Name: מדידה של עקומת לחץ-נפח ריאות עכבר (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-01-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
Description: למד מדידת עקומת לחץ-נפח ריאות בעכברים לחקר פיזיולוגיה נשימתית ומחלות ריאה כמו פיברוזיס ואמפיזמה. שיטה זו מאפשרת הערכה כמותית של שינויים מבניים ברקמת הריאה.

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

playerTrialDesktop

עבודה זו נתמכה על ידי NIH HL-1034.

ועדת בעלי החיים באוניברסיטת ג&#39;ונס הופקינס הטיפול ושימוש בבעלי החיים אושרה בכל הפרוטוקולים. 1. ציוד מערכת מרוכבים להגדיר, מוכן למדוד את עקומת PV מוצגת באיור 1. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידת נפח: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור קצב קבוע של אינפלציה ודפלציה באמצעות משאבת מזרק עם מתג המאפשר למשתמש להפוך במהירות את המשאבה לאחר שהגיע לגבולות הלחץ. לעקומות PV עכבר, להשתמש במזרק זכוכית 5 מיליליטר משומן מאוד קל עם הנפח הראשוני (לפני אינפלציה) נקבע על 3 מיליליטר של אוויר. 3 מיליליטר הוא גדול מספיק כדי למדוד היקפים כמעט בכל עקומות PV העכבר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את הנפח נמסר על ידי המשאבה על ידי הצמדת שנאי דיפרנציאלי ליניארי לדיור המשאבה, עם מוט חיישן קטן מחובר לבוכנת המזרק נעה. הערה: אמצעי אמפירי לתקן לדחיסת גז במערכת מתוארת תחת מ&quot;ק PVסעיף הקלטת RVE. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידה לחץ: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במד לחץ זול סטנדרטי עם מגוון של 0-60 סנטימטר H (PSI 0-1) 2 O. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקלטת מדידה: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להקליט את עקומת PV להשתמש בכל מכשיר הקלטה דיגיטלית עם יכולות XY (למשל, PowerLab). הגדר ערוץ אחד כדי להקליט את אות הנפח תיקנה וערוץ אחר כדי להקליט את לחץ transpulmonary (PTP), על מנת גרף העקום PV. השתמש במגבר קדם גשר שמתחבר לPowerlab העיקרי למדידת הלחץ. כייל את ערוץ לחץ 0-40 סנטימטר H 2 O, ולכייל את ערוץ הנפח 0-3 מיליליטר. </li></ol></li></ol> 2. תיקון לדחיסת גז שים לב: זהו צעד ראשון קריטי בהגדרה, שכן כפי שמגביר את הלחץ, ירידת נפח גז, ולכן נפח האוויר שנמסר לעכבר יהיה יותר ויותר פחות מעקירתם של SYRחבית אינגה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את השסתום שיחבר מערכת PV לריאות, ולכן אין גז יכול לעזוב את המערכת. התחל העירוי ולבחון אם ערוץ הנפח תיקן את המכשיר מציג לכ -40 סנטימטרים H 2 O. כל שינויים מדידים כמו העלייה בלחץ אם כן, אז נכון בשלבים הבאים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נכון לדחיסת גז באופן אמפירי על ידי הפחתה ממדידת תזוזת בוכנה (כלומר, הנפח שלא תוקן) טווח פרופורציונאלי ללחץ האינפלציה. לעשות את זה בערוץ Powerlab (VC נקרא) כדי להראות את אותות נפח מינוס מקדם פעמים הלחץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע את המקדם במשוואה. ראשית, להפוך את הניחוש ראשוני, להפוך את תרשים הקלטה על, ולהתחיל את המשאבה. מאז צינורות האינפלציה אטומים, להתאים את המכפיל מקדם לחץ להפוך את ערוץ Vc לקרוא אפס כלחץ עולה 0-40 סנטימטר H 2 O. אם זה הולך למעלה או למטה, פשוט להתאים את גורם התיקון עד שנשאר שטוח מעל טווח הלחץ הזה. גורם תיקון זה תמיד יהיה אותו הדבר, אם אותו 3 מיליליטר החל נפח במזרק אינו משתנה. </li></ol></li></ol> 3. בדיקות ניסויי בעכברים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הליך למדידת עקומת PV בעכברים. כל הפרוטוקולים של בעלי החיים אושרו על ידי ועדת בעלי החיים באוניברסיטת ג&#39;ונס הופקינס הטיפול ושימוש. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדימי עכברים (C57BL / 6 עכברים ב6-12 שבועות של גיל) עם קטמין (90 מ&quot;ג / קילוגרם) ו xylazine (15 מ&quot;ג / קילוגרם), ולאשר הרדמה על ידי היעדר תנועת רפלקס. הערה: עקומת PV יכולה להסתיים בעכברים מורדמים בפחות מ -10 דקות והיא הליך מסוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Tracheostomize העכברים עם צינורית מחט בדל 18 G. עושה זאת על ידי ביצוע חתך קטן בעור שמעל קנה הנשימה, איתור קנה הנשימה, ואז עושה חתך קטן בקנה הנשימה, שבו מחט הבדל יכולה להיות מוכנסת. לאבטח את הצינורית על ידי קשירה בחוט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפשר לעכברים לנשימה 1חמצן 00% לפחות 4 דקות. זה יכול להיות באמצעות נשימה ספונטנית משקית או עם מאוורר להלכה שנקבע בנפח של גאות ושפל של 0.2 מיליליטר ב 150 נשימות / דקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את הצינורית לקנה הנשימה ומאפשר 3-4 דקות לעכבר כדי לקלוט את כל החמצן. הליך קליטת חמצן תוצאת מותם של בעלי החיים ובסילוק גזים של הריאה 11 כמעט מלאים. לאשר מותו של העכבר על ידי מדידת הפסקת פעימות הלב עם אלקטרודות א.ק.