche Pathologie abzielen.

Bewertung der gastrointestinalen Motilität bei Caenorhabditis elegans RAC1/CED-10-Mutanten als Werkzeug zur Untersuchung der frühen Parkinson-Krankheit

Wir zeigen, dass die Überexpression des epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptoren (EGFR) die Beweglichkeit der neuralen Stammzellen (NSCs) unter Verwendung eines neuartigen Agarosegel basierten mikrofluidischen Gerät verbessert. Diese Technologie kann ohne weiteres auf andere Säugetierzellen Systeme, bei denen Zellen Quellen sind rar, wie menschliche neurale Stammzellen, und die Umdrehung um Zeit ist von entscheidender Bedeutung.

Die Beurteilung Neural Stem Cell Motilität Mit einem Agarosegel-basierte Mikrofluidikvorrichtung

Eine einfache und zuverlässige Technik für die Visualisierung und Quantifizierung Atemwege Zilien Motilität und Zilien erzeugte Strömung mit der Maus Luftröhre beschrieben. Dieses Verfahren kann modifiziert werden, um zu bestimmen, wie eine Vielzahl von Faktoren Zilien Motilität beeinflussen, einschließlich pharmakologischer Wirkstoffe, genetische Faktoren, Umwelteinflüssen und / oder mechanische Faktoren wie Schleim zu laden.

Ex-vivo-Verfahren für High Resolution Imaging von Cilia Motilität in Nagetier Atemwegsepithelien

Lernen Sie die quantitative Bewertung der propulsiven Motilität im isolierten Meerschweinchen-Dickdarm mit dem Gastrointestinalen Motilitätsmonitor. Diese Methode ermöglicht die Analyse pharmakologischer Einflüsse auf peristaltische Muster.

Gastrointestinale Motilität Monitor (Gimm)

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