Name: Valutazione della Meccanica Respiratoria sistema nei topi utilizzando la tecnica delle oscillazioni forzate (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-05-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 10 s
Description: Impara a misurare la meccanica respiratoria nei topi con la tecnica delle oscillazioni forzate utilizzando il sistema flexiVent. Questo metodo permette di valutare l'iperreattività bronchiale con precisione e controllo.

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TKMcG è sostenuto da una borsa di studio dal Canadian Thoracic Society. CONTRIBUTO DEGLI AUTORI Tutti gli autori hanno preso parte alla concezione del manoscritto. Inoltre, TKMcG avviato il progetto, raccolto risultati sperimentali, ha contribuito alla stesura del manoscritto e la sua revisione critica. AR raccolti e analizzati i risultati sperimentali, ha redatto il manoscritto e ha contribuito alla sua revisione critica. LF raccolti risultati sperimentali e ha contribuito alla revisione critica del manoscritto. TFS e JGM contribuito alla revisione critica del manoscritto.

Le procedure descritte qui di seguito sono stati approvati dal Comitato Università Animal Care McGill in conformità con le linee guida del Canadian Council on Animal Care (CCAC). 1. Operazioni preliminari <ol><li> Soluzioni: <ol><li> Metacolina: Preparare una soluzione madre a 50 mg / ml e fare diluizioni seriali (1:1) in base alle concentrazioni da testare 5. Lasciare le soluzioni a temperatura ambiente prima di nebulizzazione 5. </li><li> Anestetici: diversi regimi sono stati riportati in letteratura in vari ceppi di topi (Tabella 1). Nota: Regimen 1 è stato utilizzato ai sensi del presente protocollo. </li></ol></li><li> Equipaggiamento: Il presente protocollo si applica a uno dei due generazioni flexiVent supportati dal software flexiWare 7. Le funzioni del software sono raggruppati in tre moduli: Definizione e Pianificazione Studio, sperimentazione Session e Review e Reporting. <ol><li> Accendere il sistema (solo flexiVent FX) e / o avviare il software. </li><li> Alla prima sessione di sperimentazione o in qualsiasi momento prima di esso, aprire la definizione Study &amp; modulo Pianificazione di predefinire la struttura studio. </li><li> Fare clic sul pulsante Crea un nuovo studio e seguire la procedura guidata per creare uno studio, delineare il protocollo e definire i gruppi sperimentali e soggetti da studiare. </li><li> Avviare una sessione di sperimentazione aprendo il modulo di sessione Sperimentazione e seguendo la sequenza di avvio per lo studio e la selezione del modello. </li><li> Assegnare un soggetto al sito di misura e confermare il suo peso. </li><li> Procedere con la calibrazione del sistema seguendo la procedura descritta nel software operativo. Verrà chiesto a un certo punto per fissare la cannula da utilizzare (passo 1.3.3) per la Y-tubo per la calibrazione. </li><li> Passaggio fondamentale. Ripetert passo 1.2.6 se i valori di taratura ottenuti sono al di fuori del range accettabile. (Fare riferimento alla flexiVent FX o flexiWare 7 Manuale utente per il modulo di specifici intervalli accettabili di valori di calibrazione). </li><li> Annullare la richiesta per avviare la ventilazione e la registrazione dei dati a meno pronto per iniziare l&#39;esperimento. Questi possono essere avviate in un momento successivo. </li></ol></li><li> Soggetti: <ol><li> Anestetizzare il soggetto usando dosi appropriate di agenti anestetici (Tabella 1). </li><li> Verificare che il soggetto ha raggiunto un livello chirurgico di anestesia. Il soggetto dovrebbe mostrare alcuna reazione a un pizzico punta e la sua respirazione deve essere regolare e non affannoso. </li><li> Eseguire una tracheotomia e incannulare la trachea. <ol><li> Mettere l&#39;animale sulla sua schiena e di fornire una fonte di calore (ad esempio una coperta di riscaldamento a temperatura controllata o di una lampada con una lampadina da 60 watt situata a circa 45 cm dal mouse per evitare l&#39;eccessivo riscaldamento). </li><li> Clean Thzona della gola e con alcool ed esporre la trachea con una incisione cutanea e separare delicatamente la ghiandola sottomandibolare e lo strato muscolare che lo ricopre. </li><li> Sollevare delicatamente la trachea usando un paio di micro-pinza e passare sutura sotto di esso. </li><li> Tagliare tra due anelli di cartilagine più vicina la laringe per fare una piccola incisione nella trachea senza sezionamento essa. </li><li> Inserire la cannula precedentemente tarato in incisione e avanzare delicatamente all&#39;interno della trachea della lunghezza di circa 5 anelli. Nota: Gli attuali esperimenti sono stati condotti utilizzando un 1,2 cm di lunghezza in metallo 18 cannula calibro. </li><li> Passaggio fondamentale. Fissare la cannula in posizione con la sutura. L&#39;allegato deve formare una tenuta ermetica attorno alla cannula. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Ventilazione Meccanica <ol><li> Portare l&#39;animale vicino al ventilatore. </li><li> Avviare la ventilazione meccanica, selezionando un predefinitoo un profilo personalizzato di ventilazione nella finestra mobile di ventilazione. </li><li> Collegare l&#39;animale al ventilatore tramite il Y-tubo. </li><li> Passo critico. Allineare l&#39;animale al ventilatore e assicurarsi che la cannula tracheale è allo stesso livello del ventilatore per evitare una possibile occlusione cannula tracheale o torsione. </li><li> Passaggio fondamentale. Esegui una inflazione perturbazione profonda facendo doppio clic sul nome della perturbazione di verificare l&#39;inserimento cannula e l&#39;attaccamento. In assenza di una perdita, il sistema deve essere in grado di tenere una pressione di 30 cmH 2 O per un periodo di 3 secondi senza eccessivo spostamento di volume (Figura 1). Il volume registrato e tracce di pressione dovrebbero essere liscia, senza segni di offset o deformazione in quanto potrebbero indicare una ostruzione cannula o smarrimento. </li><li> Se necessario, collegare segno vitale trasduttori per la frequenza cardiaca e controllo della temperatura corporea. La registrazione dei dati può essere avviata either manualmente o automaticamente tramite uno script. </li></ol> 3. Funzione polmonare Misure Misurazioni o comandi (ad esempio attivazione nebulizzatore, marker di eventi) possono essere automatizzate utilizzando script predefiniti o personalizzati per un processo sperimentale altamente controllato e ripetibile (Figura 2). Sei famiglie di perturbazioni che danno luogo ad una serie di parametri possono essere usati per la descrizione dell&#39;oggetto meccanica del sistema respiratorio al basale e successivo a un determinato sfida (Tabella 2). <ol><li> Passaggio fondamentale. Quando si è pronti per iniziare a prendere le misure, eseguire una inflazione profonda per reclutare le aree polmonari chiuse e standardizzare la storia del volume polmonare. </li><li> Passaggio fondamentale. Verificare l&#39;assenza di sforzi inspiratori spontanei eseguendo una misura sperimentale (ad esempio PVS-P o PV-V). Osservare le tracce dei segnali di pressione nella vista set di dati selezionato. Con graduali curve fotovoltaici,altipiani pressione deve essere ben definito, senza deviazioni verso il basso. Una oscillazione verso il basso in pressione indicherebbe uno sforzo inspiratorio dall&#39;animale (Figura 3). </li><li> Avviare lo script selezionato facendo doppio clic sul suo titolo. Script utilizzati nel presente studio generalmente inclusi per le misure: <ul><li> Una sequenza di misurazioni di base in triplicato. </li><li> Attivazione del nebulizzatore per la valutazione della reattività delle vie aeree alla metacolina inalata. Nota: Quando viene richiesto dal sistema, caricare circa 100 ml di soluzione fisiologica o di una soluzione di metacolina nel nebulizzatore. Nebulizzazione si avvia e arresta automaticamente. </li><li> Una sequenza di misure ravvicinati (ogni 10-15 secondi) per un periodo di circa 3 minuti dopo l&#39;attivazione del nebulizzatore. </li><li> Un prompt per eseguire un&#39;altra sfida e ripetere una sequenza di misure Nota:. Asciugatura l&#39;interno del monte nebulizzatore con un tampone in bsfide ra possono aiutare a prevenire o goccioline di condensa edificio-up in linea inspiratoria. </li></ul></li><li> Alla fine dell&#39;esperimento, arrestare la ventilazione e staccare il soggetto. </li><li> Passare alla seguente argomento nel software operativo e confermare il suo peso. </li><li> Passaggio critico. Sciacquare e asciugare nebulizzatore, adattatore, Y-tubing, e cannula tra i soggetti. </li><li> Ripetere i passaggi da 1.2.6 a 3.6. </li><li> Alla fine della giornata, chiudere la sessione sperimentale. Ricordarsi di risciacquare e asciugare nebulizzatore, adattatore, Y-tubing, e cannula e per pulire la valvola di espirazione del sistema prima di lasciare il laboratorio, seguendo le istruzioni del produttore. </li></ol> 4. Analisi dei dati Il software calcola e visualizza automaticamente i parametri associati a una perturbazione. Esso fornisce anche un coefficiente di determinazione (COD) che riflette l&#39;adattamento del modello matematico per i dati. Ogni set di dati con un isolamentofficiente COD è etichettato come esclusi dal software. Rassegna di sessioni sperimentali, i dati ri-analisi e la creazione di scenari di esportazione sono fatto nel modulo Review &amp; segnalazione del software. <ol><li> Aprire il modulo Review &amp; reporting e creare uno scenario di esportazione, avendo cura di includere solo set di dati che hanno una sufficiente COD. </li><li> Esporta come parametri necessari, curva di pressione o di flusso-volume, segnali di set di dati grezzi o le informazioni oggetto di un foglio di calcolo (cfr. tabella 3). </li><li> Misurazioni della durata media della linea di base per ciascun parametro e trama tutte le misure in funzione del tempo (vedi figura 4). Si può quindi scegliere di calcolare l&#39;area sotto la curva, analizzare il profilo generale delle curve o eseguire una analisi statistica. </li><li> Per esprimere respiratorie risultati di risposta in funzione della concentrazione di metacolina, determinare per ogni soggetto, parametri e condizioni sperimentali sia una specificapunto (ad es picco) o un tempo specifico dopo ogni metacolina. Calcolare le medie di gruppo e la relazione o risultati trama per ogni condizione sperimentale (Tabella 4, Figura 5). </li><li> Si può anche prendere in considerazione il calcolo della concentrazione di produzione di un raddoppio di un dato valore di base del parametro (PC 200; Figura 5C), l&#39;applicazione di una normalizzazione (ad esempio% al basale) o l&#39;esecuzione di un&#39;analisi statistica. </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>