ג. או תצפית ישירה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שdegassing של הריאה שלם ונפח הריאות הוא אפס, מתחיל לנפח את הריאות באוויר חדר במשאבת המזרק בשיעור של 3 מיליליטר / דקה. לפקח על עקבות לחץ על המקליט הדיגיטלי, וכאשר הוא מגיע 35 סנטימטרים H 2 O, להפוך את המשאבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את עקומת הדפלציה עד שלחץ מגיע H השלילי 10 סנטימטר 2 O, ועד אז את דרכי הנשימה קרסו, לכידת אוויר בalveoli מניעת הפחתת נפח נוספת. מייד להפוך tהוא לשאוב שוב, ומאפשר לריאות reinflate כדרך הנשימה קרסה לפתוח. פתיחה הטרוגנית זו היא בדרך כלל לכאורה על ידי איבר האינפלציה מחפש הרועש בחלק הראשוני של אינפלציה 2 זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר הלחץ שוב מגיע 35 סנטימטרים H 2 O, להפוך את כיוון המשאבה, וממשיך להוציא את האוויר הריאות עד איבר דפלציה 2 זה מגיע ל- 0 סנטימטרים H 2 O. ואז לעצור את המשאבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להציג את שיא תרשים PowerLab של לחץ וזרימה ועקומת PV. לאחר מכן לנתח את עקומת PV כדי לזהות שינויי פנוטיפי בparenchyma ריאות המתרחשים עם פתולוגיות שונות ריאות. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Neergaard, K. v <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neue+Auffasungen+%C3%BCber+einn+Grundbergriff+der+Atemtechnik.+Die+Retraktionskraft+der+unge%2C+abhangig+von+den+Oberflachenspannung+in+den+Alveolen.+%28New+interpretations+of+basic+concepts+of+respiratory+mechanics.+Correlation+of+pulmonary+recoil+force+with+surface+tension+in+the+alveoli.%29%5BTitle%5D)+AND+%22Zeitschrift+Fur+Gesamte+Experi+Medizin%22%5BJournal%5D)">Neue Auffasungen über einn Grundbergriff der Atemtechnik. Die Retraktionskraft der unge, abhangig von den Oberflachenspannung in den Alveolen. (New interpretations of basic concepts of respiratory mechanics. Correlation of pulmonary recoil force with surface tension in the alveoli.).</a> Zeitschrift Fur Gesamte Experi Medizin. 66, 373-394 (1929).</li>
<li>Hildebrandt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pressure-volume+data+of+cat+lung+interpreted+by+a+plastoelastic%2C+linear+viscoelastic+model%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Pressure-volume data of cat lung interpreted by a plastoelastic, linear viscoelastic model.</a> J. Appl. Physiol. 28, 365-372 (1970).</li>
<li>West, J. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHoppin%2C+FG+%22Bioengineering+Aspects+of+the+Lung%22">Bioengineering Aspects of the Lung</a>. , Marcel Dekker. New York, NY. 83-162 (1977).</li>
<li>Avery, M. E., Mead, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+properties+in+relation+to+atelectasis+and+hyaline+membrane+disease%29%5BTitle%5D)+AND+%22AMA.+J.+Dis.+Child%22%5BJournal%5D)">Surface properties in relation to atelectasis and hyaline membrane disease).</a> AMA. J. Dis. Child. 97, 517-523 (1959).</li>
<li>Clements, J. A., Hustead, R. F., Johnson, R. P., Gribetz, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulmonary+surface+tension+and+alveolar+stability%5BTitle%5D)+AND+%22Tech+Rep+CRDLR+US+Army+Chem.+Res.+Dev.+Lab%22%5BJournal%5D)">Pulmonary surface tension and alveolar stability.</a> Tech Rep CRDLR US Army Chem. Res. Dev. Lab. 3052, 1-24 (1961).</li>
<li>Radford, E. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRadford%2C+EP+%22Tissue+Elasticity%22">Tissue Elasticity</a>. Remington, J. W. , American Physiological Society. Bethesda, MD. 177-190 (1957).</li>
<li>Mitzner, W., Johnson, J. W. C., Scott, R., London, W. T., Palmer, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+betamethasone+on+the+pressure-volume+relationship+of+fetal+rhesus+monkey+lung%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effect of betamethasone on the pressure-volume relationship of fetal rhesus monkey lung.</a> Journal of Applied Physiology. 47, 377-382 (1979).</li>
<li>Smaldone, G. C., Mitzner, W., Itoh, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+alveolar+recruitment+in+lung+inflation%3A+Influence+on+pressure-volume+hysteresis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">The role of alveolar recruitment in lung inflation: Influence on pressure-volume hysteresis.</a> Journal of Applied Physiology. 55, 1321-1332 (1983).</li>
<li>Tankersley, C. G., Rabold, R., Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+lung+mechanics+are+genetically+determined+in+inbred+murine+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Differential lung mechanics are genetically determined in inbred murine strains.</a> Journal of Applied Physiology. 86, 1764-1769 (1999).</li>
<li>Soutiere, S. E., Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+defining+total+lung+capacity+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">On defining total lung capacity in the mouse.</a> J. Appl. Physiol. 96, 1658-1664 (2004).</li>
