Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

غسيل الكلى المجهري داخل الأدمة: نهج للتحقيق في الآليات الجديدة لضعف الأوعية الدموية الدقيقة لدى البشر

Published: July 21, 2023 doi: 10.3791/65579
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1
1Department of Kinesiology, The Pennsylvania State University
* These authors contributed equally

Summary

غسيل الكلى داخل الأدمة هو تقنية طفيفة التوغل تستخدم للتحقيق في وظيفة الأوعية الدموية الدقيقة في الصحة والمرض. يمكن استخدام كل من بروتوكولات الاستجابة للجرعة والتدفئة المحلية لهذه التقنية لاستكشاف آليات توسع الأوعية وتضيق الأوعية في الدورة الدموية الجلدية.

Abstract

الأوعية الدموية الجلدية هي نسيج يمكن الوصول إليه ويمكن استخدامه لتقييم وظيفة الأوعية الدموية الدقيقة في البشر. غسيل الكلى داخل الأدمة هو تقنية طفيفة التوغل تستخدم للتحقيق في آليات العضلات الملساء الوعائية والوظيفة البطانية في الدورة الدموية الجلدية. تسمح هذه التقنية بالتشريح الدوائي للفيزيولوجيا المرضية للخلل البطاني الوعائي الدقيق كما هو مفهرس بانخفاض توسع الأوعية بوساطة أكسيد النيتريك ، وهو مؤشر على خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. في هذه التقنية ، يتم وضع مسبار غسيل الكلى الدقيق في الطبقة الجلدية من الجلد ، ويتم وضع وحدة تسخين محلية مع مسبار قياس تدفق دوبلر بالليزر فوق المسبار لقياس تدفق خلايا الدم الحمراء. يتم تثبيت درجة حرارة الجلد المحلية أو تحفيزها بتطبيق الحرارة المباشر ، ويتم استخدام العوامل الدوائية من خلال المسبار لتحفيز أو تثبيط مسارات الإشارات داخل الخلايا من أجل تحفيز توسع الأوعية أو تضيق الأوعية أو لاستجواب الآليات ذات الأهمية (العوامل المشتركة ، مضادات الأكسدة ، إلخ). يتم تحديد التوصيل الوعائي الجلدي ، ويمكن تحديد آليات الخلل البطاني في حالات المرض.

Introduction

أمراض القلب والأوعية الدموية (CVD) هي السبب الرئيسي للوفاة في الولايات المتحدة1. ارتفاع ضغط الدم (HTN) هو عامل خطر مستقل للسكتة الدماغية وأمراض القلب التاجية وفشل القلب ويقدر أنه يؤثر على ما يزيد عن ~ 50٪ من سكان الولايات المتحدة2. يمكن أن يتطور HTN كأمراض قلبية وعائية مستقلة (HTN أولية) أو نتيجة لحالة أخرى ، مثل مرض الكلى المتعدد الكيسات و / أو اضطرابات الغدد الصماء (HTN الثانوي). اتساع نطاق مسببات HTN يعقد التحقيقات في الآليات الأساسية وتلف الأعضاء النهائية التي لوحظت مع HTN. هناك حاجة إلى مناهج بحثية متنوعة وجديدة في الفيزيولوجيا المرضية لتلف الأعضاء النهائية المرتبط ب HTN.

واحدة من أولى العلامات المرضية للأمراض القلبية الوعائية هي الخلل البطاني ، كما يتميز بضعف توسع الأوعية بوساطة أكسيد النيتريك (NO)3،4،5. التمدد بوساطة التدفق هو نهج شائع يستخدم لتحديد الخلل البطاني المرتبط بالأمراض القلبية الوعائية ، ولكن الخلل البطاني في أسرة الأوعية الدموية الدقيقة يمكن أن يكون مستقلا وأوليا لشرايين القناة الكبيرة6،7،8. علاوة على ذلك ، يتم عمل الشرايين المقاومة بشكل مباشر بواسطة الأنسجة المحلية أكثر من الشرايين القناة ولديها سيطرة فورية على توصيل الدم الغني بالأكسجين. وظيفة الأوعية الدموية الدقيقة تنبئ بالبقاء على قيد الحياة الضار الخالي من الأحداث القلبية الوعائية9،10،11. الأوعية الدموية الدقيقة الجلدية هي سرير وعائي يمكن الوصول إليه ويمكن استخدامه لفحص الاستجابات لمضيق الأوعية الفسيولوجي والدوائي أو المحفزات الموسعة للأوعية. غسيل الكلى داخل الأدمة هو تقنية طفيفة التوغل ، والهدف منها هو التحقيق في آليات كل من العضلات الملساء الوعائية ووظيفة البطانة في الأوعية الدموية الدقيقة الجلدية مع التشريح الدوائي المستهدف. تتناقض هذه الطريقة مع التقنيات الأخرى ، مثل احتقان الدم التفاعلي بعد الانسداد ، والذي لا يسمح بالتشريح الدوائي ، والرحلان الشاردي ، الذي يسمح بالتسليم الدوائي ولكنه أقل دقة في آلية عمله (تمت مراجعته بدقة في مكان آخر12).

يتم استعراض الأساس المنطقي وراء تطوير واستخدام هذه التقنية على نطاق واسع في مكان آخر13. تم تطوير هذا النهج في الأصل للاستخدام في الأبحاث العصبية في القوارض ثم تم تطبيقه لأول مرة على البشر للتحقيق في الآليات الكامنة وراء توسع الأوعية النشط من وجهة نظر التنظيم الحراري. في أواخر تسعينيات القرن العشرين ، تم استخدام هذه الطريقة لفحص كل من الآليات العصبية والبطانية فيما يتعلق بالتدفئة المحلية للجلد. منذ ذلك الوقت ، تم استخدام هذه التقنية للتحقيق في عدد من آليات الإشارات العصبية الوعائية في الجلد.

باستخدام هذه التقنية ، استجوبت مجموعتنا وآخرون آليات الخلل البطاني في الأوعية الدموية الدقيقة للعديد من المجموعات السريرية ، بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر ، دسليبيدميا ، والشيخوخة الأولية ، والسكري ، وأمراض الكلى المزمنة ، ومتلازمة المبيض المتعدد الكيسات ، وتسمم الحمل ، والاضطراب الاكتئابي الشديد14،15،16،17،18،19 ، وارتفاع ضغط الدم20،21، 22،23،24. على سبيل المثال ، وجدت دراسة سابقة أن النساء ذوات ضغط الدم الطبيعي اللائي لديهن تاريخ من تسمم الحمل ، والمعرضات لخطر متزايد للإصابة بالأمراض القلبية الوعائية ، قد قللن من توسع الأوعية بدون وساطة في الدورة الدموية الجلدية مقارنة بالنساء اللائي لديهن تاريخ من الحمل المعياري20. في دراسة أخرى ، أظهر البالغون الذين تم تشخيص إصابتهم ب HTN الأولي زيادة في حساسية الأنجيوتنسين II في الأوعية الدموية الدقيقة مقارنة بالضوابط الصحية21 ، وقد ثبت أن العلاج الدوائي المزمن الخافض للضغط المتبرع بالسلفهيدريل في مرضى HTN الأساسيين يقلل من ضغط الدم ويحسن كل من توسع الأوعية بوساطة كبريتيد الهيدروجينوبدون وساطة 22. وجد Wong et al.23 ضعف توسع الأوعية بوساطة حسية وبدون وساطة لدى البالغين المصابين بارتفاع ضغط الدم ، بالتزامن مع اكتشافنا لتطور الخلل البطاني مع زيادة مراحل HTN ، كما هو مصنف من قبل جمعية القلب الأمريكية لعام 2017 وإرشادات الكلية الأمريكية لأمراض القلب24.