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Il continuo studio di disfunzione delle vie respiratorie come si riferisce ad asma e altri disturbi polmonari rimane fondamentale per la comprensione dei meccanismi alla base della malattia e lo sviluppo di opzioni di trattamento. L&#39;uso del mouse per malattia delle vie aeree modello è stato essenziale nel guadagnare la comprensione in questi meccanismi di malattia. Quando si considera la valutazione disfunzione delle vie aeree in un oggetto piccolo come un topo, avere strumenti affidabili e precisi con cui misurare la funzione polmonare è un fattore critico. Inoltre, avere strumenti in grado di fornire approfondimenti sulla posizione di rotta erettile o l&#39;effetto terapeutico è inestimabile. La tecnica UFT combina tutti questi attributi e fornisce un approccio potente, integrativo e traslazionale per valutare le variazioni fisiologiche. Per avere successo con questo tipo di misura nei topi, particolare attenzione deve essere data a pochi passi, e cioè la calibrazione del sistema, la resistenza del endotracheale cannula, il tipo di nebulizzatore (così come le impostazioni di funzionamento) il posizionamento dell&#39;animale e la standardizzazione della storia volume polmonare. Inoltre, è indispensabile per ottenere insiemi di dati validi che il sistema respiratorio del soggetto rimane passivo durante le misurazioni. Ciò può essere ottenuto mediante la somministrazione di un agente paralizzante muscolare, lavorando ad un piano profondo di anestesia o iperventilazione soggetto per indurre apnea (vedi Tabella 1). Gli investigatori possono iniziare padroneggiare il sistema e il suo software operativo, se lo si desidera, con carichi di prova, durante l&#39;acquisizione delle competenze necessarie per le misure nei topi. Sarebbe quindi logico per generare risultati riproducibili in animali naïve prima di muoversi verso modelli di malattia o topi trattati. Dal momento che una percentuale importante di modelli di malattia nella ricerca delle vie respiratorie comporta esponendo gli animali ad agenti quali allergeni, tossine, sostanze inquinanti, fumo di sigaretta o gas, la variabilità nei risultati ottenuti con i measurement tecnica descritta in questo articolo potrebbe quindi essere influenzato dalla procedura esposizione utilizzato. Standardizzazione dei processi sperimentali chiave (ad esempio utilizzando l&#39;esposizione controllato da computer e sistemi di misura 6, 13, 14) potrebbe potenzialmente avere un impatto significativo nel ridurre la variabilità. Gli esempi presentati in questo articolo rappresentano una selezione dei risultati tipici della naïve e cloro-topi esposti esperimenti, evidenziando i punti di forza e le limitazioni della tecnica. Come visibile ad esempio in figura 6, la tecnica è in grado di generare le misure di funzione polmonare riproducibili. Mentre sono stati segnalati analoghi valori di resistenza al basale tra i ceppi di topi, le differenze di elastanza sono stati tuttavia osservati 15. Modifiche sostanziali sono inoltre da attendersi tra neonato e topi adulti 16. Come per gli altri nella valutazione fisiologica vivo, risultati di alta precisione, come esimoose generato dal UFT, sono dotati di una concessione per lo stato naturale dei soggetti. Questo principio, che viene indicato come il principio di indeterminazione fenotipizzazione 1, si applica al presente protocollo, nel senso che le misure devono essere fatte in anestetizzato, tracheotomizzato (o per via orale intubato) e ventilato meccanicamente soggetti. Un&#39;altra limitazione della tecnica è osservabile in Figura 5D-5F in cui i dati non sono disponibili le concentrazioni più elevate per il gruppo cloro esposta perché l&#39;adattamento del modello di fase costante ai dati è povera di sopra dei livelli moderati di broncocostrizione. Tuttavia, gli animali gravemente bronchoconstricted potrebbero essere valutati analizzando ZRS direttamente 15, oppure utilizzando software di terze parti post analisi per adattarsi modelli matematici più complessi, per esempio tenendo conto della eterogeneità di funzione meccanica 17. Dataset esclusi possono osservare anche se le vie aeree dell&#39;animale non sono sufficientemente passive o se la resistenza della cannula è troppo alta. Come regola generale, la resistenza della cannula non deve superare la resistenza dell&#39;animale al basale. Lavorare con una cannula di più grande diametro interno e / o più breve lunghezza contribuirà a ridurre la resistenza cannula. Infine, l&#39;attuale dimostrazione di misurazioni UFT in mouse può essere percepita come una metodologia di tempo e quindi meno efficienti o meno applicabili a studi longitudinali rispetto alle tecniche meno invasive. Tuttavia questi ultimi sono associati a una grande incertezza sulla base dei loro risultati e sono visti da molti come imperfetto 1. Misurazioni invasive ripetute sono possibili negli animali per via orale intubati, anche se tecnicamente più impegnativo 17. Dagli esempi forniti, i risultati hanno dimostrato l&#39;equivalenza delle due generazioni del sistema flexiVent a produrre misurazioni della meccanica respiratoria, nonché vie respiratorie hyperreactività e ipersensibilità alla metacolina inalata dopo cloro-esposizione nei topi. Quando usato per caratterizzare o capire cambiamenti fisiologici o modelli di malattia, l&#39;aspetto misura dettagliata collegati con la tecnica può contribuire ad estendere lo stato attuale delle conoscenze.

