Name: Gastro-intestinale motiliteit Monitor (GIMM) (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-01T17:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: Leer hoe je colorectale motiliteit evalueert met de Gastro-intestinale Motiliteit Monitor (GIMM) in geïsoleerde segmenten van het distale colon van Cavia porcellus. Deze methode maakt continue kwantitatieve beoordeling van propulsieve motiliteit en farmacologische effecten mogelijk.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

1. De voorbereiding van Colon weefsel voor GIMM <ol><li> Om een segment van de distale colon voor te bereiden op de gastro-intestinale motiliteit Monitor (GIMM), de eerste plaats de geïsoleerde dubbele punt in het ijs-koud Krebs-oplossing (121 mM NaCl, 5,9 mM KCl, 2,5 mM CaCl2, 1,2 mM MgCl2, 25 mM NaHCO 3 , 1,2 mM NaH 2 PO 4 en 8 mM glucose; belucht met 95% O 2 / 5% CO 2). Ruimen resterende mesenterium van de buitenmuur en een kleine incisie in de orale uiteindelijk zodat het kan worden onderscheiden wanneer geplaatst in het orgel bad. Opmerking: weefsel kan in ijswater Krebs oplossing blijven tot twee uur voorafgaand aan de experimenten. </li><li> Vervolgens de positie van de instroom en uitstroom leidingen in het orgel bad, zodat ze buiten de camera veld om storing met het beeld overname. Continu perfuseren het orgel bad met voorverwarmde (37 ° C) zuurstofrijk (95%, 5% CO 2) Krebs's oplossing bij een debiet van 10 ml / min. </li><li> Het bijhouden van de orale versus anale eindigt, pin een segment van de distale colon (minstens 5 cm) aan beide zijden in het orgel bad, zodat een geringe mate van laksheid, zodat het segment vrij kan bewegen tot 1 cm in het midden . De mondelinge eind moet de richting van de onderzoeker voor het gemak van het plaatsen van de fecale pellet. Colonic segmenten moet worden gespeld op dezelfde manier door dezelfde onderzoeker voor elk experiment binnen een bepaalde reeks experimenten, omdat de lengte en de spanning van het segment van invloed op de snelheid van de propulsieve motiliteit, met longitudinale stretch het verminderen van de snelheid van doorvoer (Dickson et al.. , 2007). </li><li> Laat de voorbereiding in evenwicht gedurende tenminste 30 minuten. </li></ol> 2. Het opzetten van GIMM en data-acquisitie <ol><li> In het GIMM systeem wordt het colon segment in de perfusie kamer verlicht van onderen. Een digitale video camera aangesloten op een computer is gepositioneerd boven de kamer. Zorg ervoor dat zowel de licht verlichting bron en GIMM software zijn ingeschakeld. </li><li> Na het opzetten van een nieuw experiment in de GIMM softwaretoepassing, begint de eerste proef door het invoegen van een epoxy-coating fecale pellet in de mondelinge einde van de colon-segment naar peristaltiek te starten. Klik op de camera tuimelschakelaar op de computer in te schakelen op de camera en op de opnameknop klikt om de opname te starten. De beweging van de pellet in de anale richting is opgenomen door de videocamera en de digitale films worden opgeslagen op een PC voor latere analyse. Wanneer de pellet is het einde van de colon-segment bereikt, klikt u op de opnameknop om de opname te stoppen. </li><li> Voor het verkrijgen van een controle waarde voor de snelheid van voortstuwing, te beginnen met een colon segment van een gezond dier en zonder toepassing van drugs. Gedrag 3-5 proeven in een enkel preparaat, met een herstelperiode van vijf minuten tussen elke run. </li><li> Voor het bepalen van de effecten van bepaalde voorwaarden of drugs op motiliteit, voer dan 3-5 trials / voorbereiding voor elke experimentele conditie. Daarnaast, voert elk experiment op ten minste vijf verschillende dubbele punten uit ten minste vijf verschillende dieren. </li><li> In de analyse van de digitale films, is de mate van fecale pellets voortstuwing berekend als de tijd die nodig is voor een pellet te doorkruisen X cm van het colon segment. </li></ol> 3. Bouw van spatiotemporele Maps <ol><li> De digitale video's verkregen van de individuele GIMM runs kunnen worden omgezet in tijdruimtelijke kaarten de aangepaste GIMM software. </li><li> Op de horizontale as, worden veranderingen in de dikke darm met een diameter uitgezet na verloop van tijd door het omzetten van het beeld van de dikke darm bij elke video frame aan een silhouet, en het berekenen en het omzetten van de diameter over de gehele lengte in de grijs-schaal. Het eindresultaat is dat de pellet en de gebieden van ontspanning zwart worden, terwijl de gebieden met krimp wit worden weergegeven. </li><li> De afstand die de pellet door de dikke darm segment is vertegenwoordigd op de verticale as. </li></ol> 4. Vertegenwoordiger spatiotemporele Kaarten <ol><li> Hier worden representatief spatiotemporele kaarten met pellet beweeglijkheid in het colon segmenten onder verschillende experimentele omstandigheden. De y (verticale) as vertegenwoordigt pellet positie in de tijd, terwijl de x (horizontaal) as staat voor de afstand die de pellet gevorderd door de dikke darm segment. <img src="/files/ftp_upload/2435/2435fig1.jpg" alt="Figuur 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 1"> </li><li> In de spatiotemporele kaart uit een controle dubbele punt (onbehandeld, normaal), zal de pellet lineair vooruitgang met een snelheid van ~ 2 mm / sec. In tegenstelling, kan de toediening van bepaalde geneesmiddelen of een ontsteking in de dikke darm leiden tot een verstoorde motiliteit patronen zoals gestopt beweeglijkheid en belemmerd beweeglijkheid. </li><li> Resultaten van GIMM kan ook worden weergegeven als grafieken, waarbij de y-as de afstand in millimeters afgelegd door een pellet uitwerpselen en de x-as de tijd in seconden vertegenwoordigt. Bijvoorbeeld, de toediening van DAMGO (D-Ala2, N-Me-Phe4, Gly-ol5), eenopiaat μ-receptor agonist, veroorzaakt een afname van de voortstuwende motiliteit in de dikke darm. </li></ol>