<li>Stengel, P. W., Frazer, D. G., Weber, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+degassing%3A+an+evaluation+of+two+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%3A+Respiratory%2C+Environmental+and+Exercise+Physiology%22%5BJournal%5D)">Lung degassing: an evaluation of two methods.</a> Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 48, 370-375 (1980).</li>
<li>Limjunyawong, N., Mitzner, W., Horton, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+mouse+model+of+chronic+idiopathic+pulmonary+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Rep%22%5BJournal%5D)">A mouse model of chronic idiopathic pulmonary fibrosis.</a> Physiol Rep. 2, e00249(2014).</li>
<li>Fallica, J., Das, S., Horton, M. R., Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+Carbon+Monoxide+Diffusing+Capacity+in+the+Mouse+Lung%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Application of Carbon Monoxide Diffusing Capacity in the Mouse Lung.</a> J. Appl. Physiol. 110, 1455-1459 (2011).</li>
<li>Brown, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+structural+basis+of+airways+hyperresponsiveness+in+asthma%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">The structural basis of airways hyperresponsiveness in asthma.</a> J. Appl. Physiol. 101 (1), 30-39 (2006).</li>
<li>Smargiassi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonographic+Assessment+of+the+Diaphragm+in+Chronic+Obstructive+Pulmonary+Disease+Patients%3A+Relationships+with+Pulmonary+Function+and+the+Influence+of+Body+Composition+-+A+Pilot+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Respiration%3A+International+Review+of+Thoracic+Diseases%22%5BJournal%5D)">Ultrasonographic Assessment of the Diaphragm in Chronic Obstructive Pulmonary Disease Patients: Relationships with Pulmonary Function and the Influence of Body Composition - A Pilot Study.</a> Respiration: International Review of Thoracic Diseases. 87 (5), 364-371 (2014).</li>
<li>Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Airway-parenchymal+interdependence%5BTitle%5D)+AND+%22Comprehensive+Physiol%22%5BJournal%5D)">Airway-parenchymal interdependence.</a> Comprehensive Physiol. 2, 1921-1935 (2012).</li>
<li>Johnson, J. W., Permutt, S., Sipple, J. H., Salem, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Intra-Alveolar+Fluid+on+Pulmonary+Surface+Tension+Properties%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of Intra-Alveolar Fluid on Pulmonary Surface Tension Properties.</a> J. Appl. Physiol. 19, 769-777 (1964).</li>
<li>Palmer, S., Morgan, T. E., Prueitt, J. L., Murphy, J. H., Hodson, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+development+in+the+fetal+primate%2C+Macaca+nemestrina.+II.+Pressure-volume+and+phospholipid+changes%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr.+Res%22%5BJournal%5D)">Lung development in the fetal primate, Macaca nemestrina. II. Pressure-volume and phospholipid changes.</a> Pediatr. Res. 11, 1057-1063 (1977).</li>
<li>Lum, H., Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+species+comparisonof+alveolar+size+and+surface+forces%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">A species comparisonof alveolar size and surface forces.</a> Journal of Applied Physiology. 62, 1865-1871 (1987).</li>
<li>Faridy, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+distension+on+release+of+surfactant+in+excised+dogs%27+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of distension on release of surfactant in excised dogs' lungs.</a> Respir. Physiol. 27, 99-114 (1976).</li>
<li>Faridy, E. E., Permutt, S., Riley, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+ventilation+on+surface+forces+in+excised+dogs%27+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of ventilation on surface forces in excised dogs' lungs.</a> J. Appl. Physiol. 21, 1453-1462 (1966).</li>
<li>Comroe, J. H., Forster, R. E., Dubois, A. B., Briscoe, W. A., Carlsen, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aComroe%2C+JH+%22The+Lung%3A+Clinical+Physiology+and+Pulmonary+Function+Tests%22">The Lung: Clinical Physiology and Pulmonary Function Tests</a>. , Year Book Medical Publishers, Inc. New York, NY. (1962).</li>
<li>Martinez, F. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+clinical+course+of+patients+with+idiopathic+pulmonary+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Intern.+Med%22%5BJournal%5D)">The clinical course of patients with idiopathic pulmonary fibrosis.</a> Ann. Intern. Med. 142, 963-967 (2005).</li>
</ol>

