Summary
संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 3-8000000 लोग मध्य cystitis / मूत्राशय दर्द सिंड्रोम (आईसी / बीपीएस), पैल्विक दर्द के हिस्से में विशेषता एक गंभीर स्थिति से ग्रस्त हैं. इस शर्त के तंत्रिका तंत्र के योगदान का अध्ययन करने के लिए, मूत्राशय में दर्द की एक शारीरिक मॉडल चूहों और चूहों में प्रयोग किया जाता है.
Abstract
संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 3-8000000 लोग मध्य cystitis / मूत्राशय दर्द सिंड्रोम से ग्रस्त (आईसी / बीपीएस), विशेष रूप से मूत्राशय भरने या पर वृद्धि की तात्कालिकता और आवृत्ति पेशाब की है, साथ ही निशामेह और सामान्य श्रोणि दर्द की विशेषता एक गंभीर स्थिति voiding. अनुसंधान के वर्षों के बावजूद, आईसी / बीपीएस के कारण मायावी बनी हुई है और उपचार रणनीति रोगियों को पूरी राहत प्रदान करने में असमर्थ हैं. इस शर्त के तंत्रिका तंत्र के योगदान का अध्ययन करने के लिए, कई पशु मॉडल आईसी / बीपीएस के साथ जुड़े दर्द और लक्षणों की नकल के लिए विकसित किया गया है. ऐसा ही एक murine मॉडल मूत्राशय बढ़ाव (UBD) है. इस मॉडल में, एक विशिष्ट दबाव की संपीड़ित हवा समय का एक निर्धारित अवधि में एक हल्के से anesthetized जानवर की मूत्राशय के लिए दिया जाता है. प्रक्रिया के दौरान, बेहतर परोक्ष पेट की मांसपेशियों में तारों पेशी से विद्युत गतिविधि रिकॉर्ड. इस गतिविधि visceromotor प्रतिक्रिया (VMR) के रूप में और मैं में जाना जाता हैnociception के एसए विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने के उपाय. यहाँ, हम शल्य जोड़तोड़, शारीरिक रिकॉर्डिंग, और डेटा विश्लेषण सहित चूहों में इस तकनीक का प्रदर्शन करने के लिए आवश्यक कदम का वर्णन. इस मॉडल के उपयोग के साथ, प्राथमिक संवेदी न्यूरॉन्स, रीढ़ की हड्डी माध्यमिक afferents, और मूत्राशय में दर्द में शामिल उच्च केंद्रीय तंत्रिका तंत्र क्षेत्रों के बीच समन्वय सुलझाया जा सकता है. यह बुनियादी विज्ञान ज्ञान तो चिकित्सकीय आईसी / बीपीएस से पीड़ित मरीजों के इलाज के लिए अनुवाद किया जा सकता है.
Introduction
पुराने दर्द आधिकारिक तौर पर लगभग तीन महीनों के लिए, या सामान्य ऊतकों को उपचार के समय 1 से अधिक समय तक जारी रहती है कि दर्द के रूप में परिभाषित किया गया है. दर्द के इस प्रकार के लोगों को चिकित्सा सहायता 2 की तलाश करने के लिए प्रेरित कर रहे हैं कि मुख्य कारणों में से एक है और प्रतिवर्ष 3 $ 635,000,000,000 डॉलर तक खर्च कर सकते हैं. वर्तमान पुराने दर्द मुकाबला रणनीति पुरातन माना जाता है; चिकित्सा प्रगति, एनएसएआईडी (nonsteroidal विरोधी भड़काऊ दवाओं) और नशीले पदार्थों के दशक के बाद चिकित्सकों द्वारा निर्धारित प्राथमिक उपचार अभी भी कर रहे हैं. हालांकि इन उपचार सभी विशेष रूप से सटीक है कि दर्द घटना के कारणों पर ध्यान केंद्रित करने के लिए विरोध के रूप में शरीर पर एनाल्जेसिक प्रभाव प्रदान करने, एक ही तरह से दर्द के सभी विभिन्न प्रकार के लक्ष्य. बेहतर पुराने दर्द से पीड़ित लोगों की मदद करने के लिए, अनुसंधान ध्यान पुराने दर्द का सबसे सामान्य कारणों के साथ जुड़े एटियलजि और संभव दर्द विशेष उपचार की दिशा में स्थानांतरित कर दिया जाना चाहिए. इस manuscri का लक्ष्यपीटी बेहतर मध्य cystitis / दर्दनाक मूत्राशय सिंड्रोम (आईसी / बीपीएस) के रूप में जाना जाता हालत को समझने में इस्तेमाल एक मॉडल का वर्णन करने के लिए है.