<ol><li>Bayliss, W. M., Starling, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+movements+and+innervation+of+the+small+intestine%5BTitle%5D)+AND+%22J+of+Physiol+%28Lond%29%22%5BJournal%5D)">The movements and innervation of the small intestine.</a> J of Physiol (Lond). 24, 99-143 Forthcoming.</li>
<li>Dickson, E. J., Spencer, N. J., Hennig, G. W., Bayguinov, P. O., Ren, J., Heredia, D. J., Smith, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+enteric+occult+reflex+underlies+accommodation+and+slow+transit+in+the+distal+large+bowel%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">An enteric occult reflex underlies accommodation and slow transit in the distal large bowel.</a> Gastroenterology. 132, 1912-1924 (2007).</li>
<li>Foxx-Orenstein, A. E., Jin, J. G., Grider, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((5-HT4+receptor+agonists+and+delta-opioid+receptor+antagonists+act+synergistically+to+stimulate+colonic+propulsion%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">5-HT4 receptor agonists and delta-opioid receptor antagonists act synergistically to stimulate colonic propulsion.</a> Am J Physiol. 275, 979-983 (1998).</li>
<li>Grider, J. R., Foxx-Orenstein, A. E., Jin, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((5-Hydroxytryptamine4+receptor+agonists+initiate+the+peristaltic+reflex+in+human%2C+rat%2C+and+guinea+pig+intestine%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">5-Hydroxytryptamine4 receptor agonists initiate the peristaltic reflex in human, rat, and guinea pig intestine.</a> Gastroenterology. 115, 370-380 (1998).</li>
<li>Kadowaki, M., Wade, P. R., Gershon, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Participation+of+5-HT3%2C+5-HT4%2C+and+nicotinic+receptors+in+the+peristaltic+reflex+of+guinea+pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Participation of 5-HT3, 5-HT4, and nicotinic receptors in the peristaltic reflex of guinea pig distal colon.</a> Am J Physiol. 271, 849-857 (1996).</li>
<li>Krauter, E. M., Strong, D. S., Brooks, E. M., Linden, D. R., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+colonic+motility+and+the+electrophysiological+properties+of+myenteric+neurons+persist+following+recovery+from+trinitrobenzene+sulfonic+acid+colitis+in+the+guinea+pig%5BTitle%5D)+AND+%22Neurogastroenterol+Motil%22%5BJournal%5D)">Changes in colonic motility and the electrophysiological properties of myenteric neurons persist following recovery from trinitrobenzene sulfonic acid colitis in the guinea pig.</a> Neurogastroenterol Motil. 19, 990-1000 (2007).</li>
<li>Langley, J. N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLangley%2C+JN+%22The+Autonomic+Nervous+System%22">The Autonomic Nervous System</a>. , Heffer. Cambridge, UK. (1921).</li>
<li>Linden, D. R., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+excitability+of+myenteric+AH+neurones+in+the+inflamed+guinea-pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Enhanced excitability of myenteric AH neurones in the inflamed guinea-pig distal colon.</a> J Physiol. 547, 589-601 (2003).</li>
<li>Linden, D. R., Sharkey, K. A., Ho, W., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cyclooxygenase-2+contributes+to+dysmotility+and+enhanced+excitability+of+myenteric+AH+neurones+in+the+inflamed+guinea+pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Cyclooxygenase-2 contributes to dysmotility and enhanced excitability of myenteric AH neurones in the inflamed guinea pig distal colon.</a> J Physiol. 557, 191-205 (2004).</li>
<li>Linden, D. R., Chen, J. X., Gershon, M. D., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serotonin+availability+is+increased+in+mucosa+of+guinea+pigs+with+TNBS-induced+colitis%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Gastrointest+Liver+Physiol%22%5BJournal%5D)">Serotonin availability is increased in mucosa of guinea pigs with TNBS-induced colitis.</a> Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 285, 207-216 (2003).</li>
<li>Linden, D. R., Couvrette, J. M., Ciolino, A., McQuoid, C., Blaszyk, H., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Indiscriminate+loss+of+myenteric+neurones+in+the+TNBS-inflamed+guinea-pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22Neurogastroenterol+Motil%22%5BJournal%5D)">Indiscriminate loss of myenteric neurones in the TNBS-inflamed guinea-pig distal colon.</a> Neurogastroenterol Motil. 17, 751-760 (2005).</li>
<li>Lomax, A. E., Mawe, G. M., Sharkey, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaptic+facilitation+and+enhanced+neuronal+excitability+in+the+submucosal+plexus+during+experimental+colitis+in+guinea-pig%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Synaptic facilitation and enhanced neuronal excitability in the submucosal plexus during experimental colitis in guinea-pig.</a> J Physiol. 564, 863-875 (2005).</li>
<li>Lomax, A. E., O'Hara, J. R., Hyland, N. P., Mawe, G. M., Sharkey, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+alterations+to+enteric+neural+signaling+in+the+guinea+pig+colon+following+the+resolution+of+colitis%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Gastrointest+Liver+Physiol%22%5BJournal%5D)">Persistent alterations to enteric neural signaling in the guinea pig colon following the resolution of colitis.</a> Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 292, 482-491 (2007).</li>
<li>Strong, D. S., Cornbrooks, C. F., Roberts, J. A., Hoffman, J. M., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purinergic+neuromuscular+transmission+is+selectively+attenuated+in+ulcerated+regions+of+inflamed+guinea+pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Purinergic neuromuscular transmission is selectively attenuated in ulcerated regions of inflamed guinea pig distal colon.</a> J Physiol. 588, 847-859 (2010).</li>
<li>Wade, P. R., Chen, J., Jaffe, B., Kassem, I. S., Blakely, R. D., Gershon, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localization+and+function+of+a+5-HT+transporter+in+crypt+epithelia+of+the+gastrointestinal+tract%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Localization and function of a 5-HT transporter in crypt epithelia of the gastrointestinal tract.</a> J Neurosci. 16, 2352-2364 (1996).</li>
<li>Wood, M. J., Hyman, N. H., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effects+of+Daikenchuto+%28DKT%29+on+Propulsive+Motility+in+the+Colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Surg+Res%22%5BJournal%5D)">The Effects of Daikenchuto (DKT) on Propulsive Motility in the Colon.</a> J Surg Res. , (2009).</li>
</ol>

