Nós demonstramos a construção de câmaras de vapor de álcool, utilizando materiais facilmente disponíveis que abrigam simultaneamente seis gaiolas de rato. Descrevemos ainda mais a sua utilização em um modelo do rato de exposição fetal ao álcool equivalente a todos os 3 trimestres de gestação humana. Este paradigma expõe animais durante a gestação e pós-natal dias 1-12.
A exposição ao álcool durante o desenvolvimento pode resultar em uma constelação de anormalidades morfológicas e comportamentais que são conhecidos coletivamente como Transtornos do Espectro Fetal Álcool (FASDs). No final mais grave do espectro é a Síndrome Alcoólica Fetal (SAF), caracterizada por retardo de crescimento, dysmorphology craniofacial e déficits neurocomportamentais. Os estudos com modelos animais, incluindo os roedores, elucidaram muitos mecanismos celulares e moleculares envolvidas na patofisiologia da FASDs. Administração de etanol para roedores grávidas tem sido utilizado para modelar a exposição humana durante os primeiros e segundo trimestres da gravidez. Terceiro trimestre o consumo de etanol em humanos foi modelado usando roedores neonatais. No entanto, alguns estudos com roedores têm caracterizado o efeito da exposição ao etanol durante o equivalente a todos os três trimestres da gravidez humana, um padrão de exposição que é comum em mulheres grávidas. Aqui, vamos mostrar como construir câmaras de vapor a partir prontamente omateriais btainable que podem acomodar até seis gaiolas mouse padrão. Descrevemos um paradigma de câmara de vapor que pode ser utilizado para modelar a exposição ao etanol, com uma manipulação mínima, durante todos os três trimestres. Os nossos estudos demonstraram que vacas prenhes desenvolveu tolerância metabólica significativa de etanol. No entanto, os ratos neonatal não desenvolveram tolerância metabólica e do número de fetos, peso do feto, placenta peso, número de filhotes / ninhada, número de mortos filhotes / ninhada e peso das crias não foram significativamente afetadas pela exposição ao etanol. Uma vantagem importante deste paradigma é a sua aplicabilidade para estudos com ratinhos geneticamente modificados. Além disso, este paradigma minimiza o manuseio de animais, um grande confundir na pesquisa do alcoolismo fetal.
Beber durante a gravidez pode prejudicar o feto, causando alterações persistentes em muitos órgãos e sistemas que diminuem significativamente a qualidade de vida para os indivíduos afetados e suas famílias. Estima-se que aproximadamente 10-30% das mulheres bebem durante a gravidez em os EUA, com 1-8% de beber em padrão binge 1,2. A gama de efeitos produzidos pela exposição ao etanol durante o desenvolvimento fetal é coletivamente conhecido como transtornos do espectro do álcool fetal (FASDs). Estimativas recentes indicam que FASDs são um importante problema de saúde pública, com uma prevalência tão alta quanto 2-5% em os EUA 3. O mais grave manifestação de FASDs é Síndrome Alcoólica Fetal (SAF), a qual é caracterizada por retardo de crescimento, anormalidades craniofaciais, e os déficits neurocomportamentais, incluindo dificuldades de aprendizagem. A prevalência da FAS foi estimada em 0,2-0,7% em os EUA 3. Os tratamentos atualmente disponíveis para FASDs são apenas parcialmente eficazese desenvolvimento de tratamentos mais eficazes é limitado pela má compreensão das bases celulares e moleculares do complexo espectro de transtornos.
