השימוש בCystometry במכרסמים קטנים: חקר Chemosensation שלפוחית השתן
Summary
Cystometry היא טכניקה יעילה למדידת תפקוד שלפוחית שתן של בעלי חיים קטנים<em> In vivo</em>. השלפוחית הוא החדיר ברציפות בשיעורים נשלטו באמצעות צנתר intravesical, ואילו השופכה תישאר חופשיה להשתנה. זה מאפשר לחוזר, מלא ורוק של שלפוחית השתן, בעוד שלחץ intravesical ונפח בטל נרשמים.
Abstract
<p class="jove_content"> המערכת (LUT) פונקציות השתן התחתונות כמאגר דינמי שהוא מסוגל לאחסן שתן ויעילות לגרש אותו במועד נוח. במהלך אחסון שתן, לעומת זאת, שלפוחית השתן חשופה לתקופות ממושכות לחומרי פסולת. על ידי מתנהג כמחסום חזק, רירית אפיתל של LUT, urothelium, נמנעת ספיגה מחדש של חומרים מזיקים. יתר על כן, כימיקלים רעילים לעורר עצבוב nociceptive של שלפוחית השתן וריקון ליזום התכווצויות שלגרש התוכן של שלפוחית השתן. מעניין, את הרגישות של שלפוחית השתן לכימיקלים רעילים ששמשה בהצלחה בפרקטיקה קלינית, על ידי יציקת קפסאיצין אגוניסט TRPV1 intravesically לטיפול בפעילות יתר שלפוחית neurogenic<sup> 1</sup>. זה מדגיש את היתרון של צפייה בשלפוחית כאיבר chemosensory והנחיות למחקר קליני נוסף. עם זאת, סוגיות אתיות קשות להגביל את האפשרויות לביצוע, בבני אדם, מידות פולשניים הנדרשות לפענח את הבסיס המולקולרי של פרמקולוגיה קלינית LUT. דרך להתגבר על מגבלה זו היא השימוש בכמה מודלים של בעלי חיים<sup> 2</sup>. כאן אנו מתארים את יישום cystometry בעכברים וחולדות, טכניקה המאפשרת מדידת לחץ intravesical בתנאים של זלוף שלפוחית המבוקרת.</p><p class="jove_content"> אחרי laparotomy, צנתר מושתל בכיפת שלפוחית השתן ומנהרה מתחת לעור לאזור interscapular. אז שלפוחית השתן יכולה להיות מלאה בקצב מבוקר, תוך השופכה תישאר חופשיה להשתנה. במהלך המחזורים החוזרים והנשנים של מילוי והתרוקנות, לחץ intravesical ניתן למדוד באמצעות הצנתר המושתל. ככזה, את השינויים בלחץ ניתן לכמת ונותחו. יתר על כן, מדידה בו זמנית של הנפח בטל מאפשרת התכווצויות רקת היכר מהתכווצויות הלא התרוקנות<sup> 3</sup>.</p><p class="jove_content"> חשוב לציין, בשל ההבדלים בשליטת השתנה בין מכרסמים ובני אדם, מדידות cystometric בבעלי החיים האלה יש ערך מוגבל בלבד translational<sup> 4</sup>. עם זאת, הם די מרכזיים במחקר של פתופיזיולוגיה שלפוחית שתן ופרמקולוגיה בהגדרות ניסיוניות קדם קליניות. מחקרים שנערך לאחרונה באמצעות טכניקה זו חשפו את תפקיד המפתח של שחקנים מולקולריים רומן במאפיינים ומיכני הכימותרפיה החושיים-של שלפוחית השתן.</p
Protocol
1. חיות מעבדה בעלי חיים (עכברים, חולדות) הם שוכנו במתקן בעלי חיים מיוחד עם מחזור 12-שעתי אור כהה וגישה כרצונך למים וכדורי מזון הרגילים. שניהם גיל ומין של בעלי החיים הם פרמטרים חשובים שצריכה להיות אחיד, בהתאם לצרכימים…
Discussion
טכניקת cystometry הציגה כאן מאפשרת ביצוע מדידות בvivo של תפקוד שלפוחית שתן במודלים של בעלי חיים. חולדות הן כנראה מודל החיה הנפוצה ביותר. עכברים הם יותר קשים לשליטה, אבל מציעים את היתרון של שימוש בבעלי חי מניפולציות גנטיות. בגלל הקושי הטכני של שימוש בעכברים מודעים, אש…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מהממשלה הבלגית הפדרלית (IUAP P6/28), קרן המחקר, פלנדריה (FWO) (G.0565.07 וG.0686.09), פרס הקרן האירופית Astellas 2009 ומועצת המחקר של KU Leuven (GOA 2009/07, וEF/95/010 PFV/10/006). פו ואנו דוקטורנטים של קרן המחקר-פלנדריה (FWO). מגה הוא עמית מארי קירי. DDR בחור יסודי קליני של FWO.