לאף אחד מהמחברים אין אינטרסים כלכליים כלשהם שעלולים להתנגש עם החומר המוצג במאמר זה.

במאמר זה שיטה לשחזור פשוטה שתוארה למדוד בעכברי שיטה קלסית של גמישות ריאות phenotyping, הכוללת את עקומת PV ריאות. עקומות כזה היו גורם משמעותי בגילוי של פעילי שטח ריאתי וחשיבותה במתן יציבות ריאות. כאן הוא הראה כיצד עקומת PV שימושית גם במתן אמצעים למדידה כמה משתנים הקשורים לגמישות ריאות ריאות עכבר בוגרות. חלו שינויים משמעותיים ביותר בכל המשתנים בשני מודלים של עכברים נפוצים המשמשים ליצירת שינויים פתולוגיים בריאות עכבר. הסעיף הבא דן בקצרה את המשמעות של השינויים בכל אחד מהמשתנים שנמדדו....

העכבר הוא עכשיו מודל החיה העיקרי של מגוון רחב של מחלות ריאה. במודלים של אמפיזמה או סיסטיק, שינויי פנוטיפי החיוניים מוערכים ביותר על ידי מדידת השינויים בגמישות ריאות. למרות שיש דרכים רבות למדוד גמישות, בשיטה הקלסית היא זה של העקומה כולל לחץ-נפח (PV) הנמדדת מהנפח שיורית (RV) לקיבולת כוללת ריאות (TLC). מדידה זו נעשתה על ריאות מבוגרות מכמעט כל מיני יונקים שראשיתה כמעט 100 שנים 1-3. עקומות PV כזה גם שיחקו תפקיד מרכזי בגילוי וההבנה של הפונקציה של פעילי שטח ריאתי בהתפתחות ריאות של העובר 4-7. למרות החשיבות של עקומת PV כמדידה של פנוטיפ של הריאות, לא חל כל אופן תקני לבצע מדידה זו. זה כבר נעשה פשוט על ידי ניפוח וניכוי הריאות בצעדים בדידים (מחכה זמן משתנה לאיזון אחרי כל אחד) או עם משאבות שברציפות יכול לנפח ולהוציא את האוויר מהריאות. עקומת PV נעשה לעתים קרובות על פני טווח נפח בין אפס וכמה קיבולת ריאות למשתמש להגדיר, אבל משך הזמן של כל לולאת לחץ נפח שדווחה על ידי מעבדות שונות הזמן היה משתנה באופן קיצוני, שונה מכמה שניות 8 עד שעה 2. חוקרים מסוימים מתייחסים לעקומת PV הריאות כוללת זה כסטטי או quasistatic, אבל אלה הם תנאים איכותיים המציעים תובנה קטנה, והם לא בשימוש כאן. בנוסף, עקומת PV לא דווחה בהרחבה בעכבר, למרות שזה יכול לספק מידע שימושי על ההשפעות מקרוסקופית של שינויים מבניים בריאות. כמה בעיות גרמו לשונות ברכישת עקומת PV כולל: 1) את שיעור אינפלציה והדפלציה; 2) טיולי לחץ אינפלציה ודפלציה; ו 3) האמצעים כדי לקבוע מדידת נפח ריאות מוחלטת. בהווה השיטה כאן, בשיעור של 3 מיליליטר / דקה נבחרה כcompromisדואר, להיות לא יותר מדי קצר שישקף את הגמישות הדינמית הקשורים לאוורור תקין ולא איטי מדי כדי לבצע את המדידה מעשית, במיוחד כאשר בודקים