تسمح تقنية غسيل الكلى المجهري داخل الأدمة بإجراء تحقيقات ميكانيكية خاضعة لرقابة مشددة في وظيفة الأوعية الدموية الدقيقة في الحالات الصحية والمرضية. لذلك ، تهدف هذه الورقة إلى وصف تقنية غسيل الكلى داخل الأدمة كما تطبقها مجموعتنا وغيرها. نحن بالتفصيل إجراءات كل من التحفيز الدوائي للبطانة مع أستيل كولين (ACh) لفحص العلاقة بين الجرعة والاستجابة والتحفيز الفسيولوجي لإنتاج NO الداخلي مع بروتوكول تحفيز التسخين المحلي 39 درجة مئوية أو 42 درجة مئوية. نقدم نتائج تمثيلية لكل نهج ونناقش الآثار السريرية للنتائج التي نشأت عن هذه التقنية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

تتم الموافقة على جميع الإجراءات من قبل مجلس المراجعة المؤسسية لجامعة ولاية بنسلفانيا قبل توظيف المشاركين.

1. إعداد المعدات

  1. قم بتشغيل وحدة التدفئة المحلية ومقياس تدفق دوبلر بالليزر.
    ملاحظة: يجب معايرة كلاهما قبل جمع البيانات وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. يجب توصيل مقياس تدفق دوبلر بالليزر بأجهزة الحصول على البيانات مع أخذ العينات عند 100 هرتز (100 عينة / دقيقة) والتسجيل المستمر في برنامج الحصول على البيانات. بينما يمكن استخدام أجهزة وبرامج الحصول على البيانات الأخرى ، من أجل البساطة ، تعكس الإرشادات المتبقية إمكانات أجهزة PowerLab وبرامج LabChart.
  2. افتح ملف برنامج LabChart.
    ملاحظة: يجب عمل ملف مرجعي مع إدخال البيانات المطلوب وقدرات جمع البيانات المستمرة مسبقا. يجب أن تكون هناك لوحة واحدة لكل دوبلر ليزر وسخان محلي يتوافق مع كل موقع غسيل الكلى ، ويجب أن تتوافق الألواح مع مدخلات القناة المناسبة في وحدة أجهزة الحصول على البيانات.

2. وضع ألياف غسيل الكلى

  1. تحديد الأوعية الدموية الكبيرة والمرئية للجلد في الجانب البطني من الساعد ، والإشارة إليها بعلامة دائمة (استخدم عاصبة لتصور الأوعية إذا لزم الأمر ؛ قد يتطلب تحديد الأوعية في الجلد المصطبغ الداكن اعتمادا أكبر على الجس).
  2. امسح المنطقة التي تشمل العلامات وجزءا كبيرا من المنطقة المحيطة باستخدام مسحات البيتادين. امسح البيتادين بمسحات الكحول. قم بتغطية المنطقة المعقمة من الجلد بستارة معقمة ، وضع الثلج لمدة ~ 5 دقائق لتخدير المنطقة.
  3. قم بإزالة الثلج ، وأدخل إبرة مقدمة (23 جم ، طول 25 مم) ، مائلة متجهة لأعلى ، في الطبقة الجلدية من الجلد على عمق 2-3 مم (حسب سمك الجلد الفردي). تقدم الإبرة ، مع الحرص على البقاء في طبقة الجلد ، والخروج من الجلد ~ 20 مم من نقطة الإدراج.
    ملاحظة: لتأكيد العمق المناسب للوضع في الجلد ، يجب أن يكون شكل الإبرة مرئيا وملموسا بسهولة ، ولكن يجب إخفاء لون الإبرة. إذا كانت هناك حاجة إلى أكثر من مسبار غسيل الكلى للتجربة ، فستحتاج أي إبرتين مقدمتين إلى وضع مسافة ≥2.5 سم ووضعها قبل إدخال مسبار غسيل الكلى الدقيق. لا ينبغي وضع المجسات على طول نفس السفينة الرئيسية.
  4. ترك الإبرة في مكانها ، قم بتوصيل المسبار (عبر قفل Luer) بحقنة تحتوي على محلول Ringer المرضع. قم بتغذية الطرف المقابل للمسبار من خلال إبرة الإدخال حتى يصبح الغشاء شبه المنفذ للمسبار قريبا ولكن لا يزال خارج فتحة إبرة المقدم. قم بتسريب كمية صغيرة من محلول رينغر ببطء من خلال الألياف حتى يتم ترشيح المحلول بشكل واضح من خلال مسام الغشاء لتأكيد سلامة الغشاء.
  5. إذا كنت تستخدم مسبار غسيل الكلى المجهري من Harvard Bioscience وإبرة المقدم، فاتبع الخطوات 2.5.1-2.5.2.
    1. عند تأكيد وظيفة المسبار ، قم بتغذية المسبار من خلال إبرة الإدخال حتى يتم احتواء الغشاء بالكامل في الطبقة الجلدية من الجلد داخل إبرة المقدم.
    2. باستخدام إصبع ، ثبت المسبار في مكانه بالقرب من الإبرة ، واسحب الإبرة في الاتجاه المعاكس من الإدخال. قم بلصق الجزء الخارجي من الألياف في مكانه على الجلد لمنع إزاحة الغشاء شبه المنفذ أثناء التجربة.
  6. إذا كنت تستخدم مسبار غسيل الكلى المجهري لأنظمة التحليل الحيوي وإبرة الإدخال ، فاتبع الخطوات 2.6.1-2.6.2.
    1. عند تأكيد وظيفة المسبار ، أمسك بمحور إبرة الإدخال والجزء البعيد من مسبار غسيل الكلى الدقيق بيد واحدة ، وفي نفس الوقت اسحب الإبرة المعاكسة لاتجاه الإدخال ، وحرك مسبار غسيل الكلى الدقيق في مكانه.
    2. اضبط المسبار حسب الحاجة لضمان دفن الغشاء شبه المنفذ في الجلد تماما. قم بلصق الألياف الخارجية في مكانها على الجلد لمنع إزاحة الغشاء شبه المنفذ أثناء التجربة.