आईसी / बीपीएस लोग, 40 4 साल की उम्र में मुख्य रूप से महिलाओं के लाखों लोगों को प्रभावित करता है कि एक गंभीर स्थिति है. आईसी / बीपीएस का सही कारण हालांकि प्रसार आनुवंशिकी 5, विशिष्ट आहार, और उच्च तनाव के स्तर को 6 से जोड़ा गया है, नहीं जाना जाता है . आईसी / बीपीएस के लक्षणों में शामिल हैं, लेकिन सीमित नहीं हैं: पेशाब करने के लिए वृद्धि की अत्यावश्यकता, पेशाब की आवृत्ति में वृद्धि हुई, दर्द, भेदी, या मूत्राशय भरने और voiding के दौरान दर्द जल रहा है, और निशामेह 7. इन स्थितियों का सामना कर रोगियों उच्च तनाव का स्तर है और 8 अधिक चिंतित हैं. यह मूल तनाव का स्तर augments जो वृद्धि हुई दर्द में तनाव के परिणाम की वृद्धि हुई है. अध्ययन में अवसाद और चिंता का स्तर मूत्र दर्द से छुटकारा कि निम्न उपचार, इस प्रकार प्रभावी रूप से इस सकारात्मक प्रतिक्रिया चक्र को तोड़ने में कमी पता चला है कि इस शर्त के तंत्रिका तंत्र के योगदान का अध्ययन करने के लिए, कई पशु मॉडल आईसी / बीपीएस के साथ जुड़े दर्द और लक्षणों की नकल के लिए विकसित किया गया है. परंपरागत रूप से, cystitis ऐसे सरसों तेल, एसीटोन, lipopolysaccharide, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, और मूत्राशय में साइक्लोफॉस्फेमाईड के रूप में विभिन्न रसायनों की शुरूआत के साथ जानवरों में निर्मित किया गया है. हालांकि कोई विदेशी एजेंटों के इस प्रकार इन मॉडलों की वैधता पर सवाल, आईसी / बीपीएस रोगियों की बाँझ मूत्र में मौजूद हैं. मूत्र संबंधी दर्द का एक अन्य murine मॉडल मूत्राशय बढ़ाव (UBD) 10 है. इस मॉडल में, एक विशिष्ट दबाव की संपीड़ित हवा समय का एक निर्धारित अवधि में एक जाग या हल्के anesthetized जानवर की मूत्राशय के लिए दिया जाता है. प्रक्रिया के दौरान, बेहतर परोक्ष पेट की मांसपेशियों रिकार्ड विद्युत activ में तारों(एक विद्युतपेशीलेख (EMG) के साथ) पेशी से अल्पसंख्यक. इस गतिविधि visceromotor प्रतिक्रिया (VMR) के रूप में जाना जाता है और nociception 10 की विश्वसनीय, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य उपाय है. स्वस्थ मानव स्वयंसेवकों में इसी प्रकार के खोखले अंग फैलावट (जैसे मूत्राशय, मलाशय) बेचैनी की भावनाओं और बताया दर्द 11,12 में काफी बढ़ जाती है, अक्सर आईसी / बीपीएस का निदान किया जाता है कि लक्षण पैदा करता है. इस प्रकार, उत्तेजना या निषेध की, बिजली के औषधीय, और optogenetic तरीकों के साथ संयोजन के रूप में, UBD मूत्राशय nociception और दर्द के दोनों परिधीय और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र घटकों को समझने के लिए एक उपयोगी और वैध मॉडल है. वर्तमान में आम माउस तनाव, C57BL/6J की महिला सदस्यों के भीतर हमारी प्रयोगशाला में प्रयोग किया जाता है के रूप में यहाँ, हम UBD के लिए प्रक्रिया का वर्णन. कारण पुरुषों की कैथीटेराइजेशन प्रक्रिया में कठिनाइयों के लिए, इस प्रक्रिया में मुख्य रूप से मादा चूहों में किया जाता है. इस प्रोटोकॉल नेस <द्वारा विकसित उस से अनुकूलित किया गया हैउन्हें> एट अल. 10 और पहले हमारी प्रयोगशाला में 13 से प्रकाशित किया. (1) मूत्राशय कैथेटर और रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड शल्य चिकित्सा (2) आंशिक संज्ञाहरण प्रेरण (3) मूत्राशय फैलावट और VMR रिकॉर्डिंग, और कच्चे VMR / EMG निशान (4) डेटा विश्लेषण: निम्नलिखित प्रोटोकॉल anesthetized पशुओं में इस मॉडल के चार प्राथमिक घटकों का वर्णन . कारण जीव का चुनाव, संज्ञाहरण गहराई और प्रेरण, और शरीर के तापमान को UBD-VMR प्रक्रिया में सूक्ष्म अंतर नीचे चर्चा कर रहे हैं.
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Protocol
निम्नलिखित प्रोटोकॉल Duquesne विश्वविद्यालय में संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित और राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान से दिशा निर्देशों के अनुरूप किया गया है.
बाँझ तकनीक का प्रयोग तार इलेक्ट्रोड और मूत्राशय कैथेटर की 1. शल्य आरोपण (कुल समय 5-10 मिनट)
- निम्नलिखित मदों से पहले शुरू करने की सर्जरी के लिए तैयार किया जाना चाहिए:
- सक्रिय (माल की सूची) शरीर के तापमान के अतिरिक्त नियंत्रण के लिए एक कम वाट क्षमता गर्मी दीपक को ऑटोमैटिक सिस्टम को जोड़ने पर नजर रखने और एक बैटरी चालित हीटिंग पैड और पशु के शरीर के तापमान की जांच के साथ तापमान निगरानी प्रणाली का उपयोग कर 37.5 ± 0.5 डिग्री सेल्सियस शरीर के तापमान को समायोजित.
- Isoflurane संज्ञाहरण के लिए आवश्यक उपकरण संपीड़ित हवा (प्रारंभिक पछाड़ना के लिए) (उदाहरण के लिए 100% 2 हे), isoflurane vaporizer, isoflurane, isoflurane प्रेरण कक्ष, नाक शंकु, और निकास प्रणाली भी शामिल है.
- वें इकट्ठाई उचित शल्य चिकित्सा उपकरण, चतुर्थ कैथेटर, और इलेक्ट्रोड (माल की सूची)
- 2-3 isoflurane% पर प्रेरण कक्ष में संवेदनाहारी राज्य प्रेरित. ठीक पलटा (0-1 मिनट) खो दिया है जब कक्ष से माउस निकालें.
- 2-2.5% isoflurane के साथ नाक शंकु में माउस रखें. पूर्ण संज्ञाहरण के लिए जाँच करने के लिए पैर के अंगूठे चुटकी. पशु से कोई जवाब नहीं होनी चाहिए. टाइमर प्रारंभ करें.