קבוצות גדולות. מאז קיבולת ריאות כוללת נומינלית ב/ 6 עכבר בריא C57BL היא בסדר הגודל של 1.2 מיליליטר 9, שיעור זה בדרך כלל מאפשר לשתי מלאים סגור PV לולאות להיעשות בכ -1.5 דקות. בספרות המורחבת שבה דווחו עקומות PV, לחץ האינפלציה השיא בשימוש היה מאוד משתנה, משתנה מנמוך כמו 20 ליותר מ 40 סנטימטרים H 2 O. חלק משונות זו עשויה להיות קשור למין, אבל מטרה העיקרית של קביעת הגבול העליון ללחץ עקומות PV היא לנפח את הריאות לקיבולת כוללת ריאות (TLC), או מקסימאלי נפח ריאות. TLC בבני האדם מוגדר על ידי המאמץ מרצון המקסימאלי אדם יכול לעשות, אבל לצערי זה לא יכול להיות מועתק בכל מודל של בעלי חיים. לפיכך, ההיקף המקסימאלי בעקומות PV ניסיוניות הוא להרתיענכרה על ידי לחץ מקסימאלי שנקבע באופן שרירותי על ידי החוקר. המטרה היא לקבוע את לחץ שבו עקומת PV היא שטוחה, אבל לרוע המזל איבר האינפלציה של עקומת PV ריאות של יונקים הוא לא שטוח. כך שרוב החוקרים להגדיר לחץ שבו עקומת האינפלציה מתחילה לרדד באופן משמעותי, בדרך כלל 30 סנטימטרים H 2 O. בעכבר, לעומת זאת, העקום PV הוא עוד יותר מורכב עם דבשת כפולה על איבר האינפלציה, ושבו איבר אינפלציה זו הוא לעתים קרובות עדיין עולה בתלילות ב-30 סנטימטרים H 2 O 10, כך 30 היא לא נקודת סיום טובה ל עקומת PV. מסיבה זו, אנו משתמשים 35 סנטימטרים H 2 O כגבול לחץ לעקומת PV העכבר, שהוא לחץ שבו הגפיים האינפלציה של כל הזנים שנבחנו מתחילים לרדד. מאז עקומת PV עצמו היא מאוד לא קוי, את המראה של לולאת PV יהיה תלוי בנפח מהמקום שבי העקומה מתחילה. כמה מאווררים מסחריים מאפשרים למשתמשים לעשות לולאות PV גדולות, החל מFRC, אבל אם FRC הנפח אינו ידוע אז זה בלתי אפשרי לפרש שינויים בעקומת PV כזה עם כל פתולוגיה, שכן שינויים אלה פשוט יכולים לנבוע שינוי במתחיל נפח, ולא שינויים מבניים בריאות. כך ללא מדידת נפח מוחלטת, עקומות PV הן כמעט בלתי אפשריות לפרש ולכן יש כלי קטן. אמנם, יש כמה דרכים למדוד כרכי ריאות, אלה הם לעתים קרובות מסורבלים ודורשים ציוד מיוחד. בגישה הפשוטה שתוארה כאן, עקומת PV מתחילה באפס הנפח לאחר in vivo הליך סילוק גזים. לסיכום, מאמר זה מדגים שיטה פשוטה לתקן מדידת עקומת PV ריאות בעכבר הריאות, ומגדיר מספר מדדים שניתן לחשב מעקום זה שצמוד למבנה ריאות. עקומת PV כך מספקת בדיקת תפקוד ריאתי שיש לו תחולה ישירה ביכולת לזהות שינויים מבניים פנוטיפי בעכברים עם commעל פתולוגיות ריאה כגון אמפיזמה וסיסטיק.