De productie van deze video werd gesponsord door Catamount Research and Development, Inc, die het instrument gebruikt in dit artikel oplevert.

Zenuw-gemedieerde voortstuwende beweeglijkheid in het maagdarmkanaal werd voor het eerst meer dan een eeuw geleden beschreven door Bayliss en Starling (Bayliss en Starling, 1899). Deze constatering heeft geleid tot de aanwijzing van de zenuwen van de darm als het enterisch zenuwstelsel (ENS), een aparte divisie van het autonome zenuwstelsel (Langley, 1921). Neurogene darmperistaltiek gaat rekken en / of mucosale stimulatie op een bepaald punt en reflex gemedieerde contracties boven, of mondeling tot het niveau van de stimulus en ontspanning in de aborale richting. Het resultaat is het genereren van een drukgradiënt die de luminale inhoud van een orale naar aborale richting stuwt. In de dunne darm van een verscheidenheid van soorten, en in de rat dikke darm, kan peristaltische golven van de contracties worden geactiveerd door infusie van vloeistof in het lumen van de segmenten van darm. In de cavia distale colon, kunnen natuurlijke of kunstmatige fecale pellets worden ingevoegd in de mondelinge einde van de dikke darm en hun vooruitgang langs het segment van de dikke darm kan gemakkelijk worden gecontroleerd. Zo, de cavia distale colon biedt een eenvoudige en nuttige test voor het onderzoeken van stuwende motiliteit in de darm. Peristaltiek is een complexe neurale reflex dat een aantal van neuroactive verbindingen en receptoren betrokken zijn. Als gevolg hiervan, verbindingen die neurotransmissie beïnvloeden in de ENS effect op de snelheid van de propulsieve motiliteit. Serotonine, voornamelijk vrijgelaten uit enterochromaffiene cellen in het darmslijmvlies, is betrokken bij de initiatie van de peristaltische reflex. Met behulp van de cavia distale colon, Grider en zijn collega&#39;s toonden aan dat voortstuwende motiliteit wordt versterkt door intralumenal toediening van 5-HT 4-receptor agonisten (Foxx-Orenstein et al., 1998;.. Grider et al., 1998), terwijl het bad van de toepassing van 5 -HT 3 en 5-HT 4-receptor-antagonisten vermindert de snelheid van de aandrijving (Kadowaki et al., 1996;. Linden et al., 2003b).. Bovendien, remming van de serotonine transporter met serotonine selectieve heropname remmers (SSRI&#39;s) verhoogt peristaltiek bij lage concentraties, maar daalt de peristaltiek bij hogere concentraties, waarschijnlijk als gevolg van desensitisatie van 5-HT-receptoren (Kadowaki et al., 1996;.. Wade et al., 1996). Andere signaalmoleculen die bijdragen aan de cavia propulsieve motiliteit zijn acetylcholine handelend op nicotinereceptoren, dat is de primaire mediator van interneuronal signalering in de darmen. Het blokkeren van synaptische transmissie met de nicotine-receptor antagonist hexamethonium afneemt pellet aandrijving bij hoge concentraties, terwijl lagere concentraties hebben geen invloed op de snelheid van de aandrijving (Kadowaki et al., 1996).. Opiaten, en de opioïde receptor agonisten, al sinds lange tijd bekend dat remmende effecten op de gastro-intestinale motiliteit hebben, afname pellet voortstuwing in de cavia propulsieve motiliteit model (Foxx-Orenstein et al., 1998;.. Wood et al., 2009). Interessant, daikenchuto, een traditionele Japanse kruidengeneeskunde klinisch gebruikt om braken, buikpijn, en verstoorde motiliteit te behandelen, vermindert de snelheid van de pellet voortstuwing bij toediening met de opioïde-antagonist naloxon, en wanneer alleen wordt toegediend, resulteert in een omgekeerde peristaltiek (Wood et al.., 2009). Deze bevindingen illustreren het nut van de cavia voortstuwende beweeglijkheid model om de bijdragen van de verschillende verbindingen en hun receptoren op motiliteit patronen te beoordelen. Een aantal studies hebben aangetoond dat een ontsteking leidt tot veranderingen in de elektrische en synaptische eigenschappen van de dikke neuronen (Linden et al., 2003a;.. Lomax et al., 2005), en dat deze veranderingen kunnen aanhouden weken na herstel van ontstekingen (Kräuter . et al., 2007; Lomax et al., 2007).. De impact van colitis-geïnduceerde neuroplastic veranderingen op propulsieve motiliteit kan worden onderzocht bij de cavia distale colon met behulp van de GIMM systeem. Dit systeem heeft verschillende voordelen ten opzichte van de traditionele methode van monitoring motiliteit, die propulsieve motiliteit beoordeelt door simpelweg de tijd te meten een fecale pellet reist een bepaalde afstand. Eerdere studies van de ontsteking-geïnduceerde neurale plasticiteit in de dikke darm hebben aangegeven is er een afname in de snelheid van de pellet voortstuwing (Linden et al., 2003a;.. Linden et al., 2005), nog meer recent onderzoek met behulp van de GIMM systeem is gebleken meer complexe veranderingen (Strong et al.., 2010). Zo is bijvoorbeeld de snelheid van de pellet voortstuwing daalde zweren regio&#39;s van de ontstoken distale colon, maar de beweeglijkheid is versneld in aangrenzende regio&#39;s, een fenomeen dat niet werd erkend door de vroegere &quot;stopwatch&quot; methode. Andere studies hebben aangetoond dat dysmotiliteit tijdens de actieve fase van de ontsteking kan worden hersteld met remming van COX-2 (Linden et al., 2004)., Maar veranderde motiliteit dat blijft buitende resolutie van de ontsteking is COX-2 ongevoelig (Kräuter et al., 2007).. Bovendien is in deze latere studies, spatiotemporele kaarten gegenereerd door het systeem GIMM onthulde een stapsgewijze patroon van motiliteit die werd waargenomen in post-inflammatoire dieren die bijdraagt ​​aan de verminderde tarieven van de voortstuwing. Kortom, de cavia distale colon propulsieve motiliteit assay is een high throughput middel van het meten van de effecten van testverbindingen en pathologische condities op motiliteit, Bovendien is het GIMM systeem biedt een eenvoudige en directe benadering van de colon propulsieve motiliteit te beoordelen in vitro. Het zorgt voor continue metingen van de pellet voortstuwing, evenals het genereren van spatio-temporele kaarten om spontane activiteit te bestuderen. In vergelijking met traditionele methoden, het kan ook leiden tot meer complex verschijnsel dat kan worden gekwantificeerd en opnieuw geanalyseerd op verschillende manieren als digitale bestanden worden opgeslagen op het systeem en zijn gemakkelijk bereikbaar.