Caratterizzazione adeguata delle proprietà meccaniche dei polmoni nei piccoli animali è diventato essenziale in quanto la rapida crescita di modelli murini nella scienza respiratoria. Quando è eseguita utilizzando la tecnica delle oscillazioni forzate (FOT), una tecnica utilizzata anche in soggetti umani, queste misurazioni forniscono un approccio potente, integrativo e traslazionale per studiare i cambiamenti fisiologici significativi. UFT misurazioni sono tipicamente ottenuti analizzando i segnali di pressione e di volume acquisite in reazione ad un predefinito, piccola ampiezza, forma d&#39;onda oscillatoria flusso d&#39;aria (indicato anche come perturbazione o segnale di ingresso) applicata in apertura delle vie aeree del soggetto 1. Nella sua forma più semplice, una perturbazione UFT sarebbe una singola forma d&#39;onda sinusoidale ad una frequenza ben definita. Perturbazioni più complessi consistono tipicamente di una sovrapposizione di una selezione di specifica (primi fra) le forme d&#39;onda di frequenza che copre un ampio spettro. La decomposizione del multifrequenzasegnali di ingresso e uscita nei loro componenti utilizzando la trasformata di Fourier permette il calcolo della impedenza di ingresso del sistema respiratorio (ZRS), cioè la funzione di trasferimento tra l&#39;ingresso e di uscita, ad ogni frequenza compresa nel perturbazione 2. Pertanto, UFT consente la valutazione simultanea meccanica respiratoria su una gamma di frequenze in una sola manovra 2. Montaggio modelli matematici avanzati (ad esempio il modello di fase costante 3) ai dati di impedenza quindi permettono una suddivisione della risposta nelle vie aeree (centrale e periferico) e parametri dipendenti del tessuto del parenchima polmonare 1, 3. Poiché molti fattori che influenzano la risposta fisiologica (ad esempio frequenza respiratoria, volume corrente, volume polmonare, delle vie aeree superiori, gli sforzi respiratori spontanei, i tempi delle misurazioni) sono controllati e standardizzati dal sistema di misurazione e procedure sperimentali, 1 la tecnica è tappoin grado di generare misurazioni precise e riproducibili a condizione che sia eseguita correttamente. L&#39;obiettivo di questo articolo è di fornire una dettagliata descrizione cronologica della procedura necessario per eseguire tali misurazioni nei topi. Il protocollo si compone di quattro parti: fasi preparatorie (reagenti, attrezzature e soggetti), la ventilazione meccanica, misure di funzione polmonare e l&#39;analisi dei dati. Esempi di risultati rappresentativi della meccanica del sistema respiratorio generati utilizzando un ventilatore a pistone controllato dal computer (flexiVent, SCIREQ Inc, Montreal, QC, Canada) sono forniti. Questi sono stati ottenuti da topi naive nonché da un modello guidato stress ossidativo di danno delle vie aeree caratterizzata da infiammazione delle vie aeree, i danni delle cellule epiteliali e una maggiore reattività delle vie aeree alla metacolina inalata per aerosol 4. Anche se questo protocollo è spesso usato per valutare la reattività delle vie aeree alla metacolina inalata, si estende ad altri esiti e various patologie comprese asma, malattia polmonare ostruttiva cronica (COPD), enfisema, fibrosi polmonare, danno polmonare nonché di modelli di topi transgenici di patologie simili alla malattia umana. I risultati della ricerca che utilizzano questo strumento può contribuire ad una migliore caratterizzazione e la comprensione dei cambiamenti fisiologici o modelli di malattia e per l&#39;espansione in nuove aree di ricerca.

<table><tbody><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;REAGENTI&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Cloruro di acetil-&amp;#946;-metilcolina </td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A-2251</td><td>Metacolina</td></tr><tr><td>Pinze Micro-Adson, seghettate 12 cm</td><td>Fine Science Tools</td><td>11018-12</td><td></td></tr><tr><td>Pinze Moria MC31, seghettate-curvate</td><td>Fine Science Tools</td><td>11370-31</td><td></td></tr><tr><td>Forbici ad iris - taglio robusto, dritte 11,5 cm</td><td>Fine Science Tools</td><td>14058-11</td><td></td></tr><tr><td>Forbici a molla - lame da 2,5 mm, dritte</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-08</td><td></td></tr><tr><td>Ago non sterile smussato (18g x &amp;frac12;")</td><td>Brico Medical Supplies Inc.</td><td>BN1805</td><td>Cannula endotracheale</td></tr><tr><td>Filetto di seta sterile 5-0</td><td>Seraflex</td><td>IDI58000</td><td></td></tr><tr><td>Soluzione tampone al fosfato</td><td>Gibco</td><td>14190-144</td><td></td></tr><tr><td>Provette coniche da 15 ml</td><td>Starstedt</td><td>SS-4001</td><td></td></tr><tr><td>Siringhe da 1 ml TB</td><td>Becton Dickinson</td><td>309626</td><td></td></tr><tr><td>Punte filtranti da 200 &amp;mu;l</td><td>Biosphere</td><td>70.760.211</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;ATTREZZATURE&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>Nebulizzatore 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>

valutazione della meccanica respiratoria sistema nei topi utilizzando la tecnica delle oscillazioni forzate

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

La tecnica delle oscillazioni forzate (FOT) è un potente strumento, integrativo e traslazionale permettere la valutazione sperimentale della funzione polmonare nei topi in modo completo, dettagliato, preciso e riproducibile. Esso fornisce misurazioni della meccanica del sistema respiratorio attraverso l&#39;analisi dei segnali di pressione e di volume acquisite in reazione ad predefinito, piccola ampiezza, forme d&#39;onda oscillatoria flusso d&#39;aria, che sono tipicamente applicati in apertura delle vie aeree del soggetto. Il presente protocollo dettagli i passaggi necessari per eseguire in modo adeguato le misure oscillazioni forzate nel topo, utilizzando un ventilatore a pistone controllato dal computer (flexiVent; SCIREQ Inc, Montreal, QC, Canada). La descrizione è suddivisa in quattro parti: fasi preparatorie, la ventilazione meccanica, misure di funzione polmonare e l&#39;analisi dei dati. Esso comprende anche informazioni su come valutare la reattività delle vie aeree alla metacolina inalata in topi anestetizzati, una comune applicazione di questo technique che si estende anche ad altri esiti e le varie patologie polmonari. Le misurazioni ottenute in topi naive come pure da un modello guidato stress ossidativo di danno delle vie aeree vengono presentati per illustrare come questo strumento possa contribuire ad una migliore caratterizzazione e la comprensione dei cambiamenti fisiologici studiati o modelli di malattie nonché per applicazioni in nuove aree di ricerca.

