Summary
Amerika Birleşik Devletleri'nde yaklaşık 3-8000000 insan interstisyel sistit / mesane ağrı sendromu (IC / BPS), pelvik ağrı ile kısmen özelliği, bir zayıflatıcı durum muzdarip. Duruma sinir sistemi katkılarını araştırmak amacıyla, idrar kesesi ağrı fizyolojik modeli fareler ve sıçanlar kullanılır.
Abstract
Amerika Birleşik Devletleri'nde yaklaşık 3-8000000 kişi interstisyel sistit / ağrılı mesane sendromu muzdarip (IC / BPS), özellikle mesane dolumu ya da üzerine artan aciliyet ve frekans idrar yanı sıra, noktüri ve genel pelvik ağrı ile karakterize bir zayıflatıcı bir durumdur işeme. Yıllardır yapılan araştırmalara rağmen, IC / BPS nedeni belirsiz kalır ve tedavi stratejileri hastalara tam bir rahatlama sağlamak mümkün değildir. Duruma sinir sistemi katkılarını araştırmak amacıyla, bir çok hayvan model IC / BPS ile ilişkili ağrı ve diğer belirtileri taklit etmek için geliştirilmiştir. Böyle bir fare modeli mesane gerilme (UBD) 'dir. Bu modelde, belirli bir basınç sıkıştırılmış hava zaman bir süre boyunca hafifçe anestezi hayvanın mesane teslim edilir. Prosedür boyunca, üstün oblik karın kaslarında teller kas elektriksel aktiviteyi kaydetmek. Bu aktivite visceromotor yanıt (VMR) olarak ve i bilinirnosisepsiyon sa, güvenilir ve tekrarlanabilir bir ölçüsüdür. Burada, cerrahi müdahaleler, fizyolojik kayıt ve veri analizi gibi farelerde bu tekniği gerçekleştirmek için gerekli adımları açıklar. Bu modelin kullanımı ile, birincil duyu nöronları, omurilik ikinci afferent ve mesane ağrı dahil merkezi sinir sisteminin daha yüksek alanlar arasındaki koordinasyon sökülmüş edilebilir. Bu temel fen bilgisi sonra klinik IC / BPS muzdarip hastaları tedavi etmek için tercüme edilebilir.
Introduction
Kronik ağrı resmi olarak yaklaşık üç ay boyunca ya da normal doku iyileşme süresi 1 dakikadan daha uzun süre devam ağrı olarak tanımlanır. Ağrısı Bu tür insanların tıbbi yardım aramak için 2 sürülür ana nedenlerinden biri olan ve yılda 3 635.000.000.000 $ dolara kadar mal olabilir. Mevcut kronik ağrı başa çıkma stratejileri arkaik olarak kabul edilir; tıbbi gelişmeler, NSAID (steroid olmayan anti-enflamatuar ilaçlar) ve opioid yıl sonra doktorlar tarafından reçete birincil tedaviler hala. Ancak bu tedaviler tüm özellikle tam o acı olayın nedenine odaklanan karşı vücut üzerinde analjezik etkileri sağlayan, aynı şekilde ağrı tüm farklı hedef. Daha kronik ağrı muzdarip olanlara yardım etmek için, araştırma dikkat kronik ağrı en sık görülen nedenleri ile ilişkili etiyolojisinde ve olası ağrı spesifik tedaviler doğru kaymıştır edilmelidir. Bu manuscri hedefipt iyi İnterstisyel Sistit / ağrılı mesane sendromu (IC / BPS) olarak bilinen bir durumu anlamak için kullanılan bir model tanımlamaktır.
