Name: Monitor de la motilidad gastrointestinal (GIMM) (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-01T17:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: Aprende a evaluar la motilidad propulsiva en colon distal de cobaya usando el monitor GIMM. Este método permite analizar cuantitativamente los efectos de compuestos farmacológicos y condiciones fisiopatológicas.

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1. Preparación de tejido del colon para GIMM <ol><li> Para preparar un segmento del colon distal para el Monitor de Motilidad Gastrointestinal (GIMM), el primer lugar de los dos puntos aislados en helado de solución de Krebs (121 mM NaCl, 5,9 mM KCl, 2,5 mM CaCl 2, 1,2 mM MgCl2, 25 mM de NaHCO3 , 1,2 mM NaH 2 PO 4, y 8 mM de glucosa, aireados con 95% O 2 / 5% CO 2). Limpiar mesenterio restante de la pared exterior y hacer una pequeña incisión en el extremo oral por lo que se puede distinguir cuando se coloca en el baño de órganos. Nota: El tejido puede permanecer en solución de Krebs helado de hasta 2 horas antes de la experimentación. </li><li> A continuación, la posición de los conductos de entrada y salida en el baño de órganos por lo que están fuera del campo de la cámara para evitar la interferencia con la adquisición de la imagen. Continuamente perfundir el baño de órganos con precalentado (37 ° C) oxigenada (95%, 5% CO 2) solución de Krebs con un caudal de 10 ml / min. </li><li> Hacer un seguimiento de los extremos oral vs anal, pin de un segmento de colon distal (por lo menos 5 cm) en cada extremo en el baño de órganos, lo que permite un pequeño grado de laxitud para que el segmento se puede mover libremente hasta 1 cm en el centro . Al final oral debe ser orientada hacia el investigador para facilitar la colocación de la materia fecal pellets. Segmentos del colon debe ser depositado en la misma forma por el mismo investigador para cada experimento dentro de un conjunto de experimentos, porque la longitud y la tensión del segmento afecta a la velocidad de la motilidad propulsora, con el estiramiento longitudinal disminución de la tasa de tránsito (Dickson et al. , 2007). </li><li> Deje que la preparación en reposo durante al menos 30 minutos. </li></ol> 2. La creación de GIMM y Adquisición de Datos <ol><li> En el sistema de GIMM, el segmento de colon en la cámara de perfusión está iluminada desde abajo. Una cámara de vídeo digital conectado con un ordenador se coloca encima de la cámara. Asegúrese de que tanto la fuente de iluminación de luz y software GIMM están encendidos. </li><li> Después de la creación de un nuevo experimento en la aplicación de software GIMM, comenzará el primer juicio por la inserción de un revestimiento epóxico fecal pellets en el extremo oral del segmento de colon para iniciar el peristaltismo. Haga clic en el interruptor de la cámara alternar en el equipo para encender la cámara y haga clic en el botón de grabación para iniciar la grabación. El movimiento de la bola en la dirección anal es registrado por la cámara de video y las películas digitales se almacenan en un PC para su posterior análisis. Cuando la bolita ha alcanzado el final del segmento de colon, haga clic en el botón de grabación para detener la grabación. </li><li> Para obtener un valor de control de la velocidad de propulsión, comienza con un segmento del colon de un animal sano y sin la aplicación de las drogas. Realizar ensayos 3-5 en una sola preparación, con un período de recuperación de 5 minutos entre cada ejecución. </li><li> Para determinar los efectos de ciertas condiciones o las drogas en la motilidad del colon, realizar ensayos 5.3 / preparación para cada condición experimental. Además, lleve a cabo cada experimento por lo menos en cinco colones diferentes de al menos cinco animales diferentes. </li><li> En el análisis de las películas digitales, la tasa de propulsión fecal pellets se calcula como el tiempo que tarda una bolita de atravesar cm X del segmento de colon. </li></ol> 3. La construcción de mapas espacio-temporal <ol><li> Los videos digitales adquiridos de carreras GIMM persona se puede convertir en mapas espacio-temporal con el software GIMM personalizado. </li><li> En el eje horizontal, cambios en el diámetro del colon se trazan a través del tiempo mediante la conversión de la imagen de los dos puntos en cada fotograma de vídeo a una silueta, y el cálculo y la conversión del diámetro a lo largo de toda la longitud en la escala de grises. El resultado final es que el sedimento y áreas de relajación aparecen en negro, mientras que las áreas de la contracción aparecen en blanco. </li><li> La distancia recorrida por el sedimento a través del segmento de colon se representa en el eje vertical. </li></ol> 4. Representante mapas espacio-temporal <ol><li> Aquí se muestran los mapas de representación espacio-temporal que muestra la motilidad de pellets en segmentos del colon en diferentes condiciones experimentales. La y (vertical) representa la posición de pellets en el tiempo, mientras que la x (horizontal) representa la distancia que la pastilla progresado a través del segmento de colon. <img src="/files/ftp_upload/2435/2435fig1.jpg" alt="Figura 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 1"> </li><li> En el mapa espacio-temporal de dos puntos de control (sin tratamiento, normal), el pellet se avance de forma lineal a un ritmo de aproximadamente 2 mm / seg. Por el contrario, la administración de ciertos medicamentos o inflamación en el colon puede resultar en patrones de movilidad interrumpido como la motilidad y movilidad detuvo obstruido. </li><li> Los resultados de GIMM también se puede mostrar en forma de gráficos, en la que el eje y representa la distancia en milímetros que recorre un pellet fecales y el eje de abscisas representa el tiempo en segundos. Por ejemplo, la administración de DAMGO (D-Ala2, N-Me-Phe4, Gly-OL5), unopiáceos μ-agonista de los receptores, provoca una disminución de la motilidad propulsora en el colon. </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>

