В данном протоколе представлен метод оценки параметров постокклюзионной реактивной гиперемии в коже крысы, находящейся под наркозом, с помощью лазерной спекл-контрастной визуализации и инвазивного измерения артериального давления.
Методическая статья
* These authors contributed equally
В данном протоколе представлен метод оценки параметров постокклюзионной реактивной гиперемии в коже крысы, находящейся под наркозом, с помощью лазерной спекл-контрастной визуализации и инвазивного измерения артериального давления.
Лазерная спекл-контрастная визуализация (LSCI) — это современный, неинвазивный метод оценки микрососудистой перфузии у человека и лабораторных животных. Комбинация ЛСКЧ с инвазивным измерением артериального давления (АД) и тестом на окклюзию сосудов позволяет изучить постокклюзионную реактивную гиперемию (ПОРГ), обеспечивая оценку резерва микрососудистого кровотока и сосудистой реактивности. В данной статье демонстрируется методика использования ЛСКЧ для регистрации и визуализации ПОРГ в задней лапе крысы под общим наркозом. Специальная пневматическая манжета надувается для создания временной (180 с) окклюзии сосудов на уровне большеберцовой кости. Оценка последующей ПОРГ (пиковой гиперемии и кинетических индексов) может дать дополнительную информацию о механизмах и тяжести исследуемого патологического процесса (циркуляторный шок, сердечная недостаточность, гипертензия и т.д.) или выявить сосудистые эффекты нового препарата, которые не проявляются при оценке перфузии в покое. Инвазивный мониторинг АД позволяет рассчитать проводимость кожных сосудов и учесть изменения системной гемодинамики, что особенно важно в экспериментальных моделях критических заболеваний. Также будет продемонстрировано использование этого подхода для выявления микрососудистой дисфункции в модели геморрагического шока у крыс.
Микрососудистая дисфункция участвует в патогенезе многих сердечно-сосудистых, эндокринных и других заболеваний, нарушая перфузию и оксигенацию тканей, нарушая вазомоторные регуляторные механизмы системной гемодинамики (например, при гипертонической болезни)1. Нарушения микроциркуляции также имеют большое патофизиологическое значение в механизмах органной дисфункции у тяжелобольных пациентов с травмой, сепсисом и различными видами шока (геморрагическим, септическим, кардиогенным и др.)2.
В настоящее время в клинических и доклинических исследованиях для неинвазивной оценки перфузии тканей и микрососудистой функции используется несколько лазерных методов: лазерная допплеровская флоуметрия (LDF), лазерная допплеровская визуализация (LDI/LDPI) и лазерная спекл-контрастная визуализация (LSCI). Среди них LSCI является наиболее перспективным для неинвазивной оценки перфузии кожи в клинике. Он имеет явные преимущества по сравнению с LDF и LDI/LDPI, поскольку метод прост в применении на практике и предлагает визуализацию всей области исследования с высоким пространственным и временным разрешением3. LSCI — это метод, который использует лазерный свет для создания спекл-узоров, которые затем анализируются для визуализации динамики кровотока. Мы получаем оценку микроциркуляции в режиме реального времени с высоким разрешением, что имеет важное значение для различных областей исследований, таких как неврология4, абдоминальная хирургия5, дерматология6 и другие сосудистые исследования 7,8, как в клинических, так и в экспериментальных условиях.
Простая оценка показателей перфузии кожи в покое часто неинформативна для выявления микрососудистых нарушений. Это связано как с внутренними функциональными особенностями кожного кровообращения (высокая вариабельность, зависимость от температуры, стресса и других факторов), так и с «ложно нормальной» перфузией тканей при компенсаторной реакции организма (например, увеличение сердечного выброса на ранних стадиях септического шока). Дополнительное использование стандартной функциональной нагрузки позволяет лучше оценить микроциркуляцию и выявить микрососудистую дисфункцию, скрытую в состоянии покоя1. Известно также, что ИСКН полезна при оценке микроциркуляции кожи при фармакологических раздражителях9.
Комбинация LSCI с тестом на окклюзию сосудов позволяет неинвазивно оценить феномен постокклюзионной реактивной гиперемии (PORH), которая отражает важные функциональные параметры микроциркуляции, в частности резерв кровотока и реактивность микроциркуляторногорусла10. Этот подход широко используется в клинических исследованиях для выявления функциональных микроциркуляторных аномалий, не очевидных при исходных измерениях перфузии11, но оценка PORH редко встречается в доклинических исследованиях на животных12,13. По сравнению с клиническими исследованиями, использование теста на окклюзию сосудов в эксперименте in vivo предоставляет исследователю дополнительные возможности для оценки механизмов PORH, патогенеза тяжелых заболеваний, фармакодинамики вазоактивных препаратов. Конечно, эти возможности должны быть в пределах современных биоэтических стандартов гуманного отношения к животным.