<table><tbody><tr><td>Krebs&amp;rsquo; oplossing</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isofluraan</td><td>Anesthesie</td><td>Webster Veterinary</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Met epoxy gecoate fecespellet </td><td></td><td></td><td></td><td>natuurlijke cavia pellet, gedroogd en gecoat met epoxy (zwarte nagellak)</td></tr><tr><td>Pincet</td><td></td><td>Fine Science Tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microschaar</td><td></td><td>Fine Science Tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Roestvrijstalen pinnen</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bekerglazen</td><td></td><td></td><td></td><td>500 mL</td></tr><tr><td>Gasfles</td><td></td><td></td><td></td><td>95% O&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;/5% CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td></tr><tr><td>Timer</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Monitor voor gastro-intestinale motiliteit</td><td></td><td>Catamount Research and Development</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.catamountresearch.com/products/gimm.htm">http://www.catamountresearch.com/products/gimm.htm&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

gastro-intestinale motiliteit monitor (gimm)

Gastrointestinal Motility Monitor (GIMM)

De gastro-intestinale motiliteit Monitor (GIMM, Catamount Research and Development, St. Albans, VT) is een in vitro systeem dat propulsieve motiliteit in geïsoleerde delen van de cavia distale colon monitoren. Het complete systeem bestaat uit een computer, videocamera, verlichte orgel bad, peristaltische en verwarmd waterbad circulatiepompen, en aangepaste GIMM software te registreren en analyseren van gegevens. Vergeleken met traditionele methoden van toezicht colon peristaltiek, het GIMM systeem maakt continue, kwantitatieve evaluatie van de beweeglijkheid. De cavia distale colon baadt in warme, zuurstofrijke Krebs oplossing, en fecale pellets ingebracht in de orale uiteindelijk worden voortgestuwd langs het segment van de dikke darm met een snelheid van ongeveer 2 mm / sec. Films van de fecale pellets verder op het segment worden gevangen, en de GIMM software kan worden gebruikt de voortgang van de fecale pellet. De tarieven van de stuwende beweeglijkheid kan worden verkregen voor het hele segment of voor een bepaalde regio van belang. In aanvulling op de analyse van bolus-geïnduceerde beweeglijkheid patronen, kan spatiotemporele kaarten worden gemaakt van opgenomen video segmenten tot spontane motorische activiteit patronen te beoordelen. Toepassingen van dit systeem zijn farmacologische evaluatie van de effecten van de receptor agonisten en-antagonisten op propulsieve motiliteit, alsmede de beoordeling van de veranderingen die het gevolg zijn van pathofysiologische omstandigheden, zoals een ontsteking of stress. De cavia distale colon voortstuwende beweeglijkheid test, het gebruik van de GIMM-systeem is eenvoudig en gemakkelijk te leren, en het biedt een betrouwbare en reproduceerbare methode voor de beoordeling propulsieve motiliteit.

Evaluatie van de motiliteit in de cavia distale colon met de gastro-intestinale motiliteit Monitor (GIMM) is een eenvoudig en simpel om te leren benadering van de voortstuwende motiliteit kwantitatief te evalueren in het maagdarmkanaal.

Gastro-intestinale motiliteit Monitor (GIMM)

De Gastrointestinal Motility Monitor (GIMM; Catamount Research and Development; St. Albans, VT) is een in vitro-systeem dat propulsieve motiliteit monitort ...