La producción de este video fue patrocinado por la Investigación y el Desarrollo Catamount, Inc, que produce el instrumento utilizado en este artículo.

Nerviosa mediada por la motilidad propulsora en el tracto gastrointestinal fue descrito por primera vez más de un siglo por Bayliss y Starling (Bayliss y Starling, 1899). Esta observación dio lugar a la designación de los nervios del intestino como el sistema nervioso entérico (SNE), una clara división del sistema nervioso autónomo (Langley, 1921). Peristaltismo intestinal neurogénica implica estirar y / o la estimulación de la mucosa en un punto dado y el reflejo de las contracciones mediadas por encima o por vía oral para el nivel de estímulo y relajación en la dirección aboral. El resultado es la generación de un gradiente de presión que impulsa el contenido luminal en un informe oral a la dirección aboral. En el intestino delgado de una variedad de especies, y en el intestino de la rata grande, ondas peristálticas de las contracciones puede ser activado mediante la infusión de líquido en el lumen de los segmentos del intestino. En el colon distal conejillo de indias, bolitas fecales natural o artificial puede ser insertado en el extremo oral del colon y su progreso a lo largo del segmento de colon se puede controlar fácilmente. Por lo tanto, el colon distal conejillo de indias proporciona un ensayo simple y útil para la investigación de la motilidad propulsora en el intestino. El peristaltismo es un reflejo complejo neural que implica una serie de compuestos neuroactivos y receptores. Como resultado, los compuestos que afectan la neurotransmisión en la ENS afectar la tasa de la motilidad propulsora. La serotonina, liberada principalmente por las células enterocromafines en la mucosa intestinal, está involucrado en el inicio de la peristáltica refleja. Utilizando el conejillo de indias colon distal Grider, y sus colegas demostraron que la motilidad de propulsión se ve reforzada por la administración intraluminal de 5-HT 4 agonistas de los receptores (Foxx-Orenstein et al, 1998;.. Grider et al, 1998), mientras que baño de la aplicación de 5 -HT3 y 5-HT 4 antagonistas del receptor disminuye la velocidad de propulsión (Kadowaki et al, 1996;. Linden et al, 2003b).. Además, la inhibición del transportador de serotonina con inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS) aumenta el peristaltismo en concentraciones bajas, sin embargo, disminuye la peristalsis en concentraciones más altas, probablemente debido a la desensibilización de los receptores 5-HT (Kadowaki et al, 1996;.. Wade et al, , 1996). Otras moléculas de señalización que contribuyen a la movilidad de cerdo de Guinea propulsores incluyen acetilcolina actúa en los receptores nicotínicos, que es el principal mediador de la señalización interneuronal en los intestinos. El bloqueo de la transmisión sináptica con el antagonista de los receptores nicotínicos de hexametonio disminuye la propulsión de pellets en altas concentraciones, mientras que concentraciones menores no afectan a la velocidad de propulsión (Kadowaki et al., 1996). Los opiáceos y los agonistas de los receptores opioides, que desde hace tiempo se sabe que tienen efectos inhibitorios sobre la motilidad gastrointestinal, disminución de la propulsión de pellets en el modelo de conejillo de indias