Name: Medição da curva pressão-volume no mouse Lungs (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-01-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
Description: Aprenda a medir a curva pressão-volume em pulmões de camundongos para avaliar alterações estruturais em doenças como fibrose e enfisema. Este método padronizado oferece análise quantitativa da mecânica pulmonar.

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Este trabalho foi apoiado pelo NIH HL-1034.

O Comitê de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Johns Hopkins aprovado todos os protocolos de animais. 1. Equipamentos O sistema composto definido acima, pronta para medir a curva de PV é mostrado na Figura 1. <ol><li> Medição de volume: <ol><li> Gerar uma taxa constante de inflação e deflação, utilizando uma bomba de seringa com um interruptor que permite que o usuário para reverter rapidamente a bomba depois de atingir os limites de pressão. Para as curvas do mouse PV, use um muito levemente untada 5 ml seringa de vidro com o volume inicial (antes da inflação), fixado em 3 ml de ar. 3 ml é suficientemente grande para medir volumes em quase todas as curvas do mouse PV. </li><li> Medir o volume entregue pela bomba anexando um transformador diferencial linear para o alojamento da bomba, com uma pequena haste do sensor ligado ao êmbolo da seringa movendo. Nota: Um meio empíricos para corrigir para a compressão de gás no sistema é descrito sob o cu PVsecção de gravação rve. </li></ol></li><li> Medição de pressão: <ol><li> Usar um medidor de pressão barato padrão com um intervalo de 0-60 cm de H 2 O (0-1 psi). </li></ol></li><li> Gravação de medição: <ol><li> Para gravar a curva PV usar qualquer gravador digital com recursos de XY (por exemplo, PowerLab). Defina um canal para gravar o sinal de volume corrigido e outro canal para registrar a pressão transpulmonar (PTP), a fim de elaborar o gráfico da curva PV. Usar um pré-amplificador de ponte que liga ao Powerlab principal para medir a pressão. Calibrar o canal de pressão 0-40 cm H 2 O, e calibrar o canal de volume de 0-3 ml. </li></ol></li></ol> 2. Correção de Compressão de Gás Nota: Este é um passo inicial importante na configuração, uma vez que como a pressão aumenta, a diminuição do volume de gás, e, assim, o volume de ar fornecido para o rato irá ser cada vez menor do que o deslocamento do syrInge barril. <ol><li> Fechar a torneira que vai ligar o sistema de PV para os pulmões, para que o gás não possa deixar o sistema. Iniciar a infusão e observar se o canal Volume corrigido no gravador mostra todas as mudanças mensuráveis, como a pressão aumenta para cerca de 40 cm H 2 O. Se assim for, então correcta como nos passos seguintes. <ol><li> Correto para compressão de gás empiricamente subtraindo a partir da medição de deslocamento êmbolo (ou seja, o volume não corrigido) um termo proporcional à pressão de inflação. Faça isso em um canal Powerlab (chamado Vc) para mostrar o sinal de volume, menos um coeficiente vezes a pressão. </li><li> Determine o coeficiente na equação. Primeiro, faça uma estimativa inicial, vire o registro gráfico, e ligar a bomba. Uma vez que o tubo de inflação é selada, ajustar o coeficiente multiplicador de pressão para fazer o canal Vc ler zero como a pressão aumenta, 0-40 cm de H 2 O. Se ele vai para cima ou para baixo, basta ajustar o fator de correção até quepermanece estável ao longo da faixa de pressão. Este factor de correcção será sempre o mesmo, se as mesmas a partir de 3 ml de volume na seringa não é alterado. </li></ol></li></ol> 3. testes experimentais em camundongos <ol><li> Processo para a medição da curva de PV em ratinhos. Todos os protocolos de animais foram aprovados pelo Comitê de Johns Hopkins University Animal Care e Use. <ol><li> Anestesiar ratos (C57BL / 6 ratos às 6-12 semanas de idade) com cetamina (90 mg / kg) e xilazina (15 mg / kg), e confirmar a anestesia pela ausência do reflexo do movimento. Nota: A curva PV pode ser completada em ratos anestesiados, em menos de 10 min e é um procedimento terminal. </li><li> Tracheostomize os ratos com uma agulha 18 G stub cânula. Fazer isso através de uma pequena incisão na pele que recobre a traqueia, localizando a traqueia, em seguida, fazendo um pequeno corte na traqueia, onde o topo da agulha pode ser inserida. Fixe a cânula, amarrando com rosca. </li><li> Permitir que os ratos para respiração 100% de oxigênio para, pelo menos, 4 min. Isso pode ser feito através de respiração espontânea de um saco ou com um ventilador nominalmente definido com um volume corrente de 0,2 ml a 150 ciclos / min. </li><li> Fechar a cânula traqueal e permitir 3-4 min para o rato para absorver todo o oxigénio. Este procedimento de absorção de oxigénio resulta a morte dos animais e de uma desgaseificação quase completa do pulmão 11. Confirme morte do rato através da medição da cessação dos batimentos cardíacos com eletrodos de ECG ou observação direta. </li><li> Uma vez que a desgaseificação do pulmão está completa e o volume do pulmão é zero, começar inflar os pulmões com ar ambiente na bomba de seringa a uma taxa de 3 ml / min. Monitorar o traçado da pressão sobre o gravador digital, e quando chega a 35 cm de H 2 O, inverter a bomba. </li><li> Siga a curva de deflação até que a pressão atinge negativa de 10 cm H 2 O, época em que as vias aéreas entraram em colapso, prendendo o ar nos alvéolos que impedem uma maior redução de volume. Reverter imediatamente tele bombear novamente, permitindo que o pulmão de reinsuflação como as vias aéreas colapsadas abrir. Esta abertura heterogénea é normalmente aparente pelo membro inflação barulhento olhando para a parte inicial desta segunda inflação. </li><li> Quando a pressão novamente chega a 35 cm H 2 O, inverter a direção da bomba, e continuar a desinflar o pulmão até esta segunda parte deflação chega a 0 cm H 2 O. Em seguida, parar a bomba. </li><li> Veja o registro gráfico PowerLab de pressão e fluxo ea curva PV. Em seguida, analisar a curva PV para detectar alterações fenotípicas em parênquima pulmonar que ocorrem com diferentes patologias pulmonares. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Neergaard, K. v <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neue+Auffasungen+%C3%BCber+einn+Grundbergriff+der+Atemtechnik.+Die+Retraktionskraft+der+unge%2C+abhangig+von+den+Oberflachenspannung+in+den+Alveolen.+%28New+interpretations+of+basic+concepts+of+respiratory+mechanics.+Correlation+of+pulmonary+recoil+force+with+surface+tension+in+the+alveoli.%29%5BTitle%5D)+AND+%22Zeitschrift+Fur+Gesamte+Experi+Medizin%22%5BJournal%5D)">Neue Auffasungen über einn Grundbergriff der Atemtechnik. Die Retraktionskraft der unge, abhangig von den Oberflachenspannung in den Alveolen. (New interpretations of basic concepts of respiratory mechanics. Correlation of pulmonary recoil force with surface tension in the alveoli.).</a> Zeitschrift Fur Gesamte Experi Medizin. 66, 373-394 (1929).</li>
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<li>Lum, H., Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+species+comparisonof+alveolar+size+and+surface+forces%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">A species comparisonof alveolar size and surface forces.</a> Journal of Applied Physiology. 62, 1865-1871 (1987).</li>
<li>Faridy, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+distension+on+release+of+surfactant+in+excised+dogs%27+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of distension on release of surfactant in excised dogs' lungs.</a> Respir. Physiol. 27, 99-114 (1976).</li>
<li>Faridy, E. E., Permutt, S., Riley, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+ventilation+on+surface+forces+in+excised+dogs%27+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of ventilation on surface forces in excised dogs' lungs.</a> J. Appl. Physiol. 21, 1453-1462 (1966).</li>
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</ol>

Nenhum dos autores tem interesses financeiros que possam entrar em conflito com o material apresentado neste artigo.