- माउस की हर आंख पर नेत्र मरहम की 1 बूंद रखें.
- इसलिए पृष्ठीय पक्ष नीचे का सामना करना पड़ रहा है पर माउस मुड़ें.
- मूत्रमार्ग के माध्यम से और मूत्राशय में कैथेटर डालें.
- कैथेटर चिकना करने के लिए शल्य चिकित्सा की चिकनाई में कैथेटर डुबकी.
- धीरे पशु के शरीर को सीधा बताया संदंश के साथ मूत्रमार्ग खोलने पकड़. संदंश के 2 एन डी सेट के साथ कैथेटर होल्डिंग, धीरे पशु के शरीर को सीधा कोण पर मूत्रमार्ग में कैथेटर अंत डालें.
- कैथेटर मूत्रमार्ग ~ 1-2 मिमी में चला गया है जब यह अब शरीर के समानांतर है, इसलिए है कि धीरे कैथेटर को समायोजितसिर की ओर लक्ष्य. इस आंदोलन जघन हड्डी से बचने के लिए आवश्यक है.
- धीरे माउस के शरीर की ओर कैथेटर धक्का. कैथेटर आसानी से और प्रतिरोध के बिना शरीर गुहा में स्लाइड चाहिए. कैथेटर मजबूर मत करो. कैथेटर को सुचारू रूप से प्रवेश नहीं करता है, तो सीधा कैथेटर स्थिति में लौटने और फिर से शुरू करते हैं.
- कैथेटर पूरी तरह से मूत्राशय में डाला के साथ, धीरे मूत्राशय सामग्री को निष्कासित करने के लिए माउस के पेट पर नीचे धक्का. कैथेटर खोलने में कागज तौलिया का एक छोटा सा टुकड़ा धक्का द्वारा कैथेटर से सभी मूत्र निकालें. कागज तौलिया मूत्र से लथपथ है, जब जगह. (नीचे प्रोटोकॉल 3 देखें.) मूत्राशय फैलावट प्रयोगों के दौरान सहित शेष प्रोटोकॉल में लगातार मूत्र निकालें
- (एक जमीन के रूप में.) को छोड़ दिया पेट की मांसपेशियों और सीने में एक चांदी के तार में दो चांदी के तारों डालें
- कैथेटर के अधिकार के लिए क्षेत्र पार्श्व कीटाणुरहित शराब या आयोडीन का प्रयोग (शरीर के जानवर की बाईं ओर.)
- बाईं पेट की मांसपेशियों को बेनकाब.
- संदंश के साथ छोड़ दिया पेट की मांसपेशियों के आसपास त्वचा पकड़ो. मध्यम शल्य कैंची के साथ एक छोटे से 1-2 सेमी चीरा.
- चीरा में कैंची की नोक डालें और धीरे 2 सेमी चीरा विस्तार.
- बेहतर परोक्ष पेट की मांसपेशियों को बेनकाब करने के लिए overlying प्रावरणी स्थानांतरित करने के लिए संदंश का प्रयोग करें. इस क्षेत्र में स्थित हैं कि प्रमुख रक्त वाहिकाओं के किसी भी चीर / कटौती करने के लिए नहीं सावधान रहना होगा.
- आधे में तीन चांदी के तारों झुको. मांसपेशियों की एक छोटा सा टुकड़ा लेने के लिए तेज 21 जी सुई का प्रयोग करें. फिर, मांसपेशियों के माध्यम से सुई धक्का. मांसपेशियों में सम्मिलित करते समय किसी भी आंतरिक अंगों पंचर या मांसपेशियों को अनावश्यक नुकसान प्रेरित करने के लिए नहीं सावधान रहना होगा.
- 21 जी सुई के उद्घाटन में एक चांदी के तार से एक मुक्त अंत रहो. धीरे पेशी काटने के माध्यम से चांदी के तार आकर्षित करने के लिए मांसपेशियों के माध्यम से वापस सुई खींच. सुई पेशी से मुक्त है जब तार में पाश से भरा है जब तक, धीरे मांसपेशियों के माध्यम से चांदी के तार खींचपेशी के काटे.
- चरणों को दोहराएँ 1.7.3-1.7.4 दूसरी पेशी तार के लिए. यह तार पहली पेशी तार से ~ 0.5 सेमी रखा जाना चाहिए. यह दो तारों प्रविष्टि के बाद स्पर्श नहीं है कि महत्वपूर्ण है.
- दिल को नीचा सीने में तीसरे चांदी के तार (भूमि) डालें.
- त्वचा का एक छोटा सा टुकड़ा ले (यह एक चीरा बनाने के लिए या त्वचा दाढ़ी बनाने के लिए आवश्यक नहीं है) और त्वचा के माध्यम से सुई पुश करने के लिए तेज 21 जी सुई का प्रयोग करें.
- ऊपर वर्णित के रूप में चांदी के तार डालने और त्वचा के माध्यम से खींच.
- उन्हें नम रखने के लिए और जितना संभव हो उतना उजागर पेशी पर त्वचा खींच उजागर करने के लिए मांसपेशियों पर 37.5 डिग्री सेल्सियस बाँझ खनिज तेल की एक छोटी राशि रखें.
- बाद के चरणों के दौरान तरल पदार्थ का स्तर बनाए रखने में मदद करने के लिए खारा subcutaneously 0.5 मिलीलीटर इंजेक्षन.
- शरीर के तापमान को आसानी से बनाए रखा जा सकता है ताकि धीरे पक्ष पर पशु रोल.
2. आंशिक संज्ञाहरण कदम नीचे प्रक्रिया (totaमैं समय ~ 75 मिनट)
निम्नलिखित संज्ञाहरण प्रोटोकॉल Duquesne विश्वविद्यालय में संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित और राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान से दिशा निर्देशों के अनुरूप किया गया है.