De gastro-intestinale motiliteitsmonitor biedt een eenvoudige en reproduceerbare methode om de propulsieve motiliteit in geïsoleerde segmenten van het distale colon van cavia's te monitoren. Deze procedure begint met het verwijderen van het colon uit het dier en het baden ervan in verwarmde, oxygenatieve Krebs-oplossing. Vervolgens worden fecespellets in het orale uiteinde ingebracht en door het segment van het colon voortgestuwd.Opnames van de fecale pellet die door het segment beweegt worden vastgelegd, en de software volgt de voortgang van de fecale pellet. Naast de analyse van de snelheden van de propulsieve motiliteit kunnen er vanuit de vastgelegde videosegmenten spatiotemporele kaarten worden opgesteld om spontane motorische activiteitspatronen te beoordelen. Uiteindelijk kan dit systeem worden gebruikt om de effecten van farmacologische verbindingen op propulsieve motiliteitspatronen te bepalen, cũng als voor de beoordeling van veranderingen die het gevolg zijn van pathofysiologische aandoeningen.Het belangrijkste voordeel van de monitor voor gastro-intestinale motiliteit ten opzichte van traditionele methoden voor het monitoren van de colone motiliteit is dat dit systeem een continue kwantitatieve evaluatie van de voortstuwing van feces mogelijk maakt. Daarnaast worden digitale video's van elke proef in een bepaald experiment opgeslagen in het systeem en kunnen deze naar behoefte opnieuw worden geanalyseerd. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen op het gebied van de GI-fysiologie, zoals de rol van verschillende neurotransmittersystemen bij de colone motiliteit door het beoordelen van de effecten van receptoragonisten of -antagonisten op de voortstuwing van pellets, evenals het bestuderen van de effecten van condities zoals stress of inflammatie op propulsieve motiliteitspatronen.Om een segment van het distale colon voor de gastro-intestinale motiliteitsmonitor voor te bereiden, plaatst u het geïsoleerde colon van het cavia in ijs. Maak met koude crebs-oplossing een kleine incisie in het orale uiteinde, zodat dit later kan worden onderscheiden wanneer het colon in het organenbad wordt geplaatst. Het weefsel kan tot twee uur vóór de experimenten in een gekoelde crebs-oplossing blijven.Pogingen om deze aanpak in darmen van ratten en muizen te gebruiken zijn met beperkt succes gebleken, terwijl er wel consistente resultaten behaald kunnen worden met de dikke darm van het cavia. Wanneer u klaar bent om met de experimenten te beginnen, brengt u de dikke darm over naar het organenbad. De volgende stap is doorgaans de grootste uitdaging voor de uitvoerder.Voor wie nieuw is met deze techniek is het essentieel dat de juiste hoeveelheid spanning wordt uitgeoefend bij het vastpinnen van het colonsegment in het organenbad. Aangezien de mate van spanning op het preparaat de motiliteit kan beïnvloeden via de activering van rekreflexen, dient het colonsegment voor elk experiment binnen een bepaalde reeks experimenten op dezelfde wijze door dezelfde onderzoeker te worden vastgepind.Terwijl er rekening wordt gehouden met het orale versus het anale uiteinde, wordt een segment van ten minste vijf centimeter van het distale colon aan beide uiteinden vastgepind in het organenbad, waarbij een kleine mate van speling wordt gelaten zodat het segment in het midden tot één centimeter vrij kan bewegen. Na het vastpinnen van het colon worden resterende weefselresten van de buitenwand verwijderd, zodat deze de automatische trackingsoftware niet hinderen. Het systeem voor het monitoren van de gastro-intestinale motiliteit bestaat uit een perfusiekamer die van onderaf wordt verlicht, een digitale videocamera die boven de kamer is geplaatst en een computer; peristaltische en verwarmde waterbad-circulatiepompen verbinden de in- en uitstroomleidingen met het organenbad, waardoor het organenbad continu wordt geperfuseerd met op 37 °C voorverwarmde, gezatureerde Krebs-oplossing met een stroomsnelheid van 10 ml per minuut.Het proximale uiteinde van het colon, gemarkeerd door de eerder gemaakte incisie, moet naar de onderzoeker toe worden geplaatst voor een eenvoudige plaatsing van de fecale pellet. Laat het preparaat ten minste 30 minuten equilibreren voordat de gegevensacquisitie