IC / BPS insanlar, 40 4 yaşın üzerinde öncelikle kadınlar milyonlarca etkileyen bir zayıflatıcı bir durumdur. IC / BPS kesin nedenleri ancak yaygınlık genetik 5, özel diyetler ve yüksek stres seviyesi 6 ile bağlantılı olmuştur, bilinmemektedir . IC / BPS belirtileri bunlarla sınırlı değildir: idrara Artan aciliyet, idrar sıklığında artış, ağrıyan, delici veya mesane dolumu ve işeme sırasında ağrı yanma ve noktüri 7. Bu koşulları yaşayan hastalar, yüksek stres düzeyine sahip ve 8 daha endişeli. Bu özgün stres seviyelerini artırmaktadır artan ağrı, stres sonuçlarını artırmıştır. Araştırmalar, depresyon ve anksiyete düzeyleri idrar ağrıyı aşağıdaki tedaviler, böylece etkili bu pozitif-geri döngüsünü kıran azalttığını göstermiştir Duruma sinir sistemi katkılarını araştırmak amacıyla, bir çok hayvan model IC / BPS ile ilişkili ağrı ve diğer belirtileri taklit etmek için geliştirilmiştir. Geleneksel olarak, sistit gibi hardal yağı, aseton, lipopolisakarit, hidroklorik asit ve mesane içine siklofosfamid gibi çeşitli kimyasal maddelerin tanıtımı ile hayvanlarda yeniden olmuştur. Ancak hiçbir yabancı maddeler bu nedenle bu modellerin geçerliliğini sorgulayan, IC / BPS hasta steril idrarda bulunur. Ürolojik ağrısı başka bir murin modeli mesane gerilme (UBD) 10. Bu modelde, belirli bir basınç sıkıştırılmış hava zaman bir süre boyunca uyanık veya hafifçe anestezi hayvanın mesane teslim edilir. Prosedür boyunca, üstün oblik karın kasları rekor elektrik activ teller(Bir elektromiyogramın (EMG) ile) kas Sığ. Bu aktivite visceromotor yanıt (VMR) olarak bilinen ve nosisepsiyon 10 arasında, güvenilir ve tekrarlanabilir bir ölçüsüdür. Sağlıklı gönüllülerde benzer içi boş organ şişme (örneğin mesane, rektum) rahatsızlık hissi ve ağrı rapor 11,12 önemli artışlar, genellikle IC / BPS teşhis etmek için kullanılır özellikleri üretir. Bu durumda, uyarılması ya da engellenmesi, elektrik farmakolojik ve optogenetic yöntemleri ile bağlantılı olarak, UBD mesane nosisepsiyon ve ağrı hem çevresel hem de merkezi sinir sistemi bileşenlerinin anlaşılması için kullanışlı ve geçerli bir modeldir. Şu anda ortak fare suşu, C57Bl/6J kadın üyeleri içinde bizim laboratuvarda kullanıldığı gibi burada, biz UBD için prosedürü açıklar. Nedeniyle erkeklerin kateterizasyon sürecinde zorluklara, bu işlem esas olarak dişi farelerde gerçekleştirilir. Bu protokol Ness <tarafından geliştirilen adapte edilmiştirem> vd. 10. ve önceden laboratuarımızda 13 yayınladı. (1) mesane kateteri ve kayıt elektrot cerrahi (2) kısmi anestezi indüksiyon (3) mesane distansiyon ve VMR kayıt ve ham VMR / EMG izleri (4) Veri analizi: Aşağıdaki protokol anestezi altındaki hayvanlarda bu modelin dört temel bileşenlerini açıklar . Nedeniyle organizmanın seçimi, anestezi derinliği ve indüksiyon ve vücut sıcaklığına UBD-VMR prosedürde ince farkları aşağıda açıklanmıştır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Aşağıdaki protokol Duquesne Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmış ve Sağlık Ulusal Enstitüleri kurallar ile tutarlı olmuştur.
Steril Teknikleri Kullanarak Tel Elektrotlar ve Mesane Kateterinin 1. Cerrahi İmplantasyonu (toplam süresi 5-10 dk)
- Aşağıdaki öğeler öncesinde başlayan ameliyat hazırlıklı olmalıdır:
- Aktif (Malzeme Listesi) vücut ısısının ek kontrol için düşük voltajlı ısı lambası otomatik sistem bağlayın izlemek ve bir pil ile çalışan ısıtma pedi ve hayvan vücut ısı probu ile sıcaklık izleme sistemi kullanılarak 37.5 ± 0.5 ° C vücut sıcaklığını ayarlamak.
- Izofluran anestezi için gerekli donatım basınçlı hava (ilk demonte için) (örneğin% 100 O 2), izofluran buharlaştırıcı, izofluran, izofluran indüksiyon odası, burun konisi, ve egzoz sistemi içerir.
- Inci birleştirine uygun cerrahi aletler, IV kateter ve elektrotlar (Malzeme Listesi)
- % 2-3 izofluran da indüksiyon odasında anestezi devlet teşvik. Doğrulma refleks (0-1 dk) kaybolduğunda odasından fareyi çıkarın.