В данном протоколе представлен метод оценки параметров ПОРГ в коже крысы, находящейся под наркозом, с использованием ИСКК и инвазивного измерения артериального давления. Последний включает в себя катетеризацию сонной артерии крысы и позволяет измерить среднее артериальное давление (MAP) и частоту пульса. Кроме того, могут быть взяты образцы артериальной крови для лабораторных исследований (например, анализа газов артериальной крови). Стоит отметить, что данный протокол в первую очередь ориентирован на проведение острого эксперимента, который не предполагает пробуждения животного от наркоза после завершения экспериментальных процедур (например, моделирования критического заболевания). Предлагаемый нами метод оценки микроциркуляции у крыс относительно прост и будет особенно полезен в исследованиях сравнительной физиологии сосудов и патофизиологии, включая оценку эндотелиальной дисфункции, а также при доклинической апробации новых вазоактивных препаратов.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Описанные ниже процедуры выполнены в рамках протокола, утвержденного Этическим экспертным советом ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии».
1. Подготовка пневматической манжеты к окклюзии сосудов
2. Подготовка артериального катетера, рабочей станции и хирургических инструментов
3. Анестезия и предоперационная обработка
ПРИМЕЧАНИЕ: Все анестетики могут угнетать дыхание и кровообращение. Правильная дозировка в зависимости от вида животного, штамма, возраста и состояния здоровья имеет решающее значение для предотвращения смертельной передозировки. Персонал должен быть обучен анестезии животных и контролю жизненно важных показателей. Процедуры должны быть одобрены соответствующим Комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) или эквивалентным органом по этике. Необходимо соблюдать осторожность при обращении с иглами, скальпелями и другими острыми инструментами. Всегда используйте контейнер для острых предметов для немедленной утилизации. Никогда не закупоривайте иглы. Помните о риске травм от уколов иглой, которые могут передавать зоонозные агенты или вызывать физические травмы.
4. Катетеризация левой сонной артерии
5. Инвазивное измерение артериального давления
6. Измерение перфузии кожи с помощью LSCI
7. Тест на окклюзию сосудов и оценка PORH
(1)
(2)
(3)8. Экспериментальные методики и повторные измерения
9. Окончание эксперимента
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Описанный выше метод оценки микрососудистой функции был применен нами в серии экспериментов по моделированию геморрагического шока (кровопотеря 35% от расчетного объема крови) у крыс-самцов линии Вистар массой 250-300 г. В группе животных с кровотечением (HS, n = 13) оценка показателей PORH с одновременным мониторингом инвазивного АД проводилась через 30 мин после завершения кровотечения. В контрольной группе животных, оперированных обманом (Sham, n = 10), кровотечение не вызывалось, но т...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В данной статье мы описываем модернизированную технологию оценки кожной микроциркуляции и сосудистой реактивности в эксперименте in vivo на грызунах. Для успешного и стандартизированного использования этого метода в физиологических и фармакологических исследованиях следует принять во внимание несколько дополнительных соображений. В приведенном выше протоколе крысам обезболивают комбинацией тилетамин + золазепам + ксилазин, что продиктовано в основном местными стандартами работы с лаборат...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликта интересов, о котором можно было бы заявить.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда в рамках проекта 24-25-00310.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Игла атравматичная с хирургическим швом нейлон, 4C-0.5x16-4/0-N | Медтехника, Россия | Н/Д | Синий. Длина 75 см. USP 4/0 (MP1.5). Для наложения швов на операционную рану |
| Катетер для сонной артерии крысы с тупым концом игла для шприца 22 г | SciCat, Россия | Н/Д | ПЭ-50, длина 12 см, OD=0,9 мм, ID= 0,6 мм. С одним крепежным кольцом |
| Одноразовый преобразователь давления Deltran | Utah Medical Products, US | 6069 | Кабель 12 дюймов |
| 3-ходовой запорный кран DiscofixC для инфузионной терапии и мониторинга | Б. Браун, Германия | 16494С | |
| Гепарин | Белмедпрепараты, Беларусь | Н/Д | Гепарин натрия 5000 МЕ/мл, ампулы 5 мл |
| Лидокаина | Велфарм, Россия | Н/Д | Раствор для инъекций 20 мг/мл, ампулы 2 мл |
| Пневматическая манжета "Систола" | Neurobotics, Россия | Н/Д | Входит в состав неинвазивного измерения артериального давления у грызунов. Тип хвоста 5-10 мм (крысы) |
| Хлорид натрия | Фармасинтез, Россия | Н/Д | Раствор для инфузий 0,9%, 250 мл |
| Программное обеспечение LabChart8 | ADInstruments, Австралия | Н/Д | Версия 8.1.13 |
| Программное обеспечение MATLAB | MathWorks Inc., США | Н/ | Версия R2019b |
| Стерильный шприц одноразового использования, 1 мл, 3 части | Хуайань Сити Хэнчунь Медикал Продакт Ко., Китай | Н/ | Игла 27 г |
| Стерильный шприц одноразового применения, 2 (2,5) мл, 3 части | Vogt Medical Vertrieb GmbH, Германия | 1310524 | Игла 23 г |
| Шовный материал SILK-S | Политехмед, Россия | Н/Д | Невпитывающиеся, плетеные, из натурального шелка с силиконовым покрытием, черные в кассете. USP 4/0 (MP1.5). Длина 100 м. Для перевязки сосудов |
| Ксила | Interchemie, Нидерланды | Н/ | Ксилазин 20 мг/мл, 50 мл |
| Золетил 100 | Virbac, Франция | Н/ | Тилетамин гидрохлорид 50 мг/мл, золазепам гидрохлорид 50 мг/мл, 5 мл |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение