12 agosto 2014
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.
L'obiettivo generale di questa procedura è misurare i parametri respiratori di un roditore cosciente utilizzando la pletismografia di tutto il corpo senza restrizioni. Ciò si ottiene calibrando prima l'amplificatore a ponte. Una volta calibrato, un topo viene posizionato all'interno della camera di pletismografia e lasciato acclimatare prima del test.
Successivamente, vengono registrate le variazioni di pressione che si verificano all'interno della camera. Dalle informazioni ottenute durante l'utilizzo del sistema pletismografico vengono quindi calcolati più parametri respiratori. I risultati mostrano che la pletismografia di tutto il corpo è una valutazione affidabile della funzione polmonare nei roditori.
I principali vantaggi di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti come la pletismografia invasiva sono che gli animali non sono anestetizzati, il che significa che non associamo artefatti all'anestesia. Inoltre, a causa della natura non invasiva di questo protocollo, consente misure longitudinali. In generale, gli individui che sono nuovi a questa tecnica tendono a sottovalutare il tempo necessario per acclimatare gli animali alla camera plasmatica.
Per iniziare, configurare l'amplificatore a ponte della macchina di acquisizione dati e il trasduttore di pressione. Quando sei pronto, passa al computer e apri il software di analisi. Apri l'opzione delle impostazioni del canale che si trova nella barra degli strumenti di configurazione e modifica il numero di canali registrati a uno.
Quindi, impostare l'apparato a colonna d'acqua come dimostrato. Collegare due pipette sierologiche da cinque millilitri con un tubo di plastica. Riempi le colonne con acqua e assicurati che i livelli dell'acqua siano bilanciati.
Con un righello, collegare un pezzo di tubo di plastica alla parte superiore di ciascuna pipetta. Per calibrare l'amplificatore a ponte, per prima cosa, collegare una siringa da un millilitro riempita con 300 microlitri d'aria sul lato destro della colonna d'acqua. Collegare il tubo laterale sinistro al connettore sul trasduttore di pressione.
Quindi, apri il menu a discesa e seleziona l'amplificatore a ponte. Immettere le impostazioni corrette e fare clic su zero per impostare la traccia a circa zero millivolt. Quando è pronto, premere la siringa da un millilitro, la pressione risultante sposterà l'acqua nella colonna di un centimetro e mostrerà un picco improvviso sul software a causa della variazione di pressione.
Quindi, seleziona le unità di ingresso dalla finestra dell'amplificatore a ponte ed evidenzia la traccia di sfondo prima del picco, altrimenti nota come regione zero. Fare clic sulla freccia accanto a 0,1 per produrre il segnale di fondo entro gli intervalli di 0,002 millivolt negativi e 0,002 millivolt positivi. Digitare zero nella finestra adiacente alla finestra del segnale di sfondo.
Evidenzia la regione di aumento della pressione sul grafico da quando la siringa è stata premuta. Fai clic sulla freccia accanto a 0.2. Il valore deve essere compreso tra 0,9 e 1,2 millivolt.
Quindi, digitane uno nella finestra. Accanto alla finestra di aumento della pressione, vai a definire le unità e seleziona i centimetri H2O e premi ok. Torna al menu dell'amplificatore bridge.
Selezionare un millivolt e impostare l'amplificatore su zero. Questo completerà la calibrazione e la colonna d'acqua potrà essere rimossa in sicurezza. Per ottenere i migliori risultati, gli animali da esperimento devono essere introdotti nella camera di pletismografia una settimana prima dell'inizio della sperimentazione.
Per iniziare, posizionare la temperatura relativa all'umidità, sondare su un'estremità intera della camera di pletismografia e registrare la temperatura, l'umidità e la pressione barometrica. Dopo aver registrato il peso e la temperatura corporea dell'animale, posizionarlo nella camera pletismografica e chiudere la camera. Quindi, inserire il trasduttore e la siringa nei due fori sull'altro lato della camera.
Premere start sul programma software e registrare per un massimo di 45 secondi. Assicurati di registrare cinque secondi di dati quando l'animale non è in movimento. Interrompere la registrazione dopo 45 secondi e rimuovere il mouse dalla camera di pletismografia.
