Name: הערכה של מכניקת מערכת נשימה בעכברים באמצעות טכניקת תנודה בכפייה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-05-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 10 s
Description: למד הערכת מכניקת מערכת הנשימה בעכברים באמצעות טכניקת תנודה בכפייה. שיטה זו מאפשרת מדידות מדויקות של תפקוד הריאה ותגובתיות דרכי האוויר לחומר methacholine.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

TKMcG נתמך על ידי מלגת לימודים מהחברה הקנדית בית החזה. התרומה של המחברים כל היוצרים לקחו חלק בתפיסה של כתב היד. בנוסף, TKMcG יזם את הפרויקט, נאסף תוצאות ניסוי, תרם לכתיבתו של כתב היד ובחינה הביקורתית שלו. א.ר. אסף וניתח תוצאות ניסויים, ניסח את כתב היד ותרם לסקירה הביקורתית שלה. LF נאסף תוצאות ניסוי ותרם לסקירת הביקורתית של כתב היד. TFS וJGM תרמו לסקירת הביקורתית של כתב היד.

הנהלים המפורטים להלן אושרו על ידי ועדת טיפול בבעלי חיים מוסדית אוניברסיטת מקגיל בהתאם להנחיות המועצה הקנדית בבעלי חי טיפוח (CCAC). 1. שלבי הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתרונות: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Methacholine: הכן פתרון מניות ב 50 מ&quot;ג / מ&quot;ל ולעשות דילולים סידוריים (1:1) המבוססים על הריכוזים להיבדק 5. לאפשר את פתרונות כדי להגיע לטמפרטורת חדר לפני nebulizing 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדמה סוכנים: משטרים שונים כבר דווחו בספרות בזנים שונים של עכברים (טבלת 1). הערה: 1 משטר שימש לפי הפרוטוקול הנוכחי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציוד: הפרוטוקול הנוכחי חל על כל אחד משני דורות flexiVent הנתמכים על ידי תוכנת flexiWare 7. את הפונקציות של תוכנת מקובצים תחת שלושה מודולים: הגדרת מחקר ותכנון, הניסויים Session וסקירה &amp; דיווח. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את המערכת (flexiVent FX בלבד) ו / או להפעיל את התוכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בישיבת הניסויים הראשונה או בכל פעם לפני שהוא, פתח את הגדרת המחקר ומודול תכנון כדי להגדיר מראש את מבנה המחקר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על הלחצן צור מחקר החדש ועקוב אחר האשף כדי ליצור מחקר, מתאר את הפרוטוקול ולהגדיר את הקבוצות ונושאים הניסיוניות כדי להיחקר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל בהפעלת ניסויים על ידי פתיחת מושב מודול הניסויים ובעקבות רצף סטארט אפ למחקר ובחירת תבנית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקצאה כפופה לאתר המדידה ולאשר את משקלו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להמשיך עם הכיול של המערכת על ידי ביצוע השלבים המתוארים בתוכנת ההפעלה. תתבקש בשלב מסוים לצרף את הצינורית לשימוש (שלב 1.3.3) לY-צינורות לכיול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב קריטי. Repeaלא לדרוך 1.2.6 אם ערכי הכיול שהתקבלו מחוץ לטווח המקובל. (עיין בFX flexiVent או הוראות flexiWare 7 משתמש לטווחים המקובלים הספציפיים מודול של ערכי כיול). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביטול הנחיות כדי להתחיל אוורור והקלטת נתונים, אלא אם כן מוכן להתחיל את הניסוי. אלה יכולים להיות יזם בשלב מאוחר יותר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נושאים: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדימי את נושא שימוש במינונים מתאימים של חומרי הרדמה (טבלת 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שהנושא הגיע לרמה של הרדמה כירורגית. הנושא צריך להראות שום תגובה לקמצוץ הבוהן והנשימה שלו צריכה להיות קבועה ולא מאומצת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע ניתוח בקנה נשימה וcannulate קנה הנשימה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את החיה על הגב שלה ולספק מקור לחום (לדוגמא טמפרטורה מבוקרת שמיכת חימום או מנורה עם הנורה 60 ואט ממוקמת כ 45 ס&quot;מ מהעכבר, כדי למנוע חימום יתר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ה נקיותאזור דואר גרון עם אלכוהול ולחשוף את קנה הנשימה על ידי ביצוע חתך בעור בעדינות מפריד את בלוטת submaxillary ושכבת השריר מכסה אותו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רם בעדינות את קנה הנשימה בעזרת זוג המלקחיים מיקרו ולהעביר תפר מתחתיו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחתוך בין שתי טבעות של סחוס קרוב לגרון לעשות חתך קטן בקנה הנשימה בלי חתך זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את הצינורית מכוילת בעבר לתוך החתך, ולקדם אותו בעדינות בתוך קנה הנשימה באורך של כ 5 טבעות הערה:. הניסויים הנוכחיים בוצעו באמצעות צינורית ארוכה 1.2 ס&quot;מ 18 מד מתכת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב קריטי. אבטח את הצינורית במקום באמצעות התפרים. הקובץ המצורף צריך טופס חותם אטום סביב הצינורית. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. אוורור מכאני <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להביא את בעלי החיים קרובים למכונת הנשמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל אוורור מכאני על ידי בחירה מוגדרת מראשאו אוורור פרופיל מותאם אישית בדוקר האוורור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את בעלי החיים למכונת הנשמה דרך צינור Y-. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב קריטי. יישר את החיה למכונת ההנשמה ולהבטיח כי הצינורית לקנה הנשימה היא באותה הרמה כמו מכונת הנשמה, כדי למנוע חסימת צינורית לקנה הנשימה אפשרית או טוויסט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב קריטי. ביצוע הפרעות אינפלציה עמוקה על ידי לחיצה כפולה על שם ההפרעות לאמת החדרת הצינורית וקובץ המצורף. בהעדר דליפה, המערכת צריכה להיות מסוגלת להחזיק לחץ של 30 CMH 2 O על פני תקופה 3 שנייה בלי תזוזת נפח מוגזמת (איור 1). הנפח נרשם ועקבות לחץ צריך להיות גם חלק עם שום סימנים של קיזוז או עיוות כמו אלה יכולים להצביע על חסימת צינורית או מיקום שגוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במידת הצורך, להתחבר מתמרים סימן חיוני לניטור קצב לב וטמפרטורת גוף. הקלטת הנתונים יכולה להיות יזם either באופן ידני או באופן אוטומטי באמצעות סקריפט. </li></ol> 3. מדידות תפקוד ריאות יכולות להיות אוטומטיות מדידות או פקודות (הפעלת nebulizer למשל, סמני אירוע) באמצעות סקריפטים מוגדרים מראש או מותאמים אישית לתהליך ניסוי מבוקר ודיר מאוד (איור 2). שש משפחות של הפרעות והוליד מספר הפרמטרים ניתן להשתמש כדי לתאר את המכניקה של מערכת הנשימה הנושא בתחילת מחקר ולאחר אתגר נתון (טבלה 2). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב קריטי. כשמוכן להתחיל במדידות, להפעיל אינפלציה עמוקה לגייס אזורי ריאה סגורות ולתקן ההיסטוריה נפח ריאות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב קריטי. ודא העדר מאמצי inspiratory ספונטניים על ידי הפעלת מבחן מדידה (למשל PVS-P או PVS-V). שים לב לעקבות אותות הלחץ בתצוגת המערך הנבחרת. עם קימורי PV בשלבים,מישורים לחץ צריכים להיות מוגדרים היטב ללא סטיות כלפי מטה. נדנדה כלפי מטה בלחץ היה מציינת מאמץ שאיפה מבעלי החיים (איור 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליזום את התסריט שנבחר על ידי לחיצה כפולה על הכותרת שלו. תסריטים המשמשים במחקר הנוכחי נכללו בדרך כלל למדידות: <ul style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רצף של מדידות בסיס בשלושה עותקים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעלה של nebulizer להערכת היענות לנשימה בשאיפת מטכולין. הערה: כאשר תתבקשו על ידי המערכת, לטעון כ 100 μl של תמיסת מלח או של פתרון של methacholine לnebulizer. ערפול יהיה להתחיל ולהפסיק באופן אוטומטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רצף של מדידות צפופות (כל 10-15 שניות) לתקופה של כ 3 דקות לאחר ההפעלה של nebulizer. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנחיה לבצע אתגר נוסף ולחזור על רצף של מדידות. הערה: ייבוש בתוך הר nebulizer עם ספוגית בבאתגרי etween יכולים לסייע במניעת טיפות או עיבוי מבניין בקו השאיפה. </li></ul></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסופו של הניסוי, להפסיק אוורור ולנתק את הנושא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעבור לנושא הבא בתוכנת ההפעלה ולאשר את משקלו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב קריטי. יש לשטוף ולייבש nebulizer, מתאם, Y-צינורות, וצינורית בין נושאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 1.2.6 ל -3.6. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסופו של היום, לסגור את ההפעלה הניסיונית. זכור לשטוף ולייבש nebulizer, מתאם, Y-צינורות, וצינורית ולנקות את שסתום נשיפת המערכת לפני שעזב את המעבדה על ידי ביצוע הוראות היצרן. </li></ol> 4. ניתוח נתונים תוכנת מחשב באופן אוטומטי ומציגה את פרמטרים הקשורים להפרעות. הוא גם מספק מקדם של נחישות (COD) המשקף את ההתאמה של המודל המתמטי לנתונים. כל מערך עם insuCOD fficient מתויג כנשלל על ידי התוכנה. סקירה של הפעלות ניסיוניות, הנתונים מחדש ניתוח ויצירה של תרחישי יצוא נעשים במודול סקירה &amp; הדיווח של התוכנה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את מודול סקירה &amp; דיווח וליצור תרחיש יצוא, מקפיד לכלול רק מערכי נתונים שיש COD מספיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יצוא כפרמטרים דרושים, או לחץ זרימה בנפח עקום, אותות מערכות נתוני גלם או מידע כפוף ליישום גיליון אלקטרוני (ראה טבלה 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידות בסיס ממוצעות עבור כל פרמטר ועלילה כל המדידות כפונקציה של זמן (ראה איור 4). לאחר מכן אתה יכול לבחור לחשב את השטח מתחת לעקומה, לנתח את הפרופיל הכללי של עקומות או לבצע ניתוח סטטיסטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להביע את תוצאות היענות נשימה כפונקציה של הריכוז של methacholine, לקבוע לכל נושא, ופרמטר מצב ניסיוני או ספציפינקודה (שיא לדוגמה) או זמן מסוים אחרי כל תגר מטכולין. חישוב ממוצעים קבוצתיים ודו&quot;ח או תוצאות מגרש לכל תנאי ניסוי (טבלת 4, איור 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אתה יכול גם לשקול חישוב ריכוז ייצור הכפלה של ערך בסיס פרמטר נתון (PC 200; איור 5 ג), החלת נורמליזציה (% בסיסי למשל) או ביצוע ניתוח סטטיסטי. </li></ol>