- % 2-2.5 izofluran ile burun konisi fare yerleştirin. Tam anestezi kontrol etmek için ayak çimdik. Hayvandan bir tepki olmamalıdır. Sayacı başlatmak.
- Farenin her gözün üzerine Oftalmik merhem 1 damla yerleştirin.
- Böylece dorsal yüzü aşağı bakacak üzerinde fareyi çevirin.
- Üretra yoluyla ve mesane içine kateter yerleştirin.
- Kateter yağlamak için cerrahi lube olarak kateter batırın.
- Yavaşça hayvanın vücuduna dik sivri forseps ile üretral açılış tutun. Forseps 2. kateter seti ile tutarak, yavaşça hayvanın vücuduna dik bir açı ile üretra içine kateter ucunu.
- Sonda üretra ~ 1-2 mm gitti zaman Hemen gövdeye paralel olacak şekilde hafifçe kateter ayarlamakkafasına doğru nişan. Bu hareket, kasık kemiği önlemek için gereklidir.
- Yavaşça fare vücut doğru kateter itin. Kateter düzgün ve direnç olmadan vücut boşluğuna kaymalıdır. Kateteri zorlamayın. Kateter sorunsuz girmezse, dik kateter pozisyonuna dönün ve tekrar başlatın.
- Kateter tamamen mesane takılı ile hafifçe mesane içindekileri çıkartmak için fare karın aşağı doğru itin. Kateter ağzına kağıt havlu, küçük bir parça iterek kateter tüm idrar çıkarın. Kağıt havlu idrar ile ıslatılır olduğunda, değiştirin. (Aşağıdaki Protokol 3 bakınız.) Mesane distansiyon deneyler sırasında da dahil olmak üzere geri kalan protokol boyunca sürekli idrar çıkarmak
- (Bir zemin olarak.) Sol karın kasları ve göğüs içine bir gümüş tel, iki gümüş tellerinin
- Kateter sağındaki bölge yanal dezenfekte etmek için, alkol veya iyot için (vücut hayvanın sol tarafı).
- Sol abdominal kas Açığa.
- Forseps ile sol karın kaslarının yakın cilt tutun. Orta cerrahi makas ile küçük 1-2 cm kesi olun.
- Kesi içine makas ucunu yerleştirin ve yavaşça 2 cm kesi genişletin.
- Üstün oblik karın kas maruz örten fasya taşımak için forseps kullanın. Bu bölgede bulunan ana kan damarlarının herhangi bir rip / kesmek için dikkatli olun.
- Yarısında üç gümüş teller bükün. Kas küçük bir ısırık almak için keskin 21 G iğne kullanın. Sonra, kas yoluyla iğne itin. Kas takarken herhangi bir iç organ delinme veya kas gereksiz zarar ikna etmek için değil dikkatli olun.
- 21 G iğne delikleri içine bir gümüş tel bir serbest uca sopa. Yavaşça kas ısırması yoluyla gümüş tel çekmek için kas yoluyla geri iğneyi çekin. Iğne kas serbest olduğunda tel döngü ile aynı hizaya gelene kadar yavaşça kas yoluyla gümüş tel çekmekas ısırık.
- Adımları tekrarlayın 1.7.3-1.7.4 ikinci kas tel için. Bu tel ilk kas telden ~ 0.5 cm yerleştirilmelidir. Bu iki tel yerleştirildikten sonra dokunmayın önemlidir.
- Kalp aşağı göğüs üçüncü gümüş tel (toprak) takın.
- Cildin küçük bir ısırık almak (bir kesi yapmak veya cildi tıraş için gerekli değildir) ve deri yoluyla iğne itmek için keskin 21 G iğne kullanın.
- Yukarıda açıklandığı gibi gümüş teli yerleştirin ve deri yoluyla çekin.
- Nemli tutmak ve mümkün olduğunca maruz kası üzerinde deri çekmeye maruz kalan kaslar üzerinde 37.5 ° C steril mineral yağ küçük bir miktar koyun.
- Sonraki adımları sırasında sıvı seviyelerini korumaya yardımcı olmak için tuzlu su deri altına 0.5 ml enjekte edilir.