motilidad propulsora (Foxx-Orenstein et al, 1998;.. Wood et al, 2009). Curiosamente, daikenchuto, una medicina tradicional japonesa a base de hierbas utilizado clínicamente para tratar el vómito, dolor de estómago, trastornos de la motilidad y, disminuye la velocidad de propulsión pellet cuando se administra con naloxona, antagonista de los opiáceos, y cuando se administran solos, los resultados de la peristalsis inversa (Wood et al. 2009). Estos resultados ilustran la utilidad del modelo de conejillo de indias motilidad propulsora para evaluar las contribuciones de varios compuestos y sus receptores en los patrones de la motilidad colónica. Un número de estudios han demostrado que la inflamación conduce a cambios en las propiedades eléctricas y sináptica de las neuronas del colon (Linden et al, 2003a;.. Lomax et al, 2005), y que estos cambios pueden persistir durante semanas después de la recuperación de la inflamación (Kräuter . et al, 2007; Lomax et al, 2007).. El impacto de la colitis inducida por los cambios en la motilidad propulsora neuroplásticos pueden ser investigados en el colon distal conejillo de indias con el sistema GIMM. Este sistema tiene varias ventajas sobre el método tradicional de control la motilidad del colon, que evalúa la motilidad propulsora simplemente midiendo el tiempo que un pellet fecales recorre una distancia determinada. Los estudios previos de la inflamación inducida por la plasticidad neural en el colon han indicado que hay una disminución en la velocidad de la bolita de propulsión (Linden et al, 2003a;.. Linden et al, 2005), sin embargo, investigaciones más recientes que utilizan el sistema GIMM han revelado más cambios complejos (Strong et al., 2010). Por ejemplo, la tasa de pellet de propulsión es la disminución en las regiones ulceradas de la porción distal del colon inflamado, sin embargo, la movilidad se acelera en las regiones adyacentes, un fenómeno que no fue reconocido por el anterior &quot;cronómetro&quot; método. Otros estudios han demostrado que la alteración de la motilidad durante la fase activa de la inflamación puede ser restaurado con la inhibición de la COX-2 (Linden et al., 2004), sin embargo, alteración de la motilidad que persiste más allála resolución de la inflamación es la COX-2 insensible (Kräuter et al., 2007). Además, en estos últimos estudios, mapas espacio-temporales generados por el sistema GIMM reveló un patrón escalonado de la motilidad del colon que se observó en los animales post-inflamatoria que contribuye a la disminución de las tasas de propulsión. En conclusión, el conejillo de indias distal ensayo de la motilidad del colon de propulsión de alto rendimiento representa un medio para medir los efectos de los compuestos de prueba y las condiciones patológicas en la motilidad del colon, además, el sistema GIMM proporciona un enfoque simple y directo para evaluar la motilidad propulsiva del colon in vitro. Permite la medición continua de pellet de propulsión, así como la generación de mapas espacio-temporal para estudiar los patrones de actividad espontánea. En comparación con los métodos tradicionales, sino que también puede dar fenómeno más complejo que puede ser cuantificada y volvieron a analizar múltiples maneras como los archivos digitales son guardados en el sistema y son fácilmente accesibles.