<ol><li>Bates, J. H. T., Irvin, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+lung+function+in+mice%3A+the+phenotyping+uncertainty+principle%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Measuring lung function in mice: the phenotyping uncertainty principle.</a> J. Appl. Physiol. 94, 1297-1306 (2003).</li>
<li>Bates, J. H. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBates%2C+JHT+%22Lung+mechanics.+An+inverse+modeling+approach%22">Lung mechanics. An inverse modeling approach</a>. , Cambridge University Press. New York. (2009).</li>
<li>Hantos, Z., Daroczy, B., Suki, B., Nagy, S., Fredberg, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Input+impedance+and+peripheral+inhomogeneity+in+dog+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Input impedance and peripheral inhomogeneity in dog lungs.</a> J. Appl. Physiol. 72, 168-178 (1992).</li>
<li>McGovern, T. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dimethylthiourea+protects+against+chlorine+induced+changes+in+airway+function+in+a+murine+model+of+irritant+induced+asthma%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Res%22%5BJournal%5D)">Dimethylthiourea protects against chlorine induced changes in airway function in a murine model of irritant induced asthma.</a> Respir. Res. 11, 138(2010).</li>
<li>Hayes, R. D., Beach, J. R., Rutherford, D. M., Sim, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stability+of+methacholine+chloride+solutions+under+different+storage+conditions+over+a+9+month+period%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Respir.+J%22%5BJournal%5D)">Stability of methacholine chloride solutions under different storage conditions over a 9 month period.</a> Eur. Respir. J. 11, 946-948 (1998).</li>
<li>North, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmentation+of+arginase+1+expression+by+exposure+to+air+pollution+exacerbates+the+airways+hyperresponsiveness+in+murine+models+of+asthma%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Res%22%5BJournal%5D)">Augmentation of arginase 1 expression by exposure to air pollution exacerbates the airways hyperresponsiveness in murine models of asthma.</a> Respir. Res. 12, (2011).</li>
<li>Siddiqui, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Site+of+allergic+airway+narrowing+and+the+influence+of+exogenous+surfactant+in+the+brown+norway+rat%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Site of allergic airway narrowing and the influence of exogenous surfactant in the brown norway rat.</a> PloS ONE. 7, e29381(2012).</li>
<li>Cohen, J. C., Lundblad, L. K. A., Bates, J. H. T., Levitzky, M., Larson, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+%22Goldilocks+Effect%22+in+cystic+fibrosis%3A+identification+of+a+lung+phenotype+in+the+cftr+knockout+and+heterozygous+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Genetics%22%5BJournal%5D)">The "Goldilocks Effect" in cystic fibrosis: identification of a lung phenotype in the cftr knockout and heterozygous mouse.</a> BMC Genetics. 5, 21(2004).</li>
<li>Shalaby, K. H., Gold, L. G., Schuessler, T. F., Martin, J. G., Robichaud, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+forced+oscillation+and+forced+expiration+measurements+in+mice+for+the+assessment+of+airway+hyperresponsiveness%5BTitle%5D)+AND+%22Respir+Res%22%5BJournal%5D)">Combined forced oscillation and forced expiration measurements in mice for the assessment of airway hyperresponsiveness.</a> Respir Res. 11, 82(2010).</li>
<li>Thiesse, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+structure+phenotype+variation+in+inbred+mouse+strains+revealed+through+in+vivo+micro-CT+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Lung structure phenotype variation in inbred mouse strains revealed through in vivo micro-CT imaging.</a> J. Appl. Physiol. 109, 1960-1968 (2010).</li>
<li>Amatullah, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+cardiopulmonary+effects+of+size-fractionated+airborne+particulate+matter%5BTitle%5D)+AND+%22Inhalation+Toxicology%22%5BJournal%5D)">Comparative cardiopulmonary effects of size-fractionated airborne particulate matter.</a> Inhalation Toxicology. 24, 161-171 (2012).</li>
<li>Salazar, E., Knowles, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+analysis+of+pressure-volume+characteristics+of+the+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">An analysis of pressure-volume characteristics of the lungs.</a> J. Appl. Physiol. 19, 97-104 (1963).</li>
<li>Balakrishna, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmentally+persistent+free+radicals+induce+airway+hyperresponsiveness+in+neonatal+rat+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22Particle+Fibre+Tox%22%5BJournal%5D)">Environmentally persistent free radicals induce airway hyperresponsiveness in neonatal rat lungs.</a> Particle Fibre Tox. 8, 11(2011).</li>
<li>Fahmy, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+and+in+vivo+assessment+of+pulmonary+risk+associated+with+exposure+to+combustion+generated+fine+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Toxicol.+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">In vitro and in vivo assessment of pulmonary risk associated with exposure to combustion generated fine particles.</a> Environ. Toxicol. Pharmacol. 29, 173(2010).</li>
<li>Duguet, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bronchial+responsiveness+among+inbred+mouse+strains.+Role+of+airway+smooth-muscle+shortening+velocity%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Respir.+Crit.+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Bronchial responsiveness among inbred mouse strains. Role of airway smooth-muscle shortening velocity.</a> Am. J. Respir. Crit. Care Med. 161, 839-848 (2000).</li>
<li>Bozanich, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+changes+in+airway+and+tissue+mechanics+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Developmental changes in airway and tissue mechanics in mice.</a> J. Appl. Physiol. 99, 108-113 (2005).</li>
<li>Schwartz, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+central+airway+shunting+on+the+mechanical+impedance+of+the+mouse+lung%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Effects of central airway shunting on the mechanical impedance of the mouse lung.</a> Ann. Biomed. Eng. 39, 497-507 (2011).</li>
<li>De Vleeschauwer, S. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repeated+invasive+lung+function+measurements+in+intubated+mice%3A+an+approach+for+longitudinal+lung+research%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Anim%22%5BJournal%5D)">Repeated invasive lung function measurements in intubated mice: an approach for longitudinal lung research.</a> Lab Anim. 45, 81-89 (2011).</li>
<li>Takubo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%CE%B11-Antitrypsin+determines+the+pattern+of+emphysema+and+function+in+tobacco+smoke-exposed+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Respir.+Crit.+Care+Med%22%5BJournal%5D)">α1-Antitrypsin determines the pattern of emphysema and function in tobacco smoke-exposed mice.</a> Am. J. Respir. Crit. Care Med. 166, 1596-1603 (2002).</li>
<li>Salerno, F. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+PEEP+on+induced+constriction+is+enhanced+in+decorin-deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Lung+Cell+Mol.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of PEEP on induced constriction is enhanced in decorin-deficient mice.</a> Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 293, L1111-L1117 (2007).</li>
<li>Therien, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adenovirus+IL-13-induced+airway+disease+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Respir.+Cell.+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Adenovirus IL-13-induced airway disease in mice.</a> Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 39, 26-35 (2008).</li>
<li>Bates, J. H. T., Cojocaru, A., Lundblad, L. K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bronchodilatory+effect+of+deep+inspiration+on+the+dynamics+of+bronchoconstriction+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Bronchodilatory effect of deep inspiration on the dynamics of bronchoconstriction in mice.</a> J. Appl. Physiol. 103, 1696-1705 (2007).</li>
<li>Wagers, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrinsic+and+antigen-induced+airway+hyperresponsiveness+are+the+result+of+diverse+physiological+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Intrinsic and antigen-induced airway hyperresponsiveness are the result of diverse physiological mechanisms.</a> J. Appl. Physiol. 102, 221-230 (2007).</li>
<li>Collins, R. A., Sly, P. D., Turner, D. J., Herbert, C., Kumar, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Site+of+inflammation+influences+site+of+hyperresponsiveness+in+experimental+asthma%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Physiol.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Site of inflammation influences site of hyperresponsiveness in experimental asthma.</a> Respir. Physiol. Neurobiol. 139, 51-61 (2003).</li>
<li>Bishai, J. M., Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+severe+calorie+restriction+on+the+lung+in+two+strains+of+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Lung+Cell+Mol.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of severe calorie restriction on the lung in two strains of mice.</a> Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 295, L356-L362 (2008).</li>
<li>Song, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postexposure+administration+of+%CE%B22-agonist+decreases+chlorine-induced+airway+hyperreactivity+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Respir.+Crit.+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Postexposure administration of β2-agonist decreases chlorine-induced airway hyperreactivity in mice.</a> Am. J. Respir. Crit. Care Med. 45, 88-94 (2011).</li>
<li>Hirota, J. A., Ellis, R., Inman, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+differences+in+the+pattern+of+airway+remodeling+following+chronic+allergen+exposure+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Res%22%5BJournal%5D)">Regional differences in the pattern of airway remodeling following chronic allergen exposure in mice.</a> Respir. Res. 7, 120(2006).</li>
<li>Llop-Guevara, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo-to-in+silico+iterations+to+investigate+aeroallergen-host+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">In vivo-to-in silico iterations to investigate aeroallergen-host interactions.</a> PloS ONE. 3, e2426(2008).</li>
</ol>