Materials
| Name of the reagent | Commercial name, company, | Catalogue number | Comments |
| urethane | Urethane, Sigma-Aldrich | 315419 | group 2B carcinogen |
| isoflurane | Isoba, Schering-Plough Animal Health | ||
| polyethylene catheter | Intramedic Polyethylene tubing PE50, Becton Dickinson | 427411 | |
| surgical microscope | Op-Mi 6, Carl Zeiss | Op-Mi 6 | |
| purse-string suture | Prolene 6/0, Ethicon | 8610H | |
| fascia and skin suture | Ethilon 4/0 or 5/0, Ethicon | 662G or 661G | |
| postoperative analgesics | Temgesic, Schering-Plough Animal Health | dosage for rats: 0.05 mg/kg | |
| amplifier | 78534c monitor, Hewlett Packard | ||
| analytical balances and balance data acquisition software | FZ 300i, A&D | FZ-300i | |
| infusion pumps | pump 33, Harvard apparatus | HA33 | |
| cystometry recording system | Dataq instruments, DI-730 series and Windaq/Lite | DI-730-USB Windaq/Lite | |
| temperature registration | Fluke 52 KJ thermometer | 52 KJ | |
| pressure transducers | Edwards Lifesciences, pressure monitoring set | T322247A |
References
- Everaerts, W., Gevaert, T., Nilius, B., De Ridder, D. On the origin of bladder sensing: Tr(i)ps in urology. Neurourol. Urodyn. 27, 264-2673 (2008).
- Fry, C. H. Animal models and their use in understanding lower urinary tract dysfunction. Neurourol. Urodyn. 29, 603-608 (2010).
- Gevaert, T. Deletion of the transient receptor potential cation channel TRPV4 impairs murine bladder voiding. J. Clin. Invest. 117, 3453-3462 (2007).
- Andersson, K. E., Soler, R., Fullhase, C. Rodent models for urodynamic investigation. Neurourol. Urodyn. 30, 636-646 (2011).
- Everaerts, W. Inhibition of the cation channel TRPV4 improves bladder function in mice and rats with cyclophosphamide-induced cystitis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 19084-19089 (2010).
- Everaerts, W. The capsaicin receptor TRPV1 is a crucial mediator of the noxious effects of mustard oil. Curr. Biol. 21, 316-321 (2011).
- Yoshiyama, M., Roppolo, J. R., Thor, K. B., de Groat, W. C. Effects of LY274614, a competitive NMDA receptor antagonist, on the micturition reflex in the urethane-anaesthetized rat. Br. J. Pharmacol. 110, 77-86 (1993).
- Yoshiyama, M., Roppolo, J. R., de Groat, W. C. Effects of MK-801 on the micturition reflex in the rat–possible sites of action. J. Pharmacol. Exp. Ther. 265, 844-850 (1993).
- Boudes, M. Functional Characterization of a Chronic Cyclophosphamide-Induced Overactive Bladder Model in mice. Neurourol. Urodyn. , (2011).
- Yoshiyama, M. Sex-related differences in activity of lower urinary tract in response to intravesical acid irritation in decerebrate unanesthetized mice. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 295, R954-R960 (2008).
- McMahon, S. B., Abel, C. A model for the study of visceral pain states: chronic inflammation of the chronic decerebrate rat urinary bladder by irritant chemicals. Pain. 28, 109-127 (1987).
- Du, S., Araki, I., Yoshiyama, M., Nomura, T., Takeda, M. Transient receptor potential channel A1 involved in sensory transduction of rat urinary bladder through C-fiber pathway. Urology. 70, 826-831 (2007).
- Streng, T., Santti, R., Talo, A. Similarities and differences in female and male rat voiding. Neurourol. Urodyn. 21, 136-141 (2002).
- Igawa, Y. Cystometric findings in mice lacking muscarinic M2 or M3 receptors. J. Urol. 172, 2460-2464 (2004).
- Schroder, A., Newgreen, D., Andersson, K. E. Detrusor responses to prostaglandin E2 and bladder outlet obstruction in wild-type and Ep1 receptor knockout mice. J. Urol. 172, 1166-1170 (2004).
- Chen, Q. Function of the lower urinary tract in mice lacking alpha1d-adrenoceptor. J. Urol. 174, 370-374 (2005).
- May, V., Vizzard, M. A. Bladder dysfunction and altered somatic sensitivity in PACAP-/- mice. J. Urol. 183, 772-779 (2010).
- Thorneloe, K. S., Meredith, A. L., Knorn, A. M., Aldrich, R. W., Nelson, M. T. Urodynamic properties and neurotransmitter dependence of urinary bladder contractility in the BK channel deletion model of overactive bladder. Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 289, 604-610 (2005).
Cite This Article
Uvin, P., Everaerts, W., Pinto, S., Alpízar, Y. A., Boudes, M., Gevaert, T., Voets, T., Nilius, B., Talavera, K., De Ridder, D. The Use of Cystometry in Small Rodents: A Study of Bladder Chemosensation. J. Vis. Exp. (66), e3869, doi:10.3791/3869 (2012).