- इसके तत्काल बाद धारा के बाद मैं (ऊपर), 1.5% तक कम isoflurane पूरा हो गया है. 15 मिनट के लिए इस स्तर पर पकड़ो.
- लोअर isoflurane पशु आंशिक रूप से anesthetized है कि इस तरह के.
- 0.125% से कम isoflurane हर 15 मिनट जानवर प्रदर्शन एक मोड़ पैर के अंगूठे चुटकी के जवाब लेकिन vocalize या अन्यथा कदम नहीं है जब तक.
- स्तरों के कारण संज्ञाहरण setups में अंतर करने के लिए भिन्न हो सकती हैं लेकिन आमतौर पर, 0.8-1.0 isoflurane% की एक स्तर, इष्टतम है. संज्ञाहरण उचित स्तर पर है जब वोकलिज़ेशन और / या ambulation अत्यंत दुर्लभ घटनाओं रहे हैं.
3. Electromyogram (EMG) श्रेणीबद्ध दबाव (15-75 एमएमएचजी) के साथ मूत्राशय बढ़ाव (कुल समय - चर प्रयोग पर निर्भर करता है) के दौरान रिकॉर्डिंग
- सेटअप एक एम्पलीफायर, एक digitizer, और रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर. इस सेटअप में, digitizer (, खंड 3.1.2 नीचे देखें दबाव और प्रोत्साहन मार्कर निवेश) एम्पलीफायर के लिए एक इनपुट और प्रेशर रेगुलेटर के लिए दो निवेश किया है. सटीक हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर स्थापना (विशेष निर्देश के लिए सामग्री सूची देखें) अनुकूलन योग्य है.
- सेटअप जानवर को हवा के दबाव के विशिष्ट फटने वितरित करने के लिए एक प्रणाली. इस प्रणाली के बाद प्रोटोकॉल में "समय पर दबाव नियामक" के रूप में जाना जाता है. यह हवा के दबाव के डिजिटलीकरण, परीक्षण लंबाई के नियंत्रण, अंतर परीक्षण अंतराल स्वचालन, परीक्षण संख्या के नियंत्रण सहित स्वचालित दबाव प्रसव के लिए अनुमति देता है, और शुरुआत डिजिटल सिग्नल (एक समय दबाव नियामक की योजनाबद्ध के लिए एंडरसन एट अल. 14 देख) उत्तेजना.
- 60 mmHg के लिए प्रवाह नियामक सेट (एक एनालॉग रक्तदाबमापी का उपयोग कर चेक दबाव.)
- एक 20 सेकंड दबाव बढ़ाना नाड़ी के बाद 20 सेकंड prepressure अंतराल (इस digitizer सॉफ्टवेयर में दर्ज 2V प्रोत्साहन संकेत होगा) देने के लिए समय पर दबाव नियामक सेट करें.
- परीक्षण (prepressure अंतराल + दबाव बढ़ाना परीक्षण) को प्रारंभ करें. वास्तविक दबाव परीक्षण शुरू होता है, प्रणाली से जुड़े 3 Sphygmomanometers का उपयोग दबाव दोहरी जांच.
- दबाव बढ़ाना परीक्षण के दौरान, एक मजबूत EMG संकेत (> 0.5 वी) 20 सेकंड फैलावट दौरान और संभवतः के बाद मनाया जाना चाहिए. पशु abdomi प्रदर्शन कर सकते हैंएनएएल आंदोलन लेकिन पशु vocalize या अन्यथा स्थानांतरित नहीं किया जाना चाहिए. हालांकि दुर्लभ, असामान्य आंदोलनों या vocalizations मनाया जाता है, isoflurane स्तर में वृद्धि.
- कई अध्ययनों से कम दबाव (10-15 एमएमएचजी) में शुरू करने और 10-15 mmHg वेतन वृद्धि में हानिकारक दबाव (75-80 एमएमएचजी) तक काम वर्गीकृत distensions का उपयोग करें. विभिन्न दबावों में उदाहरण के निशान के लिए नीचे दिए गए प्रतिनिधि परिणाम देखें.
- विशिष्ट परीक्षणों एक 20 सेकंड prepressure अंतराल, एक 20 सेकंड दबाव बढ़ाना परीक्षण, और एक 1-2 मिनट intertrial अंतराल में शामिल हैं.
- प्रत्येक दबाव में तीन distentions प्रदर्शन करना और फिर (प्रत्येक दबाव के लिए एक एकल visceromotor प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए) तीन परीक्षणों भर में औसत. एक वैकल्पिक तरीका, पी में, प्रत्येक दबाव कम पांच distensions erform उच्च और निम्न परीक्षणों त्यागें, और फिर शेष तीन प्रतिक्रियाओं औसत.
कच्चे EMG निशान के 4. विश्लेषण
- Visceromotor प्रतिक्रियाओं (यानी EMG रिकॉर्डिंग) का विश्लेषण आसानी से पर बोर्ड digitizer सॉफ्टवेयर का उपयोग कर या एक तीसरे दल के कार्यक्रम (माल की सूची) के माध्यम से किया जाता है निम्नलिखित निर्देशों को कई कार्यक्रमों का उपयोग कर या मैनुअल विश्लेषण का उपयोग इस डेटा का विश्लेषण करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि सामान्य निर्देश हैं .
- EMG, दबाव निर्यात करने के लिए, और digitizer सॉफ्टवेयर से प्रेरणा संकेत डेटा निम्नलिखित है:
- प्रयोगात्मक फ़ाइल खोलें.
- "फाइल" "निर्यात के रूप में क्लिक करें."
- फ़ाइल नाम और क्लिक करें ", स्प्रेडशीट पाठ (. Txt)" फ़ाइल प्रकार को परिवर्तित करें "सहेजें."
- पुलिस मेंपी अप विंडो, उत्पादन करने के लिए नमूना दर बदलने "1000," शुरू हुआ पल डेटा संग्रह करने के लिए शुरू समय बदलने के लिए और करने के लिए अंत समय बदल "MaxTime ()." "समय पारी उत्पादन अंकन बॉक्स का चयन करें तो पहली पंक्ति एक है 0.0 सेकंड, ठीक है "और क्लिक करें". "
- डेटा अब कार्यक्रमों की एक किस्म में खोला जा सकता है कि एक पाठ फ़ाइल के रूप में निर्यात किया जाएगा. फ़ाइल चार स्तंभों (टाइमर, VMR (EMG), दबाव, उत्तेजना) को शामिल करना चाहिए.
- प्रत्येक परीक्षण प्रयोगात्मक पशु के लिए निम्न गणितीय आपरेशन प्रदर्शन.
- हर समय बिंदु के निरपेक्ष मूल्य की गणना के द्वारा निर्धारित पूरे डेटा के लिए EMG संकेत सुधारने.
- प्रयोग की पृष्ठभूमि अनुभाग के दौरान औसत EMG प्रतिक्रिया निर्धारित.
- पृष्ठभूमि को सही डेटा सेट प्राप्त करने के लिए प्रयोग में हर सुधारा डेटा बिंदु से इस औसत पृष्ठभूमि EMG प्रतिक्रिया घटाएँ.
- प्रत्येक 20 सेकंड के लिए पूर्व की अवस्था (नीलामी) के तहत क्षेत्र का निर्धारण करेंपृष्ठभूमि को सही डेटा सेट में दबाव अंतराल.
- पृष्ठभूमि को सही डेटा सेट में प्रत्येक 20 सेकंड दबाव बढ़ाव परीक्षण के लिए नीलामी का निर्धारण करते हैं.
- पूरे प्रयोग से सबसे कम prepressure अंतराल नीलामी से (चरण 4.3.5 में प्राप्त) प्रत्येक दबाव बढ़ाव परीक्षण नीलामी फूट डालो (चरण 4.3.4 में प्राप्त की.). यह प्रत्येक पूरा दबाव बढ़ाना परीक्षण के लिए सामान्यीकृत और पृष्ठभूमि को सही नीलामी है.
- प्रत्येक प्रयोगात्मक पशु के लिए, एक दबाव से औसत एकाधिक सामान्यीकृत परीक्षणों वोल्ट में सामान्यीकृत VMR * सेक (Vsec) प्राप्त करने के लिए.
- प्रयोगात्मक डिजाइन के आधार पर डेटा पर उचित आंकड़े को पूरा करें.
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Representative Results
समग्र UBD-VMR सेटअप का एक उदाहरण चित्रा 1 ए में देखा जा सकता है. बढ़ते दबाव के चरणों कच्चे VMR (यानी EMG) (चित्रा 1 बी.) Digitizer सॉफ्टवेयर का उपयोग कर रिकार्डिंग के दौरान मनाया जाना चाहिए कि कच्चे VMR, दबाव, और प्रोत्साहन मार्कर संकेत चित्रा 2 में देखा जा सकता है में वृद्धि प्रेरित. में देखा शीर्ष चैनल चित्रा 2 (वी) में EMG ट्रेस है. EMG का पता लगाने की पृष्ठभूमि संकेत स्थिर और कम आयाम (<0.2 वी) होना चाहिए. पृष्ठभूमि अधिक है या छिटपुट बड़े spikes होता है (> 0.5 वी) तारों और एम्पलीफायर सेटिंग्स समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है. पन्नी में (एम्पलीफायर को और / या एम्पलीफायर digitizer को माउस से) तार लपेटकर कुछ परिस्थितियों में कुछ शोर को कम कर सकते हैं. mmHg में समय पर दबाव नियामक द्वारा मात्रा के रूप में चित्रा 2 में मध्य चैनल दबाव संकेत से पता चलता है. संकेत शुरुआत एक वक्र है कि ध्यान दें. यह तब होता है पूर्ण फैलावट की वजहमूत्राशय तात्कालिक नहीं है. दबाव संकेत है कि परीक्षण (जैसे चित्रा 2 में 75 एमएमएचजी) के लिए अधिकतम मूल्य तक पहुँच जाता है, दबाव है कि अधिक से अधिक मूल्य पर रहना चाहिए. इस अवसर पर हवा कैथेटर के आसपास मूत्रमार्ग के बाहर लीक कर सकते हैं. यह दबाव संकेत के आयाम में एक परिवर्तन से देखा जा सकता है (60 mmHg>. उदाहरण के लिए) उच्च दबाव पर सबसे अधिक बार होता है, और मूत्रमार्ग के आसपास शल्य स्नेहक की एक छोटी राशि जोड़कर कम किया जा सकता है. अंतिम चैनल (चित्रा 2 से नीचे) प्रोत्साहन मार्कर चैनल दिखाता है. प्रोत्साहन मार्कर चैनल दो अलग संकेतों से पता चलता है. Prepressure अंतराल के शुरू में एक क्षणिक 2 वी संकेत मार्कर है. यह संकेत एक भी प्रयोग के लिए डेटा विश्लेषण की प्रक्रिया को स्वचालित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. विशेष रूप से, एक यह डेटा विश्लेषण प्रणाली quickl करने की अनुमति देता है 1.5 वी. ऊपर उठना कि प्रोत्साहन मार्कर की तलाश में एक डेटा फ़ाइल के माध्यम से स्कैन करने के लिए एक डेटा विश्लेषण प्रणाली कार्यक्रम कर सकते हैंY प्रत्येक पूर्ण परीक्षण पाते हैं. प्रोत्साहन चैनल के दूसरे घटक पूरे दबाव बढ़ाना परीक्षण के दौरान होता है कि एक 1 वी संकेत है. फिर, यह दूसरा संकेत की उपस्थिति आसान डेटा विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.
