Оценка функции внешнего дыхания в сознательных мышей, двухкамерный плетизмографии

Этот метод поможет решить ключевые вопросы в различных областях, включая исследования в области респираторных заболеваний, фармакологию безопасности и разработку лекарств. Основное преимущество этого метода заключается в том, что он обеспечивает считывание показаний, которым можно доверять для оценки дыхательной функции у животного, находящегося в сознании, как на исходном уровне, так и во время испытаний. Этот метод особенно полезен, когда протокол эксперимента требует небольших отклонений от нормального физиологического состояния животных.

Животное сдержано, но в остальном дышит нормально, что позволяет оценить характер дыхания в дополнение к обструкции дыхательных путей. В день проведения эксперимента запустите сеанс эксперимента и загрузите соответствующий файл конфигурации. Введите информацию об эксперименте и животном.

После этого нажмите на кнопку «Выполнить» в нижней части окна. Приступайте к калибровке системы. Калибруйте каждый узел и входной сигнал отдельно.

Включите генератор смещенного потока, подключенный к головной камере через кусок трубки, и отрегулируйте расход. Закройте верхнее отверстие головной камеры колпачком. Отсоедините заднюю панель грудной камеры.

Затем плотно вставьте калибровочный инструмент в резиновое отверстие между головкой и камерой корпуса, чтобы создать герметичное уплотнение. Закройте и снова прикрепите заднюю панель грудной камеры. В меню программной панели инструментов перейдите в раздел Настройка, а затем выберите Калибровка.

Перейдите к Input one и выберите calibrate, чтобы запустить диалоговое окно калибровки для сигнала торакального потока. Убедитесь, что перечисленные параметры в диалоговом окне калибровки отображают соответствующие настройки. Приложенное низкое значение физического напряжения должно быть равно нулю.

Применяемая физическая нагрузка должна составлять выгоду от минус 20 миллилитров в секунду, а образцы должны быть настроены на интеграцию. Как только это будет сделано, нажмите на низкий уровень в окне образцов. Убедитесь, что генерируемый сигнал постоянен в окне дисплея, а затем нажмите кнопку «Закрыть».

Подключите шприц объемом 20 миллилитров через боковой порт грудной камеры с помощью пластикового соединителя в куске трубки. Выберите высоту в окне образцов и немедленно впрыскивайте 20 миллилитров воздуха в камеру в течение двух секунд с максимально постоянной скоростью потока. Убедитесь, что сгенерированный сигнал полностью отображается в окне дисплея.

Используйте значок стрелки, чтобы проверить, центрирован ли сигнал и симметричен ли он вокруг нулевой линии. Затем нажмите «Закрыть». Удалите любое смещение от нуля, нажав «Удалить смещение переменного тока» в окне образцов.

Откалибруйте головную камеру так же, как и торакальную камеру, выбрав вход номер два. На этот раз установите высокое значение на плюс 20 миллилитров в секунду вместо минус 20. Работа в тихом районе, удаленном от жилого помещения.

Акклиматизируйте животных к удерживающему устройству и процедурам до начала эксперимента. Поскольку он не является инвазивным и не требует анестезии, работа в условиях, когда животное чувствует себя комфортно, хорошо адаптировалось и спокойно, ограничит склонность к утечке шерсти между камерами и тем самым максимизирует качество данных. Взвесьте животных.

Выберите подходящий ограничитель для животного. Вставьте животное внутрь удерживающего устройства, исходя из заднего отверстия. Может быть полезно держать устройство вертикально.

Как только животное окажется на месте, вставьте задний поршень и аккуратно зафиксируйте его на месте, не прикладывая чрезмерных усилий. Визуально проверьте, что животное нормально дышит. При необходимости отрегулируйте его положение, переместив механизм блокировки.

Убедитесь, что ноздри животного выступают за пределы носового конуса, а его морда упирается во внутренние стенки ограничителя. Отсоедините заднюю панель грудной камеры. Вставьте удерживающее устройство, содержащее животное, через резиновое отверстие в грудной камере и закройте камеру.

Прикрепите головную камеру, обеспечьте косой поток и дайте животному расслабиться не менее пяти минут. Как только животное успокоится, запустите протокол команд, выбрав первый шаг, а затем нажмите «Выполнить». Проверьте на экране компьютера, чтобы сигналы дыхания животного были регулярными и плавными.

Программное обеспечение автоматически отображает рассчитанные параметры на основе каждого вдоха. Убедитесь, что параметры животного стабильны. Запишите паттерн дыхания в исходных условиях в течение 10 минут.

Для протоколов, включающих введение испытуемого вещества с помощью аэрозоля, сначала отрегулируйте небулайзер вовремя и рабочий цикл по мере необходимости. Выполните вызов на транспортное средство и запишите реакцию. При необходимости подвергайте животное воздействию возрастающих концентраций испытуемого вещества, изменяя концентрацию в небулайзере и повышая концентрацию.

Записывайте реакцию после каждого введения. В этом примере проверяется 15 миллиграммов на миллилитр метахолина. Пиковое увеличение удельного сопротивления дыхательных путей регистрируется через мгновение после этого, а затем наблюдается, как медленно возвращается к исходному значению.

По окончании опытного сеанса верните животное в его помещение и вольер. Между сеансами очищайте камеры плетизмографа и промывайте небулайзер водой. Перейдите к анализу данных, как описано в текстовом протоколе.

Здесь представлены результаты повторной оценки дыхательной функции на исходном уровне в течение трех дней подряд в двух группах мышей BALB/c. Контрольный и один с легочным аллергическим воспалением. Стабильные и сопоставимые значения были получены для выбора параметров, полученных с помощью двухкамерной плетизмографии.

Эти значения были построены на графике для частоты дыхания, объема дыхания, минутной вентиляции, паузы в конце вдоха, потока в середине объема выдоха и удельного сопротивления дыхательных путей. Изменения дыхательной функции и реакции на увеличение доз ингаляционного метахолина также проводили в последующие дни для оценки степени реакции у мышей контрольной группы и мышей с аллергией C57BL/6. Результаты показывают ожидаемое прогрессирующее увеличение удельного сопротивления дыхательных путей при увеличении доз метахолина с преувеличенной степенью реакции у мышей, страдающих аллергией, на второй и третий день.

На следующий день методом принудительных колебаний было измерено сопротивление Ньютона. Изменения этого параметра в основном отражают изменения сопротивления крупных проводящих дыхательных путей. Измеренное ньютоновское сопротивление на исходном уровне и в ответ на метахолин хорошо коррелировало с измеренным удельным сопротивлением дыхательных путей, полученным накануне у тех же животных.

Эта методика удобна для одновременной оценки большого количества животных, для фиксации кинетики острой реакции, а также для многократного измерения дыхательной функции во время эксперимента, который длился несколько дней. После процедуры могут быть применены другие методы, такие как техника принудительной ассоциации, чтобы дополнить оценку прямыми измерениями механики дыхания, такой как сопротивление дыхательных путей. Двухкамерная плетизмография действительно представляет собой интересный подход к оценке характера дыхания и географии обструкции дыхательных путей, особенно когда протокол эксперимента требовал, чтобы животные находились в сознании.