<table><tbody><tr><td>משאבת מזרק</td><td>מנגנון הרווארד</td><td>55-2226</td><td>משאבת מזרק להחדיר/למשוך משאבת מזרק</td></tr><tr><td>22 מתג היפוך</td><td>מכשיר הרווארד</td><td>552217</td><td>כלול עם משאבה</td></tr><tr><td>שנאי תזוזה ליניארי</td><td>Trans-Tek, Inc.</td><td>0244-0000</td><td></td></tr><tr><td>מזרק זכוכית 5 מ"ל</td><td>Becton Dickenson</td><td></td><td>מספר ספקים אפשריים אחרים</td></tr><tr><td>מקליט דיגיטלי</td><td>ADInstruments</td><td>PL3504</td><td>מספר ספקים אפשריים אחרים</td></tr><tr><td>מזגן אות מגבר גשר</td><td>ADInstruments</td><td>FE221</td><td></td></tr><tr><td>מיכל גז, 100% חמצן</td><td>Airgas, Inc</td><td></td><td>כל ספק או מקור בית חולים יעבוד</td></tr><tr><td>מתמר לחץ: 0 - 1 psi&nbsp; תפוקת mV</td><td>Omega Engineering</td><td>PX-137</td><td>טווח ואסימיפ; 0 - 60 ס"מ H2O</td></tr></tbody></table>

מדידה של עקומת לחץ-נפח ריאות עכבר

Measurement of the Pressure-volume Curve in Mouse Lungs

בעשורים האחרונים העכבר הפך מודל החיה העיקרי של מגוון רחב של מחלות ריאה. במודלים של אמפיזמה או סיסטיק, שינויי פנוטיפי החיוניים מוערכים ביותר על ידי מדידה של השינויים בגמישות ריאות. כדי להבין הטוב ביותר מנגנונים מיוחדים המונחים ביסוד פתולוגיות כגון בעכברים, זה חיוני כדי לבצע מדידות פונקציונליות שיכול לשקף את הפתולוגיה הפיתוח. למרות שיש דרכים רבות למדוד גמישות, בשיטה הקלסית היא שמסך ריאות לחץ-נפח העקומה (PV) נעשתה על פני הטווח של כרכי ריאות השלם. מדידה זו נעשתה על ריאות מבוגרות מכמעט כל מיני יונקים שראשיתה כמעט 100 שנים, ועקומות PV כזה גם שיחקו תפקיד מרכזי בגילוי וההבנה של הפונקציה של פעילי שטח ריאתי בהתפתחות ריאות של העובר. לרוע המזל, הכולל עיקולי PV כזה לא דווחו בהרחבה בעכבר, למרות העובדה שהם יכולים לספק מידע שימושי על macroscהשפעות OPIC של שינויים מבניים בריאות. למרות שלפעמים הם דיווחו עקומות PV חלקיות מדידה רק את השינויים בנפח ריאות, בלי מידה של נפח מוחלט, הטבע לא לינארית של כוללת עקומת PV הופך חלקיים אלה אלה קשים מאוד לפרש. במחקר הנוכחי, אנו מתארים את דרך סטנדרטית למדידה הכוללת עקומת PV. אז אנחנו צריכים לבדוק את היכולת של עקומות אלה כדי לזהות שינויים במבנה ריאות עכבר בשתי פתולוגיות ריאה נפוצה, אמפיזמה וסיסטיק. תוצאות הראו שינויים משמעותיים במספר משתנה בקנה אחד עם שינויים מבניים צפויים עם פתולוגיות אלה. מדידה זו של עקומת PV ריאות בעכברים ובכך מספקת אמצעי פשוט לעקוב אחר ההתקדמות של שינויי pathophysiologic לאורך זמן ואת ההשפעה הפוטנציאלית של הליכים טיפוליים.