Meccanica Respiratoria misure di sistema. Tabella 4 mostra i risultati tipici della naïve A / J topi ottenute al basale e seguenti broncocostrizione indotta da metacolina (12,5 mg / ml) utilizzando uno dei due generazioni flexiVent supportati dal software flexiWare 7. Tecnica del sistema respiratorio, cioè in condizioni di petto chiuse, sono state valutate da alternando perturbazioni della frequenza di oscillazione forzata singole famiglie e la banda larga in modo ravvicinati (SnapShot-150, Quick Prime-3, rispettivamente). Dal momento che la ventilazione è in pausa durante le misurazioni, la rapida Prime-3, che copre una gamma di frequenza simile a quella del Primo-8, ma ha una durata più breve (3 vs 8 sec), è stato selezionato al fine di ridurre il periodo di apnea, ridurre al minimo l&#39;effetto di la perturbazione sui gas ematici e fornire una migliore risoluzione della risposta. Parametri associati a ogni perturbazione stati calcolati automatically dal software operativo. I risultati mostrano che le due generazioni del sistema flexiVent prodotte misure equivalenti di meccanica respiratoria. Sito di risposta ai polmoni. Distinguere il sito della risposta polmonare permette al ricercatore di individuare ulteriori regioni colpite, nonché per identificare i potenziali punti di intervento farmacologico 6. Ad esempio, naïve A / J topi mostrano un incremento di resistenza al basale, quando la pressione di fine espirazione contro cui sono fatte le misurazioni è aumentata 3-9 cmH2O (Figura 6A, SnapShot-150). Nel presente esempio, l&#39;utilizzo di misurazioni UFT banda larga (Quick Prime-3) fornito dettagli chiarire la base per il cambiamento di resistenza: La variazione di pressione espiratoria finale determinato una diminuzione della resistenza delle vie aeree (R N) coerente con la effetti broncodilatatori di un volume polmonare più alto e il più grande stampa inflazioneure (Figura 6D) e un aumento smorzamento tessuto (G; Figura 6E), un parametro strettamente legato alla resistenza del tessuto che riflette viscoelasticità tessuto ed eventualmente la resistenza delle piccole vie aeree 7. Quest&#39;ultimo è noto per aumentare con l&#39;aumento del volume polmonare. Iperreattività delle vie aeree. Seguito a esposizione cloro gassoso, reattività delle vie aeree alla metacolina inalata aumenta rispetto all&#39;esposizione aria in topi Balb / c come conseguenza di danno delle vie aeree 4 (figura 2). Cloro è noto per indurre stress ossidativo, che porta alla distruzione delle cellule strutturali delle vie aeree, in particolare le cellule epiteliali, e inducendo il reclutamento di cellule infiammatorie. Come rappresentato in figura 5, cambiamenti in tutti parametri che descrivono la meccanica del sistema respiratorio può essere visto in risposta alle crescenti sfide metacolina. Rispetto ai topi esposti aria, topi esposti a chlorine gas visualizzata maggiori risposte massime a tutti i parametri UFT (Figura 5A, 5B, 5D-5F) nonché un aumento statisticamente significativo spostamento verso sinistra della curva concentrazione-risposta esemplificato da una riduzione della concentrazione di metacolina necessaria per causare un raddoppio della resistenza e elastanza (PC 200; Figura 5C). Questi risultati illustrano, rispettivamente, iperreattività delle vie aeree e di ipersensibilità al via inalatoria metacolina seguito all&#39;esposizione al gas di cloro. Altre misure. Oltre alla UFT, il sistema flexiVent può essere utilizzato anche per raccogliere altri tipi di 8-10 funzionalità polmonare o cardiovascolari 11 misurazioni. Figura 7 mostra una graduale, dovuti a pressione curva pressione-volume rappresentativo in naive A / J topi in condizioni basali . La porzione superiore del lembo sgonfiamento della curva viene adattata alla Salazar-Knowles equazione 12 </<html> sup&gt; e parametri sono calcolati automaticamente dal software. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table1.jpg" alt="Tabella 1" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table1highres.jpg" fo:content-width="6in" /> Tabella 1. Esempi di regimi anestetici usati in mouse. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172table1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare tavolo più grande</a> . <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table2.jpg" alt="Tabella 2" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table2highres.jpg" fo:content-width="5in" /> Tabella 2. Perturbazioni utilizzati per misure di funzione polmonare nei topi. * Proroga necessaria per il sistema. Il soggetto ha anche bisogno di essere in una camera di pletismografo chiusa durante le misurazioni.lank &quot;&gt; Clicca qui per vedere tabella più grande. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table3.jpg" alt="Tabella 3" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table3highres.jpg" fo:content-width="6in" /> Tabella 3. Esempio di parametri esportati dalla frequenza forzati famiglie singole e banda larga perturbazione oscillazione. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172table3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere tabella più grande</a> . <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table4.jpg" alt="Tabella 4" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table4highres.jpg" fo:content-width="6in" /> Tabella 4. Sistema di comparazione. Confronto dei parametri meccanica polmonare raccolti con le due generazioni del sistema flexiVent gestite da software flexiWare 7. Risultati sono stati generati in naive A / J topi (n = 5 /<html> gruppo) al basale e seguenti broncocostrizione indotta da metacolina (MCH 12,5 mg / ml). * I gruppi sono stati confrontati con una ANOVA a due vie per misure ripetute e il log 10 di risposte individuali per l&#39;omogeneità delle varianze (GraphPad Prism, versione 5.03; GraphPad Software, San Diego, Stati Uniti d&#39;America). <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig1.jpg" alt="Figura 1" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig1highres.jpg"/> Figura 1. Schermate di una inflazione polmone profondo. Il pannello superiore mostra il volume spostato dal pistone del ventilatore (traccia rossa) e il volume consegnato al soggetto (traccia grigio). Il pannello inferiore mostra la pressione del cilindro aumentando ad una pressione impostata di 30 cmH 2 O su un periodo di 3 secondi e mantenuta costante per lo stesso periodo di tempo. 172/50172fig2.jpg &quot;alt =&quot; Figura 2 &quot;/&gt; Figura 2. Esempio di uno script tipico utilizzato per valutare la meccanica del sistema respiratorio al basale. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. Sforzi inspiratori spontanei durante l&#39;esecuzione di una curva pressione-volume stepwise. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig4.jpg" alt="Figura 4" fo:content-width="2.6in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig4highres.jpg"/> Figura 4. Ora portate seguente risposta crescente sfide metacolina per via inalatoria. Risultati sono espressi come media (± deviazione standard) di un gruppo di 5 naïve spontaneamente hyperresponsive A / J topi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . &lt;p class = &quot;jove_content&quot; fo: keep-together.within-page = &quot;always&quot;&gt; <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig5.jpg" alt="Figura 5" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig5highres.jpg"/> Figura 5. Cambiamenti nella meccanica del sistema respiratorio a seguito crescenti sfide metacolina in cloro-e aria esposti topi BALB / c. Valore di picco è stato identificato per ogni parametro in ogni oggetto e condizione sperimentale. Medie di gruppo sono stati poi calcolati (media ± deviazione standard, n = 4-6). Le differenze tra i gruppi sono stati valutati mediante analisi della varianza utilizzando il registro di 10 risposte individuali per l&#39;omogeneità delle varianze. La concentrazione di metacolina produrre un raddoppio della linea di base (PC 200) è stato ottenuto inserendo un secondo polinomio per singole curve dose-risposta e interpolazione della curva montato. I punti dati sono mancanti in D, E e F nei topi cloro-espostile due più alte concentrazioni metacolina causa sufficientemente elevati coefficienti di determinazione che riflette una scarsa vestibilità del modello matematico ai dati. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig6.jpg" alt="Figura 6" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig6highres.jpg"/> Figura 6. Partizionamento della risposta respiratoria nelle vie aeree e la meccanica del tessuto polmonare. Traccia sperimentale da un ingenuo A / J topi illustrano singola frequenza (2,5 Hz) e la banda larga (1-20.5Hz) costretti misure di oscillazione di meccanica respiratoria, in triplice copia a due diverse pressioni di fine espirazione (3 e 9 cm H 2 O). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172fig6large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> </a&gt;. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig7.jpg" alt="Figura 7" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig7highres.jpg"/> Figura 7. Curva pressione-volume in naïve A / J topi in condizioni basali. Curve pressione-volume sono stati generati utilizzando una perturbazione di pressione-driven graduale (PV-P) per assicurare che ogni polmoni del mouse sono stati gonfiati alla stessa pressione, indipendentemente dalla loro condizione. Salazar-Knowles parametri dell&#39;equazione estratti dalle singole curve pressione-volume sono stati mediati e riportati in formato tabella. Risultati sono espressi come media ± deviazione standard (n = 6).