Neste papel um método reprodutível simples tem sido descrito para medir em ratinhos um método clássico de fenotipagem elasticidade pulmonar, a curva total PV pulmão. Essas curvas foram fundamentais para a descoberta de surfactante pulmonar e sua importância no fornecimento de estabilidade de pulmão. Aqui mostra-se como a curva PV também é útil ao proporcionar um meio para medir diversas variáveis ​​relacionadas com a elasticidade pulmonar no pulmão adulto do mouse. Houve mudanças muito significativas em todas as variáve...

O rato é agora o modelo animal primária de uma variedade de doenças pulmonares. Em modelos de enfisema ou fibrose, as alterações fenotípicas essenciais são melhor avaliadas medindo as alterações na elasticidade do pulmão. Embora existam muitas maneiras de medir a elasticidade, o método clássico é que a curva de pressão-volume total (PV) medido a partir do volume residual (VR) a capacidade pulmonar total (CPT). Essa medição foi feita no pulmão adulto de quase todas as espécies de mamíferos que remonta quase 100 anos 1-3. Tais curvas PV também desempenhou um papel importante na descoberta e compreensão da função do surfactante pulmonar em desenvolvimento pulmonar fetal 4-7. Apesar de a importância da curva de PV como uma medição do fenótipo do pulmão, não houve nenhuma maneira padronizada de efectuar esta medição. Foi feito simplesmente inflar e desinflar o pulmão com passos discretos (esperando um tempo variável de equilíbrio após cada) ou com bombas quepode continuamente inflar e desinflar o pulmão. A curva PV é feito muitas vezes ao longo de um intervalo de volume entre zero e alguma capacidade pulmonar definir pelo usuário, mas o tempo de duração de cada ciclo de volume pressão relatada por diferentes laboratórios tem sido extremamente variável, variando de alguns segundos de 8 a 2 hr. Alguns pesquisadores se referem a esta curva PV pulmonar total como estático ou quasiestático, mas estes são termos qualitativos que oferecem pouco de visão, e eles não são utilizados aqui. Além disso, a curva de PV não tem sido amplamente relatado no ratinho, apesar do facto de que pode fornecer informação útil sobre os efeitos de alterações estruturais macroscópicos nos pulmões. Várias questões resultaram em variabilidade na aquisição da curva PV incluindo: 1) a taxa de inflação e deflação; 2) as excursões de pressão para a inflação e deflação; e 3) os meios para determinar uma medida absoluta do volume pulmonar. No método aqui presente, uma taxa de 3 ml / min foi escolhido como um compromise, não sendo demasiado curto para refletir a elasticidade dinâmica associada à ventilação normal e não é demasiado lenta para fazer a medição impraticável, particularmente quando se estuda grandes grupos. Uma vez que uma capacidade pulmonar total nominal em um / 6 rato saudável C57BL é da ordem de 1,2 ml 9, esta taxa normalmente permite que dois completo fechado PV loops para ser feito em cerca de 1,5 min. Na literatura extensas onde as curvas PV foram relatados, a pressão de enchimento pico utilizado tem sido extremamente variável, variando de tão baixo como 20 a mais de 40 cm de H 2 O. Parte dessa variabilidade pode estar relacionada à espécie, mas o objetivo principal de estabelecer o limite de pressão superior para curvas PV é inflar o pulmão a capacidade pulmonar total (CPT), ou volume pulmonar máxima. A TLC em seres humanos é definida pelo esforço voluntária máxima de um indivíduo pode fazer, mas, infelizmente, esta nunca poderá ser duplicada em qualquer modelo animal. Assim, o volume máximo em curvas PV experimentais é dissuadirminado por uma pressão máxima arbitrariamente definida pelo investigador. O objectivo é estabelecer uma pressão onde a curva PV é plana, mas, infelizmente, o membro de inflação de uma curva PV pulmão de mamífero é nunca plana. Assim, a maioria dos investigadores definir uma pressão onde a curva começa a inflação para achatar substancialmente, tipicamente de 30 cm H 2 O. No rato, no entanto, a curva PV é ainda mais complexo, com uma corcunda dupla no membro inflação, e onde esta parte da inflação é muitas vezes continua a aumentar acentuadamente a 30 cm H 2 O 10, portanto 30 não é um bom ponto final para a curva PV. Por esta razão, é utilizado 35 centímetros H2O como o limite da pressão para a curva de rato PV, que é uma pressão à qual os membros de enchimento de todas as estirpes que examinamos começam a achatar. Uma vez que a própria curva PV é muito linear, o aparecimento de um loop PV irá depender do volume a partir de onde a curva começa. Alguns ventiladores comerciais permitem que os usuários façam grandes laços PV, a partir de FRC, mas se o volume da FRC é desconhecido, então é possível interpretar tais mudanças na curva de PV com qualquer patologia, uma vez que essas modificações podem simplesmente resultar de uma alteração no volume de partida, e não alterações estruturais no pulmão. Assim, sem uma medição de volume absoluto, curvas PV são quase impossíveis de interpretar e, portanto, têm pouca utilidade. Apesar de, há várias maneiras de medir volumes pulmonares, estes são muitas vezes complicado e requer equipamento especial. Na abordagem simples descrita aqui, a curva PV começa no volume zero após um processo de desgaseificação in vivo. Em resumo, este trabalho demonstra um método simples para padronizar medição curva PV de pulmão no pulmão do rato, e define várias métricas que podem ser calculados a partir da curva que estão ligados à estrutura do pulmão. A curva PV, portanto, fornece um teste de função pulmonar, que tem aplicação direta em ser capaz de detectar mudanças estruturais fenotípicas em camundongos com commem patologias pulmonares como enfisema e fibrose.

<table><tbody><tr><td>Bomba de seringa</td><td>Harvard Apparatus</td><td>55-2226</td><td>Bomba de seringa de infusão/retirada</td></tr><tr><td>Bomba 22 interruptor de reversão</td><td>Harvard Apparatus</td><td>552217</td><td>Incluído com bomba</td></tr><tr><td>Transformador de deslocamento linear</td><td>Trans-Tek, Inc.</td><td>0244-0000</td><td></td></tr><tr><td>Seringa de vidro de 5 ml</td><td>Becton Dickenson</td><td></td><td>Vários outros possíveis fornecedores</td></tr><tr><td>Gravador digital</td><td>ADInstruments</td><td>PL3504</td><td>Vários outros possíveis fornecedores</td></tr><tr><td>Bridge amp condicionador de sinal</td><td>ADInstruments</td><td>FE221</td><td></td></tr><tr><td>Tanque de gás, 100% oxigênio</td><td>Airgas, Inc</td><td></td><td>Qualquer fornecedor ou fonte hospitalar funcionará</td></tr><tr><td>Transdutor de pressão: 0 - 1 psi&nbsp; Saída em mV</td><td>Omega Engineering</td><td>PX-137</td><td>Faixa &asymp; 0 - 60 cm H2O</td></tr></tbody></table>

medição da curva pressão-volume no mouse lungs

Measurement of the Pressure-volume Curve in Mouse Lungs

Nas últimas décadas, o ratinho tornou-se o modelo animal primária de uma variedade de doenças pulmonares. Em modelos de enfisema ou fibrose, as alterações fenotípicas essenciais são melhor avaliada por medição das alterações na elasticidade do pulmão. Para melhor compreender os mecanismos específicos subjacentes a essas patologias em camundongos, é essencial para fazer medições funcionais que podem refletir a patologia em desenvolvimento. Embora existam muitas maneiras de medir a elasticidade, o método clássico é o do pulmão pressão-volume total (PV) curva feito ao longo de toda a gama de volumes pulmonares. Essa medição foi feita no pulmão adulto de quase todas as espécies de mamíferos que remonta quase 100 anos, e essas curvas PV também desempenhou um papel importante na descoberta e compreensão da função do surfactante pulmonar em desenvolvimento pulmonar fetal. Infelizmente, tais curvas totais PV não têm sido amplamente relatado na rato, apesar do fato de que eles podem fornecer informações úteis sobre o macroscOPIC efeitos de mudanças estruturais no pulmão. Embora curvas PV parciais para avaliar apenas as variações no volume do pulmão são, por vezes relatados, sem uma medida de volume absoluto, a natureza não-linear da curva total PV faz com que essas parciais muito difícil de interpretar. No presente estudo, descrevemos uma maneira padronizada para medir a curva total PV. Estamos, então, testaram a capacidade dessas curvas para detectar mudanças na estrutura do pulmão do rato em duas patologias pulmonares comum, enfisema e fibrose. Os resultados mostraram alterações significativas em diversas variáveis ​​consistentes com as mudanças estruturais esperadas com estas patologias. Esta medição da curva de PV de pulmão em ratinhos proporciona assim um meio simples para controlar a progressão das alterações fisiopatológicas ao longo do tempo e o efeito potencial de procedimentos terapêuticos.

Embora o procedimento para as curvas PV é demonstrado no vídeo apenas para controlo de ratos saudáveis, foi examinada a capacidade da curva PV para detectar alterações funcionais e patológicos em ratinhos com duas patologias comuns diferentes, enfisema e fibrose. Os detalhes destes modelos tradicionais descrito em outros lugares 12,13. Muito brevemente, após anestesia com isoflurano a 3% foi enfisema causado por 3 ou 6 L elastase pancreática porcina instilado na traqueia e estudou 3 semanas mais tarde, e a fi...

Aqui apresentamos um protocolo para medir de forma simples e confiável a curva pressão-volume pulmonar em camundongos, mostrando que ela é suficientemente sensível para detectar alterações fenotípicas do parênquima em duas patologias pulmonares comuns, fibrose pulmonar e enfisema. Essa métrica fornece um meio de quantificar as mudanças estruturais do pulmão com o desenvolvimento da patologia.

Medição da curva pressão-volume no mouse Lungs

In recent decades the mouse has become the primary animal model of a variety of lung diseases. In models of emphysema or fibrosis, the essential ...

O objetivo geral deste procedimento é demonstrar como medir e analisar a curva pressão-volume pulmonar em camundongos. Isso é realizado primeiramente configurando uma bomba de seringa para gerar uma taxa constante de insuflação e desinsuflação pulmonar no camundongo. Na segunda etapa, adapta-se a bomba para permitir a medição do volume de ar fornecido ao animal e, em seguida, corrige-se o sistema para a compressão do gás.Por fim, a pressão das vias aéreas é medida e a curva pressão-volume é registrada digitalmente. Em última análise, a avaliação da curva pressão-volume permite a análise de múltiplas variáveis que podem refletir as alterações estruturais que ocorrem nas doenças pulmonares. A principal vantagem deste método, que nunca foi padronizado em um modelo de camundongo, é que a distensibilidade pulmonar reflete as alterações patológicas na estrutura pulmonar associadas a diferentes doenças pulmonares, especialmente enfisema e fibrose.Este método é fácil de realizar e pode ajudar a responder perguntas fundamentais relacionadas às alterações associadas à doença pulmonar. Para a medição do volume pulmonar, utilize uma bomba de seringa com uma chave que permita a reversão rápida

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O protocolo a seguir descreve o processo de isolamento, ventilação e instrumentação pulmões do rato para medir estável ou pulsátil vascular pulmonar pressão de fluxo de relações, a fim de quantificar os efeitos do fluxo sanguíneo, o fluxo de ar, alterações das vias aéreas e alterações vasculares no pós-carga do ventrículo direito.

Caracterização do isolado, ventilado, Lung Mouse e Instrumentados perfundidos com fluxo pulsátil

Um protocolo específico e rápido para pesquisar, simultaneamente, a função cardíaca direita, inflamação pulmonar, e da resposta imunológica é descrito como uma ferramenta de aprendizagem. Vídeo e figuras descrevem fisiologia e técnicas de microdissecção em um grupo organizado abordagem, que é adaptável a ser utilizado para as pequenas e grandes estudos porte.

Sistólica do ventrículo direito Medição de Pressão em combinação com colheita de amostras de tecido pulmonar e imunológica em ratos

O presente protocolo fornece uma descrição passo-a-passo detalhado dos procedimentos necessários para a execução de medidas de mecânica do sistema respiratório, bem como a avaliação da capacidade de resposta das vias aéreas à metacolina inalada em ratos utilizando a técnica de oscilações forçadas (flexiVent; SCIREQ Inc, Montreal, Qc , Canadá).

Avaliação da mecânica respiratória em ratos usando a técnica de oscilações forçadas

Este artigo descreve um método striaghforward e eficiente de entubar ratos para medições de função pulmonar ou instilação pulmonar, que permite que os ratos a se recuperar e ser estudado em momentos posteriores. O procedimento envolve uma fonte de luz de fibra óptica de baixo custo que ilumina diretamente a traquéia.

Um método simples de intubação Lung Rato

A vasoconstrição pulmonar hipóxica (HPV) é um importante fenômeno fisiológico pelo qual a perfusão pulmonar de hipóxia alveolar é compatível com a ventilação. O principal segmento vascular que contribui para o HPV é a artéria intra-acinar. Aqui, descrevemos nosso protocolo para a análise do HPV de vasos pulmonares murinas com diâmetros de 20-100 μm.

Análise videomorfométrica da vasoconstrição pulmonar hipoxica de artérias intra-pulmonares usando fatias pulmonares cortadas por precisão de murina

A avaliação da fisiologia respiratória, tradicionalmente invocado técnicas, que exigem contenção ou sedação do animal. Unrestrained pletismografia de corpo inteiro, no entanto, fornece uma análise precisa, não-invasivo, quantitativo de fisiologia respiratória em modelos animais. Além disso, a técnica permite a avaliação repetida respiratório de ratos permitindo estudos longitudinais.

Medir a função respiratória em ratos usando Unrestrained pletismografia de corpo inteiro

Este artigo descreve a medição da função ventricular esquerda murina por meio da análise de pressão/volume em diferentes frequências cardíacas.

O cateterismo cardíaco em camundongos para medir o volume Pressão do relacionamento: Investigando o efeito Bowditch

Este manuscrito descreve um protocolo detalhado para a recolha de dados de pressão-volume do mouse.

Medição do volume Pressão Loops no mouse

A área de superfície pulmonar interna (ISA) é um critério crítico para avaliar a morfologia pulmonar e a fisiologia em doenças pulmonares e regeneração alveolar induzida por lesão. Descrevemos aqui um método padronizado que pode minimizar o viés de medição para ISA tanto na pneumonectomia pulmonar quanto nos modelos de mouse de implante de prótese.

Um Método Padronizado para Medição da Superfície de Pulmão Interna via Neumonectomia de Mouse e Implante de Prótese

É apresentado aqui um protocolo útil para a fixação do pulmão que cria uma condição estável para a avaliação histológica de espécimes do pulmão de um modelo do rato do enfisema. A vantagem principal deste modelo é que pode fixar muitos pulmões com a mesma pressão constante sem colapso ou deflação do pulmão.

Fixação pulmonar pressão constante para avaliação de enfisema em camundongos

Aprenda a medir a curva pressão-volume em pulmões de camundongos para avaliar alterações estruturais em doenças como fibrose e enfisema. Este método padronizado oferece análise quantitativa da mecânica pulmonar.

Medição da curva pressão-volume no mouse Lungs

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