3. احتقان الدم

  1. أثناء انتظار أن تهدأ الاستجابة المفرطة لإدخال الإبرة (~ 60-90 دقيقة) ، ضع المحقنة ذات الاستخدام الواحد في صينية حامل المحقنة على مضخات التسريب الدقيقة. محلول رينغر المرضع Perfuse أو محلول ملحي أو محلول مركبة (المحلول الذي يذوب فيه العامل الدوائي التجريبي ؛ 2 ميكرولتر / دقيقة) خلال مرحلة احتقان الدم.
    ملاحظة: بينما لا يمكن إزالة مجسات غسيل الكلى الدقيقة خلال هذه المرحلة ~ 60-90 دقيقة ، يمكن للمشارك ضبط وضع جسمه أو تحريك يده ، أو يمكن إزالة قفل Luer للمسبار من المحقنة وتثبيته بشريط لاصق على ذراع المشارك للسماح لهم بنطاق حر من الحركة للوقوف لفترة وجيزة. بمجرد تجهيزها بالسخانات المحلية ومجسات قياس تدفق دوبلر بالليزر (LDF) وبمجرد بدء جمع البيانات ، لا يمكن نقل مجسات LDF.
  2. عندما يهدأ احمرار الجلد ، وهو مؤشر على الاستجابة المفرطة لصدمة الإبرة ، قم بتوصيل وحدة التسخين المحلية بالجلد الذي يغطي الغشاء شبه المنفذ عبر القرص اللاصق للمسبار ، مما يضمن محاذاة مركز السخان مع مسار مسبار غسيل الكلى الدقيق.
  3. ضع مسبار LDF في الفتحة الموجودة في وسط السخان المحلي بحيث يكون الليزر عموديا مباشرة على سطح الجلد. بمجرد وضع مجسات LDF وتأمينها ، انقر فوق ابدأ في برنامج الحصول على البيانات لتسجيل وعرض قيم تدفق خلايا الدم الحمراء باستمرار (تدفق كرات الدم الحمراء ؛ وحدات التروية ، PUs). إذا هدأ احتقان الدم تماما ، فسيكون تدفق كرات الدم الحمراء مستقرا عند ~ 5-20 PU (قد ينعكس نبض الأوعية الموجودة أسفل مسبار LDF من خلال ارتفاعات طفيفة في PU تتزامن مع دقات القلب).
  4. ضع سوار ضغط الدم التلقائي على ذراع الشخص الذي لم يتم تجهيزه.
  5. اضبط السخانات المحلية على 33 درجة مئوية لتثبيت درجة حرارة الجلد ضمن نطاق محايد حراريا25 ، وبالتالي إزالة أي اختلافات في تأثير المحفزات الحرارية. لإضافة تعليق إلى التسجيل المستمر في برنامج الحصول على البيانات للدلالة على الأحداث في التجربة ، انقر فوق مربع النص في الزاوية العلوية اليمنى من الشاشة ، واكتب تعليقا ، وحدد القنوات التي يجب أن تتلقى التعليق ، وانقر فوق إضافة.

4. بروتوكول الاستجابة لجرعة الأسيتيل كولين

  1. بمجرد استقرار تدفق كرات الدم الحمراء استجابة للحرارة المحلية البالغة 33 درجة مئوية ، ابدأ في جمع بيانات خط الأساس ، وتمييزها في ملف برنامج الحصول على البيانات من خلال تعليق يبدأ خط الأساس. مطلوب ما لا يقل عن 5-10 دقائق من خط الأساس المستقر لتحليل البيانات ؛ أعد تشغيل خط الأساس في أي وقت خلال هذه المرحلة في جمع البيانات إذا لزم الأمر ، وقم بتمييزه في ملف LabChart. في الدقيقة الأخيرة من خط الأساس ، اجمع قياس ضغط الدم ، وأدخل القيم في تعليق في ملف LabChart.
  2. في نهاية 5-10 دقائق من جمع البيانات الأساسية ، قم بقياس وتسجيل ضغط الدم الأساسي ، وأدخل خط الأساس لنهاية التعليق في برنامج الحصول على البيانات.
  3. قم بإيقاف تشغيل مضخات التسريب الدقيق ، واستبدل المحاقن المليئة بمحلول رينغر المرضع بالمحقنة المملوءة بأقل تركيز من ACh (10-10 M).
  4. ثبت المحاقن الجديدة في مكانها ، وتأكد من تروية السائل من خلال نهاية المسبار قبل تشغيل مضخات التسريب الدقيق مرة أخرى. أدخل التعليق ابدأ −10 في تسجيل برنامج الحصول على البيانات.
  5. سيتم استخدام كل تركيز من ACh لمدة 5-10 دقائق عند 2 ميكرولتر / دقيقة. في الدقيقة الأخيرة من التروية ، لكل تركيز ، قم بقياس وتسجيل ضغط الدم. بمجرد انتهاء وقت التروية لتركيز معين ، استبدل المحقنة بأعلى تركيز تالي (على سبيل المثال ، يتم استبدال محلول 10-10 M ACh بمحلول 10−9 M ACh) ، كما هو موضح في الخطوات 4.2-4.4.
  6. مباشرة بعد تعطير التركيز النهائي ل ACh (10−1 M) ، استبدل حقنة ACh بأخرى تحتوي على محلول Ringer ، وقم بزيادة درجة حرارة السخان المحلي إلى 43 درجة مئوية. بمجرد استقرار تدفق كرات الدم الحمراء ، استبدل محلول رينغر بنيتروبروسيد الصوديوم (28 مللي مول) لإنتاج كل من توسع الأوعية الموضعي الناجم عن الحرارة والمستحث دوائيا. قياس وتسجيل ضغط الدم كل ~ 3 دقيقة خلال هذه المرحلة القصوى من توسع الأوعية.
  7. بمجرد حدوث هضبة تدفق RBC القصوى (~ 5 دقائق من PU المستقر) ، قم بإنهاء التجربة. حدد إيقاف في الزاوية السفلية اليمنى من برنامج الحصول على البيانات لإنهاء جمع البيانات المستمر.

5. بروتوكول التدفئة المحلية

  1. بمجرد استقرار تدفق كرات الدم الحمراء بعد احتقان الدم ، ابدأ في جمع البيانات الأساسية ، وأشر إلى ذلك في ملف برنامج الحصول على البيانات مع تعليق. في الدقيقة الأخيرة من خط الأساس ، اجمع قياس ضغط الدم ، وأدخل القيم في تعليق في ملف برنامج الحصول على البيانات.
  2. قم بزيادة السخانات المحلية إلى 39 درجة مئوية أو 42 درجة مئوية ، حسب احتياجات البروتوكول (الموضحة في قسم المناقشة).
  3. بمجرد أن يستقر تدفق كرات الدم الحمراء استجابة لتطبيق الحرارة المحلية (~ 40-60 دقيقة تسخين) ، يثقب N G-nitro-l-arginine methyl ester (L-NAME ؛ 15 mM مذاب في محلول رينغر ؛ 2 ميكرولتر / دقيقة ؛ مثبط NO synthase) من خلال مسبار (مسابار) غسيل الكلى الدقيق.
  4. بمجرد استقرار تدفق كرات الدم الحمراء استجابة ل L-NAME (~ 15-25 دقيقة من التروية) ، قم بزيادة السخانات المحلية إلى 43 درجة مئوية.
  5. بمجرد أن يستقر تدفق كرات الدم الحمراء استجابة ل 43 درجة مئوية (تحدث هضبة ~ 2-5 دقائق بعد ~ 20-45 دقيقة من التسخين) ، يثقب نيتروبروسيد الصوديوم (28 مللي متر مذاب في محلول رينجر) من خلال مسبار (مسابار) غسيل الكلى الدقيق.
  6. بمجرد حدوث هضبة تدفق RBC القصوى (~ 5 دقائق من PU المستقر) ، قم بإنهاء التجربة. حدد إيقاف في الزاوية السفلية اليمنى من برنامج الحصول على البيانات لإنهاء جمع البيانات.

6. إزالة مجسات غسيل الكلى

  1. بعد إنهاء التجربة ، استخدم مقصا جراحيا لقطع مجسات غسيل الكلى. قم بإزالة مجسات LDF بعناية من السخانات ، وقم بإزالة السخانات من الجلد. قم بإزالة الشريط الذي يثبت المجسات في مكانها على الجلد برفق.
  2. حدد بصريا موقع البزل على جانبي المسبار الذي شكل أصغر جلطة دموية. اقطع جزء المسبار بالقرب من الموقع بجلطة أصغر ، واترك ~ 1 بوصة من المسبار خارج الجلد غير مقطوع.
  3. قم بتنظيف جزء الجلد المحيط بمواقع الدخول والخروج من المسبار باستخدام مسحة كحولية ، بالإضافة إلى ~ 1 في طول المسبار المتبقي على الموقع الأقل تخثرا.
  4. اترك الكحول يجف على الجلد. بعد ذلك ، أمسك بجزء المسبار الممتد من موقع البزل مع الجلطة الأكبر ، مقابل ~ 1 في الجزء الموجود في الطرف الأقل تخثرا. اسحب المسبار ببطء نحو الجلطة الدموية الأكبر.
  5. ضع شاشا معقما فوق أي نزيف ينتج عن إزالة المسبار ، واضغط عليه.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

بروتوكول الاستجابة لجرعة الأسيتيل كولين

يصور الشكل 1 أ مخططا يوضح بالتفصيل بروتوكول الاستجابة لجرعة ACh. يوضح الشكل 1B التتبع التمثيلي لقيم تدفق كرات الدم الحمراء (وحدات التروية ، PU ؛ متوسطات 30 ثانية) من بروتوكول الاستجابة لجرعة ACh القياسي لموضوع واحد بمرور الوقت. يوضح الشكل 1C ملف بيانات أولي لبروتوكول الاستجابة لجرعة ACh. تم الاحتفاظ بقياسات خط الأساس الإضافية في ملف البيانات الخام ، ولكن تم استخدام ~ 10 دقائق فقط من خط الأساس لتحليل البيانات.

بعد دقة احتقان الدم وتدفق كرات الدم الحمراء المستقر لمدة 5 دقائق ، قد يبدأ جمع البيانات الأساسية لمدة 10 دقائق. يصور خط الأساس على أنه خط تدفق RBC أفقي مستقر نسبيا ، حيث يجب تسجيل أي سبب للانحرافات (على سبيل المثال ، عناصر الحركة ، وتعديلات المسبار) كتعليقات برامج الحصول على البيانات لأغراض التحليل. يتبع بروتوكول الجرعة والاستجابة فترة خط الأساس ، ويجب تغيير المحاقن مع كل جرعة ، من 10-10 M إلى 10−1 M ACh. قبل البدء في التروية لمدة 5-10 دقائق لكل جرعة ، يجب على المرء التأكد من أن العامل الدوائي قد تخلل بالكامل من خلال طول الألياف. في برنامج الحصول على البيانات ، سيكون هناك ارتفاع أولي في تدفق كرات الدم الحمراء بسبب التروية ، ولكن هذا غير مدرج في التحليلات ، حيث لم يبدأ جمع البيانات لمدة 5 دقائق لهذا التركيز. بمجرد بدء التروية لكل جرعة ، ستكون هناك زيادة مستمرة في تدفق كرات الدم الحمراء إلى ذروتها ، يليها انخفاض مطرد. سيتم تكرار هذه الاستجابة المنحنية للعوامل الدوائية في جميع أنحاء البروتوكول ، لكن تدفق كرات الدم الحمراء سيكون أكبر نسبيا مع زيادة تركيزات ACh. مع انخفاض تركيزات ACh ، قد لا تكون الاستجابة المنحنية بارزة. تتضمن أمثلة تدفق كرات الدم الحمراء غير الأمثل ما يلي: 1) استجابة غير منحنية ، حيث لا يزداد تدفق كرات الدم الحمراء ويظل مستقرا ، أو 2) زيادة تركيزات ACh التي لها تأثير ضئيل على تدفق كرات الدم الحمراء ، حيث لا يزداد تدفق كرات الدم الحمراء نسبيا مع كل تركيز من ACh. هذا يعتمد على سؤال البحث والمجموعة السريرية التي يتم اختبارها.

بعد التركيز النهائي ل ACh ، يتم ترشيح رينغر المرضع ، ويتم زيادة السخانات المحلية إلى 43 درجة مئوية. خلال هذه المرحلة ، يجب الحصول على هضبة قبل أن يتم ترشيح نيتروبروسيد الصوديوم. قد يستغرق هذا ما يصل إلى ~ 45 دقيقة ، اعتمادا على العوامل السابقة التي تم تطبيقها. لم يتم تضمين هذه المرحلة في التحليلات. بمجرد الحصول على الهضبة لمدة 5 دقائق ، يتم ترشيح نيتروبروسيد الصوديوم لإنتاج أقصى توسع للأوعية المحلية. يصور هذا التوسع الوعائي الموضعي الأقصى على أنه ارتفاع في تدفق كرات الدم الحمراء ، حيث يتم الحصول على هضبة بعد ~ 20 دقيقة من التروية ، أو عن طريق وصول تدفق كرات الدم الحمراء إلى ذروته وانخفاضه بعد ذلك مباشرة. بمجرد الحصول على هضبة أو انخفاض في تدفق كرات الدم الحمراء لنيتروبروسيد الصوديوم ، يكتمل البروتوكول. ومن الأمثلة الشائعة على تدفق كرات الدم الحمراء غير الأمثل أعلى قيمة لتدفق كرات الدم الحمراء التي يتم الحصول عليها في مرحلة مختلفة من البروتوكول (على سبيل المثال ، أثناء بروتوكول الاستجابة للجرعة) بدلا من أثناء توسع الأوعية الموضعي الأقصى.

