方法論記事

局所または全身薬理学的介入後のマウスの揮発性全身麻酔の感度変化を評価する

DOI：

10.3791/51079

⸱

2013年10月16日

 ,  , 
1Department of Anesthesiology and Critical Care, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, 2Department of Pharmacology, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, 3Department of Neuroscience, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, 4Center for Sleep and Circadian Neurobiology, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania

この記事について

サマリー

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立ち直り反射の消失は、長い実験動物でも催眠呼ばれる、意識不明のための標準的な行動の代理を務めています。薬理学的介入によって引き起こされる揮発性麻酔薬感受性における変化は、任意の吸入治療剤の送達のために適合させることができる注意深く制御されたハイスループット評価システムを用いて検出することができる。

要約

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全身麻酔の一つの望ましいエンドポイントはまた、催眠として知られ、無意識の状態です。動物で催眠状態を定義すると、それは人間の患者には投与しないほど簡単です。げっ歯類での催眠のための広く使用されている行動の代用には反射（ロア）、あるいは動物がもはや背側横臥位の脆弱性を回避するために、自分の生来の本能に応答する点を立ち直りの損失である。我々は慎重に、温度変動を含むとガスの流れを変える可能性のある交絡のために制御しながら、同時に24匹のマウスでLORRを評価するシステムを開発した。これらのチャンバは、固定麻酔曝露後の立ち直り反射（RORR）を返すために、待ち時間によって測定された麻酔薬感受性の信頼性の評価を可能にする。代替的に、麻酔薬濃度を段階的に増加する（または減少）を用いて、チャンバはまた、誘導（又は発生）に集団の感受性の決定を可能にすることによって測定されるようEC 50およびヒル勾配。最後に、ここで説明する制御された環境チャンバーは他の薬物、毒物学研究、及びバイタルサインの同時リアルタイムモニタリングの吸入送達を含む代替的な用途、様々に適合させることができる。

概要

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全身麻酔薬は、薬のような多様なクラスがすべて単数形エンドポイントが分かりにくいままで誘発することができる方法についての種の多種多様な、まだ説明で催眠の可逆的な状態を引き起こす能力によって定義されています。理論の数は、催眠、1,2の基礎としての一般的なメンブレンの混乱を示唆した麻酔薬の効力および脂溶性の間マイヤー·オーバートン相関、で始まる、年間で断定されています。より最近の証拠は、神経細胞のシグナル伝達に影響を与えるタンパク質標的は麻酔効果に寄与することを示唆している。マウスが原因マウスおよびヒトの麻酔応答間の相同性のこれらの理論を探索するのに不可欠なモデルであることが証明されている。マウスは全身麻酔下で主観的な意識について質問することができませんが、ある種の原始反射はげっ歯類の催眠の有用な代理尺度として役立つ。出産後の最初の数日で、マウスは反射的復原RESPを開発受動的に仰臥位3に配置されるのを防ぎますオンセ。マウスは、その立ち直り反射を失うれる麻酔の投与量は、人間の催眠用量4とよく相関する。

正向反射（LORR）の損失の評価は、マウスにおける麻酔薬の感度をテストするだけでなく、ラット、モルモット、ウサギ、フェレット、ヒツジ、犬5-8を含む他の種の様々な広く使用されている実験室の標準となっている。 LORRの種のメンバーのために行うために、所与の麻酔剤の用量は非常に一貫しているが、それは....

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プロトコル

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本明細書に概説動物に関わるすべての手順は、ペンシルベニア州の機関動物実験委員会の大学によって承認されている。

1。試験装置の概要

  1. 試験装置24は、透明なアクリル製円筒チャンバ長さ10cmおよび直径5cm（合計200ml容量）から構成されている。このサイズは、一般的な25グラムの成体マウスに適しています。チャンバは、ガス入口及び出口のための各端部にポートを有する。動物がチャンバ内に容易に装填することができるように出口端部は、取り外し可能である。ゴム製のOリングガスケットは、円筒状チャンバの取り外し可能な端部をシールするために使用されている間、ガスポート開口部を慎重に、テフロンテープで封止されている。
  2. 各チャンバは、水浴の内部に着座ラックに取り付けられている。 （ガス入口以下）チャンバの下部のみが浸漬されるように、ラックが嵌合されている。安定性のために、チャンバーのバックエンドは、支持体上に載るように全体CHAMBERは、水平方向に位置しています。これはバス付きのチャンバ全体のさえ接触を保証する。
  3. ポリエチレン管は、麻酔剤気化器に酸素タンクを接続し、次いで、10 L /分の流量計を通過する。チューブは等しい流れがチャンバ24の各々に、エージェント·アナライザに配信されていることを確認する等しい長さの25小径抵抗に分かれる。
  4. 真空ラインは、ガス入口の反対側の端部に各チャンバを出る。これは呼気の二酸化炭素の再呼....