<table><tbody><tr><td>Solución de Krebs&amp;rsquo;</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>Anestesia</td><td>Webster Veterinary</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pelet fecal recubierto con epoxi</td><td></td><td></td><td></td><td>pelet nativo de cobaya secado y recubierto con epoxi (esmalte de uñas negro)</td></tr><tr><td>Pinzas</td><td></td><td>Fine Science Tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tijeras microquirúrgicas</td><td></td><td>Fine Science Tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Alfileres de acero inoxidable</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vasos de precipitados</td><td></td><td></td><td></td><td>500 mL</td></tr><tr><td>Depósito de gas</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>Cronómetro</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Monitor de motilidad gastrointestinal</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>

monitor de la motilidad gastrointestinal (gimm)

Gastrointestinal Motility Monitor (GIMM)

El monitor de la motilidad gastrointestinal (GIMM, Catamount Investigación y Desarrollo, St. Albans, VT) es un sistema in vitro que controla la motilidad propulsora en segmentos aislados de colon distal conejillo de indias. El sistema completo se compone de un ordenador, una cámara de vídeo, baño de órganos iluminado, baño de agua y se calienta peristálticas bombas de circulación, y el software personalizado GIMM para registrar y analizar datos. En comparación con los métodos tradicionales de control peristalsis del colon, el sistema GIMM permite la evaluación continua y cuantitativa de la motilidad. El colon distal conejillo de indias es bañado en caliente, solución de Krebs oxigenada, y partículas fecales inserta en el extremo orales son impulsados ​​a lo largo del segmento de colon a una tasa de alrededor de 2 mm / seg. Películas del procedimiento de pellets fecales a lo largo del segmento son capturados, y el software GIMM se puede utilizar el seguimiento del progreso de la materia fecal pellets. Las tasas de la motilidad propulsora se puede obtener para todo el segmento, o para cualquier región de interés. Además del análisis de los patrones de la movilidad inducida por bolo, mapas espacio-temporal puede ser construido a partir de segmentos de video capturado para evaluar los patrones de actividad espontánea del motor. Las aplicaciones de este sistema incluyen la evaluación farmacológica de los efectos de los agonistas y antagonistas del receptor de la motilidad propulsora, así como la evaluación de los cambios que se derivan de condiciones fisiopatológicas, como la inflamación o el estrés. El conejillo de indias distal colon ensayo de propulsión motilidad, utilizando el sistema de GIMM, es sencillo y fácil de aprender, y que ofrece un método fiable y reproducible para evaluar la motilidad propulsora.

Evaluación de la motilidad del colon en el colon distal conejillo de indias con el monitor de la motilidad gastrointestinal (GIMM) es un enfoque sencillo y fácil de aprender para evaluar cuantitativamente la movilidad de propulsión en el tracto gastrointestinal.

Monitor de la motilidad gastrointestinal (GIMM)

El Monitor de Motilidad Gastrointestinal (GIMM; Catamount Research and Development; St. Albans, VT) es un sistema in vitro que monitoriza la motilidad propulsiva...