AR, LF, TFS מועסק על ידי TFS ציוד נשימה המדעי SCIREQ בע&quot;מ מחזיק גם במניות. הגישה החופשית למאמר זה היא בחסות SCIREQ ציוד מדעי נשימה, Inc

המחקר המתמשך של בעיות בתפקוד הנשימה שהיא מתייחסת לאסטמה ומחלות ריאה אחרות נותר בעל חשיבות עליונה להבנת מנגנון הבסיסי של מחלה והפיתוח של אפשרויות טיפול. השימוש בעכברים למחלות דרכי הנשימה מודל כבר חיוני בהשגת הבנת מנגנוני מחלה לאלה. כאשר בוחנים בעיות בתפקוד דרכי הנשימה הערכה בנושא קטן כמו עכבר, שיש כלים אמינים ומדויקים שבו כדי למדוד את תפקוד ריאות היא קריטי. יתר על כן, יש כלים המסוגלים לספק תובנות על מיקומו של דרכי הנשימה או תפקוד לקוי של אפקט טיפולי הוא לא יסולא בפז. טכניקת FOT משלבת את כל התכונות הללו, ומספקת גישה חזקה, אינטגרטיבי וtranslational כדי להעריך את השינויים פיסיולוגיים. על מנת להצליח עם סוג זה של מדידה בעכברים הזה, תשומת לב מיוחדת צריכה להינתן לכמה צעדים, כלומר הכיול של המערכת, ההתנגדות של CA endotrachealnnula, הסוג של nebulizer (כמו גם הגדרות ההפעלה שלה) מיצובו של בעל החיים וסטנדרטיזציה של ההיסטוריה נפח ריאות. בנוסף, הוא הכרחי על מנת לקבל מערכי נתונים תקפים שמערכת הנשימה של הנושא נשארת פסיבית במהלך מדידות. זו יכולה להיות מושגת על ידי ממשלו של סוכן משתק שרירים, עובדת במטוס עמוק של הרדמה או על ידי נשימת יתר בנושא כדי לגרום לדום נשימה (ראה טבלה 1). חוקרים יכולים להתחיל על ידי שליטה בתוכנת ההפעלה שלה המערכת, ואם ירצו, עם עומסי בדיקה, תוך רכישת המיומנויות הנדרשות למדידות בעכברים. אז זה יהיה הגיוני לייצר תוצאות לשחזור בבעלי חיים תמימים לפני שעבר למודלי מחלה או עכברים שטופלו. מאז חלק חשוב של מודלים מחלה במחקר כרוך בחשיפה נשימתית חיות לסוכנים כגון אלרגנים, רעלנים, חומרים מזהמים, עשן סיגריות או גזים, השתנות בתוצאות שהושגו עם מדידות יהטכניקה לא מתוארת במאמר זה ולכן יכולה להיות מושפעת מהליך החשיפה לשמש. סטנדרטיזציה של תהליכים ניסיוניים מרכזיים (למשל באמצעות חשיפה מבוקרת מחשב ומערכות מדידה 6, 13, 14) שעלול להשפיע באופן משמעותי בהפחתת שונות. דוגמאות שהוצגו במאמר זה מייצגים מבחר של תוצאות טיפוסיות מניסויי עכברים נאיביים וכלור חשוף תוך הדגשת נקודתי החוזק כמו גם את המגבלות של הטכניקה. כפי שניתן לראות למשל באיור 6, הטכניקה היא מסוגלת לייצר מדידות תפקוד ריאות לשחזור. בעוד ערכי התנגדות בסיסיות דומים דווחו בין זני עכבר, הבדלים בelastance היו עם זאת ציינו 15. שינויים מהותיים גם הם צפויים בין התינוק לעכברים בוגרים 16. באשר לשני בהערכת vivo פיזיולוגית, תוצאות ברמת דיוק גבוהות, כגון הOSE נוצר על ידי FOT, מגיע עם ויתור כאל המצב הטבעי של הנבדקים. עיקרון זה, שנקרא עיקרון אי ודאות phenotyping 1, חל על הפרוטוקול הנוכחי במובן זה שמדידות צריכים להיעשות בהרדמה, tracheotomised (או מחובר לצינורות דרך הפה) ומכאני מאווררים נושאים. מגבלה נוספת של הטכניקה ניתן לצפות באיור 5D-5F שבו הנתונים אינם זמינים בריכוזים הגבוהים ביותר עבור קבוצת כלור החשוף בגלל ההתאמה של מודל השלב הקבוע לנתונים היא עניה מעל הרמות מתונות של bronchoconstriction. עם זאת, בעלי החיים קשים bronchoconstricted יכולים להיות מוערכים על ידי ניתוח Zrs ישירות 15, או על ידי שימוש בתוכנה שלאחר הניתוח של צד שלישי כדי להתאים מודלים מתמטיים מורכבים יותר, לדוגמה לוקח בחשבון את ההטרוגניות של תפקוד מכאני 17. יכולים גם להיות שנצפו מערכי נתונים שלא נכללו אם דרכי הנשימה של בעל החיים אינן מספיק passive או אם ההתנגדות של הצינורית היא גבוהה מדי. ככלל אצבע, ההתנגדות של הצינורית לא תעלה על התנגדותו של בעל החיים בתחילת מחקר. עבודה עם צינורית בקוטר פנימי גדול יותר ו / או קצר יותר אורך תעזור להפחית את התנגדות הצינורית. לבסוף, ההפגנה הנוכחית של מדידות Fot בעכברים עשויה להיתפס כהמתודולוגיה זמן רב ולכן פחות יעילה או פחות ישימה למחקרים ארוכי טווח בהשוואה לטכניקות פחות פולשניות. עם זאת באפשרות השנייה קשורים למידה רבה של אי ודאות באשר לבסיס של התוצאות שלהם ונתפסים על ידי רבים כפגומים 1. מדידות חוזרות ונשנות פולשניים אפשריות בבעלי חיים מחוברים לצינורות דרך הפה, אם כי מבחינה טכנית 17 יותר מאתגר. מהדוגמות שסופקו, תוצאות הראו שקילות של שני דורות של מערכת flexiVent בייצור מדידות של מכניקה בדרכי הנשימה, כמו גם דרכי הנשימה hyperreactivity ורגישות יתר לשאיפת מטכולין בעקבות חשיפת כלור בעכברים. כאשר משתמשים בו כדי לאפיין או להבין שינויים פיסיולוגיים או מודלי מחלה, היבט המדידה מפורט הקשור לטכניקה יכול לתרום להארכת המצב הנוכחי של ידע.

אפיון נאות של התכונות מכאניות של הריאות בחיות קטנות הפך להיות חיוני מאז המתפתח של מודלים Murine במדע בדרכי הנשימה. כאשר היא מבוצעת באמצעות טכניקת התנודה נאלצה (FOT), טכניקה המשמשת גם בבני אדם, מדידות אלה מספקות גישה רב עוצמה, אינטגרטיבי וtranslational ללמוד שינויים פיסיולוגיים משמעותיים. מדידות Fot מתקבלות בדרך כלל על ידי ניתוח אותות לחץ ונפח שנרכשו בתגובה להמשרעת מוגדרת מראש, קטנה, זרימת אוויר תנודתית צורת גל (המכונה גם הפרעות או אות קלט) הוחל בפתיחת דרכי הנשימה של הנושא 1. בצורתו הפשוטה ביותר, הפרעות FOT תהיה צורת גל סינוסי יחידה בתדר מוגדר היטב. הפרעות מורכבות יותר בדרך כלל מורכבות מסופרפוזיציה של מבחר צורות הגל (הדדית ראש) ספציפיות תדירות מכסה קשת רחבה. הפירוק של התדירות רבתקלט ופלט אותות לבוחריהם באמצעות ההתמרה פורייה מאפשר חישוב עכבת כניסת מערכת נשימה (Zrs), כלומר פונקצית ההעברה בין הקלט ופלט האותות, בכל תדר שנכלל בהפרעות 2. לכן, FOT מאפשר הערכה בו זמנית של מכניקת נשימה על פני טווח של תדרים ב2 תמרון אחד. מודלים מתמטיים מתקדמים התאמה (המודל הקבוע השלב 3 לדוגמה) לנתוני העכבה לאחר מכן לאפשר חלוקת התגובה לדרך הנשימה (מרכזי והיקפי) ופרמטרי רקמת ריאה תלויים parenchymal 1, 3. בגלל גורמים רבים המשפיעים על התגובה הפיזיולוגית (למשל תדירות נשימה, נפח גאות, נפח ריאות, דרכי הנשימה העליונה, מאמצי נשימה ספונטניים, עיתוי של מדידות) נשלטים וטופלו על ידי מערכת המדידה ופרוצדורות, 1 הטכניקה היא כובעתוכל לייצר במידות מדויקות ושחזור בתנאי שהוא מבוצע כהלכה. מטרתו של מאמר זה היא לספק תיאור מפורט, כרונולוגי של ההליך הדרוש על מנת לבצע מדידות כאלה בעכברים. הפרוטוקול מורכב מארבעה חלקים: שלבי הכנה (חומרים כימיים, ציוד ונושאים), אוורור מכאני, מדידות תפקוד ריאות, וניתוח נתונים. דוגמאות לתוצאות נציג של מכניקה של מערכת נשימה שנוצרו באמצעות מכונת נשמת בוכנה מבוקרת מחשב (flexiVent, SCIREQ Inc, מונטריאול, QC, קנדה) מסופקים. אלה נלקחו מעכברים נאיביים וכן ממודל מונע חמצון מתח של נזק נשימה מאופיין בדלקת בדרכי נשימה, נזק לתאי אפיתל דרכי הנשימה והיענות מוגברת לשאיפת מטכולין 4 תרסיס. בעוד פרוטוקול זה משמש לעתים קרובות כדי להעריך את היענות לנשימה בשאיפת מטכולין, זה מרחיב לתוצאות אחרות וvariouפתולוגיות s כולל אסתמה, מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD), נפחת, סיסטיק ריאות, פגיעת ריאות, כמו גם למודלי עכבר מהונדסים של מחלות דומות למחלות אנושית. ממצאי מחקר באמצעות כלי זה יכול לתרום לאפיון טוב יותר והבנה של שינויים פיסיולוגיים או מודלי מחלה, כמו גם להתרחבות לתחומי מחקר חדש.

