Summary

Hiperinsulinêmico euglicêmico-Clamp in the Rat Consciente

Published: February 07, 2011
doi:

Summary

O grampo hiperinsulinêmico euglicêmico-é o "padrão ouro" para a avaliação da ação da insulina. A insulina é infundida a uma taxa constante estimulando a captação de glicose. A quantidade de glicose exógena infundido para combater essa queda é um indicativo de sensibilidade à insulina. Aqui, o procedimento é realizado em um rato, consciente desenfreada.

Abstract

Diabetes tipo 2 (diabetes tipo 2) está crescendo rapidamente na prevalência. Caracterizada por uma produção inadequada de insulina ou a incapacidade de utilizar a insulina produzida, os resultados T2D em níveis elevados de glicose no sangue. O "padrão-ouro" na avaliação da sensibilidade à insulina é um clamp hiperinsulinêmico euglicêmico-clamp ou insulina. Neste procedimento, a insulina é administrada a uma taxa constante, resultando em uma queda da glicose no sangue. Para manter a glicose no sangue a um nível constante, glicose exógena (D50) é infundida na circulação venosa. A quantidade de glucose injectada para manter a homeostase é indicativo de sensibilidade à insulina. Aqui, mostramos o procedimento de fixação básica na cronicamente cateterizada, rato, desenfreada consciente. Este modelo permite que o sangue a ser coletado com o mínimo de stress para o animal. Após a indução da anestesia, a incisão é feita na linha média e da artéria carótida comum esquerda e veia jugular direita são cateterizados. Cateteres inseridos são lavados com salina heparinizada, então exteriorizado e seguro. Animais são permitidos para se recuperar para 4-5 dias antes do experimento, com ganho de peso monitorados diariamente. Apenas os animais que recuperar o peso de pré-cirurgia níveis são utilizados em experiências. No dia do experimento, os ratos estejam em jejum e conectado a bombas contendo insulina e D50. Glucose linha de base é avaliada a partir da linha arterial e usou uma referência durante todo o experimento (euglicemia). Depois disso, a insulina é administrada a uma taxa constante para a circulação venosa. Para combinar com a queda da glicose no sangue, D50 é infundida. Se a taxa de infusão D50 é maior do que a taxa de absorção, um aumento da glicose irá ocorrer. Da mesma forma, se a taxa é insuficiente para atender a absorção de glicose do corpo inteiro, uma queda irá ocorrer. Titulação de glicose continua até que as leituras de glicose estáveis ​​são alcançados. Os níveis de glicose e as taxas de infusão de glicose durante este período estável são registrados e relatados. Resultados fornecem um índice de sensibilidade de todo o corpo à insulina. A técnica pode ser refinada para atender às necessidades específicas experimental. Ela é reforçada pelo uso de traçadores radioativos que podem determinar tecidos específicos de insulina estimulou a captação de glicose, bem como volume de negócios de glicose do corpo inteiro.

Protocol

A: Cateterismo Cirúrgica da circulação arterial e venosa Parte 1: arterial e venoso Preparação Cateter Cortar 15 cm de PE-50 (diâmetro interno de 0,58 milímetros (0,023 ") x um diâmetro exterior de 0,965 milímetros (0,038"). Corte uma seção de tubo de silastic um milímetro (0,76 mm (0,030 ") de diâmetro interno x 1,65 milímetros (0,065 ") de diâmetro externo) para uso como restrição do grânulo. O talão de restrição impede o rato de retirar o c…