begint.Normaal gesproken zullen er tijdens deze periode natuurlijke fecespellets worden uitgestoten. Om de monitor voor gastro-intestinale motiliteit voorbij te brengen voor data-acquisitie, schakelt u eerst de lichtbron in, start vervolgens de aangepaste software en stelt u een nieuw experiment in de applicatie in. Begin met een colonsegment van een gezond dier zonder toediening van geneesmiddelen om een controlewaarde te verkrijgen voor de snelheid van de voortstuwing van fecespellets.Aangezien de spanning op het colonsegment kan veranderen tijdens het opwarmen van het weefsel in het organenbad, dient het segment opnieuw te worden vastgezet zodat de gewenste hoeveelheid speling behouden blijft. De colon moet in het midden tot één centimeter vrij kunnen bewegen; trim indien nodig overtollig weefsel van de preparatie. Dubbelklik op een trial binnen een nieuw experiment en zet de camera aan door op de schakelaar te klikken.Begin met het inbrengen van een met epoxy gecoate fecale pellet in het orale uiteinde van het colonsegment. Klik op de opnameknop op de computer om de opname te starten en zo de peristaltiek te initiëren. De beweging van de pellet in anale richting wordt vastgelegd door de videocamera, en de digitale opnamen worden op de computer opgeslagen voor latere analyse.Wanneer de pellet het einde van het colonsegment heeft bereikt, klikt u op de opnameknop om de opname te stoppen. Voer drie tot vijf proeven uit in één preparaat, met een herstelperiode van vijf minuten tussen elke run. Om de effecten van bepaalde condities of geneesmiddelen op de colonic motiliteit te bepalen, voert u drie tot vijf proeven uit in elk preparaat voor elke experimentele conditie.Voer daarnaast elk experiment uit op ten minste vijf verschillende colons van ten minste vijf verschillende dieren. De snelheid van de voortstuwing van fecale pellets wordt berekend als de tijd die een pellet nodig heeft om X centimeter van het colonsegment af te leggen. De resultaten worden weergegeven in tijd-afstandsgrafieken waarin de Y-as de afstand in millimeters voorstelt die door een fecale pellet is afgelegd, en de x-as de tijd in seconden weergeeft; zoals te zien is in dit voorbeeld van een controlecolon, bewoog de pellet zich lineair voort met een snelheid van ongeveer twee millimeter per seconde.De resulterende gegevens kunnen als tekstbestanden naar Excel worden geëxporteerd voor verdere analyse. In tegenstelling tot de controle kan de toediening van bepaalde geneesmiddelen of ontsteking in het colon leiden tot verstoorde motiliteitspatronen, zoals gestopte motiliteit en belemmerde motiliteit. De digitale video's die tijdens individuele runs zijn opgenomen, kunnen met behulp van de aangepaste software worden omgezet in spatiotemporele kaarten om spontane motorische activiteitspatronen te beoordelen of om de voortgang van een fecale pellet op de horizontale as visueel te evalueren.Veranderingen in de colonendiameter worden in de tijd uitgezet door het beeld van de colon in elk videoframe om te zetten in een silhouet, waarna de diameter over de gehele lengte wordt berekend en omgezet naar grijswaarden. Het uiteindelijke resultaat is dat het pellet in de gebieden van relaxatie zwart verschijnt, terwijl gebieden van contractie wit verschijnen, zoals geïllustreerd op de spatiotemporele kaart van een controlecolon. De Y-as stelt de positie van het pellet in de tijd voor.Terwijl de x-as de afstand vertegenwoordigt die het pellet door het colonsegment is afgelegd in vergelijking met de controle, tonen deze spatiotemporele kaarten gestopte en belemmerde motiliteit veroorzaakt door de toediening van bepaalde geneesmiddelen of ontsteking in het colon. Met deze ontwikkeling kunnen we nu de motiliteit langs een segment van het colon beoordelen in plaats van enkel de snelheid over het gehele segment te bepalen, en tevens de spontane activiteit in dezelfde preparatie beoordelen. Zodra men bekend is met een eenvoudig protocol, kan deze techniek in ongeveer twee uur worden uitgevoerd, en kunnen studies bij meer dan één dier binnen een dag volgens deze procedure worden voltooid.Andere in vitro-benaderingen, zoals elektrofysiologische registraties, kunnen op hetzelfde weefsel worden uitgevoerd.