<table><tbody><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;ריאגנטים&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Acetyl-&amp;#946;-methylcholine chloride </td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A-2251</td><td>מטאכולין</td></tr><tr><td>פינצטת Micro-Adson, משננת 12 cm</td><td>Fine Science Tools</td><td>11018-12</td><td></td></tr><tr><td>פינצטת Moria MC31, משננת-מעוקלת</td><td>Fine Science Tools</td><td>11370-31</td><td></td></tr><tr><td>מספרי איריס-חיתוך קשיח, ישרים 11.5 cm</td><td>Fine Science Tools</td><td>14058-11</td><td></td></tr><tr><td>מספרי קפיץ-להבים 2.5 mm, ישרים</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-08</td><td></td></tr><tr><td>מחט קהה לא סטרילית (18g x &amp;frac12;")</td><td>Brico Medical Supplies Inc.</td><td>BN1805</td><td>קנולה אנדוטראכאלית</td></tr><tr><td>חוט תפר משי 5-0 לא סטרילי</td><td>Seraflex</td><td>IDI58000</td><td></td></tr><tr><td>תמיסת פוספט מקושרת (PBS)</td><td>Gibco</td><td>14190-144</td><td></td></tr><tr><td>מבחנות קוניות 15 ml</td><td>Starstedt</td><td>SS-4001</td><td></td></tr><tr><td>מזרקי TB 1 ml</td><td>Becton Dickinson</td><td>309626</td><td></td></tr><tr><td>טיפים עם מסנן 200 &amp;mu;l</td><td>Biosphere</td><td>70.760.211</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;ציוד&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;flexiVent&lt;/em&gt; FX</td><td><a href="http://www.scireq.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> SCIREQ Inc.</a></td><td>sales@scireq.com</td><td>&lt;a href="http://www.scireq.com/" target="_blank"&gt;www.scireq.com&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>נבולייזר Aerogen Aeroneb</td><td><a href="http://www.scireq.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> SCIREQ Inc.</a></td><td>sales@scireq.com</td><td>&lt;a href="http://www.scireq.com/" target="_blank"&gt;www.scireq.com&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

הערכה של מכניקת מערכת נשימה בעכברים באמצעות טכניקת תנודה בכפייה

Evaluation of Respiratory System Mechanics in Mice using the Forced Oscillation Technique

טכניקת התנודה נאלצה (FOT) היא כלי רב עוצמה, אינטגרטיבי וtranslational המתיר ההערכה הניסויית של תפקודי ריאות בעכברים באופן מקיף, מפורט, מדויק ושחזור. הוא מספק מדידות של מכניקה של מערכת נשימה באמצעות הניתוח של אותות לחץ ונפח שנרכשו בתגובה למשרעת קטנה מוגדרת מראש,, תנודתית זרימת אוויר צורות גל, המיושמים בדרך כלל בפתיחת דרכי הנשימה של נבדק. את פרטי הפרוטוקול הנוכחיים את הצעדים הנדרשים כדי לבצע מדידות תנודה בכפייה במידה מספקת בעכברים באמצעות הנשמה בוכנה מבוקרת מחשב (flexiVent; SCIREQ Inc, מונטריאול, QC, קנדה). התיאור מחולק לארבעה חלקים: שלבי הכנה, אוורור מכאני, מדידות תפקוד ריאות, וניתוח נתונים. זה כולל גם פרטים של איך להעריך את ההיענות לנשימה בשאיפת מטכולין בעכברים מורדמים, יישום נפוץ של techniqu זהדואר המשתרע גם על תוצאות אחרות ומוזרויות ריאה שונות. מדידות שהתקבלו בעכברים נאיביים, כמו גם ממודל מונע חמצון מתח של נזק נשימה מוצגות כדי להמחיש עד כמה הכלי הזה יכול לתרום לאפיון והבנה של שינויים פיסיולוגיים שנחקרו או מודלי מחלה טובים יותר, כמו גם ליישומים בתחומי מחקר חדשים.