- Vücut sıcaklığı kolayca korunabilir, böylece hafifçe tarafına hayvan rulo.
2.. Kısmi Anestezi Step-down Prosedürü (Total zaman ~ 75 dk)
Aşağıdaki anestezi protokol Duquesne Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmış ve Sağlık Ulusal Enstitüleri kurallar ile tutarlı olmuştur.
- Bölüm hemen sonra (yukarıda),% 1.5 daha düşük izofluran tamamlanır. 15 dakika boyunca bu seviyede tutun.
- Alt izofluran anestezi hayvan kısmen şekildedir.
- % 0.125 ile alt izofluran her 15 dk hayvan sergileyen bir esneme ayak tutam yanıt ancak seslendirmek ya da başka türlü hareket etmiyor kadar.
- Bu, anestezi maddelerinin seviyeleri kurulumları farklılıklara değişebilir ancak tipik olarak,% 0.8-1.0 izofluran seviyesi, en uygunudur. Anestezi uygun düzeyde olduğu zaman Seslendirme ve / veya ambulasyon oldukça nadirdir.
. 3. Elektromiyogram (EMG) Dereceli Basınçlar (15-75 mmHg) ile mesane distansiyonu (toplam süresi - değişken deney bağlı) sırasında kayıt
- Kur, bir amplifikatör, bir sayisallastirici ve kayıt yazılımı. Bu kurulumda, sayısallaştırıcı (Bölüm 3.1.2 aşağıda basınç ve uyarıcı işaret girişler) amplifikatör için bir giriş ve basınç regülatörü için iki girişi vardır. Tam donanım ve yazılım kurulumu (özel talimatlar için malzemeler listesi) özelleştirilebilir.
- Kur hayvana hava basıncı belirli patlamaları sunmak için bir sistem. Bu sistem, aşağıdaki protokolde "zamana basınç regülatörü" olarak adlandırılır. Bu hava basıncı sayısallaştırma, deneme uzunluğunun kontrolü, inter-deneme aralığı otomasyon, deneme sayısının kontrol dahil olmak üzere otomatik bir basınç sağlamaya imkan verir, ve başlangıç dijital sinyal (zamana bağlı bir basınç regülatörü şematik için Anderson ve ark. 14) uyarıcı.
- 60 mmHg akış regülatörü ayarlayın (analog sfigmomanometrenin kullanarak kontrol basıncı.)
- 20 saniye basınç şişkinliği darbesi ardından 20 saniye prepressure aralığını (bu dijitalleştirici yazılım kaydedilen 2V uyarıcı sinyal olacaktır) teslim Zamanlı basınç regülatörü ayarlayın.
- Deneme (prepressure aralık + basınç şişkinliği deneme) başlatın. Gerçek basınç deneme başladığında, sisteme bağlı 3 Sphygmomanometers kullanarak basıncını kontrol çift.
- Basınç şişkinlik Duruşma sırasında, güçlü bir EMG sinyali (> 0.5 V) 20 saniye şişliği sırasında ve muhtemelen sonrasında dikkat edilmelidir. Hayvan abdominal sergileyebilirnal hareket ama hayvansal seslendirmek ya da hareket edilmemelidir. Nadiren de olsa, anormal hareketler veya sesler görülür ise, izofluran düzeyini artırmak.
- Birçok çalışma, düşük basınçta (10-15 mmHg) başlayan ve 10-15 mmHg artışlarla zararlı basınçları (75-80 mmHg) kadar çalışma kademeli distensions kullanın. Farklı basınçlarda örnek izleri için aşağıdaki temsilcisi sonuçlara bakın.
- Tipik çalışmalarda 20 saniye prepressure aralığını, bir 20 saniye basınç şişkinlik deneme ve 1-2 dk intertrial aralığını kapsamalıdır.
- Her basınçta üç distentions yapın ve daha sonra (her bir basınç için tek visceromotor tepki elde etmek için) üç deneme karşısında ortalama. Alternatif bir yöntem, p, her bir basınçta, beş distensions erform, yüksek ve düşük denemeler atmak ve daha sonra geri kalan üç yanıtları ortalama.