Registrare immediatamente la temperatura e l'umidità della camera. Rimetti il mouse nella sua gabbia spray e pulisci la camera con l'80% di volume per volume. L'etanolo consente alla camera di asciugarsi e tornare alla temperatura e all'umidità di base prima di procedere al topo successivo.
Per iniziare, apri il programma a schermo intero e seleziona i dati. Apri la finestra del mini data pad e seleziona le misurazioni del ciclo nella colonna di sinistra e l'altezza ciclica media. Nella colonna di destra della colonna uno, selezionare l'opzione e impostare la scala per il rilevamento del picco minimo su uno.
Questo presenterà lo sgonfiaggio della pressione dovuto alla misurazione del PT del volume corrente nel mini data pad. Selezionare le misurazioni del ciclo seguite dal conteggio degli eventi per presentare la misurazione della frequenza F. Quindi, selezionare le misurazioni del ciclo seguite dal periodo ciclico medio per presentare la misurazione del tempo totale del ciclo di respirazione T tote secondi per generare i valori del picco di inspirazione e del tempo di espirazione, assicurarsi che il cursore si trovi direttamente sul massimo del picco minimo e aggiungere un commento su nove picchi e minimi sequenziali.
Apri una nuova finestra e fai clic su informazioni di selezione nella colonna di sinistra e sulla durata nella colonna di destra prima di selezionare. Ok, seleziona la macro che si trova nella parte superiore del programma per avviare la registrazione. Quindi, individua la prima casella di commento utilizzando lo strumento fine.
Vai all'inizio del file, seguito dal primo commento e seleziona il comando aggiungi al data pad. Infine, seleziona inizia Ripeti dai comandi macro e verifica che la finestra di conteggio delle ripetizioni sia impostata su nove. Utilizzare l'opzione Trova successivo e selezionare il comando aggiungi al data pad.
Al termine, selezionare e ripetere. Interrompi la registrazione e salva la macro in base al numero dell'animale. La macro può ora essere eseguita per ottenere l'ispirazione e il tempo di scadenza tra ogni commento.
Poiché l'espirazione e l'inspirazione avvengono consecutivamente, i dati vengono visualizzati in questo ordine e devono essere suddivisi manualmente. Questa traccia respiratoria illustra dati coerenti appropriati da un animale di controllo. Nove commenti consecutivi vengono aggiunti ai picchi e ai minimi delle oscillazioni respiratorie per ottenere i parametri respiratori.
Questi esempi mostrano le tracce non ottimali più comuni che non dovrebbero mai essere utilizzate per l'analisi. Questa traccia è stata registrata mentre l'animale stava annusando e muovendo, una traccia con oscillazioni che aumentano gradualmente nel tempo è solitamente causata dalla condensa e dall'accumulo di umidità. Il rumore in questa traccia è il risultato dell'interazione dell'animale o del ricercatore con l'attrezzatura.
Questa figura dimostra la funzione polmonare di un topo con fibrosi polmonare indotta da bleomicina. Si noti il modello irregolare nella traccia respiratoria. Una volta padroneggiata la tecnica e calibrata l'attrezzatura, i dati possono essere raccolti da ciascun animale entro cinque minuti.
I dati raccolti possono quindi essere analizzati ed esportati su un foglio di calcolo Excel. Sebbene il tentativo di questa procedura sia importante per acclimatare il topo alla camera di pletismografia prima di raccogliere i dati, questo può variare tra i ceppi di topi. In media, utilizziamo topi C 57 neri da sei adolescenti e questo richiederà da quattro a cinque giorni prima della raccolta dei dati.
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Questo articolo discute l'uso della pletimegrafia non vincolata dell'intero corpo per misurare i parametri respiratori nei roditori coscienti. Questa tecnica non invasiva consente valutazioni precise e ripetute della fisiologia respiratoria, facilitando gli studi longitudinali.
Unrestrained whole-body plethysmography enables non-invasive, repeated measurement of respiratory parameters in conscious rodents, supporting longitudinal assessment of pulmonary function in preclinical models. This approach reduces confounding effects of anesthesia and restraint, improving data reliability for target validation and mechanistic studies in respiratory disease research. The technique provides quantitative respiratory outputs that can be used to evaluate therapeutic candidates and de-risk translational pathways.
The method fits within the discovery continuum from target validation through lead optimization to preclinical efficacy testing, particularly for respiratory-focused programs.