מדידות מכניקת מערכת נשימה. טבלה 4 מראה תוצאות טיפוסיות מ/ J עכברים נאיביים שהושגו בתחילת המחקר וbronchoconstriction-Induced methacholine הבא (12.5 מ&quot;ג / מ&quot;ל) באמצעות אחד משני דורות flexiVent הנתמכים על ידי תוכנת flexiWare 7. מכניקה של מערכת הנשימה, כלומר בתנאי חזה סגורים, הוערכה על ידי לסירוגין הפרעות של משפחות התדר אחד והפס הרחבים בכפייה התנודה באופן צפופים (בעין המצלמה-150, מהירים ראש-3, בהתאמה). מאז אוורור מושהה במהלך מדידות, ראש-3 מהירים, אשר מכסה טווח תדרים דומה כמו ראש-8 אך יש לו פחות זמן (3 לעומת 8 שניות), נבחר על מנת לקצר את תקופת apneic, למזער את ההשפעה של ההפרעות בגזים בדם ומספקות רזולוציה טובה יותר של התגובה. פרמטרים הקשורים לכל הפרעות חושבו automatically על ידי תוכנת ההפעלה. תוצאות ממחישות כי שני דורות של מערכת flexiVent הופקו מדידות מקבילות של מכניקה בדרכי הנשימה. אתר של תגובת ריאות. הבחנה באתר של תגובת ריאות מאפשרת לחוקר לאתר עוד אזורים שנפגעו, ולזהות נקודות פוטנציאליות של התערבות פרמקולוגית 6. לדוגמה, / J עכברים נאיביים מצביעים על עלייה של התנגדות בסיסית כאשר לחץ נשיפת הסוף נגד שמדידות נעשות הוא עלה מ 3 לCMH 2 O 9 (איור 6 א, בעין המצלמה-150). בדוגמא הנוכחית, השימוש בפס רחב (מדידות Fot מהירים ראש-3) סיפק פרטים כדי להבהיר את הבסיס לשינוי בהתנגדות: השינוי בלחץ נשיפת הסוף הביא לירידה בהתנגדות דרכי הנשימה (R N) עולה בקנה אחד עם השפעות bronchodilating של נפח ריאות גבוה יותר ובעיתונות האינפלציה הגדולה יותריור (איור 6 ד &#39;) ומגידול ברקמת דעיכת (G; איור 6E), פרמטר הקשור באופן הדוק להתנגדות רקמות המשקפת viscoelasticity רקמות ואולי התנגדות של דרכי הנשימה הקטנה 7. האחרון ידוע להגדיל עם נפח ריאות גדל. hyperresponsiveness דרכי הנשימה. חשיפת גז כלור לאחר, היענות נשימה לשאיפת מטכולין עליות בהשוואה לחשיפה לאוויר בעכברי Balb / ג כתוצאה מניזק הנשימה 4 (איור 2). כלור ידוע לגרום סטרס חמצונים, מה שמוביל להרס של תאים מבניים בדרכי הנשימה, בתאי אפיתל מסוימים, וגרימת גיוס של תאי דלקת. כפי שהוא מיוצג באיור 5, ניתן לראות שינויים בכל הפרמטרים המתארים את המכניקה של מערכת נשימה בתגובה לאתגרי methacholine הולכים וגדלים. בהשוואה לעכברים שנחשפו באוויר, עכברים שנחשפו לchloriגז ne מוצג תגובות מקסימליים גבוהות יותר בכל הפרמטרים Fot (איור 5 א, 5B, 5D-5F), כמו גם משמרת שמאלה מובהקת סטטיסטי של עקומת ריכוז בתגובה שהודגמה על ידי הפחתה של הריכוז של methacholine נדרשה כדי לגרום להכפלה בהתנגדות וelastance (PC 200; איור 5 ג). תוצאות אלו ממחישות, בהתאמה, hyperresponsiveness דרכי הנשימה ורגישות יתר לחשיפה הבאה בשאיפת מטכולין לגז כלור. מדידות אחרות. בנוסף לFOT, יכולה לשמש גם את מערכת flexiVent לאסוף סוגים אחרים של 8-10 התפקוד הריאתי או 11 מידות לב וכלי דם. איור 7 מציג עקומת נציג שלבים, לחץ מונע לחץ בנפח בעכברים / J נאיביים בתנאים בסיסיים . חלק העליון של איבר הדפלציה של העקומה הוא להתאים לסלזר-נואלס משוואת 12 </<html> sup&gt; ופרמטרים מחושבים באופן אוטומטי על ידי התוכנה. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table1.jpg" alt="טבלת 1" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table1highres.jpg" fo:content-width="6in" /> טבלת מס &#39;1. דוגמאות למשטרי הרדמה המשמשים בעכברים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172table1large.jpg" target="_blank">לחצו כאן לצפייה בטבלה גדולה יותר.</a> <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table2.jpg" alt="טבלה 2" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table2highres.jpg" fo:content-width="5in" /> טבלת 2. הפרעות המשמשות למדידות תפקוד ריאות בעכברים. * הארכה נדרשת למערכת. הנושא גם צריך להיות בתא סגור plethysmograph במהלך מדידות.הכחוש וגבוה &quot;&gt; לחץ כאן לצפייה בטבלה גדולה יותר. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table3.jpg" alt="טבלה 3" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table3highres.jpg" fo:content-width="6in" /> לוח 3. דוגמה לפרמטרים שיוצאו ממשפחות תזזית התנודה בכפייה תדר אחד והפס רחבים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172table3large.jpg" target="_blank">לחצו כאן לצפייה בטבלה גדולה יותר.</a> <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table4.jpg" alt="טבלה 4" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table4highres.jpg" fo:content-width="6in" /> לוח 4. השוואת מערכת. השוואה של פרמטרים מכניקת ריאות נאספה באמצעות שני דורות של המערכת המופעלים על ידי תוכנת flexiVent flexiWare 7. תוצאות היו שנוצרו בעכברים / J נאיביים (n = 5 /<html> קבוצה) בתחילת המחקר וbronchoconstriction-Induced methacholine הבא (MCH 12.5 מ&quot;ג / מ&quot;ל). * קבוצות הושוו באמצעות ניתוח שונה דו כיוונית למדידות חוזרות ויומן 10 תגובות בודדות להומוגניות של סטיות (פריזמה GraphPad, גרסת 5.03, תוכנת GraphPad, סן דייגו, ארה&quot;ב). <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig1.jpg" alt="איור 1" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig1highres.jpg"/> איור 1. צילום מסך של אינפלציה ריאות עמוקה. הפנל העליון מציג את הנפח שנעקר על ידי הבוכנה של מכונת ההנשמה (אדום זכר) והנפח נמסר לנושא (אפור זכר). הפנל התחתון מציג את הלחץ במכל להגדלת לחץ סט של 30 CMH 2 O על פני תקופה של 3 שניות ונשאר קבוע לאותה תקופת הזמן. 172/50172fig2.jpg &quot;alt =&quot; איור 2 &quot;/&gt; איור 2. דוגמה לתסריט אופייני בשימוש כדי להעריך מכניקה במערכת נשימה בתחילת מחקר. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig3.jpg" alt="איור 3" /> איור 3. מאמצי inspiratory ספונטניים במהלך הביצוע של עקומת לחץ בנפח שלבים. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig4.jpg" alt="איור 4" fo:content-width="2.6in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig4highres.jpg"/> איור 4. בזמן הקורס הבא תגובת הגדלת אתגרי methacholine שאיפה. תוצאות באות לידי ביטוי כממוצע (± סטיית התקן) של קבוצה של 5 A / עכברי J ספונטני hyperresponsive נאיביים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172fig4large.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.</a> &lt;p class = &quot;jove_content&quot; עבור: לשמור-together.within עמודים = &quot;תמיד&quot;&gt; <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig5.jpg" alt="איור 5" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig5highres.jpg"/> איור 5. שינויים במכניקה במערכת נשימה לאחר אתגרים גוברים methacholine בכלור ועכברים Balb / C אוויר חשוף. ערך השיא זוהה עבור כל פרמטר בכל נושא ובתנאי ניסוי. ממוצעי קבוצה אז חושבו (ממוצע ± סטיית תקן, n = 4-6). הבדלים בין קבוצות הוערכו על ידי ניתוח שונות באמצעות 10 היומן של תגובות בודדות להומוגניות של סטיות. הריכוז של methacholine הפקת הכפלה של בסיס (PC 200) הושג על ידי התאמת פולינום צו שני למנת תגובה עקומות בודדות ואינטרפולציה של העקומה המצויד. נקודות נתונים חסרות ב-D, E ו-F בעכברים שנחשפו לכלורבשני ריכוזי methacholine הגבוהים ביותר בשל מקדמים מספיק גבוהים של נחישות משקפת כושר ירוד של המודל המתמטי לנתונים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172fig5large.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.</a> <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig6.jpg" alt="איור 6" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig6highres.jpg"/> איור 6. מחיצות של תגובת הנשימה לתוך דרכי הנשימה ומכניקת רקמת ריאה. עקבות ניסויי מנאיביות עכברים / J ממחישים תדר אחד (2.5 הרץ) והפס הרחב (1-20.5Hz) נאלצו מדידות תנודה של מכניקת נשימה בשלושה עותקים בשני לחצי נשיפת קצה שונים (3 ו -9 CMH 2 O). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172fig6large.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה</a> </&gt;. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig7.jpg" alt="איור 7" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig7highres.jpg"/> איור 7. עקומות עקומה לחץ בנפח לחץ בנפח בעכברים / J נאיביים בתנאים בסיסיים. נוצרו באמצעות לחץ מונעים הפרעות בשלבים (PVS-P), כדי להבטיח שכל עכבר ריאות היו מנופחות לאותו לחץ, באופן בלתי תלויה במצבם. סלזר-נואלס פרמטרים משוואה שחולצו מן עקומות לחץ בנפח בודדות גם היו בממוצע ודיווחו בתבנית טבלה. תוצאות באות לידי ביטוי כסטייה ממוצעת הסטנדרטית ± ​​(n = 6).

הפרוטוקול הנוכחי מספק תיאור מפורט צעד אחר צעד של הנהלים הנדרשים לביצוע מדידות של מכניקה של מערכת נשימה, כמו גם ההערכה של היענות נשימה לשאיפת מטכולין בעכברים באמצעות טכניקת התנודה נאלצה (flexiVent; SCIREQ Inc, מונטריאול, QC , קנדה).