El monitor de motilidad gastrointestinal proporciona un método sencillo y reproducible para monitorear la motilidad propulsiva en segmentos aislados del colon distal de cobayo. Este procedimiento comienza extrayendo el colon del animal y sumergiéndolo en una solución de Krebs oxigenada y calentada. Luego, se insertan bolos fecales en el extremo oral y se impulsan a lo largo del segmento de colon, lo cual se registra en video.Se capturan grabaciones del avance del pellet fecal a lo largo del segmento, y el software rastrea el progreso del pellet fecal. Además del análisis de las tasas de motilidad propulsiva, se pueden construir mapas espacio-temporales a partir de los segmentos de video capturados para evaluar los patrones de actividad motora espontánea. En última instancia, este sistema puede utilizarse para determinar los efectos de compuestos farmacológicos sobre los patrones de motilidad propulsiva, así como para evaluar los cambios resultantes de condiciones fisiopatológicas.La principal ventaja del monitor de motilidad gastrointestinal frente a los métodos tradicionales de monitoreo de la motilidad colónica es que este sistema permite una evaluación cuantitativa continua de la propulsión de las heces. Además, los videos digitales de cada ensayo en un experimento determinado se guardan en el sistema y pueden volver a analizarse según sea necesario. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la fisiología gastrointestinal, como el papel de diversos sistemas de neurotransmisores en la motilidad colónica mediante la evaluación de los efectos de agonistas o antagonistas de receptores sobre la propulsión de las heces, así como estudiar los efectos de condiciones como el estrés o la inflamación sobre los patrones de motilidad propulsiva.Para preparar un segmento del colon distal para el monitor de motilidad gastrointestinal, coloque el colon aislado de cobayo en hielo. En una solución fría de Krebs, haga una pequeña incisión en el extremo oral para poder distinguirlo cuando posteriormente se coloque el colon en el baño de órganos. El tejido puede permanecer en una solución de Krebs fría hasta dos horas antes del experimento.Los intentos de utilizar este enfoque en intestinos de rata y ratón han tenido un éxito limitado, mientras que se pueden obtener resultados consistentes con el colon de la cobaya. Cuando esté listo para comenzar el experimento, transfiera el colon al baño de órganos. El siguiente paso generalmente representa el mayor desafío para las personas.Nuevo en esta técnica, se debe aplicar la cantidad correcta de tensión al fijar el segmento de colon en el baño de órganos, ya que el grado de tensión sobre la preparación puede afectar la motilidad mediante la activación de reflejos de estiramiento. Por este motivo, el segmento colónico debe fijarse de la misma manera y por el mismo investigador en cada experimento dentro de un conjunto determinado de experimentos.Mientras se identifican los extremos oral y anal, sujete con alfileres un segmento de al menos cinco centímetros de colon distal en cada extremo dentro del baño de órganos, dejando un pequeño grado de holgura para que el segmento pueda moverse libremente hasta un centímetro en el centro. Después de fijar el colon, retire cuidadosamente la capa muscular restante de la pared externa para que no interfiera con el software de seguimiento automático. El sistema de monitoreo de la motilidad gastrointestinal consta de una cámara de perfusión que se ilumina desde abajo, una cámara de video digital colocada encima de la cámara, un ordenador y bombas peristálticas conectadas a un baño de agua caliente que unen los conductos de entrada y salida con el baño de órganos, perfundiendo continuamente el baño de órganos con solución de Krebs oxigenada previamente y mantenida a 37 grados Celsius a un flujo de 10 mililitros por minuto.El extremo oral del colon, marcado por la incisión realizada previamente, debe orientarse hacia el investigador. Para facilitar la colocación del pellet fecal. Permita que la preparación se equilibre durante al menos 30 minutos antes de la adquisición de datos.Normalmente, los pellets nativos serán expulsados