एक भी प्रयोगात्मक पशु से प्रतिनिधि डेटा चित्रा 3 और 1 टेबल में देखा जा सकता है पशु निम्न दबाव का प्रत्येक पर distended तीन गुना था:. (. चित्रा 3, 1 टेबल) 15, 30, 45, 60, और 75 mmHg तीन distentions औसत और ग्राफ में एक एकल डेटा बिंदु के रूप में प्रतिनिधित्व कर रहे हैं. सूचना है कि धीरे - धीरे मूत्राशय फैलावट बढ़ते दबाव के साथ सामान्यीकृत संकेत बढ़ जाती है. इस प्रारंभिक बढ़ाव सेट के बाद, इस जानवर वर्गीकृत मूत्राशय बढ़ाव की दो अतिरिक्त सेट प्राप्त किया. चित्रा 3 बी में देखा, distentions के दूसरे और तीसरे सेट (प्रत्येक दबाव में.) समान VMRs उत्पादित distentions के इन तीन सेटों 2.5 घंटा पेरी से अधिक हुआआयुध डिपो रिकॉर्डिंग सेटअप की स्थिरता और UBD प्रोत्साहन और एक भी पशु में VMR प्रतिक्रिया के reproducibility प्रदर्शन है. Isoflurane संज्ञाहरण धीरे - धीरे कदम रखा से नीचे है, जब 1 घंटा के दौरान अधिक महत्वपूर्ण बात, इस प्रस्तुत करने की दीर्घकालिक स्थिरता ही होता है. एक छोटा संज्ञाहरण प्रक्रिया distentions के प्रत्येक सेट के साथ UBD VMR संकेत में एक प्रगतिशील नुकसान हो सकता है (अप्रकाशित टिप्पणियों, Sadler और Kolber.) UBD VMR प्रणाली की स्थिरता में एक अन्य महत्वपूर्ण कारक एक स्थिर शरीर के तापमान के रखरखाव है. चित्रा 4 (60 mmHg फैलावट के जवाब में) UBD VMR में देखा 37.5 डिग्री सेल्सियस की तुलना में 33.5 डिग्री सेल्सियस शरीर के तापमान में काफी कम है
चित्रा 1. UBD से Visceromotor प्रतिक्रियाएं (VMR). (ए) SchematiUBD सेटअप की सी. संपीड़ित हवा मूत्रमार्ग कैथेटर के माध्यम से मूत्राशय में कर दिया है. Distensions के दौरान पेट की मांसपेशी रिकॉर्ड EMG में इलेक्ट्रोड. पूरी प्रक्रिया के दौरान, तापमान एक बैटरी चालित हीटिंग पैड और भूमि के ऊपर दीपक का उपयोग कर बनाए रखा है. (बी) उदाहरण EMG UBD दौरान बताते हैं. दबाव बढ़ता है, पेट की मांसपेशियों से बिजली उत्पादन congruently बढ़ जाती है.
चित्रा 2. स्क्रीन UBD सुनवाई के दौरान डेटा दिखा गोली मार दी. तीन चैनल दिखाए जाते हैं. शीर्ष चैनल मध्य चैनल मूत्राशय के लिए दिया जा रहा है कि (एमएमएचजी में) दबाव से पता चलता है (वी. में) कच्चे EMG ट्रेस पता चलता है. नीचे ट्रेस prepressure अंतराल और पूरे दबाव बढ़ाना परीक्षण की शुरुआत का संकेत है कि प्रोत्साहन मार्कर चैनल दिखाता है. छवि एक 40 सेकंड पूर्ण परीक्षण (2 के लिए है0 सेकंड prepressure अंतराल से अधिक 20 सेकंड दबाव बढ़ाना परीक्षण.)
चित्रा 3. वर्गीकृत VMR दिखा प्रतिनिधि डेटा. (ए) धीरे - धीरे बढ़ते दबाव (15-75 एमएमएचजी) के साथ सामान्यीकृत VMR बढ़ जाती माउस के मूत्राशय को दिया. (बी) के मूत्राशय distentions (15-75 mmHg = 1 सेट) के बाद सेट distentions के पहले सेट की तुलना में समान VMRs दिखा.
. चित्रा 4 शारीरिक तापमान UBD VMR कम हो जाती 33.5 डिग्री सेल्सियस UBD VMR में एक महत्वपूर्ण कमी का कारण बनता है को 37.5 डिग्री सेल्सियस से शरीर के तापमान में कमी. (एन = 6;. बनती टी परीक्षण * पी <0.05)
तालिका 1. Distentions का एक पूरा सेट के लिए प्रतिनिधि डेटा. टेबल, दबाव बढ़ाना नीलामी सहित डेटा से पता चलता है अंतराल नीलामी, पृष्ठभूमि को सही दबाव बढ़ाना नीलामी, और सामान्यीकृत दबाव बढ़ाना नीलामी prepressure. प्रत्येक दबाव के लिए, पशु तीन फैलावट परीक्षणों प्राप्त किया. प्रत्येक दबाव में सामान्यीकृत दबाव बढ़ाना नीलामी की औसत चित्रा 3 ए में साजिश रची है.