למרות ההליך לעקומות PV מודגם בסרטון רק לעכברים בריאים שליטה, בדקנו את היכולת של עקומת PV כדי לזהות שינויים תפקודיים ופתולוגיים בעכברים עם שתי פתולוגיות נפוצות שונות, אמפיזמה וסיסטיק. פרטים של מודלים המסורתיים אלה מתוארים במקומות אחרים 12,13. לזמן קצר מאוד, לאחר הרדמה עם isoflurane 3% אמפיזמה נגרמה על ידי 3 או 6 elastase לבלב חזירי U החדיר לתוך קנה הנשימה ולמדה 3 שבועות לאחר מכן, וסיסטיק נגרם על ידי 0.05 U בליאומיצין החדיר לתוך קנה הנשימה ולמד 2 שבועות אחרי זה עלבון. </p...

כאן אנו מציגים פרוטוקול למדידה פשוטה ואמינה של עקומת הלחץ-נפח של הריאות בעכברים, ומראה שהיא רגישה מספיק כדי לזהות שינויים פרנכימליים פנוטיפיים בשתי פתולוגיות ריאה נפוצות, פיברוזיס ריאתי ואמפיזמה. מדד זה מספק אמצעי לכמת את השינויים המבניים של הריאה עם פתולוגיה מתפתחת.

In recent decades the mouse has become the primary animal model of a variety of lung diseases. In models of emphysema or fibrosis, the essential ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא להדגים כיצד למדוד ולנתח את עקומת לחץ-נפח של הריאה בעכברים. הדבר מבוצע תחילה על ידי הגדרת משאבת מזרקים ליצירת קצב קבוע של ניפוח והוצאת אוויר מריאות העכבר. בשלב השני, המשאבה מותאמת כדי לאפשר מדידה של נפח האוויר שהועבר לבעל החיים, ולאחר מכן המערכת מתוקנת עבור דחיסת הגז.לבסוף, נמדד לחץ דרכי הנשימה ועקומת לחץ-נפח נרשמת באופן דיגיטלי. בסופו של דבר, הערכה של עקומת לחץ-נפח מאפשרת לבחון משתנים מרובים שיכולים לשקף את השינויים המבניים המתרחשים במחלות ריאה. היתרון המרכזי של שיטה זו, שמעולם לא עברה סטנדרטיזציה במודל של עכבר, הוא שכושר ההתרחבות של הריאה משקף את השינויים הפתולוגיים במבנה הריאה הקשורים למחלות ריאה שונות, ובמיוחד לאמפיזמה ופיברוזיס.שיטה זו פשוטה לביצוע והיא יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח הנוגעות לשינויים הקשורים למחלות ריאה. למדידת נפח הריאה, השתמש במשאבת מזרק עם מתג המאפשר היפוך מהיר של הפעולה לאחר הגעה לגבול הלחץ, כדי ליצור קצב קבוע של ניפוח וריקון של הריאה. עבור עקומות לחץ-נפח בעכברים, השתמש במזרק זכוכית של חמישה מיליליטר עם הגדרת נפח לפני הניפוח.בנפח של שלושה מיליליטרים של אוויר, חברו שנאי דיפרנציאלי ליניארי למעטפת המשאבה עם מוט חיישן קטן המחובר לבוכנה הנעה של המזרק, ומדדו את הנפח שהוזרק על ידי המשאבה. למדידת לחץ הריאה, השתמשו במד לחץ סטנדרטי

measurement-of-the-pressure-volume-curve-in-mouse-lungs

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

פרוטוקול הבא מתאר את התהליך של בידוד, איוורור ו instrumenting הריאות העכבר כדי למדוד יציב או pulsatile לחץ הדם הריאתי זרימה יחסים כדי לכמת את ההשפעות של זרימת הדם, זרימת אוויר, שינויים בדרכי הנשימה ושינויים בכלי הדם על afterload חדרית הנכון.