بروتوكول استجابة جرعة الأسيتيل كولين: تثبيط سينسيز أكسيد النيتريك

لتحديد مساهمة NO في تدفق الدم الجلدي استجابة ل ACh ، يتم استخدام N G-nitro-l-arginine methyl ester (L-NAME) ، وهو مثبط NO synthase ، بالاشتراك مع ACh من خلال ألياف إضافية. يصور الشكل 2 أ مخططا يوضح بالتفصيل بروتوكول الاستجابة لجرعة ACh مع L-NAME. يوضح الشكل 2B التتبع التمثيلي لتدفق كرات الدم الحمراء (متوسطات 30 ثانية) من بروتوكول الاستجابة لجرعة ACh القياسي لموضوع واحد بمرور الوقت باستخدام L-NAME. يوضح الشكل 2C ملف بيانات أولي لبروتوكول الاستجابة لجرعة ACh مع L-NAME. تم الاحتفاظ بقياسات خط الأساس الإضافية في ملف البيانات الخام ، ولكن تم استخدام ~ 10 دقائق فقط من خط الأساس لتحليل البيانات.

بعد دقة احتقان الدم ، وتدفق كرات الدم الحمراء المستقر لمدة 5 دقائق ، والوقت الكافي لمنع المسار الأنزيمي محل الاهتمام تماما (على سبيل المثال ، NO synthase) و / أو تقديم تركيزات كافية من العوامل المساعدة ، قد تبدأ 10 دقائق من جمع بيانات خط الأساس (يصور على أنه خط أفقي مستقر نسبيا). يتبع بروتوكول الاستجابة للجرعة خط الأساس ، ويجب تغيير المحاقن مع كل جرعة تبدأ من 1010 M إلى 101 M ACh مع مثبط NO synthase (على سبيل المثال ، 15 mM L-name). في وجود مثبط NO synthase ، لا يتم تكرار الاستجابة المنحنية بشكل جيد حتى تركيزات أعلى من ACh. سيتم ملاحظة تدفق كرات الدم الحمراء أقل نسبيا ، مقارنة بموقع بدون تثبيط سينثيز. من الأمثلة الشائعة على تدفق كرات الدم الحمراء غير الأمثل تثبيط NO synthase ، مقارنة بالظروف التي لا يوجد فيها تثبيط سينسيز ، مما يؤدي إلى تدفق كرات الدم الحمراء أعلى. يشير هذا إلى فشل البروتوكول.

بعد تروية التركيز النهائي ل ACh ، يتم ترشيح رينغر المرضع ، ويتم زيادة السخانات المحلية إلى 43 درجة مئوية. خلال هذه المرحلة ، يجب الحصول على هضبة قبل أن يتم ترشيح نيتروبروسيد الصوديوم. لم يتم تضمين هذه المرحلة في التحليلات. بمجرد الحصول على الهضبة لمدة 5 دقائق ، يتم ترشيح نيتروبروسيد الصوديوم ، مما ينتج عنه أقصى توسع للأوعية المحلية. خلال توسع الأوعية الموضعي الأقصى ، سيكون هناك ارتفاع أسي في تدفق كرات الدم الحمراء بسبب تثبيط NO synthase السابق. سيتم الحصول على هضبة بعد ~ 20 دقيقة من التروية ، أو سيصل تدفق كرات الدم الحمراء إلى ذروته المطلقة وينخفض بعد ذلك مباشرة. بمجرد الحصول على هضبة أو انخفاض في تدفق كرات الدم الحمراء لنيتروبروسيد الصوديوم ، يكتمل البروتوكول. ومن الأمثلة الشائعة على تدفق كرات الدم الحمراء غير الأمثل الحصول على أعلى قيمة لتدفق كرات الدم الحمراء في مرحلة مختلفة من البروتوكول (على سبيل المثال ، أثناء بروتوكول الاستجابة للجرعة) بدلا من أثناء توسع الأوعية الموضعي الأقصى.

بروتوكول التدفئة المحلية

يصور الشكل 3 أ مخططا يوضح بالتفصيل بروتوكول التدفئة المحلي. يوضح الشكل 3B التتبع التمثيلي لتدفق كرات الدم الحمراء (متوسطات 30 ثانية) لبروتوكول التدفئة المحلي القياسي لموضوع واحد بمرور الوقت. يوضح الشكل 3C ملف بيانات أولي لبروتوكول التدفئة المحلي. بعد دقة احتقان الدم وتدفق كرات الدم الحمراء المستقر لمدة 5 دقائق ، قد يبدأ جمع بيانات خط الأساس لمدة 10 دقائق (يصور على أنه خط أفقي مستقر نسبيا). يتم ضبط السخانات المحلية إما على 39 درجة مئوية أو 42 درجة مئوية ، وستحدث ذروة أولية واستجابة الحضيض في تدفق كرات الدم الحمراء. لتحديد مساهمة NO في تدفق الدم الجلدي استجابة لمحفز حراري محلي ، يتم ترشيح L-NAME بعد تحقيق هضبة مستقرة في تدفق كرات الدم الحمراء. سيكون هناك انخفاض سريع في تدفق كرات الدم الحمراء حتى يصل إلى هضبة جديدة استجابة ل L-NAME. بعد 5 دقائق من قيم تدفق كرات الدم الحمراء المستقرة ، يتم ترشيح رينجر المرضع ، ويتم زيادة السخانات المحلية إلى 43 درجة مئوية. سينتج التسخين ذروة إضافية واستجابة الحضيض في تدفق كرات الدم الحمراء. خلال هذه المرحلة ، يجب على المرء التأكد من الحصول على هضبة قبل أن يتم ترشيح نيتروبروسيد الصوديوم. لم يتم تضمين هذه المرحلة في التحليلات. للحث على توسع الأوعية القصوى المحلية ، يتم ترشيح نيتروبروسيد الصوديوم ، وستحدث زيادة سريعة في تدفق كرات الدم الحمراء. بمجرد ملاحظة هضبة أو انخفاض في تدفق كرات الدم الحمراء استجابة لنيتروبروسيد الصوديوم ، يكتمل البروتوكول.

Figure 1
الشكل 1: بروتوكول الاستجابة للجرعة الأسيتيل كولين (ACh). (أ) رسم تخطيطي لبروتوكول الاستجابة لجرعة ACh. (ب) التتبع التمثيلي (متوسط 30 ثانية) لبروتوكول الاستجابة لجرعة ACh. (ج) البيانات الأولية لبروتوكول الاستجابة لجرعة ACh. يتم الاحتفاظ بقياسات خط الأساس الإضافية في ملف البيانات الخام لتوضيح التقلبات قبل التثبيت ، ولكن تم استخدام ~ 10 دقائق فقط من بيانات الراحة المستقرة لتحليل البيانات. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: بروتوكول الاستجابة لجرعة ACh مع تثبيط سينثيز أكسيد النيتريك (NO). (أ) رسم تخطيطي لبروتوكول الاستجابة لجرعة ACh مع عدم تثبيط إنزيم سينثيز. (ب) التتبع التمثيلي لبروتوكول الاستجابة لجرعة ACh مع عدم تثبيط سينثيز. (ج) البيانات الأولية لبروتوكول الاستجابة لجرعة ACh مع عدم تثبيط سينثيز. يتم الاحتفاظ بقياسات خط الأساس الإضافية في ملف البيانات الخام لتوضيح التقلبات قبل التثبيت ، ولكن تم استخدام ~ 10 دقائق فقط من بيانات الراحة المستقرة لتحليل البيانات. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: بروتوكول التدفئة المحلية. (أ) رسم تخطيطي لبروتوكول التدفئة المحلية. (ب) تتبع تمثيلي لبروتوكول التدفئة المحلي. (ج) البيانات الأولية لبروتوكول التدفئة المحلي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

