Celem tego protokołu jest zademonstrowanie zasad i technik pomiaru i obliczania szybkości filtracji kłębuszkowej, szybkości przepływu moczu oraz wydalania sodu i potasu u szczura. Ta demonstracja może być wykorzystana do zapewnienia uczniom ogólnego zrozumienia koncepcyjnego, jak mierzyć czynność nerek.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Demonstracja w laboratorium fizjologii: szybkość filtracji kłębuszkowej u szczura
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Pomiary współczynnika filtracji kłębuszkowej (GFR) oraz frakcyjnego wydalania sodu (Na) i potasu (K) są kluczowe w ocenie funkcji nerek w zdrowiu i chorobie. GFR mierzy się jako klirens nerkowy inuliny w stanie stacjonarnym, który jest filtrowany w kłębuszkach nerkowych, ale nie jest wydzielany ani ponownie wchłaniany wzdłuż nefronu. Frakcjowe wydalanie Na i K można określić na podstawie stężenia Na i K w osoczu i moczu. Klirens nerkowy inuliny można wykazać u znieczulonego zwierzęcia, które ma cewniki w tętnicy udowej, żyle udowej i pęcherzu moczowym. Sprzęt i materiały używane do tej procedury są powszechnie dostępne w ośrodku badawczym, co sprawia, że procedura ta jest praktycznym sposobem pomiaru funkcji nerek. Celem tego filmu jest zademonstrowanie procedur wymaganych do przeprowadzenia demonstracji laboratoryjnej, w której ocenia się czynność nerek przed i po zastosowaniu leku moczopędnego. Przedstawiona technika może być wykorzystana do oceny czynności nerek w szczurzych modelach choroby nerek.
Wprowadzenie
Najważniejszą funkcją nerek jest homeostatyczna regulacja zawartości wody i elektrolitów w zewnątrzkomórkach. Nerki ściśle regulują wodę zewnątrzkomórkową, sód (Na) i potas (K), aby utrzymać prawidłowy poziom fizjologiczny. Zaburzenia czynności nerek mogą prowadzić do poważnych zaburzeń metabolicznych, które mogą być śmiertelne. Podstawowy proces nerkowy zachodzi w nefronie i rozpoczyna się od filtracji osocza w kłębuszkach nerkowych, a kończy się wydalaniem moczu. Inne procesy, które decydują o końcowym stężeniu wody, Na i K w moczu, to wydzielanie i wchłanianie zwrotne w nefronie. Pomiary współczynnika filtracji kłębuszkowej (GFR) i frakcyjnego wydalania Na i K mają....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Przed jakąkolwiek procedurą na zwierzętach, instytucjonalny komitet ds. opieki nad zwierzętami (IACUC) musi zatwierdzić protokół. Protokół ten został zatwierdzony przez IACUC Uniwersytetu Stanowego Michigan.
1. Przygotowanie roztworu inuliny FITC przed laboratorium
- Podgrzać 20 ml soli fizjologicznej do temperatury 70 °C i powoli mieszać ze 100 mg inuliny FITC (5 mg/ml inuliny), aż cała inulina się rozpuści.
- Schłodzić roztwór do RT i dodać 800 mg albuminy surowicy bydlęcej (40 mg/ml BSA, liofilizowany proszek, zasadniczo wolny od globulin, niska endotoksyna, czystość ≥98% przez elektroforezę w żelu agarozowym).<....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Lekiem moczopędnym używanym w demonstracji laboratoryjnej była furosemid, która bardzo szybko hamuje reabsorpcję Na i K filtrowanych przez nerki, co prowadzi do zwiększenia wydalania Na, K i wody w ciągu kilku minut od podania leku. Ze względu na swój główny mechanizm działania, furosemid powinien mieć minimalny wpływ na GFR oraz filtrowane obciążenie Na i K, ale zwiększy przepływ moczu oraz frakcyjną ekskrecję Na i K.
Reprezentatywne wyniki przedstawione w Tabeli 3 pokazują, .......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Odpowiedni marker do pomiaru GFR musi spełniać cztery kryteria: być swobodnie filtrowany w kłębuszkach nerkowych, nie być związany z białkami osocza i nie być ani wchłaniany, ani wydzielany w nefronie. Inulina jest polimerem fruktozy, który spełnia te kryteria. W rezultacie, klirens nerkowy inuliny jest uważany za złoty standard pomiaru GFR7. Zaprezentowana technika reprezentuje tradycyjne podejście polegające na oznaczaniu klirensu nerkowego inuliny za pomocą czasowych zbiorów moczu podczas ciągłego wlewu inu.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych. Opinie lub twierdzenia zawarte w niniejszym dokumencie są prywatnymi poglądami autora i nie mogą być interpretowane jako oficjalne lub odzwierciedlające poglądy Departamentu Armii lub Departamentu Obrony.