Os dados dos defeitos congénitos Nacionais Prevention Study (NBDPS) indicam que as mulheres grávidas mais comumente beber durante o 1 º trimestre, antes de ter sido detectado a gravidez, seguido de abstinência durante as fases posteriores de gestação 2. O NBDPS também descobriram que o segundo padrão mais comum de consumo de etanol durante a gestação envolve beber em todos os trimestres da gravidez 2. As razões para isso incluem a falta de conhecimento sobre os efeitos potencialmente nocivos da exposição fetal etanol (mesmo em doses baixas), o acesso limitado a cuidados de pré-natal, história positiva para transtornos neuropsiquiátricos e abuso ou dependência de álcool 4. Curiosamente, o NBDPS relatado que o terceiro padrão mais comum de consumo envolvido abstinência durante a 1 <sup> º e 2 º trimestres seguidos de nd consumo durante o 3 º trimestre, quando é frequentemente assumido que o consumo é seguro porque organogênese tem sido quase concluída. No entanto, o 3 º trimestre é um período de alta susceptibilidade a danos no sistema nervoso induzida por etanol, porque este é um período em que circuitos neuronais sofrer profundo refinamento 2. O NBDPS identificou também outros padrões, menos frequentes do consumo de álcool que ocorrem durante a gravidez, incluindo o consumo ao longo do 1 º e 2 º trimestres seguidos de nd abstinência durante o 3 º trimestre 2.
Numa tentativa de modelar os diferentes padrões de consumo de etanol observados em mulheres grávidas, um número de paradigmas de exposição etanol desenvolvimento têm sido estabelecida utilizando diversas espécies de animais, com ratos e ratinhos, sendo 5,6 o mais comum. A duração da gestação nesses animais tipicamente lasst cerca de 3 semanas, o que corresponde à 1 ª e 2 ª trimestres de gravidez humana. Muitos estudos com roedores têm avaliado o impacto de várias doses e padrões de exposição ao etanol durante este período. Exemplos dos métodos frequentemente utilizados para administrar o etanol para ratinhos e ratos fêmeas grávidas incluem a administração através de dietas líquidas 7,8, adição de etanol para a água potável 9,10, a ingestão voluntária de soluções adoçadas com sacarina 11, sonda gástrica 12, a inalação do vapor 13 , e subcutânea ou intraperitoneal 14. Os resultados destes estudos foram recapitulado vários dos défices observados em humanos com FASDs, demonstrando que a exposição durante as fases iniciais da gravidez é suficiente para danificar os circuitos neuronais em todo o cérebro (revisão em 6,15).
As experiências com roedores também têm demonstrado que a exposição durante o equivalente a 3 ª </sup> Trimestre de gravidez humana, o que corresponde aproximadamente aos primeiros 1-2 semanas de vida pós-natal em ratos e camundongos, podem comprometer significativamente o desenvolvimento do cérebro. Exposição durante este período foi modelado através da administração de etanol em ratos ou camundongos neonatais. O etanol tem sido administrada a estes animais, usando uma variedade de métodos, incluindo a alimentação por gastrostomia em animais criados artificialmente 16-18, intubação intragástrica 19, a injecção subcutânea de 20, e a inalação do vapor 21,22. Estes estudos demonstraram de forma convincente que o crescimento do cérebro jorro é um período de elevada vulnerabilidade para os efeitos no desenvolvimento de etanol 6.
Como mencionado acima, beber durante todos os trimestres da gravidez é um padrão comum de consumo de etanol em mulheres 2. No entanto, comparativamente, poucos estudos avaliaram o impacto deste padrão de exposição utilizando modelos animais. Alguns destes estudos tomaram advantage de animais de grande porte, onde o 3 rd trimestre equivalente ocorre no útero, em vez de o período neonatal, como no caso de ratazanas e ratos. Estes modelos animais incluem primatas não humanos, ovelhas 23,24 25-27. No entanto, estes modelos animais, não têm sido amplamente utilizados em FASDs pesquisa, em parte, por causa do custo elevado e a necessidade de instalações de cuidados especializados. Roedores têm sido mais comumente usado para caracterizar o efeito da exposição ao etanol tudo trimestre sobre o desenvolvimento fetal 5. As cobaias foram particularmente vantajosa a este respeito dado o seu amplo desenvolvimento pré-natal e semelhanças na maturação do cérebro ao dos humanos 28,29. Com cobaias, foi possível caracterizar o efeito da exposição ao etanol, no útero, que inclui o período de desenvolvimento equivalente ao humano 3o trimestre. O custo relativamente alto destes animais, bem como a duração relativamente longa da gravidez(~ 67 dias), tem limitado o seu uso a poucos laboratórios que trabalham com FASDs pesquisa.
