כדי לחקור כיצד המעי הדק מטפל בחלקיקים בגדלים שונים, שינינו שיטת in vivo מבוססת כדי לקבוע את המעבר במעי הדק.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
חקר מורין מעיים קטנים מכנוסנס של חלקיקים לומינליים
* These authors contributed equally
במאמר זה
סיכום
תקציר
תנועתיות במערכת העיכול (GI) חיונית לעיכול ולספיגה תקינים. במעי הדק, אשר סופג חומרים מזינים, תנועתיות מייעלת את העיכול והספיגה. מסיבה זו, חלק מדפוסי התנועתיות במעי הדק כוללים סגמנטציה לערבוב של תוכן לומינלי ופריסטלטיקה להנעתם. תכונות פיזיקליות של תוכן לומינלי מווסתות את דפוסי תנועתיות המעי הדק. הגירוי המכני של מעגלים מכנו-חושיים במערכת העיכול על ידי מעבר תוכן לומינלי ותנועתיות מעיים בסיסית יוזמים ומווסתים תבניות מוטוריות מורכבות של GI. עם זאת, המנגנונים המכנו-חושיים המניעים את התהליך הזה עדיין אינם מובנים כהלכה. זה נובע בעיקר ממחסור בכלים לנתח כיצד המעי הדק מטפל בחומרים בעלי תכונות פיזיקליות שונות. כדי לחקור כיצד המעי הדק מטפל בחלקיקים בגדלים שונים, שינינו שיטת in vivo מבוססת כדי לקבוע את המעבר במעי הדק. אנו מגדלים עכברים חיים עם נוזל פלואורסצנטי או חרוזים פלואורסצנטיים זעירים. לאחר 30 דקות, אנו מנתחים את המעיים כדי לדמות את התפלגות התוכן הפלואורסצנטי על פני כל מערכת העיכול. בנוסף למדידות ברזולוציה גבוהה של המרכז הגיאומטרי, אנו משתמשים במדידות בגדלים משתנים ובאנליזה ספקטרלית כדי לקבוע כיצד חומרים שונים משפיעים על מעבר המעי הדק. בחנו כיצד מנגנון "מגע במעיים" שהתגלה לאחרונה משפיע על תנועתיות המעי הדק בגישה זו.
מבוא
מערכת העיכול האנושית (GI) היא מערכת איברים באורך של מספר מטרים, בערך כמו צינור בעל ממדים שונים ותכונות פיזיות1. כאשר התכולה נעה לאורכה, תפקידה העיקרי של מערכת העיכול הוא לספוג חומרים חיוניים לחיים. המעי הדק אחראי באופן ספציפי לספיגת חומרים מזינים. המעבר במעי הדק מווסת באופן הדוק כדי להתאים לתפקודי העיכול והספיגה, וכתוצאה מכך נוצרים דפוסי תנועתיות שונים. בייליס וסטארלינג תיארו את "חוק המעי"2 בשנת 1899, והראו את תוכנית ההנעה ההתכווצותית במעי הידועה כיום כרפלקס פריסטלטי; הקטע הפרוקסימלי לבולוס המזון מתכווץ כדי להניע אותו קדימה, והקטע הדיסטלי נרגע לקבל אותו. בתיאוריה, תבנית זו לבדה יכולה להספיק כדי להעביר חומר באופן תמוה, אך....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) של מאיו קליניק.
1. התקנה
- צמו עכברים בני 8 עד 10 שבועות למשך 4 שעות. ספק לעכברים גישה למים.
הערה: אנו משתמשים בעכברי C57BL/6J זכרים מסוג בר עבור כל הניסויים המוצגים כאן, אך ניתן לבצע אותם על עכברים מכל זן, מין וגנוטיפ. - מצננים 15 מ"ל מים מזוקקים בצינור חרוטי של 50 מ"ל במקרר 4°C.
- מחממים עוד 15 מ"ל של מים מזוקקים בכוס באמצעות צלחת חמה עם מוט ערבוב מגנטי לכ-80-90 מעלות צלזיוס.