Il presente protocollo fornisce una dettagliata descrizione passo-passo le procedure necessarie per eseguire le misurazioni della meccanica del sistema respiratorio, nonché la valutazione della reattività delle vie aeree alla metacolina inalata nei topi usando la tecnica delle oscillazioni forzate (flexiVent; SCIREQ Inc, Montreal, Qc , Canada).

Valutazione della Meccanica Respiratoria sistema nei topi utilizzando la tecnica delle oscillazioni forzate

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

L'obiettivo generale di questa procedura è dimostrare le misurazioni della meccanica respiratoria mediante oscillazione forzata nei topi, utilizzando il sistema flex event, un ventilatore a pistone controllato da computer di tipo commerciale. Questo sarà effettuato mediante la valutazione della risposta delle vie aeree alla metilcolina inalata. Il primo passaggio consiste nel preparare i reagenti necessari, l'attrezzatura e il soggetto.Successivamente, il soggetto viene collegato al ventilatore per la ventilazione meccanica e le misurazioni della meccanica respiratoria. Utilizzando uno script predefinito, viene effettuata una serie di misurazioni automatizzate altamente controllate in condizioni basali e dopo la sfida con metilcolina. L'analisi dei risultati può mostrare un'iperreattività delle vie aeree, evidenziata dalle risposte massimali maggiori di resistenza ed elastanza nei topi esposti al cloro rispetto ai soggetti di controllo.Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti è che fornisce uno strumento accurato per misurare la funzione polmonare in modo completo, dettagliato e traslazionale. Questo risultato si ottiene attraverso l'analisi dei segnali di pressione e volume acquisiti in risposta a forme d'onda d'aria oscillatorie predefinite applicate all'apertura delle vie aeree del soggetto. Inoltre, molti fattori che influenzano la risposta fisiologica possono essere controllati e standardizzati.Utilizzando questo metodo, accendere il sistema Flex event FX e avviare il software. Il presente protocollo si applica a una delle due generazioni di flex event supportate da flexi. Indossare il software seven durante la prima sessione sperimentale o in qualsiasi momento precedente. Aprire il modulo di definizione e pianificazione dello studio per predefinire la struttura dello studio.Fare clic sul pulsante per creare un nuovo studio e seguire la procedura guidata per creare lo studio. Delimitare il protocollo e definire i gruppi sperimentali e i soggetti da studiare. Avviare una sessione sperimentale aprendo il modulo di sessione sperimentale e seguendo la sequenza di avvio.Per lo studio e la selezione del modello. Assegnare un soggetto al sito di misurazione e confermarne il peso. Procedere con la calibrazione del sistema seguendo i passaggi descritti nel software di funzionamento.Viene visualizzato un messaggio che richiede di collegare la cannula da utilizzare al tubo a Y per la calibrazione. Proseguire con la calibrazione della cannula seguendo i passaggi indicati dalla procedura guidata di calibrazione e verificare che i valori ottenuti siano entro il range specificato. Se necessario, ripetere il processo di calibrazione; in caso contrario, annullare i messaggi per iniziare la ventilazione e la registrazione dei dati.Questi possono essere avviati in un momento successivo. Anestetizzare il soggetto utilizzando dosi adeguate di agenti anestetici. Verificare che il soggetto abbia raggiunto un livello chirurgico di anestesia.L'animale non deve mostrare alcuna reazione alla compressione delle dita dei piedi e la sua respirazione deve essere regolare e non difficoltosa. Posizionare l'animale in posizione supina con una fonte di calore per mantenere una temperatura corporea adeguata. Una lampadina da 60 watt posta a 45 centimetri dal topo è sufficiente.Quindi pulire la zona della gola con alcol per esporre la trachea. Praticare un'incisione e separare delicatamente la ghiandola sottomandibolare e lo strato muscolare che la ricopre. Sollevare delicatamente la trachea utilizzando un paio di pinzette microchirurgiche.Quindi passare un punto di sutura al di sotto di esso. Tagliare tra i due anelli cartilaginei più vicini alla laringe. Questo crea una piccola incisione nella trachea senza sezionarla.Inserire la cannula calibrata nell'incisione e avanzarla delicatamente attraverso cinque anelli tracheali. In questo esempio, è in uso una cannula metallica da 1,2 centimetri del calibro 18. È fondamentale fissare la cannula utilizzando il punto di sutura.L'attacco deve formare una guarnizione a tenuta d'aria intorno alla cannula. Avvicinare l'animale cannullato al ventilatore. Avviare la ventilazione meccanica selezionando un profilo di ventilazione predefinito o personalizzato nel docker della ventilazione.Ora collegare l'animale al ventilatore tramite il tubo a Y. Allineare con attenzione l'animale al ventilatore e assicurarsi che la cannula tracheale sia allo stesso livello del ventilatore. Ciò evita possibili occlusioni della cannula o torsioni della trachea nel software.Eseguire una perturbazione con insufflazione profonda facendo doppio clic sul nome della perturbazione per verificare l'inserimento e l'aggancio della cannula. A meno che non ci sia una perdita, il sistema manterrà una pressione di 30 centimetri di acqua per un periodo di tre secondi senza un eccessivo spostamento di volume. I tracciati registrati di volume e pressione devono essere regolari, senza segni di offset o deformazioni.In caso contrario, potrebbe esserci una cannula ostruita o mal posizionata in questo punto. I trasduttori per il monitoraggio dei parametri vitali, come la frequenza cardiaca e la temperatura corporea, possono essere collegati se necessario. La registrazione dei dati di questi segnali può essere avviata in qualsiasi momento, manualmente o automaticamente tramite uno script.Le misurazioni o i comandi