Devido ao seu uso custo-eficácia e ampla na pesquisa biomédica, os pesquisadores usaram ratos para modelar a exposição ao etanol durante todos os trimestres da gravidez. Em estudos iniciais, os ratos foram expostos durante a gravidez através de dietas líquidas, seguido por administração de etanol através de gastrotomia para criados artificialmente recém-nascidos (dia pós-natal (P) 1-10), resultando em níveis de etanol no sangue de pico (BEC) nas barragens de 0,08 g / dl e em que os filhotes de 0,16 g / dl. Este paradigma causou alterações duradouras na mielinização do nervo óptico e redução do número de fibras de glia Bergmann no cerebelo 30-32. Da mesma forma, Maier e colaboradores usando condições de criação artificiais administrados etanol para barragens de ratos grávidas de forma binge-como via intubação intragástrica seguido por administração neonatal durante parte do 3 º trimestre equivalente (P4-9) 33,34. PEAK BECs maternos e filhote foram de 0,3 g / dl, tanto gestacional dia 20 e P6. Este paradigma exposição todos trimestre resultou em atraso de crescimento, que foi significativamente maior do que a observada nos filhotes expostos durante períodos determinados de gestação 33. Além disso, os ratos expostos a etanol durante o equivalente para todos os trimestres exibiram uma redução no número de Purkinje do cerebelo e células de grânulos que era maior do que o observado em animais expostos durante outros períodos de 34. As reduções no número de células do hipocampo também foram relatados com esse paradigma, mas esses efeitos parecem ser principalmente uma conseqüência da exposição durante o 3 º trimestre equivalente 35. Um método que envolve a administração de etanol via intragástrica gavagem para ambas as ratas grávidas e ratinhos neonatais também tem sido usado para modelar toda a exposição trimestre 36. Este método, o qual originou CEBs de 0,13 g / dl nas barragens (dia 17 de gestação) e 0,24 g / dl em crias de P6, lon induzidaalterações duração g nos níveis de neurotransmissores monoamina no hipocampo e no hipotálamo, e aumento da expressão de DNA metiltransferases e metil CpG proteína 2 de ligação no hipocampo 37,38. Usando um paradigma de exposição semelhantes (BEC = 0,14-0,2 g / dl em barragens e 0,2 g / dl em crias), Gil-Mohapel et al. 39 detectado um aumento no número de novos neurónios imaturos no giro dentado de ratos adultos que pode representar um mecanismo compensatório a lesão neuronal induzida por etanol ou uma alteração na maturação dos neurónios adultos nascidos. Os investigadores também têm tentado modelar toda a exposição ao etanol trimestre expondo barragens via dietas líquidas ou água potável durante a gravidez e lactação 9,40. No entanto, a utilidade de expor os filhotes através do leite da mãe é limitado porque normalmente resulta em baixos BECs filhote (por exemplo, ,002-,05 g / dl; 41,42).
Os ratinhos foram também utilizados extensvamente para caracterizar os efeitos da exposição ao etanol de desenvolvimento. Este modelo animal compartilha muitos dos pontos fortes descritos acima para o modelo animal de ratos, com a vantagem adicional de que muitas linhagens de camundongos geneticamente modificados estão disponíveis 5. Ratos têm sido usados com sucesso para caracterizar os efeitos do etanol durante o 1 º, 2 º ou 3 º trimestres de gestação 43,44. No entanto, o impacto de qualquer exposição trimestre nestes animais não foi bem caracterizado por ser tecnicamente mais difícil para expor os ratos durante o equivalente a todos os trimestres da gravidez humana. Por exemplo, a criação e artificial por sonda gástrica, que têm sido utilizados com sucesso em ratos, requerem procedimentos mais especializados em ratos 45. Ao melhor de nosso conhecimento, apenas um estudo até à data tem tentado estudar o efeito de qualquer exposição etanol trimestre utilizando camundongos; esses animais foram expostos a solução de etanol em água potável during gravidez e lactação 46. BECs maternas foram 0,07 g / dl e filhote BECs não foram determinadas, mas espera que seja uma fração daqueles em barragens.