durante este tiempo. Para preparar el monitor de motilidad gastrointestinal para la adquisición de datos, primero encienda la fuente de iluminación, luego encienda el software personalizado y configure un nuevo experimento en la aplicación. Comience con un segmento colónico de un animal sano y sin aplicar ninguna droga, con el fin de obtener un valor control para la tasa de propulsión de los pellets fecales.Dado que la tensión sobre el segmento de colon puede cambiar durante el calentamiento del tejido en el baño de órganos, enrolle el segmento para mantener la cantidad deseada de holgura. El colon debe moverse libremente hasta un centímetro en el centro; recorte el tejido sobrante de la preparación según sea necesario. Haga doble clic en un ensayo dentro de un nuevo experimento y encienda la cámara haciendo clic en el interruptor de alternancia.Comience insertando una bolita fecal recubierta con epoxi en el extremo oral del segmento colónico. Para iniciar la peristalsis, haga clic en el botón de grabación en la computadora para comenzar la grabación. El movimiento de la bolita en dirección anal es registrado por la cámara de video, y las grabaciones digitales se almacenan en la computadora para su posterior análisis.Cuando el pélvete haya alcanzado el extremo del segmento colónico, haga clic en el interruptor de grabación para detener el registro. Realice de tres a cinco ensayos en una sola preparación con un período de recuperación de cinco minutos entre cada uno. Para determinar los efectos de ciertas condiciones o fármacos sobre la motilidad colónica, realice de tres a cinco ensayos en cada preparación para cada condición experimental.Además, realice cada experimento en al menos cinco colon diferentes provenientes de al menos cinco animales distintos. La velocidad de propulsión del pellet fecal se calcula como el tiempo que tarda el pellet en recorrer X centímetros del segmento colónico. Los resultados se muestran en gráficos de distancia frente al tiempo, en los cuales el eje Y representa la distancia recorrida por un pellet fecal en milímetros, y el eje X representa el tiempo en segundos, como se muestra en este ejemplo de un colon control, en el que el pellet avanzó linealmente a una velocidad de aproximadamente dos milímetros por segundo.Los datos resultantes pueden exportarse como archivos de texto a Excel para su posterior análisis. A diferencia del control, la administración de ciertos fármacos o la inflamación en el colon puede provocar patrones de motilidad alterados, como motilidad detenida u obstruida. Los videos digitales obtenidos de cada corrida individual pueden convertirse en mapas espacio-temporales mediante un software personalizado para evaluar los patrones de actividad motora espontánea o para evaluar visualmente el progreso de una bolilla fecal en el eje horizontal.Los cambios en el diámetro del colon se representan gráficamente en función del tiempo convirtiendo la imagen del colon en cada cuadro de video en una silueta y calculando, luego convirtiendo, el diámetro a lo largo de toda su longitud en escala de grises. El resultado final es que el bolo en las áreas de relajación aparece negro, mientras que las áreas de contracción aparecen blancas, como lo ilustra el mapa espacio-temporal de un colon control. El eje Y representa la posición del bolo a lo largo del tiempo.Mientras que el eje x representa la distancia que el pellet recorrió a través del segmento del colon en comparación con el control, estos mapas espacio-temporales muestran una motilidad detenida y obstruida causada por la administración de ciertos fármacos o por inflamación en el colon. Con este avance, ahora podemos evaluar la motilidad a lo largo de un segmento del colon, en lugar de simplemente determinar la velocidad sobre todo el segmento, así como evaluar la actividad espontánea en el mismo preparado. Una vez entrenado en un protocolo sencillo, esta técnica puede realizarse en aproximadamente dos horas, y se pueden realizar estudios de más de un animal en un solo día siguiendo este procedimiento.Otros enfoques in vitro, como las grabaciones electrofisiológicas, pueden realizarse en el mismo tejido.