per l'attivazione del nebulizzatore, i marcatori di evento e così via possono essere automatizzati utilizzando script predefiniti o personalizzati per un processo sperimentale altamente controllato e ripetibile. Sei famiglie di perturbazioni, che generano una serie di parametri, possono essere utilizzate per descrivere la meccanica del sistema respiratorio del soggetto a livello basale e dopo una determinata sfida. Quando si è pronti per iniziare a effettuare le misurazioni, è importante eseguire innanzitutto la perturbazione da inflazione profonda per reclutare le aree polmonari chiuse e standardizzare la storia del volume polmonare.Successivamente, verificare l'assenza di sforzi inspiratori spontanei eseguendo una misurazione di prova. Osservare i tracciati del segnale di pressione nella vista del set di dati selezionato. Con curve pressione-volume passo dopo passo.I plateau di pressione devono essere ben definiti e privi di deflessioni verso il basso. Un'oscillazione discendente della pressione indicherebbe uno sforzo inspiratorio da parte dell'animale. Avviare ora lo script per la valutazione della reattività delle vie aeree alla metilcolina inalata facendo doppio clic sul suo titolo.In questo esempio, lo script esegue una serie di misurazioni di base in triplice replicato. Successivamente viene richiesto di caricare il nebulizzatore con soluzione fisiologica. Oppure, in questo esempio, una soluzione di metacolina: caricare circa 100 microlitri di soluzione nel nebulizzatore.La nebulizzazione inizierà automaticamente non appena le informazioni verranno inserite nel software. Poco dopo la fine della nebulizzazione, viene avviata una sequenza di misurazioni ravvicinate per circa tre minuti. Successivamente, viene richiesto di eseguire.Viene fornita un'altra sfida e la sequenza di misurazioni può essere ripetuta tra una sfida e l'altra. Asciugare l'interno del supporto del nebulizzatore con un tampone può aiutare a prevenire l'accumulo di goccioline o condensa nella linea inspiratoria. Mentre i dati vengono raccolti, il software calcola i parametri associati alla perturbazione e fornisce un coefficiente di determinazione basato sull'adattamento dei dati al modello.In seguito, l'esperimento può essere accessibile tramite il modulo di revisione e reportistica del software per esportare o analizzare ulteriormente i dati. Al termine dell'esperimento, arrestare la ventilazione e staccare il soggetto. Una volta staccato, eutanasizzare rapidamente l'animale con un sovradosaggio di pentobarbitale sodico, quindi può essere eseguita una lavanda broncoalveolare oppure i polmoni possono essere isolati per ulteriori analisi.Prima di passare al soggetto successivo, sciacquare ed asciugare il tubo a Y dell'adattatore del nebulizzatore e la cannula. Passare al soggetto successivo nel software di funzionamento e confermare il suo peso. Procedere quindi con i passaggi di calibrazione suggeriti prima di continuare con l'esperimento.Alla fine della giornata, sciacquare e asciugare l'equipaggiamento. Ricordare, prima di terminare la sessione sperimentale, di pulire anche la valvola espiratoria del sistema seguendo le istruzioni del produttore per mantenere le prestazioni del sistema. I seguenti esempi rappresentano una selezione di risultati tipici ottenuti da esperimenti su topi naïve ed esposti al cloro, con risultati equivalenti da topi naïve aj.I topi sono stati ottenuti in condizioni basali e successivamente alla broncocostrizione indotta da metilcolina, utilizzando una delle due generazioni di eventi flex supportate da flexi wear seven. Poiché le misurazioni FOT a banda larga permettono la suddivisione della risposta polmonare in parametri delle vie aeree e del tessuto parenchimale, esse forniscono un mezzo per identificare le regioni polmonari interessate. Ad esempio, i topi AJ naïve hanno mostrato un aumento della resistenza basale quando la pressione end-espiratoria è stata aumentata da tre a nove centimetri di acqua.La variazione della pressione di fine espirazione ha determinato una riduzione della resistenza delle vie aeree, coerente con gli effetti broncodilatatori di un maggiore volume polmonare e di una pressione di insufflazione più elevata, e un aumento dello smorzamento tessutale, un parametro strettamente correlato alla resistenza tessutale che riflette la viscoelasticità del tessuto e possibilmente la resistenza delle piccole vie aeree. Quest'ultima è nota per aumentare con l'aumentare del volume polmonare. Questo protocollo viene spesso utilizzato per valutare la reattività delle vie aeree alla metilcolina inalata dopo esposizione a gas cloro.I topi B.SEA hanno mostrato un'iperreattività delle vie aeree rispetto ai controlli esposti all'aria. Nell'esempio attuale, i topi esposti al gas cloro hanno mostrato risposte massime maggiori in tutti i parametri FOT. Questi topi hanno inoltre evidenziato uno spostamento statisticamente significativo verso sinistra della curva concentrazione-risposta, ovvero un'ipersensibilità alla metilcolina inalata, che si manifesta con una riduzione della concentrazione di metilcolina necessaria per provocare un raddoppiamento della resistenza e dell'elastina.Oltre alla FOT, il sistema di registrazione degli eventi di flessione può acquisire altre misurazioni, come le curve pressione-volume. La parte superiore del ramo di sgonfiamento viene adattata all'equazione di Salazar Knolls e i parametri associati sono calcolati dal software. Per ottenere risultati soddisfacenti con questa tecnica, è fondamentale prestare attenzione a ogni passaggio; particolare importanza rivestono la calibrazione del sistema, la resistenza della cannula endotracheale, il posizionamento dell'animale e la standardizzazione dei volumi polmonari.Se questi passaggi vengono seguiti con precisione, questo metodo fornirà una caratterizzazione accurata delle proprietà meccaniche del polmone del mouse.