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結果

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図1に、薬理学的介入の長期的影響を決定するための段階的なLORRアッセイの有用性を実証している。イボテン酸（IBA）は、多くの場合、永久的な神経損傷を引き起こす興奮毒として使用されるグルタミン酸N-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）受容体のアゴニストである。ここでは、試験前に両側性C57BL/6Jマウスの腹外側視索前野（VLPO）1週に1％のIBAの10 ​​NLを注入された。この核のニューロンの大多数は、覚醒中に発火の低料金を示し、特に非急速眼球運動睡眠、レム睡眠、そして全身麻酔23,27-29の催眠用量への曝露との間にその活性を増加させる。 VLPOで成功した病変はイソフルラン誘発性催眠に対する抵抗性を引き起こす必要があります。イソフルランの各増加レベルでは、立ち直り反射を失ったマウスの割合は、対数10スケールの麻酔薬濃度に対してプロットした。データマウスの各群（ビヒクルを注射し、注射したIBA）、次いでシグモイド用量反応曲線に適合させた。このアッセイは、常に直立すべての動物で始まり、常に正向反射を失ったすべての動物で終わっているので、下部と上部の定.......

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ディスカッション

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シングルマウスLORRの評価は、一見単純な作業ですが、それは動物の群から信頼性の高いデータを収集するために、対象者との間で同一の生理学的条件を維持するためにもかかわらず、必要不可欠である。ここで紹介する厳密に調整、大容量のLORR装置は、実験を標準化し、効率を最大化する方法を提供しています。体温調節と同等の流量分布の基本的な教義に従うことによって、このシステムは、簡単に再作成し、個々の実験者のニーズに合わせてカスタマイズすることができます。チャンバサイズは、例えば、ラットなどの他の種のためにスケーリングすることができる、追加チャンバは、流入し、真空にさらに分岐点を付加することによって対応することができる。すべての被験者は、結果の二次的事後確認のためにビデオ記録実験することを可能にする透明アクリルチャンバーを通して簡単に見ることができます。アクリルはまた、温度を監視するために使用することができる無線周波数遠隔測定システムと互換性があるTURE、血圧、および生体電位。

私たちは、薬理学的介入、次の麻酔薬感受性を評価するための2種類の方法を提示する。両方の出現と段階的に誘導試験に時間が立.......

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開示事項

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著者らは、開示することは何もありません。

謝辞

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この作品は、R01 GM088156およびT32 HL007713-18でサポートされていました。私たちは、立ち直り反射装置を組み立てる際の彼らの助けのためにペンシルベニア研究計装ショップ大学ビル·ペニーとマイケルカーマンに感謝したいと思います。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
試薬の名前 会社カタログ番号コメント
酸素空気ガスOX300
イソフルランバトラー シャイン関心のある任意の揮発性麻酔薬を代用することができます
材料の名前会社カタログ番号コメント
質量流量計- 10 SLPMオメガエンジニアリングFMA-A2309
質量流量計-500 SCCMオメガエンジニアリングFMA-A2305
麻酔薬アナライザー/ガスインジケーターAM ビックフォードFI-21 理研
加熱ウォーターポンプフィッシャーサイエンティフィック13-874-175
温度トランスポンダーBMDSIPTT-300
RF温度リーダーBMDSDAS-6007

参考文献

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  1. Meyer, H. H. Zur theorie der alkoholnarkose. I. Mittheilung. Welche Eigenschaft der An#228;sthetica bedingt ihre narkotische Wirkung? Naunyn Schmiedebergs Arch. Exp. Pathol. Pharmakol. 42, 109-137 Forthcoming.
  2. Overton, C. E.

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