The  forced oscillation technique (FOT) is a powerful, integrative and translational  tool permitting the experimental assessment of lung function in mice ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא להדגים מדידות של תנודות כפויות (forced oscillation) של מכניקה נשימתית בעכברים באמצעות ה-flex event, שנשם בוכנה מסחרי הנשלט במחשב. הדבר יבוצע באמצעות הערכת התגובתיות של דרכי הנשימה למשאיקת מתילכולין. השלב הראשון הוא הכנת הרכיבים הדרושים, הציוד והנבדק.לאחר מכן, הנבדק מחובר למנשם לצורך הנשמה מכנית ומדידות של מכניקת הנשימה. באמצעות סקריפט שהוגדר מראש, נבצע סדרה של מדידות אוטומטיות מבוקרות מאוד בקו הבסיס ולאחר אתגר מתילכולין. ניתוח התוצאות עשוי להראות תגובתיות-יתר של דרכי הנשימה, כפי שבא לידי ביטוי בתגובות מקסימליות גבוהות יותר של התנגדות ואלסטין בעכברים שנחשפו לכלור בהשוואה לנבדקי ביקורת.היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות הוא שהיא מספקת כלי מדויק למדידת תפקוד הריאות באופן מקיף, מפורט וטרנסלציונלי. דבר זה מושג באמצעות ניתוח אותות לחץ ונפח שנרכשו כמענה לתבניות זרימת אוויר תנודתיות (oscillatory airflow waveforms) מוגדרות מראש, המופעלות בפתח דרכי הנשימה של הנבדק. בנוסף, ניתן לשלוט ולסטנדרט את גורמים רבים המשפיעים על התגובה הפיזיולוגית.באמצעות שיטה זו, הפעילו את מערכת ה-Flex event FX והפעילו את התוכנה. הפרוטוקול הנוכחי תקף עבור כל אחד משני דורות ה-flex event הנתמכים על ידי flexi. התקינו את התוכנה במפגש הניסוי הראשון או בכל זמן שלפניו. פתחו את מודול הגדרת המחקר והתכנון כדי להגדיר מראש את מבנה המחקר.לחצו על כפתור יצירת מחקר חדש ועקבו אחר האשף ליצירת המחקר. תארו את הפרוטוקול והגדירו את קבוצות הניסוי ואת הנבדקים שייבחנו. התחילו את סבב הניסויים על ידי פתיחת מודול סבב הניסויים ומעקב אחר רצף ההפעלה.לבחירת המחקר והתבנית. שייכו נבדק לאתר המדידה ואשרו את משקלו. המשיכו בכיול המערכת על פי השלבים המתוארים בתוכנת ההפעלה.תופיע הנחיה לחיבור הקנולה שבה יעשה שימוש לצינורית ה-Y לצורך כיול. המשך בכיול הקנולה על ידי ביצוע השלבים באשף הכיול, וודא מערכי הכיול שהתקבלו נמצאים בטווח המוגדר. במידת הצורך, חזור על תהליך הכיול; במידה והתהליך הושלם, בטל את ההנחיות להתחלת ההנשמה והקלטת הנתונים.ניתן להתחיל בשלבים אלו בנקודת זמן מאוחרת יותר. הרדימו את נסיין באמצעות מינונים מתאימים של חומרי הרדמה. ודאו שהנסיין הגיע לרמת הרדמה כירורגית.הנבדק לא צריך להראות תגובה לצביטה בבוהן ונשימתו צריכה להיות סדירה ולא מאומצת. מקמו את החיה במצב שכיבה על הגב (supine) עם מקור חום לשמירה על טמפרטורת גוף תקינה. נורת 60 watt הממוקמת במרחק של 45 centimeters מהעכבר היא מספקת.לאחר מכן, נקו את אזור הגרון באמצעות אלכוהול כדי לחשוף את הקשירה. בצעו חתך והפרידו בעדינות את בלוטת תת-הלסת (sub maxillary gland) ואת שכבת השרירים המכסה אותה. הרימו בעדינות את הקשירה באמצעות פינצטה מיקרוסקופית.לאחר מכן, העבירו תפר מתחת לכך. גזרו בין שתי טבעות הסחוס הקרובות ביותר לגרון. פעולה זו יוצרת חתך קטן בקנה הנשימה מבלי לנתקו.החדירו את הקנולה המכוילת לתוך החתך והקידמו אותה בעדינות דרך חמש טבעות קנה נשימה. בדוגמה זו, נעשה שימוש בקנולה מתכתית במידה 18 ובאורך 1.2 centimeter. חיוני לקבע את הקנולה באמצעות התפר.החיבור צריך ליצור אטימה הרמטית סביב הקנולה. קרב את בעל החיים המקונול למנשם. התחל את ההנשמה המכנית על ידי בחירה בפרופיל הנשמה מוגדר מראש או מותאם אישית בתפריט ההנשמה.כעת חברו את בעל החיים למנשם באמצעות צינור ה-Y. יישרו בזהירות את בעל החיים ביחס למנשם וודאו שהקניולה התרדיאלית נמצאת באותו גובה של המנשם. פעולה זו תמנע חסימה אפשרית של הקניולה או פיתול של הקנה בתוכנה.בצעו הפרעת ניפוח עמוקה (deep inflation perturbation) על ידי לחיצה כפולה על שם ההפרעה כדי לוודא את הכנסת הקנולה ואת חיבורה. כל עוד אין דליפה, המערכת תשמור לחץ של 30 centimeters of water לאורך תקופה של שלוש שניות ללא תזוזה מוגברת של הנפח. עקומות הנפח והלחץ המוקלטות צריכות להיות חלקות, ללא סימנים של סטייה או עיוות.במידה ולא, ייתכן כי קיימת קנולה, חסימה או מיקום שגוי בנקודה זו. ניתן לחבר מתמרים של מדדי חיוניות לניטור קצב הלב וטמפרטורת הגוף במידת הצורך. ניתן להתחיל את הקלטת הנתונים של אותות אלה בכל עת, באופן ידני או אוטומטי באמצעות סקריפט.