Ham EMG İzler 4. Analizi
- Visceromotor tepkiler (yani EMG kayıtları) analizi kolayca on-board tablası yazılımını kullanarak veya bir üçüncü taraf program (Malzeme Listesi) aracılığıyla yapılır Aşağıdaki talimatlar birden çok program kullanarak veya manuel analizini kullanarak bu verileri analiz etmek için kullanılabilecek genel talimatlar vardır .
- EMG, basınç ihracat, ve dijitalleştirici yazılım uyarıcı sinyal veri aşağıdakileri yapın:
- Deneysel dosyasını açın.
- "Dosya" "İhracat olarak tıklatın."
- Dosyayı adlandırın ve tıkırtı ", elektronik tablo metin (. Txt)" dosya türünü değiştirin "Kaydet."
- Pop-up penceresi, çıktı örnek hızını değiştirmek "1000," başladığı an veri toplama için başlangıç saatini değiştirmek ve bitiş saatini değiştirmek "MAXTIME'ı ()." "zaman kaydırma çıktı işaretleme kutusunu seçin ilk satır olan 0.0 sn, OK "ve". "
- Veriler artık çeşitli programlar açılabilir bir metin dosyası olarak ihraç edilecektir. Dosya dört sütun (Zamanlayıcı, VMR (EMG), Basınç, Uyaran) içermelidir.
- Test edilen her bir deneysel hayvan için, aşağıdaki matematiksel işlemler.
- Her zaman noktasında mutlak değeri hesaplanarak tüm veri EMG sinyali giderin.
- Deneyin arka bölümü boyunca ortalama EMG yanıtı belirler.
- Arka plan düzeltilmiş veri seti elde etmek için her bir deneyde doğrultulmuş bir veri noktasından bu ortalama arka EMG yanıtı çıkarın.
- Her biri 20 saniye için ön, eğri (AUC) altındaki alanı belirlemekArka plan düzeltilmiş veri setinde basınç aralığı.
- Plan düzeltilmiş veri setinde her 20 sn basınç distansiyonu deneme için AUC belirleyin.
- Bütün deneyde düşük prepressure aralığı AUC tarafından (adım 4.3.5 'te elde edilen) her bir basınç distansiyonu deneme AUC bölün (adım 4.3.4 elde.). Bu, her tam basınç şişliği deneme için normalize ve arka plan düzeltilmiş AUC olduğunu.
- Her bir deneysel hayvan için tek bir basınç ortalama birden fazla normalleştirilmiş denemeler Volt normalleştirilen VMR * sn (Vsec) elde edilmiştir.
- Deneysel tasarım bağlı verilere uygun istatistik gerçekleştirin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Genel UBD-VMR kurulumunun bir örnek, Şekil 1A 'da görülebilir. Artan basınç adım ham VMR (yani EMG) (Şekil 1B). Sayısallaştırıcı yazılımı kullanılarak kayıt esnasında dikkat edilmesi gereken, ham VMR, basınç ve uyarıcı işaret sinyali Şekil 2'de görülebilir bir artışa neden olur. Görülen en büyük kanal Şekil 2, (V olarak) EMG izidir. EMG iz arka sinyal istikrarlı ve düşük genlikli (<0.2 V) olmalıdır. Arka plan, yüksek veya sporadik büyük sivri içeriyorsa (> 0.5 V) teller ve amplifikatör ayarlarının yapılması gerekebilir. Folyo (yükseltici ve / veya amplifikatör sayısallaştırıcıya fare) tellerin sarılması bazı durumlarda bazı gürültü azaltabilir. MmHg olarak zamanlanmış basınç regülatörü ile miktarı, Şekil 2'de orta kanal basınç sinyalini gösterir. Sinyal başlangıçlı bir eğri olduğuna dikkat edin. Bu durum tam şişkinlik nedeniyleMesane anlık değildir. Basınç sinyali ki deneme (örneğin, Şekil 2'de 75 mmHg) için maksimum değeri ulaştığında, basınç o maksimum değerde kalmalıdır. Vesileyle, hava kateter etrafında üretranın dışarı sızıntı olabilir. Bu, basınç sinyalin amplitüdünde bir değişiklik ile gözlemlenebilir (60 mmHg>. Gibi) yüksek basınç altında en sık olur ve üretral açıklığı çevresindeki cerrahi yağlayıcı maddenin küçük bir miktarının eklenmesiyle azaltılabilir. Nihai kanal (Şekil 2 alt) uyaran işaretleyici kanalı gösterir. Uyarıcı işaret kanal iki ayrı sinyalleri gösterir. Prepressure aralığının başlangıcında bir anlık V 2 sinyali işaret yoktur. Bu sinyal, belirli bir deney için veri analizi işlemi otomatik hale getirmek için kullanılabilir. Özellikle, bir bu veri analiz sistemi quickl sağlar 1,5 V üzerinde yükselmeye uyarıcı işaretleri için arayan bir veri dosyasına taramak için bir veri analizi sistemi programlayabilirsinizy her tam deneme bulmak. Uyarıcı kanalın ikinci bileşeni, bütün basınç şişkinliği çalışma sırasında meydana gelen bir 1 V sinyaldir. Yine, bu ikinci sinyalinin bulunması, kolay veri analizi için kullanılabilir.