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

Postoperatieve ileus (POI) is een complicatie van abdominale chirurgie leidt tot verhoogde morbiditeit en een langdurig verblijf in het ziekenhuis. Omdat profylactische of therapeutische strategieën ontbreken geïntensiveerd onderzoek is noodzakelijk. Daarom hebben we een gestandaardiseerde en haalbaar muismodel naar de pathofysiologie van POI te onderzoeken en mogelijke therapeutische opties te bestuderen.

Functionele Evaluatie van darmmotiliteit en de darmwand ontsteking in Knaagdieren: Analyses in een gestandaardiseerd model van Intestinal Manipulatie

De in vivo meting van gladde spiercontracties langs het maag-darmkanaal van laboratoriumdieren blijft een krachtige, hoewel ondergebruikte, techniek. Flexibele, dubbele elementen spanningsmeters zijn niet commercieel verkrijgbaar en vereisen fabricage. Dit protocol beschrijft de constructie van betrouwbare, goedkope spanningsmeters voor acute of chronische implantatie bij knaagdieren.

Fabricage en Implantatie van Miniatuur Dual-element rekstrookjes voor het meten van<em&gt; In Vivo</em&gt; Maag-Weeën in Knaagdieren.

Recent beschikbare video-opname- en ruimtelijk-temporele kaarttechnieken (STmap) maken het mogelijk om zowel voortplantende als mengpatronen van darmmotiliteit te visualiseren en te kwantificeren. Het doel van dit protocol is om de generatie en analyse van STmaps te verklaren met behulp van het GastroIntestinaal Motiliteitsbewakingssysteem (GIMM).

Spatiotemporele Mapping van Motiliteit in<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Bereidingen van de darmen

Dit artikel beschrijft een video-imagingtechniek en hoogwaardige ruimte-tijdelijke mapping om veranderingen in de neurale regulatie van colonische motiliteit bij volwassen muizen te identificeren. Subtiele effecten op gastro-intestinale (GI) functie kunnen worden gedetecteerd met behulp van deze aanpak in geïsoleerde weefselpreparaten om ons begrip van GI-ziekte te bevorderen.

Video Imaging en Maps Spatiotemporal om gastro-intestinale motiliteit analyseren in Muizen

Dit innovatieve apparaat maakt gebruik van Magneto-inertiële sensoren om gang-en activiteitsanalyse in ongecontroleerde omgevingen mogelijk te maken. Momenteel in het kwalificatieproces als een uitkomstmaat in het Europees medisch Agentschap, een van de toepassingen zal zijn om te dienen als een klinisch eindpunt in klinische proeven in neuromusculaire ziekten.

Home-based monitor voor gait en activity analyse

Om te bestuderen hoe de dunne darm omgaat met deeltjes van verschillende groottes, hebben we een gevestigde in vivo methode aangepast om de doorvoer van de dunne darm te bepalen.

Het bestuderen van Murine Small Bowel Mechanosensing van luminale deeltjes

We presenteren een methode voor het isoleren van darmbuizen van ratten en het beoordelen van de impact van geneesmiddelen op hun spanning, frequentie en amplitude in vitro. Deze methode biedt een waardevolle aanpak voor onderzoekers die onderzoek doen naar darmbuisjes.

Een in-vitroweefselperfusiesysteem gebruiken om de functionele activiteiten van geïsoleerde darmbuizen in realtime te detecteren

Dit protocol beschrijft een kwantitatieve ontlastingstest bij jonge RAC1/CED-10 mutante Caenorhabditis elegans, waarmee een eenvoudig model wordt geboden om prodromale stadia van de ziekte van Parkinson te bestuderen. Het overwint beperkingen van andere diermodellen en faciliteert het testen van therapeutische strategieën gericht op vroege Parkinsoniaanse pathologie.

Beoordeling van gastro-intestinale motiliteit bij Caenorhabditis elegans RAC1/CED-10 mutanten als hulpmiddel om vroege Parkinson te bestuderen

We tonen aan dat de overexpressie van de epidermale groeifactor (EGFR) de beweeglijkheid van neurale stamcellen (NSCs) met behulp van een roman agarose gel op basis microfluïdische toestel verbetert. Deze technologie kan gemakkelijk aan te passen aan andere zoogdiercelsystemen waar mobiele bronnen zijn schaars, zoals menselijke neurale stamcellen, en de doorlooptijd is van cruciaal belang.

Het beoordelen van neurale stamcellen Motiliteit Met behulp van een agarosegel-based Microfluïdische Device

Een eenvoudige en betrouwbare techniek voor het visualiseren en kwantificeren luchtwegen trilharen beweeglijkheid en trilharen gegenereerde stroom met behulp van de muis luchtpijp wordt beschreven. Deze techniek kan worden aangepast om te bepalen hoe een groot aantal factoren beïnvloeden cilia motiliteit, zoals farmacologische agentia, genetische factoren, omgevingsfactoren blootstelling en / of mechanische factoren zoals slijm belasting.

Ex vivo methode voor High Resolution Imaging van Cilia Motility in Knaagdieren luchtwegepithelen

Leer hoe je colorectale motiliteit evalueert met de Gastro-intestinale Motiliteit Monitor (GIMM) in geïsoleerde segmenten van het distale colon van Cavia porcellus. Deze methode maakt continue kwantitatieve beoordeling van propulsieve motiliteit en farmacologische effecten mogelijk.

Gastro-intestinale motiliteit Monitor (GIMM)

Meer video's verkennen