Discussion

Inicialmente desenvolvido para a investigação da sensibilidade à insulina em seres humanos, o procedimento de fixação foi agora adaptada para outras espécies, incluindo ratos de laboratório e camundongos. Modelos animais de resistência à insulina investigando fornece uma ajuda significativa para a compreensão da fisiopatologia da sensibilidade à insulina e patologias associadas, bem como identificar as intervenções terapêuticas que têm valor clínico 1,2. Vários métodos para avaliar a sensibi…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este estudo foi financiado pelos Institutos Canadenses de Pesquisa em Saúde e Canada.JS Genoma detém concessões salariais apoio da Foundationfor Heritage Alberta Pesquisa Médica, Heart and Stroke Foundation do Canadá e da Associação de Diabetes do Canadá. Um agradecimento especial ao Dr. David Wasserman e Bracy Bingle para ensinar este procedimento para o laboratório Shearer.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
Intramedic Polyethylene Tubing (PE-50) Fisher Scientific 14-170-12B Internal diameter of .58mm (.023″) x Outer diameter of .965mm (.038″)
Dow Corning Silastic Laboratory Tubing Fisher Scientific 11-189-15C Internal diameter of .76mm (0.030″) x Outer diameter of 1.65mm (0.065″)
Tygon S-50-HL Medical Tubing Harvard Apparatus PY2 72-1251 Internal diameter of 3.2mm (0.125″) x Outer diameter of 4.7mm (0.1875″)
Loctite Super Glue Grand & Toy 32237 Gel Control
Sterile Surgical Blade VWR BD371610  
Curved Micro Dissecting Forceps George Tiemann & Co. 160-20 x 2
Straight Micro Dissecting Forceps George Tiemann & Co. 160-15 x 2
Curved Hemostat George Tiemann & Co. 105-1135 x 2
Straight Hemostat George Tiemann & Co. 105-1130 x 2
Hemostat Tip Guards Robbins Instruments, Inc. 15.09-2-004  
Straight Surgery Scissors George Tiemann & Co. 105-402  
VENOJECT Multi-Sample Luer Adapter Terumo Medical Products 810127A 21 guage, 1 in.
Sterile Catheter Introducer Becton Dickinson 406999  
14-gauge Blunt Needle Becton Dickinson 511310 14 guage, 2 in.
Sterile Surgical Suture Johnson & Johnson Medical Products 1679H Silk, size 3-0
Non-Sterile Surgical Suture Angiotech Pharmaceuticals, Inc. SP116 Silk, size 4-0
Cotton Swabs VWR 10806-005  
4ply Gauze Pads VWR CA43845-062  
Small Animal Cordless Clippers Harvard Apparatus 729063  
Isoflurane Halocarbon Products Corp. IPN-45  
Anesthetic Cart Benson Medical Industries, Inc.    
70 % Ethanol Fisher Scientific HC-1000  
Betadine Antiseptic Solution Western Drug Distribution Centre Ltd. 105267  
Model 11 Plus Syringe Pump Harvard Apparatus 702208  
Stainless Steel Tubing Couplers Harvard Apparatus 72-4434 23 gauge, 0.3 in.
Stainless Steel Tubing Plugs Harvard Apparatus 72-4436 23 gauge, 0.5 in.
Stainless Steel Blunt Needles Instech Laboratories, Inc. LS22 22 gauge
60 Degree Y-Connectors Small Parts STCY-22-05 22 gauge
CritSpin Micro-hematocrit Centrifuge Iris Sample Processing CS12  
Mini Centrifuge Fisher Scientific 05-090-100  
Micro Centrifuge Tubes VWR 53550-778  
50ml polypropylene centrifuge tubes VWR 89004-364  
1ml Plastic Slip Tip Syringes Becton Dickinson 309602  
3ml Plastic Luerlok Tip Syringes Becton Dickinson 309585  
Heparin Anticoagulant Injection Western Drug Distribution Centre Ltd. 102824 Manufacturer: LEO Pharma Inc. Conc. 1000 IU
EDTA Solution Promega Corp. V4231 0.5 M, pH 8.0
Saline Western Drug Distribution Centre Ltd. ABB7983154 Manufacturer: Hospira 0.9% Sodium Chloride
50% Dextrose Vetoquinol 8DEX012D  
Humulin-R Eli Lilly HI-210 100U/ml
1ml Insulin Syringes Becton Dickinson 309311  
Fisherbrand* Hemato-Seal Sealant Fisher Scientific 02-678  
Fisherbrand* Microhematocrit Capillary Tubes Fisher Scientific 22-362-574  
One Touch Ultra Test Strips LifeScan, Inc. AW 085-314H  
One Touch Ultra Blood Glucose Meter LifeScan, Inc. AW 085-314B  
Sodium Pentobarbitol Ceva Sante Animale 1715 138 Conc. 54.7mg/ml
Red Laboratory Labeling Tape VWR 89097-932  
Blue Laboratory Labeling Tape VWR 89097-936  
Weigh Scale Fisher Scientific 01-913-88  
Vortex VWR 58815-234  
Timer VWR 62344-641  

References

  1. Halseth, A. E., Bracy, D. P., Wasserman, D. H. Limitations to basal and insulin-stimulated skeletal muscle glucose uptake in the high-fat-fed rat. Am J Physiol Endocrinol Metab. 279, E1064-E1071 (2000).
  2. Halseth, A. E., Bracy, D. P., Wasserman, D. H. Limitations to muscle glucose uptake due to high fat feeding. Am. J. Physiol. 279, E1064-E1071 (2000).
  3. Muniyappa, R., Lee, S., Chen, H., Quon, M. J. Current approaches for assessing insulin sensitivity and resistance in vivo: advantages, limitations, and appropriate usage. Am J Physiol Endocrinol Metab. 294, 15-26 (2008).
  4. Cho, H. Insulin resistance and a diabetes mellitus-like syndrome in mice lacking the protein kinase Akt2 (PKB beta). Science. 292, 1728-1731 (2001).
  5. Dubois, M. J. The SHP-1 protein tyrosine phosphatase negatively modulates glucose homeostasis. Nat Med. 12, 549-556 (2006).
  6. Pacini, G., Thomaseth, K., Ahren, B. Contribution to glucose tolerance of insulin-independent vs. insulin-dependent mechanisms in mice. Am J Physiol Endocrinol Metab. 281, 693-703 (2001).
  7. Herbach, N. Dominant-negative effects of a novel mutated Ins2 allele causes early-onset diabetes and severe beta-cell loss in Munich Ins2C95S mutant mice. Diabetes. 56, 1268-1276 (2007).
  8. Maeda, N. Diet-induced insulin resistance in mice lacking adiponectin/ACRP30. Nat Med. 8, 731-737 (2002).
  9. Potenza, M. A., Marasciulo, F. L., Tarquinio, M., Quon, M. J., Montagnani, M. Treatment of spontaneously hypertensive rats with rosiglitazone and/or enalapril restores balance between vasodilator and vasoconstrictor actions of insulin with simultaneous improvement in hypertension and insulin resistance. Diabetes. 55, 3594-3603 (2006).
  10. Ayala, J. E., Bracy, D. P., McGuinness, O. P., Wasserman, D. H. Considerations in the design of hyperinsulinemic-euglycemic clamps in the conscious mouse. Diabetes. 55, 390-397 (2006).
  11. Wasserman, D. H., Ayala, J. E., McGuinness, O. P. Lost in translation. Diabetes. 58, 1947-1950 (2009).

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Cite This Article
Hughey, C. C., Hittel, D. S., Johnsen, V. L., Shearer, J. Hyperinsulinemic-Euglycemic Clamp in the Conscious Rat. J. Vis. Exp. (48), e2432, doi:10.3791/2432 (2011).

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