ניתן להפוך את המדידות או את הפקודות להפעלת הנבולייזר, סממני אירועים וכדומה, לאוטומטיות באמצעות סקריפטים מוגדרים מראש או מותאמים אישית, כדי להבטיח תהליך ניסויי מבוקר וניתן לשחזור ברמה גבוהה. שש משפחות של הפרעות (perturbations), היוצרות מספר פרמטרים, יכולות לשמש לתיאור המכניקה של מערכת הנשימה של הנבדק במצב בסיס ולאחר גירוי נתון. כאשר מתחילים לבצע את המדידות, חשוב להריץ תחילה את הפרעת הניפוח העמוק כדי לגייס אזורי ריאה סגורים ולתקנן את היסטוריית נפח הריאה.בשלב הבא, ודאו את היעדרהם של מאמצי נשימה ספונטניים על ידי ביצוע מדידה לבדיקה. צפו בעקומות אות הלחץ בתצוגת מערך הנתונים שנבחרה, באמצעות עקומות PV מדורגות.מישורי הלחץ (plateaus) צריכים להיות מוגדרים היטב וללא סטיות כלפי מטה. תנודה של הלחץ כלפי מטה תעיד על מאמץ שאיפה של בעל החיים. כעת הפעילו את הסקריפט להערכת תגובתיות דרכי הנשימה למתילכולין שאיפי על ידי לחיצה כפולה על הכותרת שלו.בדוגמה זו, הסקריפט מבצע סדרה של מדידות בסיס בשלוש חזרות. לאחר מכן מופיעה הנחיה למלא את המסננת (nebulizer) בתמיסת מלח. או בדוגמה זו, תמיסם של methylcholine, יש להטעין כ-100 µL מהתמיסה אל המסננת.הערפילה תתחיל באופן אוטומטי ברגע שהמידע יוזן לתוכנה. זמן קצר לאחר סיום הערפילה, תחל רצף של מדידות במרווחי זמן קצרים למשך כשלושה דקות. לאחר מכן, תופיע הנחיה לביצוע.אתגר נוסף ניתן, וניתן לחזור על רצף המדידות בין אתגרים. ייבוש הפנים של תושבת הנבולייזר באמצעות מקלון יכול לסייע במניעת הצטברות של טיפות או עיבוי בקו השאיפה. תוך כדי איסוף הנתונים, התוכנה מחשבת פרמטרים הקשורים להפרעה (perturbation) ומספקת מקדם דטרמינציה המבוסס על התאמת הנתונים למודל.בהמשך, ניתן לגשת לניסוי באמצעות מודול הסקירה והדיווח של התוכנה כדי לייצא נתונים או לנתח אותם לעומק. בסיום הניסוי, הפסיקו את ההנשמה ונתקו את הנבדק. לאחר הניתוק, בצעו הריגה מהירה של בעל החיים באמצעות מינון יתר של sodium pentobarbital; לאחר מכן ניתן לבצע שטיפה ברונכואלוולולרית (bronchoalveolar lavage) או לבודד את הריאות לצורך ניתוח נוסף.לפני המעבר לנבדק הבא, יש לשטוף ולייבש את צינור ה-y של מתאם הנבולייזר ואת הקנולה. עברו לנבדק הבא בתוכנת ההפעלה ואשרו את משקלו. לאחר מכן, בצעו את שלבי הכיול המוצעים לפני המשך הניסוי.בסוף היום, שטפו וייבשו את הציוד. זכרו, לפני סגירת הסשן הניסויי, לנקות גם את שסתום הנשימה של המערכת בהתאם להוראות היצרן כדי לשמור על ביצועי המערכת. הדוגמאות הבאות מייצגות מבחר של תוצאות טיפוסיות מניסויים בעכברים נאיביים ובעכברים שנחשפו לכלור, תוצאות מקבילות מעכברי aj נאיביים.עכברים נבדקו בנקודת הבסיס ולאחר ברונכוקונסטריקציה (כיווץ סימפונות) שרוּתה באמצעות מתיכולין, תוך שימוש באחד משני הדורות של flex event הנתמכים על ידי flexi wear seven. מכיוון שמדידות FOT רחבות-פס תאפשרות חלוקה של תגובת הריאה לפרמטרים של דרכי הנשימה ושל רקמת הפארנכימה, הן מספקות אמצעי לזיהוי אזורי הריאה המושפעים. לדוגמה, עכברי AJ נאיביים הראו עלייה בהתנגדות הבסיס כאשר לחץ סוף הנשיפה הועלה מ-3 ל-9 סנטימטרים של מים.השינוי בלחץ בסוף הנשפירה הוביל לירידה בהתנגדות דרכי הנשימה, באופן העולה בקנה אחד עם ההשפעות המרחיבות סימפונות (bronchodilating) של נפח ריאה גבוה יותר ולחץ ניפוח גדול יותר, וכן לעלייה בבלימת רקמה (tissue damping), פרמטר הקשור קשר הדוק להתנגדות הרקמה המשקף את הוויסקו-אלסטיות של הרקמה ואולי את ההתנגדות של דרכי הנשימה הקטנות. ידוע כי האחרונה עולה עם הגדלת נפח הריאה. פרוטוקול זה משמש לעיתים קרובות להערכת התגובתיות של דרכי הנשימה למתילכולין ששאף לאחר חשיפה לגז כלור.עכברי B.SEA הפגינו תגובתיות יתר של דרכי הנשימה בהשוואה לקבוצות ביקורת שנחשפו לאוויר. בדוגמה הנוכחית, עכברים שנחשפו לגז כלור הראו תגובות מקסימליות גבוהות יותר בכל פרמטרי ה-FOT. עכברים אלו הראו גם הסטה משמעותית סטטיסטית שמאלה של עקומת התגובה לריכוז, או רגישות יתר למתילכולין שנשאף, אשר מודגמת על ידי הפחתה בריכוז המתילכולין הנדרש כדי לגרום להכפלה בהתנגדות ובאלסטין.בנוסף ל-FOT, מערכת ה-flex event יכולה להקליט מדידות אחרות, כגון עקומות לחץ-נפח. החלק העליון של ענף ההוצאה (deflation limb) מותאם למשוואת Salazar Knolls, והפרמטרים הקשורים לכך מחושבים על ידי התוכנה. כדי להצליח בטכניקה זו, חשוב להקפיד על כל שלב, כאשר דגש מיוחד ניתן לכיול המערכת, להתנגדות של הקנולה האנדוטראכאלית, למיקום בעל החיים ולסטנדרטיזציה של נפחי הריאות.אם שלבים אלו יבוצעו בדיוק, שיטה זו תספק לכם אפיון מדויק של התכונות המכניות של ריאת העכבר.

evaluation-respiratory-system-mechanics-mice-using-forced-oscillation

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

ההערכה של פיזיולוגיה נשימה הסתמכה באופן מסורתי על טכניקות, הדורשות איפוק או הרגעה של בעלי החיים. plethysmography כל הגוף בלתי מרוסן, לעומת זאת, מספק ניתוח מדויק, לא פולשנית, כמותי של פיזיולוגיה נשימה במודלים של בעלי חיים. בנוסף, הטכניקה מאפשרת חוזרת ונשנית בדרכי הנשימה הערכה של עכברים המאפשרים למחקרים ארוכים טווח.

מדידת תפקודי נשימה בעכברים באמצעות Plethysmography של כל הגוף ללא ריסון

מטרת המאמר הנוכחי היא לספק תיאור מפורט של נהלים מומלצים כדי להעריך את תפקוד מערכת הנשימה בעכברים בהכרה מאת כפול-תא plethysmography.

הערכה של תפקוד מערכת הנשימה בעכברים בהכרה על ידי כפול-תא Plethysmography

משמש לכמת את תבנית. הנשימה בעכברים ערים אנו מראים כי מקטעים של 15 מתחת לפרוטוקול מתוקננת מציגים ערכים דומים למשך זמן ממושך של נשימה שקטה. מתודולוגיה זו מאפשרת גם הכמת של דום נשימה ונשימות מוגבר במהלך השעה הראשונה בחדר.

שיטה להשגת תבנית הנשימה בעכברים מרחבי הדרך

ככל שהשימוש בטכניקת תנודה כפויה (FOT) מנוצל יותר ויותר לאפיון מכניקה נשימתית, יש צורך לתקנן שיטות ביחס להנחיות הטכניות המתהוות והמלצות היצרן השונות. פרוטוקול מפורט מסופק כולל הערכת FOT ופרשנות לשני מקרים כדי להקל על סטנדרטיזציה של שיטות.

שימוש בטכניקת התנודה הכפויה להערכת מכניקה נשימתית במבוגרים

אנו מדגימים פרוטוקול הפעלה סטנדרטי לביצוע תנודה נשימתית, תוך הדגשת נהלי בקרת איכות ואבטחה מרכזיים.

ביצוע תנודות נשימה בסביבת אשפוז

המערך המוצע מאפשר אוורור מכני מבוקר והדמיית תהודה מגנטית של תנועת בית החזה בתלת מימד בעכברים וחולדות. השתמשנו במערך זה כדי לחקור את הפתופיזיולוגיה העומדת בבסיס תפקוד לקוי של שרירי הנשימה הנגרמת על ידי הנשמה מכנית.

הדמיית תהודה מגנטית תלת מימדית של תנועת נשימה בעכברים וחולדות מאווררים מכנית

ניתוח מיקרוסקופי של γH2AX מוקדים, אשר הטופס הבא זירחון של H2AX ב Ser-139 בתגובה פעמיים גדיל הדנ"א נשבר, הפך להיות כלי רב ערך בביולוגיה קרינה. כאן השתמשנו נוגדנים מונו מפוגל היסטון H3 ב ליזין 4 כסמן epigenetic של euchromatin פעיל לתעתוק, כדי להעריך את הפריסה המרחבית של היווצרות γH2AX קרינה הנגרמת בתוך הגרעין.

הערכת התפלגות מרחבית של γH2AX הבאים בקרינה מייננת

DT40, מערכת החולייתנים מודל גנטי, מספק כלי רב עוצמה כדי לנתח את תפקוד החלבון. כאן אנו מתארים שיטה פשוטה המאפשרת ניתוח איכותני של פרמטרים המשפיעים על סינתזת דנ"א בשלב S-של DT40 תאים ברמת מולקולה בודדת.

ויזואליזציה של שכפול ה-DNA של DT40 דגם מערכת החולייתנים באמצעות טכניקה סיב ה-DNA

אנו מציגים שיטה לחזות לציפורן ב...

ויזואליזציה של Caenorhabditis elegans לציפורן מבנים באמצעות דיי ויטל lipophilic, DiI

כאן אנו מציגים בעלות נמוכה, המכשיר עמיד cryotolerant לאחזור מדגם טנקים דיואר מלא חנקן נוזלי. קלות הבנייה העיצוב המודולרי של המכשיר הופך את תהליך אחזור מדגם ומכלי קירור קלה ובטוחה.

עשה זאת בעצמך התקן להבראת דוגמאות Cryopreserved בטעות ירד לתוך טנקים אחסון קריוגני

למד הערכת מכניקת מערכת הנשימה בעכברים באמצעות טכניקת תנודה בכפייה. שיטה זו מאפשרת מדידות מדויקות של תפקוד הריאה ותגובתיות דרכי האוויר לחומר methacholine.

הערכה של מכניקת מערכת נשימה בעכברים באמצעות טכניקת תנודה בכפייה

גלה סרטונים נוספים