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

טכניקה זו תעזור לענות על שאלות מפתח בתחומים שונים כולל מחקר נשימתי, פרמקולוגיה בטיחותית ופיתוח תרופות. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מספקת קריאות שניתן לסמוך עליהן כדי להעריך את תפקוד הנשימה בבעלי חיים בהכרה הן בנקודת ההתחלה והן במהלך אתגרים. הטכניקה שימושית במיוחד כאשר פרוטוקול הניסוי דורש סטייה מועטה מהמצב הפיזיולוגי הרגיל של בעלי החיים.

החיה מרוסנת, אך אחרת נושמת כרגיל מה שמאפשר להעריך את דפוס הנשימה בנוסף לחסימת דרכי הנשימה. ביום הניסוי, התחל סשן ניסוי וטען את קובץ התצורה המתאים. הזן את הניסוי ואת המידע על החיה.

לאחר שתסיים, לחץ על כפתור ההפעלה בתחתית החלון. המשך בכיול המערכת. כייל כל אתר ואות קלט בנפרד.

הפעל את מחולל זרימת ההטיה המחובר לתא הראש באמצעות חתיכת צינור והתאם את קצב הזרימה. סגור את הפתח העליון של תא הראש עם מכסה. נתק את הלוח האחורי של תא בית החזה.

לאחר מכן הכנס היטב את כלי הכיול לתוך פתח הגומי בין הראש לתא הגוף כדי ליצור אטימה הרמטית. סגור וחבר מחדש את הפאנל האחורי של תא בית החזה. מתפריט סרגל הכלים של התוכנה, עבור אל כוונון ולאחר מכן כיול.

עבור אל קלט אחד ובחר כיול כדי להפעיל את תיבת הדו-שיח של הכיול עבור אות זרימת בית החזה. ודא שהפרמטרים המפורטים בחלון הדו-שיח של הכיול מציגים את ההגדרות המתאימות. הלחץ הפיזי המופעל ערך נמוך צריך להיות אפס.

הלחץ הפיזי המופעל ערך גבוה צריך להיות מינוס 20 מיליליטר לשנייה ויש להגדיר דגימות לשילוב. לאחר שתסיים, לחץ על נמוך בחלון הדוגמאות. ודא שהאות שנוצר קבוע על פני חלון התצוגה ולאחר מכן לחץ על סגור.

חבר מזרק של 20 מיליליטר דרך היציאה הצדדית של תא בית החזה באמצעות מחבר פלסטיק בחתיכת צינור. בחר גבוה בחלון הדגימות והזריק מיד 20 מיליליטר אוויר לתא במשך תקופה של שתי שניות בקצב זרימה קבוע ככל האפשר. ודא שהאות שנוצר מופיע במלואו בתוך חלון התצוגה.

השתמש בסמל החץ כדי לוודא אם האות ממורכז וסימטרי סביב קו האפס. לאחר מכן לחץ על סגור. הסר כל קיזוז מאפס על ידי לחיצה על הסר היסט AC בחלון הדוגמאות.

כייל את תא הראש באופן דומה לתא בית החזה על ידי בחירת קלט מספר שתיים. הפעם, הגדר את הערך הגבוה לפלוס 20 מיליליטר לשנייה במקום מינוס 20. עבוד באזור שקט המרוחק מחדר הדיור.

התאקלמו את בעלי החיים לריסון ולנהלים לפני תחילת הניסוי. מכיוון שהוא אינו פולשני ואינו דורש הרדמה, עבודה בתנאים בהם בעל החיים נוח, מותאם ורגוע יגביל את הנטייה לדליפות שיער בין החדרים ובכך ימקסם את איכות הנתונים. שקלו את בעלי החיים.

בחר את המסנן המתאים לחיה. הכנס את החיה לתוך המסננת מהפתח האחורי. החזקת המכשיר אנכית יכולה להועיל.

לאחר שהחיה נמצאת במקומה, הכנס את הבוכנה האחורית ונעל אותה בעדינות במקומה מבלי להפעיל כוח מוגזם. בדוק חזותית שהחיה נושמת כרגיל. במידת הצורך, התאם את מיקומו על ידי הזזת מנגנון הנעילה.

ודא שהעורף של החיה בולט מחוץ לחרוט האף כשחוטמו מונח על הדפנות הפנימיות של המרסן. נתק את הלוח האחורי של תא בית החזה. הכנס את המסנן המכיל את החיה דרך פתח הגומי בתא בית החזה וסגור את החדר.

חבר את תא הראש, ספק זרימת הטיה ואפשר לבעל החיים להירגע למשך חמש דקות לפחות. לאחר שהחיה רגועה, התחל את פרוטוקול הפקודות על ידי בחירת הצעד הראשון ולאחר מכן לחץ על ביצוע. בדוק על מסך המחשב שאותות הנשימה של החיה סדירים וחלקים.

התוכנה מציגה אוטומטית את הפרמטרים המחושבים על בסיס נשימה אחר נשימה. ודא שהפרמטרים של החיה יציבים. רשום את דפוס הנשימה בתנאי בסיס עד 10 דקות.

עבור פרוטוקולים הכוללים מתן חומר בדיקה על ידי תרסיס, ראשית, התאם את הנבולייזר בזמן ובמחזור העבודה כנדרש. בצע אתגר רכב והקלט את התגובה. במידת הצורך, חשוף את החיה לריכוזים הולכים וגדלים של חומר הבדיקה על ידי שינוי הריכוז בנבולייזר והסלמת השלבים.

רשום את התגובה לאחר כל ניהול. בדוגמה זו נבדקים 15 מיליגרם למיליליטר של מתכולין. עליית השיא בהתנגדות דרכי הנשימה הספציפיות נרשמת רגע לאחר מכן ואז נראית חוזרת לאט לאט לערך הבסיס.

בתום מפגש הניסוי, החזירו את החיה לחדרה ולכלוב הדיור שלה. בין הפגישות יש לנקות את תאי הפלטיסמוגרף ולשטוף את הנבולייזר במים. המשך לניתוח נתונים כמתואר בפרוטוקול הטקסט.

מוצגת כאן התוצאה של הערכה חוזרת של תפקודי הנשימה בנקודת ההתחלה במשך שלושה ימים רצופים בשתי קבוצות של עכברי BALB/c. ביקורת אחת ואחת עם דלקת אלרגית ריאתית. התקבלו ערכים יציבים וניתנים להשוואה עבור מבחר פרמטרים שסופקו על ידי פלתיסמוגרפיה כפולה.

ערכים אלה תווו עבור קצב נשימה, נפח כותרת, אוורור דק, הפסקת שאיפה קצה, זרימה בנפח נשיפה באמצע הכותרת והתנגדות ספציפית של דרכי הנשימה. שינויים בתפקוד הנשימה ובתגובה למינונים הולכים וגדלים של מתכולין באינהלציה בוצעו גם בימים עוקבים כדי להעריך את מידת ההיענות בעכברי הביקורת והאלרגיה C57BL/6. התוצאות מציגות את העלייה המתקדמת הצפויה בהתנגדות ספציפית לדרכי הנשימה עם מינונים מוגברים של מתכולין עם דרגת תגובה מוגזמת בעכברים האלרגיים ביום השני והשלישי.

למחרת נמדדה ההתנגדות הניוטונית בטכניקת תנודה מאולצת. שינויים בפרמטר זה משקפים בעיקר שינויים בהתנגדות של דרכי הנשימה המוליכות הגדולות. ההתנגדות הניוטונית שנמדדה בנקודת ההתחלה ובתגובה למתכולין הייתה בקורלציה טובה עם ההתנגדות הספציפית של דרכי הנשימה שנמדדה שהתקבלה יום קודם לכן באותם בעלי חיים.

טכניקה זו נוחה להעריך בעלי חיים רבים בו זמנית, ללכוד את הקינטיקה של תגובה חריפה, כמו גם למדוד את תפקוד הנשימה באופן חוזר ונשנה במהלך ניסוי שנמשך מספר ימים. בעקבות ההליך, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו טכניקת האסוציאציה הכפויה על מנת להשלים את ההערכה במדידות ישירות של מכניקת הנשימה כגון התנגדות דרכי הנשימה. הפלתיסמוגרפיה של החדר הכפול באמת מספקת גישה מעניינת להערכת דפוס הנשימה והגיאוגרפיה של חסימת דרכי הנשימה, במיוחד כאשר פרוטוקול הניסוי דרש מבעלי החיים להיות בהכרה.