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Discussion
रोगियों को अक्सर नियमित रूप से दर्द के इलाज के लिए 15 अनुत्तरदायी है कि दर्द दुर्बल है, क्योंकि मनुष्यों में मध्य cystitis / मूत्राशय दर्द सिंड्रोम (आईसी / बीपीएस) एक महत्वपूर्ण नैदानिक समस्या का प्रतिनिधित्व करता है. समझ में और अंत में पुरानी मूत्राशय में दर्द के इलाज के प्रमुख चुनौतियों में से एक हानिकारक मूत्राशय बढ़ाव के जवाब में शामिल कर रहे हैं कि सामान्य तंत्रिका प्रक्रियाओं को समझने की है. इस चुनौती पर काबू पाने के क्रम में, मूत्राशय में दर्द के एक पशु मॉडल आवश्यक है. यह मॉडल, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य स्थिर, और आसानी से मापा जाना चाहिए. सौभाग्य से, नेस और उनके सहयोगियों ने 10 हानिकारक मूत्राशय बढ़ाव के लिए शारीरिक प्रतिक्रियाओं की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि एक प्रणाली विकसित की है.
सिस्टम सेटअप सीधा है और मुख्य रूप से मुस्तैद हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर का उपयोग किया जा सकता है. UBD VMR प्रणाली में शामिल उपकरण के प्रमुख कस्टम टुकड़ा समय पर दबाव नियामक है. यह मशीन एक अनुरूप प्रदान करता हैडिजिटल करने के लिए हवा के दबाव के रूपांतरण और digitizer हार्डवेयर के लिए प्रोत्साहन शुरुआत मार्कर भेजता है. समय पर दबाव नियामक का उपयोग बहुत स्वतः VMR जरूरी मूत्राशय पहले distended है ठीक है जब शुरू नहीं करता है और VMR अक्सर के लिए बनाए रखा है यह महत्वपूर्ण है क्योंकि दर्ज EMG (यानी. VMR) के साथ दबाव प्रोत्साहन सिंक्रनाइज़ के द्वारा डेटा विश्लेषण को सरल फैलावट के अंत के बाद एक छोटी अवधि (<5 सेकंड). बहरहाल, सावधान तुल्यकालन के साथ, एक बड़ी आसानी से बढ़ाव पर / बंद और दर्ज EMG संकेत के साथ सिंक में है कि एक टाइमर नियंत्रित करने के लिए एक पर / बंद नियामक के साथ UBD VMR प्रक्रिया प्रदर्शन कर सकता है.
मूत्राशय दर्द में तंत्रिका तंत्र की भूमिका से पूछताछ के लिए UBD VMR प्रणाली का एक प्रमुख लाभ वर्गीकृत मूत्राशय बढ़ाव दबाव के प्रतिक्रियाओं अधिक VMRs उत्प्रेरण बढ़ते दबाव के साथ एक मानक वक्र साथ गिर जाते हैं. इस शोधकर्ता आसानी से निर्धारित करने के लिए अनुमति देता है अगर एक प्रयोगात्मक आदमीipulation अहानिकर और हानिकारक दोनों मूत्राशय फैलावट दबाव में VMR में वृद्धि या कमी का कारण बनता है. वर्गीकृत फैलावट के कई दौर से किया जा सकता है, ताकि इसके अलावा, एक भी जानवर से संकेत समय के पार बहुत स्थिर है (चित्रा 3 बी.) यह शोधकर्ताओं ने एक आधारभूत UBD VMR प्राप्त करने के लिए अनुमति देता है और उसके बाद के लिए (जैसे एक दवा देने) पशु हेरफेर भीतर विषय 13 मिलान. शोधकर्ताओं ने ये अध्ययन और दूसरों को जारी रखने के रिकॉर्ड या हेरफेर केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में रीढ़ की हड्डी के पृष्ठीय सींग न्यूरॉन्स 16 और अन्य न्यूरॉन्स (जैसे विजय - स्तम्भ वेंट्रल मज्जा 17 या 13,16 प्रमस्तिष्कखंड.) से (चूहों और चूहों में) UBD-VMR प्रणाली का इस्तेमाल किया है मूत्राशय संवेदी इनपुट और के प्रसंस्करण में तंत्रिका तंत्र के विभिन्न घटकों की भूमिका के बारे में हमारी बुनियादी वैज्ञानिक समझ को जोड़ने के लिए अंततः व्यक्तिपरक दर्द इस nociceptive इनपुट से महसूस किया. UBD VMR प्रणाली कई प्रयोगात्मक फायदे भी शामिल है, जबकिपुन मॉडल के लिए कुछ सीमाएं हैं. आंत मूत्राशय फैलावट मानव में "दर्द" के व्यक्तिपरक भावनाओं के उदाहरण भी देते हैं, जबकि चूहों में पेट EMG रिकॉर्डिंग दर्द का सही मायने में प्रतिनिधि हैं, तो सबसे पहले, यह पता करने के लिए असंभव है. बहरहाल, UBD VMR प्रतिक्रियाओं VMR एक दर्द की तरह प्रतिक्रिया है, सुझाव है कि आम दर्दनाशक दवाओं से हिचकते हैं. दूसरा, वर्तमान UBD-VMR प्रणाली में, जानवरों की रिकॉर्डिंग के दौरान anesthetized हैं. Anesthetized UBD VMR बनाम लाइव की तुलना संज्ञाहरण 10 का उपयोग मान्य किया गया है, दर्द की तरह प्रतिक्रियाओं पर isoflurane के संभव अज्ञात इफेक्ट होते हैं. तीसरा, वर्णित प्रोटोकॉल ताकि समय के साथ व्यक्ति चूहों के कई रिकॉर्डिंग संभव नहीं है एक अस्तित्व सर्जरी नहीं है. बहरहाल, UBD-VMR मॉडल के साथ ही अन्य आंत का दर्द प्रणाली के उपयोग आंत में दर्द की एक और पूरी समझ के लिए अनुमति देगा और आईसी / बीपीएस और अन्य आंत का दर्द शर्तों से पीड़ित रोगियों के लिए नई चिकित्सकीय रास्ते को बढ़ावा मिलेगा.