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Investigación

JoVE Journal

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Biología

El íleo postoperatorio (POI) es una complicación de la cirugía abdominal que lleva a una mayor morbilidad y una estancia hospitalaria prolongada. Como las estrategias profilácticas o terapéuticas faltan intensificación de la investigación es necesaria. Por lo tanto, se estableció un modelo de ratón estandarizado y factible para investigar la fisiopatología de la PDI y estudiar posibles opciones terapéuticas.

Evaluación funcional de la motilidad intestinal y la inflamación de la pared intestinal en roedores: Análisis de un modelo estandarizado de manipulación intestinal

La medición in vivo de las contracciones del músculo liso a lo largo del tracto gastrointestinal de animales de laboratorio sigue siendo una técnica poderosa, aunque infrautilizada. Las galgas extensométricas flexibles de doble elemento no están disponibles comercialmente y requieren fabricación. Este protocolo describe la construcción de galgas extensiométricas fiables y económicas para la implantación aguda o crónica en roedores.

Fabricación e Implantación de miniatura Galgas Extensiométricas Dual-elemento de medición<em&gt; En Vivo</em&gt; Gastrointestinal contracciones en los roedores.

Las técnicas de grabación de vídeo y mapeo espacio-temporal (STmap) recientemente disponibles permiten visualizar y cuantificar los patrones de propagación y mezcla de la motilidad intestinal. El objetivo de este protocolo es explicar la generación y el análisis de STmaps utilizando el sistema de Monitorización de la Motilidad GastroIntestinal (GIMM).

Mapeo espacio-temporal de la motilidad en<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Preparaciones de los intestinos

Este artículo describe una técnica de imagen de video y mapeo espacio-temporal de alta resolución para identificar cambios en la regulación neuronal de la motilidad colónica en ratones adultos. Los efectos sutiles sobre la función gastrointestinal (GI) se pueden detectar utilizando este enfoque en preparaciones de tejidos aislados para avanzar en nuestra comprensión de la enfermedad gastrointestinal.

Imágenes de vídeo y mapas espacio-temporales para Analizar la motilidad gastrointestinal en ratones

Este innovador dispositivo utiliza sensores magneto-inercial para permitir el análisis de la marcha y la actividad en entornos no controlados. Actualmente en el proceso de calificación como medida de resultado en la Agencia Médica Europea, una de las aplicaciones será servir como punto final clínico en ensayos clínicos en enfermedades neuromusculares.

Monitor basado en el hogar para análisis de gait y actividad

Para estudiar cómo el intestino delgado maneja partículas de diferentes tamaños, hemos modificado un método in vivo establecido para determinar el tránsito del intestino delgado.

Estudio de la mecanodetección murina del intestino delgado de partículas luminales

Presentamos un método para aislar los tubos intestinales de ratas y evaluar el impacto de los fármacos sobre su tensión, frecuencia y amplitud in vitro. Este método ofrece un enfoque valioso para los investigadores que investigan los tubos intestinales.

Uso de un sistema de perfusión tisular in vitro para detectar las actividades funcionales de tubos intestinales aislados en tiempo real

Este protocolo detalla un ensayo cuantitativo de defecación en el joven mutante RAC1/ CED-10 Caenorhabditis elegans, proporcionando un modelo sencillo para estudiar los estadios de la enfermedad prodrómica de Parkinson. Supera las limitaciones de otros modelos animales y facilita la prueba de estrategias terapéuticas dirigidas a la patología parkinsoniana temprana.

Evaluación de la motilidad gastrointestinal en mutantes de Caenorhabditis elegans RAC1/CED-10 como herramienta para estudiar la enfermedad de Parkinson en los primeros años

Nos demuestran que la sobreexpresión de los receptores del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) mejora la motilidad de las células madre neurales (NSC) utilizando un nuevo gel de agarosa de microfluidos dispositivo basado. Esta tecnología puede ser fácilmente adaptable a otros sistemas de células de mamíferos, donde las fuentes de células son escasos, como las células madre neurales, y la vuelta el tiempo es crítico.

La evaluación de la motilidad de células madre neurales uso de un gel de agarosa al dispositivo basado en microfluídica

Se describe una técnica sencilla y fiable para la visualización y cuantificación de las vías respiratorias motilidad de los cilios y los cilios flujo generado a través del ratón tráquea. Esta técnica puede ser modificada para determinar cómo una amplia gama de factores que influyen en la motilidad de los cilios, incluyendo agentes farmacológicos, factores genéticos, exposición ambiental, y / o factores mecánicos, tales como la carga de moco.

Método ex vivo de Imágenes de Alta Resolución de Motilidad Cilia en roedores las vías respiratorias epitelio

Aprende a evaluar la motilidad propulsiva en colon distal de cobaya usando el monitor GIMM. Este método permite analizar cuantitativamente los efectos de compuestos farmacológicos y condiciones fisiopatológicas.

Monitor de la motilidad gastrointestinal (GIMM)

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