تقنية غسيل الكلى داخل الأدمة هي أداة متعددة الاستخدامات في أبحاث الأوعية الدموية البشرية. قد يغير المحققون البروتوكول لزيادة تنويع تطبيقاته. على سبيل المثال ، وصفنا بروتوكول الاستجابة لجرعة ACh ، لكن التحقيقات الأخرى في آليات تضيق الأوعية أو النغمة الحركية الوعائية ، بدلا من توسع الأوعية وحده ، استخدمت نهج الاستجابة للجرعة من النورإبينفرين أو نيتروبروسيد الصوديوم26،27،28،29،30،31. كما تم استخدام وسطاء آخرين لتوسيع الأوعية ، مثل المنثول أو كلوريد الميتاكلور ، في بروتوكول الاستجابة للجرعة31،32. بروتوكول الجرعة والاستجابة كتقييم دوائي لوظيفة الأوعية الدموية هو تقنية ميكانيكية أكثر استهدافا لعزل آليات إشارات محددة مقارنة ببروتوكول التسخين المحلي ، لأنه يزيل الاختلافات في الاستجابة الودية للمنبهات الحرارية. ومع ذلك ، فإن التسخين الموضعي هو نهج فعال من حيث التكلفة يستخدم حافزا فسيولوجيا للحث على توسع الأوعية عبر كل من الآليات العصبية والآليات المعتمدة على البطانة. من المهم أيضا مراعاة آلية الاهتمام عند الاختيار بين بروتوكول التدفئة المحلية 39 درجة مئوية أو 42 درجة مئوية. تم اقتراح بروتوكول 39 درجة مئوية لعزل توسع الأوعية بوساطة NO بشكل أفضل ، في حين أن بروتوكول 42 درجة مئوية يسمح بالتحقيق في كل من توسع الأوعية بدون وساطة وتوسع الأوعية بوساطة عامل فرط الاستقطابالمشتق من البطانة 33,34. بالإضافة إلى ذلك ، تميل زيادة CVC استجابة للتدفئة المحلية بمقدار 42 درجة مئوية إلى أن تكون أكثر قوة (أي الوصول إلى نسبة CVCأعلى بحد أقصى34). ومع ذلك ، عند استخدام عامل جديد لاستجواب مسار إشارات محدد ، يجب استخدام طرق صارمة لتقييم الفعالية (أي الكتلة الكاملة) و / أو تشبع تركيزات العوامل المساعدة.

غالبا ما يتم قياس وظيفة البطانية باستخدام تقنية التمدد بوساطة التدفق ، ولكن يمكن أن يحدث خلل وظيفي بطاني في أسرة الأوعية الدموية الدقيقة قبل أو بشكل مستقل عن الخلل البطاني في شرايين القناة الكبيرة ، خاصة في أمراض مثل HTN6،7،8. علاوة على ذلك ، لا تسمح تقنية التمدد بوساطة التدفق بالتشريح الدوائي للفيزيولوجيا المرضية للخلل البطاني بمعزل عن التأثيرات الجهازية. الطرق الأخرى للتحقيق في وظيفة بطانة الأوعية الدموية الدقيقة ، مثل الرحلان الشاردي أو احتقان الدم التفاعلي بعد الانسداد ، غير قادرة على استهداف آليات الوظيفة البطانية بدقة مع التدخل الدوائي12. لذلك ، يسمح غسيل الكلى الدقيق داخل الأدمة بشكل فريد بإجراء تحقيقات مستهدفة في آليات وظيفة الأوعية الدموية ، وقد يوفر استخدامه ، جنبا إلى جنب مع نتائج التمدد بوساطة التدفق ، صورة أكثر شمولية لوظيفة الأوعية الدموية الجهازية.

أيا كان نهج غسيل الكلى داخل الأدمة المستخدم ، يجب اتخاذ بعض الاحتياطات لضمان صحة الاستجابات وإمكانية تكرارها. في حين يمكن تعديل تفاصيل البروتوكول التجريبي للإجابة على أسئلة بحثية محددة ، فإن الموضع الدقيق لمسبار غسيل الكلى الدقيق أمر بالغ الأهمية. يجب توخي الحذر لإدخال المسبار في الأدمة وتجنب الأوعية الدموية المرئية أو الملموسة الأكبر من الجلد. سيؤدي ثقب هذه الأوعية إلى قيم وحدة نضح منخفضة بشكل غير طبيعي ؛ في هذه الحالة ، سيقيس مقياس تدفق دوبلر بالليزر تكوين ورم دموي بدلا من تدفق خلايا الدم الحمراء عبر وعاء سليم. بعد ذلك ، فإن الخطوة التالية الأكثر أهمية في هذا البروتوكول هي حل الاستجابة المفرطة لثقب الإبرة. إذا لم يسمح للاستجابة المفرطة بالهدوء تماما ، فإن وحدات التروية المسجلة في جميع أنحاء خط الأساس والأجزاء المبكرة من البروتوكول ستكون أكبر من قيم الراحة الحقيقية. إذا تم السماح بوقت كاف للتعافي ولكن وحدات التروية لا تزال مرتفعة بشكل غير طبيعي ، فقد تكون هناك حاجة إلى إعادة معايرة المجسات قبل البدء في مرحلة جمع بيانات خط الأساس.

يتمثل أحد قيود تقنية غسيل الكلى داخل الأدمة في أنها لا تستطيع عزل نوع الأنسجة على وجه التحديد لتقييم مسارات إشارات الأوعية الدموية. نظرا لأنه لا يمكن تشريح أوعية الجلد وتصورها في الجسم الحي ، فلا توجد طريقة للتأكد من أن الجزء شبه المنفذ من مسبار غسيل الكلى الدقيق مجاور مباشرة للأنسجة ذات الأهمية (على سبيل المثال ، بطانة الأوعية الدموية). لذلك ، فإن النتائج التي تم الحصول عليها من هذه التقنية تمثل الطبيعة التكاملية لعلم وظائف الأعضاء البشرية وتوفر نظرة ثاقبة للوظيفة الجماعية للعضلات الملساء البطانية والأوعية الدموية والتأثيرات العصبية على تدفق الدم المحلي. ومع ذلك ، في حالة استخدام بروتوكول تسخين محلي ، فإن السماح لتدفق كرات الدم الحمراء بالوصول إلى هضبة عند الزيادة الأولية في الحرارة إلى 39 درجة مئوية أو 42 درجة مئوية يسمح بحل المنعكس المحوري للحرارة ، مما يسمح بعد ذلك باستجابة بوساطة البطانة في المقام الأول ، كما تمت مناقشته في مكان آخر35. من القيود الإضافية لهذه التقنية استخدام قياس تدفق دوبلر بالليزر كمؤشر لتدفق الدم في الجلد. يحدد مقياس تدفق دوبلر بالليزر تدفق خلايا الدم الحمراء ، والذي لا يفسر التغيرات في قطر الوعاء (أي تمدد الأوعية الدموية الدقيقة) ، كما هو ضروري لتحديد التدفق المطلق. قد يكون حساسا للاختلافات بين المشاركين أو بين الشروط36. قد تتضمن التطبيقات المستقبلية لغسيل الكلى داخل الأدمة تقنيات لتحديد تدفق الدم الوعائي الدقيق المطلق. على سبيل المثال ، يسمح التطور الأخير للتصوير المقطعي للتماسك البصري بتحديد قطر الوعاء باستخدام التصوير ثلاثي الأبعاد للأوعية الدموية الدقيقةللجلد 13. هو بطلان تقنية غسيل الكلى داخل الأدمة في حالات قليلة جدا ولكنها مهمة ، والتي تشمل ، على سبيل المثال لا الحصر ، المشاركين الذين يعانون من أمراض جلدية ، والمشاركين الذين يعانون من الحساسية المتعلقة بالمواد الموصوفة هنا ، والمشاركين الذين يعانون من رهاب المثقبيات الشديد ، والمشاركين الذين لديهم وشم يغطي كامل الجانب البطني من الساعد (لكن الوشم الصغير في هذه المنطقة ليس إقصائيا).

