July 2nd, 2019
O objetivo preliminar deste artigo é fornecer detalhes de como gravar o potencial da membrana (Vm) da artéria cerebral média usando o método do impalement do microelétrodo. A artéria cerebral média canulada é equilibrada para ganhar o Tom miogênico, e a parede do vaso é empalada usando microeletrodos de alta resistência.
Este protocolo pode ser usado para medir o potencial de membrana dos vasos sanguíneos normais e doentes e para avaliar agentes farmacológicos que modulam o potencial da membrana, o tom vascular e o fluxo sanguíneo. Os potenciais de membrana gerados a partir desta técnica estão próximos da faixa fisiológica, uma vez que os músculos vasculares lisos dentro de um vaso estão em sincronia. Antes de iniciar o procedimento, coloque um amplificador de eletrometro diferencial de canal duplo perto da câmara do vaso no local desejado.
Use um cabo BNC-BNC para conectar a saída do amplificador canal A ou B à entrada do canal do digitalizador. Monte a sonda no micromanipulador, e gire o micromanipulador em direção ao microscópio e ao miógrafo em uma mesa livre de vibrações. Coloque os botões e os interruptores na parte frontal do amplificador nas posições apropriadas para o experimento, conforme descrito no manual.
Em seguida, conecte o solo do banho ao solo do circuito do amplificador com um eletrodo apropriado, e certifique-se de que a gaiola esteja aterrada ao chassi do amplificador. Para preparar os microeletrodes de vidro borossilicato, use um puxador padrão para alcançar um taper curto, gradual, de oito a dez milímetros com um diâmetro de menos de um micrômetro, looping duas vezes para maiores resistências e pontas menores. Use uma seringa de microfibra para encher o microeletrodo com cloreto de potássio de três molares, retraindo lentamente o êmbolo durante a injeção para permitir o espaço para o fluido encher e evitar a formação de bolhas dentro do microeletrodo.
Coloque o microelerode totalmente carregado sobre o suporte de microeletroder, e empurre cuidadosamente a haste do eletrodo para dentro do suporte através do orifício entediado. Remova qualquer excesso de fluido com um tecido de laboratório e conecte o conjunto do suporte de eletrodo à sonda do amplificador. Realize um teste de eletrodo para medir a resistência ao eletrodo.
Em seguida, abra o software de gravação, atribua um nome ao arquivo e salve o arquivo para análise futura. Em seguida, enxágue a câmara de miógrafo com água destilada várias vezes antes de carregar a câmara com cinco mililitros de solução de sal fisiológico normal, ou PSS. Usando uma seringa de cinco ou dez mililitros, encha ambas as cânulas de vidro e a tubulação anexada com PSS normal filtrado sem introduzir bolhas de ar, e use fórceps contundentes para fazer um meio nó em duas suturas de nylon monofilamento 10-0.
Em seguida, usando fórceps de dissecção sob um microscópio de dissecção, coloque os nós de sutura parcialmente fechados em ambas as cânulas ligeiramente longe das pontas. Para o isolamento da artéria cerebral média, use tesouras de mola e fórceps para identificar e dissecar um segmento não cerrado da artéria cerebral média, com um diâmetro interno de 100 a 200 micrômetros, do cérebro de rato. Use fórceps finos para montar a artéria cerebral média nas cânulas de vidro e aperte as suturas para fixar a artéria na cânula.
Feche a cânula distal para que não haja fluxo dentro da artéria, e conecte a pipeta de entrada a um reservatório de PSS. Visualize a artéria cerebral média canulada usando uma câmera de dispositivo acoplada por carga montada em um microscópio invertido e software de imagem. Defina o comprimento axial do MCA a um comprimento aproximado, de tal forma que não pareça nem rígido nem flácido.
Equilibre a solução de banho com 95% de oxigênio e 5% de dióxido de carbono a 37 graus Celsius. Mergulhe o solo do amplificador no PSS do miógrafo. Ilumine a câmara do vaso e visualize a ponta do microeletro na solução de banho através do microscópio.
Usando o micromanipulador, mova a ponta do microeletrodo perto da parede externa do vaso sanguíneo, e comece a gravação. Mova lentamente a ponta do microeletrodo em direção ao navio, visando o centro da embarcação. Quando a ponta chegar perto do vaso, avance o eletrodo para a frente em um movimento rápido para empalar a membrana do músculo.
Uma vez penetrada a membrana, podem ser observadas alterações no potencial da membrana. Não toque no micromanípulo uma vez que a membrana tenha sido empalada. Quando as possíveis alterações da membrana forem registradas, use o manipulador para remover o microeletrodo em um movimento rápido e pare a gravação antes de salvar os arquivos de dados.
O emalamento é considerado bem sucedido quando há uma rápida deflexão aos valores negativos, o potencial da membrana é estável por um mínimo de 30 segundos, e a tensão retorna abruptamente a zero milvolts após a remoção do eletrodo. Após uma possível estabilização de emalamento e membrana, drogas de interesse podem ser perfundidas no banho e mudanças no potencial da membrana podem ser registradas. Neste experimento representativo, a perfusão com cloreto de potássio despolarizou a membrana em aproximadamente seis milivolts, enquanto a perfusão com um ativador dependente de cálcio de grandes canais de potássio ativados por cálcio hiperpolarizou a membrana em quase quatro milivolts.
A coisa mais importante a se lembrar é puxar microeletros altamente resistentes que têm um curto e gradual taper com um diâmetro de menos de um micrômetro.
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Este artigo detalha um protocolo para registrar o potencial de membrana (V m) da artéria cerebral média usando o método de penetração com microeletrodos. A técnica permite a medição de potenciais de membrana em vasos sanguíneos normais e doentes.
Accurate measurement of vascular smooth muscle membrane potential enables mechanistic de-risking of ion channel modulators in preclinical cardiovascular and cerebrovascular programs. This method supports target validation by linking electrophysiological readouts to vascular tone and blood flow regulation, providing predictive confidence for lead optimization. It bridges discovery biology with translational assessment of pharmacological agents affecting cerebral perfusion.
The method fits within the discovery continuum from target engagement to functional validation in resistance arteries, supporting lead identification and preclinical efficacy assessment.