Podziękowania
Źródłem finansowania demonstracji laboratoryjnej był grant NIGMS: GM077119. Dziękujemy dr Josephowi R. Haywoodowi i dr Peterowi Cobbettowi za ich wsparcie dla Short Couse in Integrative and Organ Systems Pharmacology. Dziękujemy również Pani Hannah Garver za jej wsparcie techniczne przy demonstracji laboratoryjnej.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 5-0 Pleciony jedwabny szew chirurgiczny | Specjalizacje chirurgiczne Corp | SP1033 | |
| Płytka testowa, 96-dołkowa | Costar | 3922 | |
| Albumina surowicy bydlęcej | Sigma Chemical Co | A2934-25G | |
| Wirówka | Beckman Coulter | MicroFuge 18, 357160 | |
| Stożkowe probówki | na próbki Dot Scientific Inc. | #711-FTG | |
| Aplikatory z końcówką bawełnianą | Solon Manufacturing Co | 56200 | |
| Oprogramowanie do akwizycji danych | ADInstruments | LabChart Pro 7.0 | |
| Waga cyfrowa | Denver Instrument | APX-4001 | |
| FITC-Inulina | Sigma Chemical Co | F3272-1G | |
| Gąbki z gazy | Covidien | 2146 | |
| Podgrzewane łóżko chirurgiczne | EZ-Anesthesia | EZ-212 | |
| Heparyna | Sagnet | NDC 25021-402-10 | |
| HEPES | Sigma Chemical Co | H3375 | |
| Izofluran | Abbott Animal Health | IsoFlo, 5260-04-05 | |
| Waporyzator izofluranowy | EZ-Anesthesia | EZ-190F | |
| Mikrokleszcze preparacyjne | Biomedical Research Instruments Inc. | 70-1020 | |
| - Fluoroskan | ThermoScientific | Ascent FL, 5210460 | |
| Analizator sodu/potasu NOVA 5+ | NOVA BioMedical | 14156 | |
| Uchwyty igieł Olsen-Hegar z nożyczkami | Fine Science Tools | 12002-12 | |
| PE-190 (do cewnika pęcherza moczowego) | Przetwornik | ||
| nbsp; | ADInstruments | MLT1199 | |
| Pyrex Culture Tubes | Corning Inc. | 99445-12 | |
| Cewnik do stożkowej tętnicy udowej szczura | Zastosowania strategiczne Inc. | RFA-01 | |
| Salix Furosemide 5% | Intervet | #34-478 | |
| Nożyczki do zeza | Narzędzia do nauki | 14075-11 | |
| Nożyczki chirurgiczne dla studentów | Narzędzia do nauki o nauce | 91402-12 | |
| Rękawice chirurgiczne | Kimberly-Clark | Sterling Rękawice | |
| Pompka strzykawkowa | Razel Scientific | R99-E | |
| Kleszczyki do tkanek | Narzędzia do nauki precyzyjnej | 91121-12 | |
| Nożyczki do tkanek | George Tiemann Co | 105-420 | |
5-0 Pleciony jedwabny szew chirurgiczny Specjalizacje chirurgiczne Corp SP1033 Płytka testowa, 96-dołkowa Costar 3922 Albumina surowicy bydlęcej Sigma Chemical Co A2934-25G Wirówka Beckman Coulter MicroFuge 18, 357160 Stożkowe probówki na próbki Dot Scientific Inc. #711-FTG Aplikatory z bawełnianą końcówką Solon Manufacturing Co 56200 Oprogramowanie do akwizycji danych ADInstruments LabChart Pro 7.0 Digital Skala Denver Instrument APX-4001 FITC-Inulina Sigma Chemical Co F3272-1G Gąbki z gazy Covidien 2146 Podgrzewane łóżko chirurgiczne EZ-Anesthesia EZ-212 Heparyna Sagnet NDC 25021-402-10 HEPES Sigma Chemical Co H3375 Izofluran Abbott Animal Health IsoFlo, 5260-04-05 Waporyzator izofluranowy EZ-Anesthesia EZ-190F Mikrokleszcze preparacyjne Biomedical Research Instruments Inc. 70-1020 Czytnik mikropłytek - Fluoroskan ThermoScientific Ascent FL, 5210460 NOVA 5+ Analizator sodu/potasu NOVA BioMedical 14156 Olsen-Hegar Uchwyty igieł z nożyczkami Fine Science Tools 12002-12 PE-190 (do cewnika pęcherza moczowego) Przetwornik ciśnienia 427435 BD Medical ADInstruments MLT1199 Pyrex Culture Tubes Corning Inc. 99445-12 Cewnik stożkowy do tętnic udowych szczura Zastosowania strategiczne Inc. RFA-01 Salix Furosemid 5% Intervet #34-478 Nożyczki do zeza Narzędzia do nauki o zezie 14075-11 Nożyczki chirurgiczne dla studentów Narzędzia naukowe 91402-12 Rękawice chirurgiczne Rękawice nitrylowe Kimberly-Clark Sterling Pompka strzykawkowa Razel Scientific R99-E Kleszczyki do tkanek Narzędzia do nauki precyzyjnej 91121-12 Nożyczki do tkanek George Tiemann Co 105-420 |
Bibliografia
- Silverthorn, D. U. Human Physiology: An integrated approach. , Pearson. (2012).
- Hall, J. E. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. , 303-344 (2011).
- Levey, A. S.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