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La valutazione della fisiologia respiratoria ha tradizionalmente invocato tecniche, che richiedono immobilizzazione o sedazione dell'animale. Sfrenato pletismografia tutto il corpo, tuttavia, fornisce preciso, non invasivo, l'analisi quantitativa della fisiologia respiratoria in modelli animali. Inoltre, la tecnica permette ripetuta valutazione respiratorie di topi consentano studi longitudinali.

Misurare funzione respiratoria nei topi mediante sfrenato Pletismografia corpo intero

Questo documento introduce un metodo per misurazioni ripetute di ventilazione e l'attività muscolare respiratorio in un modello murino amiotrofica liberamente comportarsi sclerosi laterale (ALS) durante la progressione della malattia con pletismografia corpo intero e elettromiografia tramite un dispositivo di telemetria impiantato.

Misurazione ripetuta di attività muscolare respiratoria e ventilazione in modelli murini di malattie neuromuscolari

L'obiettivo del presente articolo è quello di fornire una descrizione dettagliata delle procedure consigliate per valutare la funzione respiratoria in topi cosciente da pletismografia a doppia camera.

Valutazione della funzione respiratoria in topi cosciente da doppia camera pletismografia

Poiché l'uso della tecnica di oscillazione forzata (FOT) è sempre più utilizzato per caratterizzare la meccanica respiratoria, è necessario standardizzare i metodi rispetto alle nascenti linee guida tecniche e alle varie raccomandazioni del produttore. Viene fornito un protocollo dettagliato che comprende la valutazione e l'interpretazione dell'UFT per due casi per facilitare la standardizzazione dei metodi.

Utilizzo della tecnica di oscillazione forzata per la valutazione della meccanica respiratoria negli adulti

Dimostriamo un protocollo operativo standard per condurre l'oscillometria respiratoria, evidenziando le principali procedure di controllo e garanzia della qualità.

Conduzione dell'oscillometria respiratoria in ambito ambulatoriale

La configurazione proposta consente la ventilazione meccanica controllata e la risonanza magnetica del movimento del torace 3D nei topi e nei ratti. Abbiamo utilizzato questa configurazione per studiare la fisiopatologia alla base della disfunzione dei muscoli respiratori indotta dalla ventilazione meccanica.

Risonanza magnetica cine 3D del movimento respiratorio in topi e ratti ventilati meccanicamente

Analisi al microscopio di γH2AX focolai, che formano in seguito alla fosforilazione di H2AX a livello della serina-139 in risposta a DNA a doppio filamento, è diventato uno strumento prezioso nel campo della biologia delle radiazioni. Qui abbiamo usato un anticorpo mono-istone H3 metilato in lisina 4 come marker epigenetici attivamente eucromatina di trascrizione, di valutare la distribuzione spaziale della radiazione indotta formazione γH2AX all'interno del nucleo.

Valutazione della distribuzione spaziale delle γH2AX seguenti radiazioni ionizzanti

DT40, un sistema modello vertebrato genetico, fornisce un potente strumento per analizzare la funzione delle proteine. Qui si descrive un metodo semplice che permette l'analisi qualitativa dei parametri che influenzano la sintesi del DNA durante la fase S in DT40 cellule a livello di singola molecola.

Visualizzazione della replicazione del DNA nei vertebrati DT40 sistema modello utilizzando la tecnica del DNA Fiber

Vi presentiamo un metodo per visualizzare in vivo...

Visualizzazione di Caenorhabditis Elegans Strutture cuticola Utilizzando il Dye lipofili Vital, Dii

Presentiamo qui un basso costo, durevole cryotolerant dispositivo per il recupero del campione da serbatoi Dewar riempiti con azoto liquido. La facilità di costruzione e la progettazione modulare del dispositivo rende il processo di recupero campione da serbatoi criogenici sicuro e facile.

Do-It-Yourself dispositivo per il recupero di campioni crioconservati cadere accidentalmente nelle cisterne criogeniche

Impara a misurare la meccanica respiratoria nei topi con la tecnica delle oscillazioni forzate utilizzando il sistema flexiVent. Questo metodo permette di valutare l'iperreattività bronchiale con precisione e controllo.

Valutazione della Meccanica Respiratoria sistema nei topi utilizzando la tecnica delle oscillazioni forzate

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