אפיון מבודד, מאוורר ריאות, instrumented ועכבר perfused עם תזרים pulsatile

פרוטוקול ספציפי ומהיר במקביל לחקירת פונקציה נכונה לב, דלקת ריאות, והתגובה החיסונית מתואר ככלי למידה. וידאו ודמויות מתארים פיזיולוגיה וטכניקות microdissection בצוות גישה מאורגנת שניתנת להתאמה לשימוש לקטן למחקרים בגודל גדולים.

מדידות נכונות חדרית סיסטולי לחץ בשילוב עם קציר של ריאה ודגימות רקמה חיסוניות בעכברים

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).

הערכה של מכניקת מערכת נשימה בעכברים באמצעות טכניקת תנודה בכפייה

מאמר זה מתאר שיטת striaghforward ויעילה של intubating עכברים למדידת תפקוד הריאתי או החדרה ריאתי, שמאפשרת לעכברים להתאושש ולהיחקר בתקופות מאוחרות יותר. ההליך כרוך מקור אור סיב אופטי יקר שמאיר ישירות לקנה נשימה.

שיטה פשוטה של ​​אינטובציה ריאות המאוסות

איזוקונסטריאקציה ריאתי היפוקסית (HPV) היא תופעה פיזיולוגית חשובה שבאמצעותה ב זלוף ריאות היפוקסיה מכתשי מותאם אוורור. מגזר כלי הדם העיקרי התורם ל- HPV הוא העורק התוך-אציני. כאן, אנו מתארים את הפרוטוקול שלנו לניתוח של HPV של כלי ריאות מורין עם קטרים של 20-100 מיקרומטר.

ניתוח וידאומורפומטרי של Vasoconstriction ריאתי היפוקסי של עורקים תוך ריאתי באמצעות מוריס דיוק לחתוך פרוסות ריאות

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

מאמר זה מתאר את מדידת תפקוד החדר השמאלי של העכברים באמצעות ניתוח לחץ/נפח בקצב לב שונה.

צנתור לב בעכברים כדי למדוד את יחסי נפח לחץ: חקירת אפקט Bowditch

כתב יד זה מתאר פרוטוקול מפורט לאיסוף נתונים לחץ-נפח מהעכבר.

מדידת לולאות נפח לחץ העכבר

אזור פני השטח הפנימי של הריאות (ISA) הוא קריטריון קריטי להערכת מורפולוגיה ריאות ופיזיולוגיה במחלות ריאה ו-התחדשות שנגרם על ידי פציעה. אנו מתארים כאן שיטה סטנדרטית שיכולה למזער את הטיה המדידה עבור השב"כ הן ריאות pneumonectomy ריאות מודלים השתלת עכבר פרוטה.

שיטה מתוקננת למדידת שטח הפנים של הריאות הפנימיות באמצעות דלקת ריאות של עכבר והשתלת תותב

מוצג כאן הוא פרוטוקול שימושי עבור קיבעון ריאה שיוצר מצב יציב עבור הערכה היסטולוגית של דגימות ריאה ממודל העכבר של אמפיזמה. היתרון העיקרי של מודל זה הוא שהוא יכול לתקן את הריאות הרבה עם הלחץ התמידי אותו ללא התמוטטות ריאה או בדלציה.

קיבעון ריאה תחת לחץ מתמיד על הערכה של אמפיזמה בעכברים

למד מדידת עקומת לחץ-נפח ריאות בעכברים לחקר פיזיולוגיה נשימתית ומחלות ריאה כמו פיברוזיס ואמפיזמה. שיטה זו מאפשרת הערכה כמותית של שינויים מבניים ברקמת הריאה.

מדידה של עקומת לחץ-נפח ריאות עכבר

גלה סרטונים נוספים