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Acknowledgments
हम डीआरएस को स्वीकार करना होगा. इस प्रणाली की स्थापना में उनके मददगार सहायता के लिए रॉबर्ट Gereau, हेनरी लाइ, और लारा Crock. हम भी इस काम के लिए धन स्रोतों को स्वीकार करना होगा (BJK - स्कैन से दर्द जल्दी कैरियर रिसर्च ग्रांट के अध्ययन के लिए इंटरनेशनल एसोसिएशन | INGER और JENS ब्रून और Duquesne विश्वविद्यालय Hunkele खतरनाक बीमारी फंड द्वारा डिजाइन फाउंडेशन).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Infrared heating blanket and monitoring system | Kent Scientific | Right-Temp System | This system is set up to monitor two separate temperatures. This should include the animal and the heating blanket. In addition, the system can automatically adjust the temperature to maintain a set temp. However, this automatic function produces electrical interference during EMG recording and must be turned off. Kent can provide a battery pack for the heating pad for use during the riEMG recording part of the experiment. |
| Isoflurane vaporizer | Draeger | Vapor 19.1 | Any isoflurane vaporizer will work, but it is helpful to have one that has multiple notches between 0-2% isoflurane. |
| Isoflurane | multiple sources | n/a | |
| 100% Oxygen air tank | multiple sources | n/a | For ventilation of animal |
| Air breathing grade | multiple sources | n/a | For bladder distention |
| 24 G 0.56 in IV catheter | BD Biosciences | 381411 | For bladder catheterization |
| Surgilube (sterile) | Savage Laboratories | 0281-0205-02 | Any surgical grade lubricate would work fine. |
| Mineral oil (sterile) | multiple sources | n/a | |
| Saline (sterile) | multiple sources | n/a | |
| AG8W Silver Wire, 2 m, 0.20 mm (.008 in) D, L, No Insulation | Warner Instruments | W4 64-1318 | Any silver wire with these specifications will work. Wire does not need to be "chlorinated." |
| Ophthalmic ointment | multiple sources | n/a | |
| Small surgical scissors | multiple sources | n/a | |
| Sharp forceps | multiple sources | n/a | |
| 21 G Needle | multiple sources | n/a | |
| Grass amplifier P511 with 3-lead input cable | Grass Instruments | P511 (F-P5IC3/REV1) | This is the "amplifier" used in the protocol. Amplifier with the following settings: Calibrator = 1 mV; Lo freq = 300 Hz; Amplification = 20; Hi freq = 10 kHz; Line filter = in. |
| Cambridge Electronic Design (CED) 1401 Plus (or equivalent) | Cambridge Electronic Design | 1401 Plus | This is the "digitizer" used in the protocol. Other digitizer systems from WINDAQ or other companies would work fine; Need inputs for pressure signal, EMG, and stimulus signal. |
| CED Spike2 software | Cambridge Electronic Design | Spike 2 | This is the the "digitizer software" used in the protocol. Should be from same manufacturer as digitizer. Program should be setup with 3 channels for pressure (0-100 mmHg scale), EMG signal (typically -5 to +5 V range), and stimulus marker (0-2 V) range. |
| Flow chart from air tank to bladder catheter | n/a | n/a | Sequence of connections from pressurized air tank to animal bladder: Air tank to 1/4 in tubing to Gilmont flowmeter to y connector. Branch 1 of y connector to to sphygmomanometer. Branch 2 to a single input on the 4-way gang valve to 4-way valve output to the timed pressure regulator to 3/32 tubing from timed pressure regulator to 2nd y connector (branch 1 to sphygmomanometer) with branch 2 to 3/32 tubing to a 3rd y connector. Branch 1 of y connector to a 3rd sphygmomanometer and branch 2 to animal bladder catheter. |
| Gilmont Flowmeter | Gilmont | GF8321-1401 | Multiple brands of flowmeters will work. For bladder distention air, flow meter should be able to handle high pressures (such as this Gilmont meter). For breathing air, flow rate should be adjustable down to 100 ml/min (typical mouse rate is 500-1,000 ml/min). |
| 4-way Gang valve | Elite | This is a specific piece of equipment. The Elite gang valve is designed for fish tanks at low air pressures. In the bladder distention setup, this valve acts as a safety valves in case the pressure spikes. Too high pressure during initial turning on of the tank will ruin the pressure transducer in the Timed pressure regulator and/or the sphygnometers. In addition, by providing a small amount of leak in the system, this valve makes it easier to adjust the pressure between 10-80 mmHg. | |
| 1/4 in Tubing | multiple sources | n/a | |
| 3/32 inch Tubing | multiple sources | n/a | |
| "Y" connectors (1/4 and 3/32 in) | multiple sources | n/a | |
| Sphygmomanometer | CVS | Any analog sphygmomanometer from a drug store will work for this application. | |
| Timed Pressure Regulator | custom | This is a custom built machine (Washington University in St. Louis Machine shop) that allows for automated pressure delivery including digitization of air pressure, control of trial length, inter-trial interval automation, control of trial number, and stimulus onset digital signal. However, the basic components of the system (pressure on and off for a given trial period) could be controlled with a simple on/off in-line switch. Such analog control of a trial would necessitate additional analysis parameters (see Protocol 4). In addition, one would have to manually assign the pressure based on the analog sphygmomanometer during data analysis. | |
| IGOR Pro | Wavemetrics | n/a | For analysis of EMG signal. Many different types of software can be used for data analysis in these experiments. |
References
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