אינדוקציה מדויקת והבחנה של רפלקסים של שיעול והתעטשות בעכברים

פרוטוקול זה מתמקד ברפלקס נשימתי בעכברים. המטרה שלנו היא לגרות את קנה הנשימה ואת חלל האף כדי לגרום לשיעול והתעטשות, וזה יבחין בין שני סוגי האירועים הללו בהתבסס על תכונות השמע. מחקרים קודמים השתמשו לעיתים קרובות בקפסאיצין נבולי או בחומצה ציטרית כדי לעורר את בדיקת הנשימה והתנהגויות שיעול והתעטשות בעכברים.

עם זאת, עדיין לא ברור אם גירוי בדיקת נשימה על ידי נבוליזציה גורם לשיעול, עיטוש או שניהם, שכן כיום אין שיטה אמינה להבחין בין שתי התגובות הללו. לצורך פרויקט זה, קבענו שיטה לעידוד שיעול ועיטוש על ידי גירוי סלקטיבי של קנה הנשימה או חלל האף. השתמשנו גם בניתוח אקוסטי כדי לזהות את המאפיינים המובחנים בין שיעול לעיטוש.

המחקר המוני שלנו מספק כלי עוצמתי שיתמוך ישירות בפיתוח תרופות עתידיות להפרעות שיעול והתעטשות. כדי להתחיל, חתוך מחט בקוטר 28 לתוך קנולה באורך של כ-5 מילימטרים. באמצעות מלקחיים ונייר שוחק, החליק את שני הקצוות וחבר קצה אחד לצינור סיליקון.

חבר את הקנולה המחוברת בצינור למזרק של מיליליטר אחד, ושוטף את הקנולה במים כדי לוודא את היציבות. לאחר מכן, כופף את הקנולה בזווית של 90 מעלות עם יחס של שתי לשלוש זרועות. הכנס את הזרוע הארוכה יותר לצינור הסיליקון באורך חמישה סנטימטרים.

חלק עכברים באקראי לשלוש קבוצות, כאשר כל אחת מהן שישה עכברים. עכשיו, אבטח את העכבר המורדם במצב שכיבה על השולחן. לאחר גילוח שיער הגולגולת והצוואר הרחם, יש לחטא את האזור ביודופור ואלכוהול.

מתחת למיקרוסקופ, חתכו את עור צוואר הרחם למשך כ-סנטימטר אחד, ונתחו בצורה קהה דרך רקמות ושרירים כדי לחשוף את קנה הנשימה. נקב את הרקמה הרכה בין סחוס הקריקואיד לסחוס קנה הנשימה באמצעות מחט 32 גייג'. לאחר מכן, צור פתח קטן בקנה הנשימה עם מספריים עיניים.

הכנס את הקנולה המתכתית המכוסה בסיליקון בערך מילימטר אחד לתוך הלומן של קנה הנשימה, ואבטח את חיבור הקנולה לקנה הנשימה עם תפר 7-0. כעת, חתך את הקרקפת בערך סנטימטר אחד, וחפור באופן ישיר תת-עורית מהצוואר ועד הגולגולת. נתב את צינור הסיליקון דרך התעלה התת-עורית אל הגולגולת, מקבע אותו על הגולגולת באמצעות מלט דנטלי, ואז תפר את העור.

תפרו את החתך בצוואר הרחם ותנו לבעל החיים להתאושש במשך חמישה ימים. התקן את הגשש האולטרסוני בטבעת אטימה תואמת לפורט והכנס את הגלאי ליציאת תא הפלתיסמוגרפיה של כל הגוף כדי להבטיח מגע אטום. חבר את תא הפלתיסמוגרפיה של כל הגוף לחיישן הזרימה ולמערכת זרימת ההטיה.

חבר צינור סיליקון מקובע בגולגולת לצינור הארכה של 30 סנטימטר, ומניח את העכבר בתא הפלתיסמוגרפיה של כל הגוף. הארכי את הצינור דרך הפתח העליון של החדר ואטום את הפתח באמצעות חימר מודלינג סביב הצינור. בדוק את אטימות האוויר על ידי אישור ששיאי גל הנשימה נופלים בתוך ארבע, פלוס או מינוס שתיים.

חבר מזרק בנפח מיליליטר אחד עמוס בתמיסת קפסאיצין של חמישה מיליליטר לצינור ההארכה, והתקן אותו על משאבת המיקרו-הזריקה. מקם מצלמה מהירה מול החדר. כוון את מרחק המצלמה והפוקוס לתצוגה ברורה, והגדר את קצב הדגימה ל-160 פריימים לשנייה.

עכשיו, במקביל התחילו את הפלטיסמוגרפיה של כל הגוף, האולטרסאונד ותוכנות המצלמה. הפעל את המשאבה להתחיל בהזרקת קפסאיצין, ולרשום ספירות שיעול במשך 10 דקות. הכינו את החיות ואת כל החומרים הנדרשים לתהליך.

לאחר ההרדמה והכנת העכבר, אבטח אותו במסגרת סטריאוטקסית. חטא את אזור הניתוח ביודופור ואלכוהול. חתך את העור מעל הגולגולת ועצם האף, וחשוף את עצם האף, באמצעות סכין מנתח.

באמצעות מיקרודריל, יוצרים חור בגודל 0.5 מילימטר במפגש בין עצם האף לתהליך הצידי של סחוס המחיצה האף. עכשיו, חשפו את רירית האף דרך חור הבר. הרימו בעדינות את רירית האף באמצעות מחט בקוטר 32 כדי לחשוף את חלל האף.

לאחר מכן, התקן את צינור הפוליאתילן לזרוע הסטריאוטקסית. יישר את קצה הצינור בקו ישר עם פתח הבור, וקבע את הצינור לעצם האף בעזרת מלט דנטלי, ואז תפר את העור. הנח את העכבר על כרית חימום ותן לו להתאושש עד שההכרה תחזור.

חבר את תא הפלתיסמוגרפיה של כל הגוף לחיישן הזרימה ולמערכת זרימת ההטיה בהתאם למדריך היצרן. לאחר מכן, התקן את הגשוש האולטרסוני עם אטם מותאם לפורט. הכנס את הגשוש לתא הפלתיסמוגרפיה ואדוק אטימה אטומה לאוויר.

העבר את העכבר לתא הפלתיסמוגרפיה, והארך את צינור הפוליאתילן דרך הפתח העליון. אטימו את הפורט בעזרת חימר מודלינג כדי לאבטח את הצינור. בדוק את אטימות האוויר של התא והתקן את המצלמה כפי שהדגים קודם.

לבסוף, יש לקדם חוט ניילון בקוטר 0.25 מ"מ דרך צינור רך אל חלל האף לעומק של אפס עד שלושה מילימטרים. שמרו חמישה סנטימטרים מהפילמנט חשופים מעבר לצינור הנייד. במהלך כל גירוי, לחץ על קצה החוט החופשי עד שהוא מתכופף לכ-45 מעלות, ומספק כ-0.6 גרם כוח לריר האף למשך שנייה אחת.

חזור על הגירוי פעם כל 30 שניות תוך כדי הקלטת תגובות התעטשות במשך 10 דקות. עכברים שעברו ניתוח קנה נשימה או אף עם גירוי אף מכני ואתגר קנה הנשימה קפסאיצין הגבירו משמעותית את אירועי ההתעטשות והשיעול, בהתאמה. הקלטות פלתיסמוגרפיה של כל הגוף הראו עקבות נשימתיות חד-שיא וכפולות לשיעול שנגרם על ידי קפסאיצין והתעטשות מכנית.

אוסצילוגרמות קול חשפו כי קול שיעול היה בעל עוצמה שיא פתאומית בתחילתו, והוא מרוכז בטווח של אפס עד 30 קילוהרץ. בעוד ששמע עיטוש גדל בעוצמה בהדרגה, נמשך טווח של אפס עד 80 קילוהרץ, ומשך הפעולה היה ארוך יותר. שלב הדחיסה של שיעולים חד-שיאים היה בממוצע כ-32.39 מילישניות, קצר משמעותית משיעול עם שיא כפול, כ-53.17 מילישניות.

שלב הדחיסה הממוצע של עיטושים חד-שיאים היה כ-44.03 מילישניות, בעוד שהעיטושים עם שיא כפול היה בממוצע כ-74.24 מילישניות והיו ארוכים משמעותית. דפוסי שיא בודדים התרחשו ב-77.55% מהשיעולים, בעוד שרק 32.42% מהעיטושים הציגו שיאים בודדים, כאשר דפוסי שיא כפולים ששלטו ב-67.58% משך השמע של עיטוש היה ארוך משמעותית ממשך השיעול, אם כי עם טווחים חופפים. חיתוך של אפרנטים חושיים באף הפחית משמעותית את ההתעטשות שנגרמה על ידי קפסאיצין, בעוד שהשיעול נותר ללא פגע.