- מדוד 0.5% מתילצלולוז עבור סך של 30 מ"ל (0.15 גרם).
- הוסיפו בעדינות מתילצלולוז ל-15 מ"ל מים חמים כדי שלא יתגבשו. תמיסת המ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
אנו מציגים תוצאות מייצגות משלב 3 ואילך. איור 1 מראה את המעיים המושתלים השלמים, עם מדידות פלואורסצנטיות מעליהן. הקיבה (סגולה) מונחת לאורך אותו ציר כמו המעי הדק (כתום), אך אנו מעדיפים להזיז את הצקום (כחול) לצד כדי למנוע חפיפה עם המעי הגס (כתום). כפי שמעידים בלוח השמאלי, זה לא תמיד אפשרי בגלל גודל האיבר. אנחנו חותכים את המעי הדק ב~200 מ"מ כדי למקסם את הכיסוי של מקטעים רציפים, אבל זה לא תמיד אפשרי בגלל מזנטריה המגבילה את היכולת לפתוח את המעיים, ואת ההעדפה שלנו לא לחתוך דרך מבנים כמו גלולות פלואו.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
מערכת העיכול, כמו איברים צינוריים אחרים, כגון כלי דם, דורשת חיישנים מכניים ואפקטים כדי לשמור על הומאוסטזיס26,27,28. עם זאת, מערכת העיכול ייחודית בכך שהתכונות הפיזיקליות של החומרים החוצים אותה אינן קבועות לאורך ארוחות. תכולה תוך-גופית בעלת תכונות פיזיקליות שונות (מוצק, נוזל וגז) עוברת במעיים, ומייצרת תשומות מכניות שונות למכנורצפטורים של מערכת העיכול. ואכן, גירויים מכניים שונים במעי הגס חשים ומועברים על ידי מסלולים שונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תודות
אנו מודים לגברת לינדזי באזבי על הסיוע האדמיניסטרטיבי ולמר ג'ואל פינו על התמיכה התקשורתית. מענקי NIH תמכו בעבודה זו: DK123549, AT010875, DK052766, DK128913, ומרכז מאיו קליניק לאיתות תאי בגסטרואנטרולוגיה (DK084567).
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| עכברי C57BL/6J | מעבדת ג'קסון | 664 | עכברים אחרים יכולים לשמש עם פרוטוקול זה |
| כלי דיסקציה | n/a | n/a | |
| תוכנת Excel | מיקרוסופט | n/a | המשמשת לניתוח גיליונות אלקטרוניים |
| פוליאתילן ירוק פלואורסצנטי מיקרוספירות 1.00 גרם/סמ"ק 75-90um - 10 גרם | UVPMS-BG-1.00 75-90um - 10 גרם | "חרוזים קטנים יותר" ב כתב יד | |
| פוליאתילן ירוק פלואורסצנטי מיקרוספירות 1.00 גרם/סמ"ק 180-212um - 10 גרם | קוספרי | UVPMS-BG-1.00 180-212um - 10 גרם | "חרוזים גדולים יותר" בכתב היד |
| מחטי Gavage | Instech | FTP-18-50-50 | |
| תוכנת ImageJ | n/ | a n/a | המשמשת לחילוץ פרופיל פלואורסצנטי |
| נייר סרגל למינציה (מוכן בבית) | n/a | n/a | |
| מתיל צלולוז (צמיגות: 400 cP) | Sigma | M0262 | |
| תוכנת פוטושופ | Adobe | n/a | המשמשת לעיבוד תמונה |
| Rhodamine B isothiocyanate-Dextran | Sigma | r8881-100mg | מצב "נוזלי" בכתב היד |
| Xenogen IVIS 200 | Perkin Elmer | 124262 | מערכת הדמיה In vivo |
מקורות
- Stevens, C. E., Hume, I. D. Comparative Physiology of the Vertebrate Digestive System. 2nd ed. , Cambridge University Press. (2004).
- Bayliss, W. M., Starling, E. H. The movements and innervation of the small intestine. The Journal of Physiology. 24 (2), 99-143 (1899).
- Husebye....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