إن القدرة الفريدة لنهج غسيل الكلى الدقيق على المساعدة في عزل وتحديد الآليات الفيزيولوجية المرضية الأساسية تجعله مفيدا للتحقيق في المسببات المتغيرة ل HTN ، من بين الأمراض القلبية الوعائية الأخرى. بعد تحسين البروتوكول ، تسمح هذه التقنية بتقييم فعالية علاجات الأمراض القلبية الوعائية الجديدة. علاوة على ذلك ، يوفر غسيل الكلى الدقيق داخل الأدمة طريقة لتقييم الآثار غير المستهدفة للعلاجات الدوائية غير ذات الصلة افتراضيا ، مما يجعلها أداة قيمة للغاية لإبلاغ التجارب السريرية على نطاق واسع. مجتمعة ، هذه التقنية هي رصيد لا يقدر بثمن في أبحاث الأوعية الدموية الدقيقة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح وليس لديهم ما يكشفون عنه.

Acknowledgments

اي.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1 mL syringes BD Syringes 302100
Acetlycholine United States Pharmacopeia 1424511 Pilot data collected in our lab indicate drying acetylcholine increases variability of CVC response; do not dry, store in desiccator
Alcohol swabs Mckesson 191089
Baby Bee Syringe Drive Bioanalytical Systems, Incorporated MD-1001 In this study the optional 3-syringe bracket (catalg number MD-1002) was utilized
CMA 30 Linear Microdialysis Probes Harvard Apparatus CMA8010460
Connex Spot Monitor WelchAllyn 74CT-B automated blood pressure monitor
Hive Syringe Pump Controller Bioanalytical Systems, Incorporated MD-1020 Controls up to 4 Baby Bee Syringe Drives
LabChart 8 AD Instruments **PowerLab hardware and LabChart software must be compatible versions
Lactated Ringer's Solution Avantor (VWR) 76313-478
Laser Doppler Blood FlowMeter Moor Instruments MoorVMS-LDF
Laser Doppler probe calibration kit Moor Instruments CAL
Laser Doppler VP12 probe Moor Instruments VP12
Linear Microdialysis Probes Bioanalytical Systems, Inc. MD-2000
NG-nitro-l-arginine methyl ester Sigma Aldrich 483125-M L-NAME
Povidone-iodine / betadine Dynarex 1202
PowerLab C Data Acquisition Device AD Instruments PLC01 **
PowerLab C Instrument Interface AD Instruments PLCI1 **
Probe adhesive discs Moor Instruments attach local heating unit to skin
Skin Heater Controller Moor Instruments moorVMS-HEAT 1.3
Small heating probe Moor Instruments VHP2
Sterile drapes Halyard 89731
Sterile gauze Dukal Corporation 2085
Sterile surgical gloves Esteem Cardinal Health 8856N catalogue number followed by the initials of the glove size, then the letter "B" (e.g., 8856NMB for medium)
Surgical scissors Cole-Parmer UX-06287-26