, Tek bir deneysel hayvan Örnek veriler Şekil 3 ve Tablo 1 'de görülebilir hayvan, aşağıdaki basınç her biri gerilmiş üç kere:. (. Şekil 3A, Tablo 1) 15, 30, 45, 60, ve 75 mmHg Üç distentions ortalama ve grafikte, tek bir veri noktası olarak temsil edilir. Dikkat edin yavaş yavaş mesane şişkinliği artan baskılar ile normalize sinyal artar. Bu ilk seti distansiyonu takiben, bu hayvan dereceli mesane şişkinliği iki ek set aldı. Şekil 3B'de görüldüğü gibi, distentions ikinci ve üçüncü set (her bir basınçta). Benzer VMRs üretilen distentions Bu üç grup, 2.5 saat içinde meydana period kayıt kurulum istikrar ve UBD uyaran ve tek bir hayvan VMR tepki gösteren tekrarlanabilirlik. Izofluran anestezi kademeli kademeli aşağı olduğunda, 1 saat boyunca da önemlisi, bu hazırlık uzun vadeli istikrar yalnızca oluşur. Daha kısa bir anestezi prosedürü distentions her set ile UBD VMR sinyalinde ilerleyici kaybına yol açabilir (yayınlanmamış gözlemler, Sadler ve Kolber.) UBD VMR sistemin istikrar içinde bir diğer kritik faktör istikrarlı bir vücut sıcaklığının bakımıdır. Şekil 4, (60 mmHg şişkinliği tepki olarak) UBD VMR de görüldüğü gibi 37.5 ° C'ye göre 33.5 ° C vücut ısısında önemli ölçüde daha düşük olduğu
Şekil 1. UBD dan Visceromotor tepkiler (VMR). (A) SchematiUBD kurulum c. Basınçlı hava üretral kateter yoluyla mesane içine teslim edilir. Distensions sırasında, karın kas rekor EMG elektrotları. Tüm prosedür boyunca, sıcaklık bir pille çalışan ısıtma pedi ve havai lamba kullanılarak korunur. (B) Örnek EMG UBD sırasında izler. Basınç arttıkça, karın kaslarının elektrik çıkış congruently artırır.
Şekil 2.. Ekranı UBD duruşma sırasında verileri gösteren vurdu. Üç kanallar gösterilir. Üst kanal orta kanal mesane teslim ediliyor (mmHg) basıncını gösterir (V.) ham EMG iz gösterir. Alt iz prepressure aralığı ve tüm basınç şişliği davasının başlangıcını gösteren uyarıcı işaret kanalı gösterir. Resim 40 saniye tam bir deneme (2 içindir0 sn prepressure aralık artı 20 sn baskı şişliği deneme.)
Şekil 3,. Dereceli VMR gösterilen Örnek Kat. (A) kademeli olarak artan bir basınç altında (15-75 mmHg) ile normalize VMR artar fare mesane teslim edilir. (B) mesane distentions (15-75 mmHg = 1 set) Daha sonraki setleri distentions ilk setine göre benzer VMRs göstermektedir.
. Şekil 4, vücut sıcaklığı UBD VMR düşer 33.5 ° C UBD VMR önemli bir azalmaya neden olan 37.5 ° C'den vücut sıcaklığındaki bir azalma. (N = 6;. Eşleştirilmiş t-testi * P <0.05)
Tablo 1.. Distentions tam bir set için Temsilcisi veri. Tablo, basınç şişkinlik AUC dahil verileri gösterir aralık AUC, plan düzeltilmiş basınç şişkinlik AUC ve normalize basınç distansiyon AUC prepressure. Her bir basınç için, hayvan üç şişlik denemeler aldı. Her basınçta, normalize edilmiş basınç şişkinliği AUC ortalama Şekil 3A'da çizilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Hastalar genellikle düzenli ağrı tedavisi 15 yanıt vermeyen ağrı zayıflatıcı çünkü insanlarda, interstisyel sistit / ağrılı mesane sendromu (IC / BPS) önemli bir klinik problem teşkil etmektedir. Anlayış ve sonuçta kronik mesane ağrısı tedavisinde önemli sorunlardan biri, zararlı mesane şişliği yanıt katılan normal nöral süreçleri anlamak için. Bu sorunun üstesinden gelebilmek için ise, mesane ağrının bir hayvan modeli gereklidir. Bu model, yeniden üretilebilir, stabil ve kolaylıkla ölçülebilir olmalıdır. Neyse ki, Ness ve arkadaşları 10 zararlı mesane şişkinliği için fizyolojik tepkileri araştırmak için kullanılabilecek bir sistem geliştirdi.
Sistem kurulumu basittir ve öncelikle off-the-raf donanım ve yazılım kullanılarak yapılabilir. UBD VMR sistemine dahil ekipman büyük özel parça zamanlanmış basınç regülatörü. Bu makine bir analog sağlar-Dijital-hava basıncı dönüşüm ve dijitalleştirici donanım uyaran başlangıçlı işaretçileri gönderir. Zamanlanmış basınç regülatörü kullanımı büyük ölçüde otomatik olarak VMR mutlaka mesane ilk şişmiş olduğu tam olarak ne zaman başlamaz ve VMR sıklıkla tutulur Bu önemlidir, çünkü kaydedilen EMG (yani. VMR) ile basınç uyaran senkronize ederek veri analizi kolaylaştırır distansiyon sonuna aşağıdaki kısa bir süre (<5 sn.) Bununla birlikte, dikkatli senkronizasyonu ile, kolayca distansiyon açma / kapama ve kaydedilen EMG sinyali ile senkronize bir zamanlayıcı kontrol etmek için bir açma / kapama regülatörü ile UBD VMR yordamı gerçekleştirebilir.
Mesane ağrı sinir sistemi rolünü sorgulamak için UBD VMR sisteminin önemli bir avantajı dereceli mesane şişkinliği baskılara tepkiler büyük VMRs uyaran artan baskılarla standart bir eğri boyunca düşüş olmasıdır. Bu araştırmacı kolayca belirlemenize olanak sağlar eğer deneysel bir adamipulation zararsız ve zararlı hem mesane şişkinliği basınçlarında VMR bir artış ya da azalmasına neden olur. Kademeli distansiyon birden mermi yapılabilir Buna ek olarak, tek bir hayvandan alınan sinyal zaman içinde çok kararlıdır (Şekil 3B). Bu araştırmacılar, bir taban çizgisi UBD VMR elde edilmesine olanak sağlar ve daha sonra, (örneğin, bir ilaç teslim) hayvan işlemek denek içi 13 uyan. Araştırmacılar Bu çalışmalar ve diğerleri devam kaydetmek veya manipüle merkezi sinir sisteminde omurilik dorsal boynuz nöronları 16 ve diğer nöronlar (örn. rostral ventral medulla 17 veya 13,16 amigdala.) Için (fareler ve sıçanlarda) UBD-VMR sistemi kullandık mesane duyusal girdi ve işleme sinir sisteminin çeşitli bileşenlerinin rolü bizim temel bilimsel anlayış eklemek için sonuçta subjektif ağrı bu nosiseptif girişten hissettim. UBD VMR sistemi birçok deneysel avantaj içerir ikenre modele bazı sınırlamalar vardır. Visseral mesane distansiyonu insanlarda "acı" öznel duyguları çağrıştırıyor ise farelerin karın EMG kayıtları ağrısı gerçekten temsilcisi Öncelikle, eğer bunu bilmek imkansız. Bununla birlikte, UBD VMR yanıtları VMR bir ağrı gibi tepki olduğunu düşündüren ortak analjezikler tarafından inhibe edilir. İkinci olarak, bu UBD-VMR sistemde, kayıt sırasında hayvanlar uyuşturulur. Aneztezi UBD VMR karşı canlı bir karşılaştırma anestezi 10 kullanımını doğrulanmış olmasına rağmen, ağrı gibi tepkiler üzerindeki izofluran mümkün bilinmeyen etkileri vardır. Üçüncü olarak, tarif edilen protokolü kullanarak, zaman içinde, farelerin çok kayıtları mümkün olmayan bir hayatta kalma ameliyat değildir. Bununla birlikte, UBD-VMR modeli hem de diğer iç organ ağrı sistemlerinin kullanılması iç organ ağrısı, daha tam olarak anlaşılması için izin verir ve IC / BPS ve viseral ağrı durumları olan hastalar için yeni tedavi yollar yol açacaktır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Biz Dr kabul etmek istiyorum. Bu sistemi kurarken onların yararlı yardım Robert Gereau, Henry Lai, ve Lara güveç. Biz de bu iş için finansman kaynaklarını kabul etmek istiyorum (BJK - Scan tarafından Ağrı Erken Kariyer Araştırma Grant Çalışmaları Uluslararası Birliği | INGER & JENS BRUUN ve Duquesne University Hunkele korkunç Hastalık Fonu Tasarım Vakfı).
