16 października 2013
Utrata odruchu prostowania od dawna służy jako standardowy substytut behawioralny dla utraty przytomności, zwany również hipnozą, u zwierząt laboratoryjnych. Zmiany wrażliwości na lotne środki znieczulające spowodowane interwencjami farmakologicznymi można wykryć za pomocą starannie kontrolowanego systemu oceny o wysokiej przepustowości, który może być dostosowany do dostarczania dowolnego wziewnego środka terapeutycznego.
Ogólnym celem tej procedury jest ocena zmian wrażliwości na środki znieczulające po interwencji farmakologicznej. Osiąga się to poprzez dokładne sprawdzenie komór ekspozycyjnych, aby zapewnić równomierny przepływ gazu i temperaturę. Drugim krokiem jest przyzwyczajenie zwierząt do komór.
Następnie przeprowadzana jest interwencja farmakologiczna, która jest przedmiotem zainteresowania. Ostatnim krokiem jest ocena zmian wrażliwości na środki znieczulające poprzez ocenę odruchu pisania zwierzęcia w odpowiedzi na ekspozycję na środek znieczulający. Ostatecznie testy odruchów pisemnych służą do wykazania różnic we wrażliwości na znieczulenie spowodowanych długo lub krótko działającymi interwencjami farmakologicznymi.
Chociaż system ten może zapewnić wgląd w zmiany wrażliwości na znieczulenie u myszy, może być również stosowany u różnych gatunków do badania efektów dowolnego wziewnego środka terapeutycznego. Aparatura badawcza składa się z 24 przezroczystych akrylowych cylindrycznych komór o długości 10 centymetrów i średnicy pięciu centymetrów. Ten rozmiar jest odpowiedni dla typowej dorosłej myszy o wadze 25 gramów.
Każda komora ma na każdym końcu port do wlotu i wylotu gazu. Końcówka wylotowa jest uszczelniona gumowymi uszczelkami, aby ułatwić jej demontaż. W celu włożenia zwierzęcia zamontuj każdą komorę na stojaku, który znajduje się w łaźni wodnej.
Ustaw stojak tak, aby zanurzona była tylko dolna część komór. Podpora na tylnym końcu komory zapewnia stabilność i utrzymuje komory w poziomie, zapewniając równomierny kontakt każdej komory z wanną. Po podłączeniu butli tlenu do parownika i przepływomierza z rurką polietylenową, należy podzielić rurkę na 25 rezystorów o małej średnicy o równej długości.
Gwarantuje to, że do każdej komory dostarczany jest równy przepływ po podłączeniu. Następnie podłącz przewody podciśnieniowe, które wychodzą z każdej komory na przeciwległym końcu wlotu gazu. Przewody podciśnieniowe łączą się na kolektorze, aby połączyć się z wewnętrznym przewodem ssawnym.
Zawór odcinający wzdłuż głównego przewodu podciśnieniowego zapewnia warunki ciśnienia atmosferycznego w każdej komorze. Gdy wszystko zostanie połączone, napełnij wannę wystarczającą ilością wody, aby w pełni zetknęła się z dnem każdej komory. Włącz pompę, aby cyrkulować wodę i utrzymywać stałą temperaturę 37 stopni Celsjusza.
Przed przystąpieniem do testów komory są sprawdzane pod kątem szczelności i prawidłowego przepływu powietrza. Najpierw ustaw tlen na szybkość pięciu litrów na minutę. Zanurz każdą komorę pod wodą i poszukaj bąbelków lub wejścia do wody, które wskazują na nieszczelności.
Wymień wszelkie nieszczelne komory przed rozpoczęciem eksperymentu. Dla każdej komory podłącz przepływomierz o wydajności 500 mililitrów na minutę w linii przed komorą, aby upewnić się, że przepływy są zrównoważone w każdej linii. Każda komora, która nie otrzymuje oczekiwanego przepływu, powinna mieć sprawdzone rurki pod kątem przeszkód.
Na koniec skalibruj analizator środka, aby zapewnić odczyt 0,0% izofluoru, gdy 100% tlenu przepływa na tydzień przed przyzwyczajeniem. Transpondery są wszczepiane w celu śledzenia temperatury ciała podczas testowania. Po osiągnięciu odpowiedniej głębokości znieczulenia należy wysterylizować grzbietową część szyi za pomocą Betadine.
Następnie za pomocą sterylnej igły wstrzyknąć podskórnie transpondery temperatury między łopatki. Należy codziennie monitorować miejsce wstrzyknięcia pod kątem zakażenia i migracji transpondera. Na cztery dni przed pierwszą oceną wszystkie badane zwierzęta są przyzwyczajane do komór w celu zmniejszenia skutków stresu spowodowanego nowym środowiskiem.
Aby to zrobić, umieść zwierzę w każdej komorze ze 100% tlenem płynącym przez dwie godziny. Powtarzaj tę ekspozycję codziennie, aż do testu. Po czterech dniach zamieszkania rozpoczyna się dzień testowania od ekspozycji na interwencję farmakologiczną, która jest przedmiotem zainteresowania.
Interwencja ta może być wstrzyknięciem stereotaktycznym w określony obszar mózgu, wstrzyknięciem dożylnym lub wstrzyknięciem dootrzewnowym W przypadku interwencji farmakologicznych. Przy długim czasie działania przeprowadza się stopniowe określanie wrażliwości na środek znieczulający. Rozpocznij testowanie od umieszczenia każdego zwierzęcia w indywidualnych komorach ze 100% przepływającym tlenem, gdy wszystkie zwierzęta znajdą się na miejscu.
Ustaw stężenie fluoru na 0,4% na 15 minut. W ciągu ostatnich dwóch minut tego okresu oceń odruch pisania każdego zwierzęcia, delikatnie obracając komorę, aż mysz zostanie umieszczona na grzbiecie. Odruch pisania uważa się za nienaruszony, jeśli mysz jest w stanie przywrócić wszystkie łapy na podłogę komory.
W ciągu dwóch minut zarejestruj stan odruchu zapisu dla każdej myszy i przeskanuj każdą mysz w poszukiwaniu danych o temperaturze. Następnie zwiększaj stężenie fluoru o około 0,05% przez 15 minut i oceń odruch pisania, jak pokazano wcześniej. Kontynuuj zwiększanie stężenia środka znieczulającego, aż wszystkie zwierzęta stracą odruch pisania.
Opcjonalnie pojawienie się środka znieczulającego można zmierzyć, powtarzając krokową ocenę odruchu pisania, gdy stężenie środka znieczulającego jest miareczkowane w dół. Aby zakończyć eksperyment, wyłącz izofluor i przepłucz cały system 100% tlenem przez 15 minut w przypadku interwencji o krótszym czasie trwania. Wykonywany jest test czasu do wynurzenia.
Po umieszczeniu każdego zwierzęcia w indywidualnych komorach, w których przepływa 100% tlenu, ustaw stężenie fluoru na 1,2%Po kilku minutach ekspozycji na znieczulenie, delikatnie przetaczaj każdą komorę, aż każda mysz pozostanie na grzbiecie. Potwierdzając utratę odruchu pisania, utrzymuj stężenie fluoru na poziomie 1,2% przez 30 minut do jednej godziny, w zależności od oczekiwanego czasu działania ostrej interwencji. Po wyłączeniu dopływu fluoru należy odmierzyć 100% tlenu i odmierzyć czas do momentu, gdy każde zwierzę położy wszystkie cztery łapy na podłodze.
Odruch pisania jest uważany za nienaruszony, gdy zwierzę może położyć wszystkie cztery łapy na podłodze trzy razy z rzędu. W tym przypadku odruch pisania został przetestowany tydzień po wstrzyknięciu kwasu botanicznego do brzusznego bocznego jądra przedoperacyjnego. Przewidywano, że uszkodzenie tego obszaru mózgu zmniejszy wrażliwość na znieczulenie.
Nie stwierdzono jednak istotnych różnic w stopniowej wrażliwości anestezjologicznej zarówno w przypadku indukcji, jak i pojawienia się. W tym przykładzie test czasu do pojawienia się przeprowadzono bezpośrednio po obustronnym mikrowstrzyknięciu I kwasu botaninowego. Po wstrzyknięciu do VLPO nastąpiła znacznie przedłużona hipnoza w porównaniu z wstrzyknięciami od czasu wstrzyknięcia pobliskiej przegrody przyśrodkowej i nośnika kontrolnego.
Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak ocenić wrażliwość na znieczulenie za pomocą krokowego testu indukcyjnego lub testu czasu do wynurzenia, jednocześnie upewniając się, że każde zwierzę jest narażone na identyczne przepływy gazów i temperatury.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejsze badanie ocenia zmiany w wrażliwości na środki znieczulające u zwierząt laboratoryjnych po interwencjach farmakologicznych. Metodologia obejmuje ocenę odruchu prostowania ciała jako behawioralnego wskaźnika utraty przytomności, co można dostosować do różnych terapeutyków podawanych drogą wziewną.
Ocena wrażliwości na lotne anestetyki w modelach przedklinicznych umożliwia mechanistyczną redukcję ryzyka w przypadku związków ukierunkowanych na OUN poprzez kwantyfikację efektów wpływających na stany hipnotyczne. Ten system wysokoprzepustowy wspiera walidację celu i przesiew fenotypowy we wczesnej fazie odkrywania leków, dostarczając powtarzalnych, ilościowych odczytów behawioralnych. Pozwala on na podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) poprzez powiązanie interwencji farmakologicznych z funkcjonalnymi zmianami w odpowiedzi na anestetyki, co zmniejsza ryzyko biologiczne na późnych etapach rozwoju leków neuropsychiatrycznych.
Metoda ta integruje się z procesami badawczymi w biologii odkrywczej, umożliwiając opartą na hipotezach ocenę wrażliwości na środki znieczulające po interwencji farmakologicznej, co pozwala powiązać modulację celu z wynikiem funkcjonalnym.