Aqui, descrevemos um novo modelo de exposição ao etanol tudo trimestre de ratos onde o álcool é administrada aos dois barragens grávidas e recém-nascidos através de câmaras de inalação de vapor. Câmaras de vapor foram construídos com base em um projeto anterior 47. Nós fornecemos instruções detalhadas sobre como construir as câmaras de inalação e executar os procedimentos de exposição. Nós também fornecemos informações sobre as CEBs que podem ser alcançados e do impacto da exposição na sobrevivência das crias e crescimento.
Aqui, descrevemos em detalhes os métodos para a construção de câmaras de inalação de vapor. Os materiais e as ferramentas necessárias para a construção das câmaras estão prontamente disponíveis a partir de uma série de fornecedores comerciais e os passos para a construção das câmaras são relativamente simples. O sistema que nós descrevemos aqui não contém válvulas de retenção em linha para evitar o refluxo e mixagem. Não fomos capazes de medir qualquer etanol detectáveis no ar apenas câma…
The authors have nothing to disclose.
Apoiado por Institutos Nacionais de Saúde concede R01-AA015614, R01-AA014973, AA014127 e T32-K12-GM088021. Os autores agradecem a Samantha L. Blomquist para a assistência técnica e as Dras. Kevin Caldwell e Donald Partridge para avaliar criticamente o manuscrito e vídeo.
Item | Company | Cat # | Qty | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Polycarbonate 1/4" clear 48" x 24" | McMaster-Carr | 8574K23 | 10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Foam Rubber bulb seal 3/8"w x 7/32"h | McMaster-Carr | 93085K67 | 10ft | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Weld-on #16 | McMaster-Carr | 7515A11 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Piano hinge 12" long | McMaster-Carr | 1658A11 | 2 x 1ft | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hold-down toggle clamps standard | McMaster-Carr | 5126A26 | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PEX tubing 1/2" | McMaster-Carr | 51275K88 | 10ft | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Barbed Tee tube fitting (Black) Pkg 10 | McMaster-Carr | 5463K608 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Barbed plug fitting (Black) Pkg 10 | McMaster-Carr | 5462K79 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Barbed Elbow tube fitting (Black) Pkg 10 | McMaster-Carr | 5463K596 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3/8" Through-Wall Adapters, Tube to Threaded Pipe | McMaster-Carr | 5463K851 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phillips Machine screw 4-40 | McMaster-Carr | 91772A112 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Machine screw hex nut 4-40 | McMaster-Carr | 90480A005 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Panel-mount flowmeter 2-20 | McMaster-Carr | 41945K76 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
FLASK, FILTER 1000ML 6/PACK | VWR | 89001-800 | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Precision Seal Septa | VWR | 89084-490 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
VWR Black Rubber Stopper #8 1-hole | VWR | 59581-367 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TUBE TYGON R3603 3/8X9/16 50' | VWR | 89068-556 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TUBE TYGON R3603 1/4X11/16 50' | VWR | 89068-502 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aerator Stone P2120 | VWR | 32573-007 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3/8" T-connectors Pk of 20 | VWR | 46600-060 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
VWR Disconnectors tapered Pk of 10 | VWR | 46600-110 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3/8 Hose Barb valved in-line coupling | Colder Products Company | HFCD17612 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Air pump medium capacity | LMI Manufacturers | DB60L | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nexelate Wire Shelving 36"W X 24"D X 63"H | Global industrial | T9A990135 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stem Casters Set of (4) 5" Polyurethane Wheel | Global industrial | T9A500591 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Breathalyzer Alco-Sensor III | Intoximeters, Inc. | ASIII | 1
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