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
- Merskey, H., Bogduk, N. Classification of Chronic Pain. , IASP Press. (1994).
- Gureje, O., Korff, M. V., Simon, G. E., Gater, R. Peristent pain and well-being. A World Health Organization study in primary care. J. Am. Med. Assoc. 280, 147-151 (1998).
- Gaskin, D. J., Richard, P. The economic costs of pain in the United States. J. Pain. 13, 715-754 (2012).
- Berry, S. H., et al. Prevalence of Symptoms of Bladder Pain Syndrome/Interstitial Cystitis Among Adult Females in the United States. J. Urol. 186, 540-544 (2011).
- Tunitsky, E., et al. Bladder Pain Syndrome/Interstitial Cystitis in twin sisters. J. Urol. 187, 148-152 (2012).
- Tettamanti, G., et al. Influence of smoking, coffee, and tea consumption on Bladder Pain Syndrome in female twins. Urology. 77, 1313-1317 (2011).
- Warren, J. W., et al. Harrison's Principles of Internal Medicine. Longo, D. L., et al. , McGraw-Hill. New York. (2012).
- Baldoni, F., Ercolani, M., Baldaro, B., Trombini, G. Stressful events and psychological symptoms in patients with functional urinary disorders. Perceptual Motor Skills. 80, 605-606 (1995).
- Tannenbaum, C., Gray, M., Hoffstetter, S., Cardozo, L. Comorbidities associated with bladder dysfunction. Int. J. Clin. Practice. 67, 105-113 (2013).
- Ness, T. J., Elhefni, H. Reliable visceromotor responses are evoked by noxious bladder distention in mice. J. Urol. 171, 1704-1708 (2004).
- Ness, T. J., Richter, H. E., Varner, R. E., Fillingim, R. B. A psychophysical study of discomfort produced by repeated filling of the urinary bladder. Pain. 76, 61-69 (1998).
- Ness, T. J., Gebhart, G. F. Visceral pain: a review of experimental studies. Pain. 41, 167-234 (1990).
- Crock, L. W., et al. Central amygdala metabotropic glutamate receptor 5 in the modulation of visceral pain. J. Neurosci. 32, 14217-14226 (2012).
- Anderson, R. H., Ness, T. J., Gebhart, G. F. A distension control device useful for quantitative studies of hollow organ sensation. Physiol. Behav. 41, 635-638 (1987).
- Dimitrakov, J., et al. Pharmacologic Management of Painful Bladder Syndrome/Interstitial Cystitis: A Systematic Review. Arch. Intern. Med. 167, 1922-1929 (2007).
- Qin, C., Van Meerveld, B. G. reenwood-, Foreman, R. D. Spinal neuronal responses to urinary bladder stimulation in rats with corticosterone or aldosterone onto the amygdala. J. Neurophysiol. 90, 2180-2189 (2003).
- Randich, A., Mebane, H., DeBerry, J. J., Ness, T. J. Rostral ventral medulla modulation of the visceromotor reflex evoked by urinary bladder distension in female rats. J. Pain. 9, 920-926 (2008).