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Xu, J. Q., Murphy, S. L., Kochanek, K. D., Arias, E. Mortality in the United States, 2021. NCHS Data Brief. 456, (2022).
  2. Tsao, C. W., et al. Heart disease and stroke statistics-2023 update: A report from the American heart association. Circulation. 147 (8), e93 (2023).
  3. Cohuet, G., Struijker-Boudier, H. Mechanisms of target organ damage caused by hypertension: Therapeutic potential. Pharmacology & Therapeutics. 111 (1), 81-98 (2006).
  4. Park, K. H., Park, W. J. Endothelial dysfunction: Clinical implications in cardiovascular disease and therapeutic approaches. Journal of Korean Medical Science. 30 (9), 1213-1225 (2015).
  5. Levy, B. I., Ambrosio, G., Pries, A. R., Struijker-Boudier, H. A. Microcirculation in hypertension: a new target for treatment. Circulation. 104 (6), 735-740 (2001).
  6. Sara, J. D., et al. Prevalence of coronary microvascular dysfunction among patients with chest pain and nonobstructive coronary artery disease. Journal of the American College of Cardiology: Cardiovascular Interventions. 8 (11), 1445-1453 (2015).
  7. Weis, M., Hartmann, A., Olbrich, H. G., Hör, G., Zeiher, A. M. Prognostic significance of coronary flow reserve on left ventricular ejection fraction in cardiac transplant recipients. Transplantation. 65 (1), 103-108 (1998).
  8. Rossi, M., et al. Investigation of skin vasoreactivity and blood flow oscillations in hypertensive patients: Effect of short-term antihypertensive treatment. Journal of Hypertension. 29 (8), 1569-1576 (2011).
  9. Pepine, C. J., et al. Coronary microvascular reactivity to adenosine predicts adverse outcome in women evaluated for suspected ischemia results from the National Heart, Lung and Blood Institute WISE (Women's Ischemia Syndrome Evaluation) study. Journal of the American College of Cardiology. 55 (25), 2825-2832 (2010).
  10. Matsuda, J., et al. Prevalence and clinical significance of discordant changes in fractional and coronary flow reserve after elective percutaneous coronary intervention. Journal of the American Heart Association. 5 (12), e004400 (2016).
  11. Gupta, A., et al. Integrated noninvasive physiological assessment of coronary circulatory function and impact on cardiovascular mortality in patients with stable coronary artery disease. Circulation. 136 (24), 2325-2336 (2017).
  12. Roustit, M., Cracowski, J. L. Assessment of endothelial and neurovascular function in human skin microcirculation. Trends in Pharmacological Sciences. 34 (7), 373-384 (2013).
  13. Low, D. A., Jones, H., Cable, N. T., Alexander, L. M., Kenney, W. L. Historical reviews of the assessment of human cardiovascular function: interrogation and understanding of the control of skin blood flow. European Journal of Applied Physiology. 120 (1), 1-16 (2020).
  14. Kenney, W. L., Cannon, J. G., Alexander, L. M. Cutaneous microvascular dysfunction correlates with serum LDL and sLOX-1 receptor concentrations. Microvascular Research. 85, 112-117 (2013).
  15. Holowatz, L. A., Thompson, C. S., Minson, C. T., Kenney, W. L. Mechanisms of acetylcholine-mediated vasodilatation in young and aged human skin. Journal of Physiology. 563, 965-973 (2005).
  16. Sokolnicki, L. A., Roberts, S. K., Wilkins, B. W., Basu, A., Charkoudian, N. Contribution of nitric oxide to cutaneous microvascular dilation in individuals with type 2 diabetes mellitus. American Journal of Physiology - Endocrinology and Metabolism. 292 (1), E314-E318 (2007).
  17. DuPont, J. J., Ramick, M. G., Farquhar, W. B., Townsend, R. R., Edwards, D. G. NADPH oxidase-derived reactive oxygen species contribute to impaired cutaneous microvascular function in chronic kidney disease. American Journal of Physiology - Renal Physiology. 306 (12), F1499-F1506 (2014).
  18. Sprung, V. S., et al. Nitric oxide-mediated cutaneous microvascular function is impaired in polycystic ovary syndrome but can be improved by exercise training. Journal of Physiology. 591 (6), 1475-1487 (2013).
  19. Greaney, J. L., Saunders, E. F. H., Santhanam, L., Alexander, L. M. Oxidative stress contributes to microvascular endothelial dysfunction in men and women with major depressive disorder. Circulatory Research. 124 (4), 564-574 (2019).
  20. Stanhewicz, A. E., Jandu, S., Santhanam, L., Alexander, L. M. Increased angiotensin II sensitivity contributes to microvascular dysfunction in women who have had preeclampsia. Hypertension. 70 (2), 382-389 (2017).
  21. Greaney, J. L., et al. Impaired hydrogen sulfide-mediated vasodilation contributes to microvascular endothelial dysfunction in hypertensive adults. Hypertension. 69 (5), 902-909 (2017).
  22. Dillon, G. A., Stanhewicz, A. E., Serviente, C., Greaney, J. L., Alexander, L. M. Hydrogen sulfide-dependent microvascular vasodilation is improved following chronic sulfhydryl-donating antihypertensive pharmacotherapy in adults with hypertension. Journal of Physiology. 321 (4), H728-H734 (2021).
  23. Wong, B. J., et al. Sensory nerve-mediated and nitric oxide-dependent cutaneous vasodilation in normotensive and prehypertensive non-Hispanic blacks and whites. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 319 (2), H271-H281 (2020).
  24. Dillon, G. A., Greaney, J. L., Shank, S., Leuenberger, U. A., Alexander, L. M. AHA/ACC-defined stage 1 hypertensive adults do not display cutaneous microvascular endothelial dysfunction. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 319 (3), H539-H546 (2020).
  25. Gagge, A. P., Stolwijk, J. A., Hardy, J. D. Comfort and thermal sensations and associated physiological responses at various ambient temperatures. Environmental Research. 1 (1), 1-20 (1967).
  26. Greaney, J. L., Stanhewicz, A. E., Kenney, W. L., Alexander, L. M. Lack of limb or sex differences in the cutaneous vascular responses to exogenous norepinephrine. Journal of Applied Physiology. 117 (12), 1417-1423 (2014).
  27. Greaney, J. L., Stanhewicz, A. E., Kenney, W. L., Alexander, L. M. Impaired increases in skin sympathetic nerve activity contribute to age-related decrements in reflex cutaneous vasoconstriction. Journal of Physiology. 593 (9), 2199-2211 (2015).
  28. Alba, B. K., Greaney, J. L., Ferguson, S. B., Alexander, L. M. Endothelial function is impaired in the cutaneous microcirculation of adults with psoriasis through reductions in nitric oxide-dependent vasodilation. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 314 (2), H343-H349 (2018).
  29. Greaney, J. L., Surachman, A., Saunders, E. F. H., Alexander, L. M., Almeida, D. M. Greater daily psychosocial stress exposure is associated with increased norepinephrine-induced vasoconstriction in young adults. Journal of the American Heart Association. 9 (9), e015697 (2020).
  30. Nakata, T., et al. Quantification of catecholamine neurotransmitters released from cutaneous vasoconstrictor nerve endings in men with cervical spinal cord injury. American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 324 (3), R345-R352 (2023).
  31. Tucker, M. A., et al. Postsynaptic cutaneous vasodilation and sweating: Influence of adiposity and hydration status. European Journal of Applied Physiology. 118 (8), 1703-1713 (2018).
  32. Craighead, D. H., Alexander, L. M. Menthol-induced cutaneous vasodilation is preserved in essential hypertensive men and women. American Journal of Hypertension. 30 (12), 1156-1162 (2017).
  33. Brunt, V. E., Minson, C. T. KCa channels and epoxyeicosatrienoic acids: Major contributors to thermal hyperaemia in human skin. Journal of Physiology. 590 (15), 3523-3534 (2012).
  34. Choi, P. J., Brunt, V. E., Fujii, N., Minson, C. T. New approach to measure cutaneous microvascular function: An improved test of NO-mediated vasodilation by thermal hyperemia. Journal of Applied Physiology. 117 (3), 277-283 (2014).
  35. Johnson, J. M., Kellogg, D. L. Jr Local thermal control of the human cutaneous circulation. Journal of Applied Physiology. 109 (4), 1229-1238 (2010).
  36. Jung, F., et al. Laser Doppler flux measurement for the assessment of cutaneous microcirculation-Critical remarks. Clinical Hemorheology and Microcirculation. 55 (4), 411-416 (2013).

Tags

غسيل الكلى داخل الأدمة ، ضعف الأوعية الدموية الدقيقة ، الأوعية الدموية الجلدية ، العضلات الملساء الوعائية ، وظيفة البطانية ، توسع الأوعية بوساطة أكسيد النيتريك ، مخاطر تطور أمراض القلب والأوعية الدموية ، مسبار غسيل الكلى الدقيق ، طبقة الجلد الجلدية ، مسبار قياس تدفق دوبلر بالليزر ، تدفق خلايا الدم الحمراء ، درجة حرارة الجلد المحلية ، العوامل الدوائية ، مسارات الإشارات داخل الخلايا ، توسع الأوعية ، تضيق الأوعية ، العوامل المساعدة ، مضادات الأكسدة ، التوصيل الوعائي الجلدي ، الخلل البطاني
غسيل الكلى المجهري داخل الأدمة: نهج للتحقيق في الآليات الجديدة لضعف الأوعية الدموية الدقيقة لدى البشر
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Williams, A. C., Content, V. G.,… More

Williams, A. C., Content, V. G., Kirby, N. V., Alexander, L. M. Intradermal Microdialysis: An Approach to Investigating Novel Mechanisms of Microvascular Dysfunction in Humans. J. Vis. Exp. (197), e65579, doi:10.3791/65579 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter