Böbrek sempatik sinir etkinliği ve kan basıncı bilinçli, intravenöz infüzyon ile aynı anda kayıt için yeni yaklaşımın kontrolsüz fareler.
Summary
İmzalat fareler fizyolojik olmayan sistemik kan basıncı, kan basıncı ve otonom sinir sistemi arasında yakın ilişki göz önüne alındığında otonomik sesi anlamlı değerlendirilmesi engellemektedir sergi. Böylece, aynı anda kayıt böbrek sempatik sinir etkinliği ve bilinçli farelerde intravenöz infüzyon ile kan basıncı için bir roman yöntemi gösterilmiştir.
Abstract
Böbrek sempatik sinirler fizyolojik ve patofizyolojik olayları önemli ölçüde katkıda bulunur. Böbrek sempatik sinir etkinliği (RSNA) değerlendirme araştırma kronik böbrek hastalığı, hipertansiyon, kalp yetmezliği, şeker hastalığı ve obezite gibi birçok alanda büyük ilgi olduğunu. Sempatik sinir sistemi rolü kesin değerlendirme böylece hastalığı süreçleri anlaşılmasını ve deneysel sonuçlar doğru biçimde yorumlayabilmek için zorunludur. RSNA imzalat kemirgen fareler de dahil olmak üzere, geleneksel olarak ölçülür. Ancak, fareler genellikle çok düşük sistemik kan basıncı ve hemodinamik istikrarsızlık birkaç saat için anestezi ve ameliyat sırasında sergi. Anlamlı RSNA yorumlanması sempatik sinir sesi ve kardiyovasküler durum arasında samimi ilişki göz önüne alındığında bu fizyolojik olmayan devlet tarafından şaşırmış. Bu sınırlama geleneksel yaklaşımların adrese, bilinçli, serbestçe hareket farelerde RSNA ölçmek için yeni bir yöntem geliştirdi. Fareler kronik kan basıncı gibi Şah Venöz infüzyon kateter ve özel olarak tasarlanmış iki kutuplu elektrot RSNA doğrudan kayıt için sürekli izlenmesi için radyo-telemeters ile Enstrümante edildi. 48-72 saat iyileşme döneminde sağkalım oranı % 100 olarak ve tüm fareler normal davrandım. Bu zaman noktada, RSNA sırasıyla 4 ve 5 gün ameliyat sonrası % 70 ve fareler, % 50’si kadar alınan uygun sinyalleri ile fareler, % 80’başarıyla kaydedildi. Fizyolojik kan basıncı tüm farelerde kaydedildi (116±2 mmHg; n = 10). Yeme ve damat, literatürde gibi köklü kaydedilen RSNA arttı. Ayrıca, RSNA ganglionic abluka ve farmakolojik ajanlar ile kan basıncı modülasyon tarafından doğrulandı. Burada, RSNA açık kayıt bilinçli, serbestçe hareket farelerde için etkili ve yönetilebilir bir yöntemi açıklanmıştır.
Introduction
Biyomedikal Araştırma çeşitli alanlarda fare kullanarak ilgi sayısız genetiği modelleri gelişimi ile genişletmeye devam ediyor. Çoğunlukla, teknik gelişmeler hızı fareler Fizyoloji artan kullanımı ile devam ediyorum ve şimdi özellikle farelerde önemli fizyolojik parametrelerini ölçmek için geliştirilen minyatür cihazların etkileyici bir seçim olduğunu. Her ne kadar Telemetric cihazlar için ölçüm otonomik doğrudan bilinçli sıçan sinir sesi-si olmak be elde edilebilir için bir on yıl içinde bilinçli farelerde sinir etkinliğini değerlendirmek için küçültülmüş cihazlar şu anda kullanılabilir değil. Müfettişler genellikle aşmak bu sınırlama dolaylı yöntemleri ile (yani plazma veya idrar katekolaminler, farmakolojik otonomik abluka, spektral analizi kan kalıplarının otonom sinir sisteminin katkısını değerlendirerek basınç/kalp hızı)1.
Bu yaklaşımlar değerli bilgi sağlarken, soruşturma altında fenomen için sinirleri izole nüfus ayrık katkısını açığa yerine, genel olarak otonom sesi küresel bir resmini sonucudur. Alternatif olarak, doğrudan kayıt belirli sinir etkinliği imzalat farelerde, hangi kaygıları çok sayıda pozlar idam edildi. Bu son derece kararlı tansiyon fizyolojik Aralık içinde imzalat bir fare için birkaç saat ameliyatı takiben korumak zordur. Aslında, bu tür deneyler, kan basıncı kez bildirilmemiş ya da son derece düşük düzeyde sunulan (Yani 60-80 mmHg vs > 100mmHg bilinçli bir Mouse)2. Bir kez imzalat fare hazırlanmasında sergilenen kardiyovasküler sistem kırılganlık kan basıncı ve sempatik sesi3arasında aşırı duygusal ilişki göz önüne alındığında Otonomik sinir aktivitesinin anlamlı değerlendirme engellemektedir, 4.
Bu sınırlama, bilinçli, (RSNA) böbrek sempatik sinir aktivitesinin doğrudan kayıt için yeni bir yöntem adrese kontrolsüz fareler, ev onların kafes içinde rahatsız edilmeden geliştirilmiştir. Hem cerrahi ve deneysel yaklaşım başarılı bu tekniğin uygulanması için ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Bu hazırlık arteriyel basınç intravenöz ajanlar ilgi fare bozmadan demlemek eklendi yeteneği ile RSNA, ek olarak radiotelemetry üzerinden aynı anda kayıt için Dedektif sağlar.
Yirmi dört saat ameliyat sonrası, fareler normal davranır ve ağrı veya acı belirtileri göstermek değil. Fare rahat ile yiyecek, su ve çevre zenginleştirme sınırsız erişim ev onun kafes içinde dayanıyor ise deneysel kayıtları sonra 48 ila 72 saat ameliyat sonrası başlayabilirsiniz. Açık RSNA izlemeler sunulmaktadır ve sistemik kan basıncı farmakolojik modülasyon ek olarak gösterilenSQL ServerKitaplar, normal fiziksel hareketleri (örneğin, yeme ve damat) hayvan bu sinir popülasyona karakteristik yanıt. Kalite ve özgüllüğü RSNA sinyal daha da ganglionic abluka tarafından doğrulanmış. Bu el yazması bu tekniği5başlangıçta yayımlanmış bir açıklaması için görsel-işitsel tamamlayıcı içerir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada biz özetlenen, gösterdi ve roman yöntemi RSNA hedeflenen değerlendirilmesi bilinçli farelerde hareket ve konforlu ev onların kafes içinde dinlenmek ücretsiz için doğrulanmış. Cerrahi implantasyon arteriyel basınç radiotelemeter, kalıcı bir intravenöz infüzyon kateter ve özel olarak tasarlanmış iki kutuplu RSNA elektrot fareler cerrahiden kurtarıldı ve 48 ila 72 saat boyunca kesintisiz kalmıştı. Fareler kaldı konforlu kapatılan kafeste (deneysel dönemleri de dahil olmak üzere) her zama…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
S.M.H. doktora sonrası Burslar–dan Kanada Enstitüleri tarafından desteklenmiştir Sağlık Araştırma (CIHR), kalp ve inme Vakfı Kanada (HSFC) ve Alberta yeniliklerin Sağlık Çözümleri (AIHS); J.E.H. ulusal kalp, akciğer ve kan Enstitüsü PO1HL-51971 bir hibe tarafından desteklenmektedir.
Materials
| Teflon-coated stainless steel multiple stranded wire | A-M Systems | 793200 | 0.001in diameter bare; 0.0055in diameter coated |
| #11 Scalpel Blade | Fisher Scientific | ALMM9011 | |
| Soldering Iron and solder | Any make or model suitable | ||
| Male miniature pin connectors | A-M Systems | 520200 | Brass with gold plating |
| Female miniature pin connectors | A-M Systems | 520100 | Brass with gold plating |
| Heat Shrink tubing | Radio Shack | Model #: 278-1610 | Catalog #: 2781610 | 1.6 mm diameter |
| Polyethylene 90 (PE90) tubing | VWR | CA-63018-703 | 0.86mm inner diameter; 1.27mm outer diameter |
| Dissecting microscope | Leica Microsystems | Leica M80 | Any make or model also suitable |
| Polyethylene 10 (PE10) tubing | Braintree Scientific | PE10 50 FT | 0.28mm inner diameter; 0.61mm outer diameter |
| Super Glue Liquid | Loctite | n/a | Liquid Formula; any brand suitable |
| Super Glue Gel | Loctite | n/a | Gel Formula; any brand suitable |
| Polyethylene tubing | Scientific Commodities | BB31695-PE/13 | For pedestal 2.7mm inner diameter; 4.0mm outer diameter |
| Hospital Sterilization Services & Ozone Sterilization packets | Contact local hospital sterilization services | ||
| Isoflurane anesthesia | Abbott | 05260-05 | |
| Deltaphase isothermal heat pads & surgical table | Braintree Scientific | 39OP | Keep heat pads warm in a 37°C water bath; Corresponding surgical table essential |
| Glycopyrrolate | Amdipharm Mercury Company Limited | n/a | |
| Isoflurane vaporizer system & flow gauge | Braintree Scientific | VP I | Include medical grade oxygen supply |
| Tissue scissors | Fine Science Tools | 14173-12 | |
| Fine spring scissors | Fine Science Tools | 15006-09 | |
| Small cotton-tipped applicators | Fisher Scientific | 23400100 | |
| Fine Straight Forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | #5, FST by Dumont Biologie Tip |
| Angled Forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | #5/45 FST by Dumont |
| Small Absorbent Spears | Fine Science Tools | 18105-03 | |
| Parafilm | Sigma Aldrich | BR701605 ALDRICH | |
| Kwik-Sil 2 component Silicone Polymer | World Precision Instruments (WPI) | KWIK-SIL | Purchase extra specialized tips from WPI |
| 5-0 Polysorb Suture | Tyco Healthcare | n/a | |
| 6-0 Silk Suture | Braintree Scientific | SUT-S 104 | Deknatel brand, spool |
| Radiotelemetry Probe | Data Sciences International (DSI) | TA11-PAC10 | |
| Radiotelemetry Receiver | Data Sciences International (DSI) | PhysioTel RPC-1 | |
| Ambient Pressure Reference | Data Sciences International (DSI) | Apr-01 | |
| Pressure Output Adapter | Data Sciences International (DSI) | R11CPA | |
| Rena Pulse Tubing | Braintree Scientific | RPT-040 | |
| Infusion Swivel | Instech Solomon | 375/D/22 | |
| Swivel Support Arm & Mount | Instech Solomon | SMCLA | |
| Polysulfone button | Instech Solomon | LW62S/6 | |
| Stainless steel spring | Instech Solomon | PS62 | |
| Vetbond surgical adhesive | 3M | n/a | |
| Triple Antibiotic Ointment | Fougera | n/a | |
| PowerLab 8 Channel Data Acquisition System & Software | ADInstruments | PowerLab 8/35 | |
| PVC Insulated Cable | Belden | PVC Audio Connection Cable 32 AWG | |
| Preamplification Headstage | Dagan Corporation | Model 4002 | |
| Differential Amplifier | Dagan Corporation | EX4-400 | |
| Sodium Nitroprusside | Sigma Aldrich | 71778-25G | |
| Phenylephrine | Sigma Aldrich | P6126-5G | |
| Sterile Physiological Saline 0.9% NaCl | Beckton Dickinson | Contact local hospital supplier | |
| hexamethonium | Sigma Aldrich | H0879-5G | |
| Stainless Steel top anti vibration table | n/a | n/a | Custom designed in-house; Solid steel plate on a benchtop is also suitable |
| Faraday cage | n/a | n/a | Custom designed and constructed in-house |
| Small animal hair trimmer | n/a | n/a | Drugstore, men's beard trimmer suitable |
| Dipilatory Cream | n/a | n/a | Veet brand, sensitive skin formula |
| 10% Povidone Iodine | Purdue Products | Betadiene | |
| 70% Ethanol | n/a | n/a | |
| Steel microretractors | n/a | n/a | Made in-house. Bend a steel paper clip & loop 4-0 silk to form a retractor |
| Hemostats | Fine Science Tools | 13011-12 | |
| Heat Gun | Fisher Scientific | 09-201-27 |
References
- Young, C. N., Davisson, R. L. In vivo assessment of neurocardiovascular regulation in the mouse: principles, progress, and prospects. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 301 (3), H654-H662 (2011).
- Kass, D. A., Hare, J. M., Georgakopoulos, D. Murine cardiac function: a cautionary tail. Circ Res. 82 (4), 519-522 (1998).
- Charkoudian, N., Wallin, B. G. Sympathetic neural activity to the cardiovascular system: integrator of systemic physiology and interindividual characteristics. Compr Physiol. 4 (2), 825-850 (2014).
- Guyenet, P. G. The sympathetic control of blood pressure. Nat Rev Neurosci. 7 (5), 335-346 (2006).
- Hamza, S. M., Hall, J. E. Direct recording of renal sympathetic nerve activity in unrestrained, conscious mice. Hypertension. 60 (3), 856-864 (2012).
- DeBeck, L. D., Petersen, S. R., Jones, K. E., Stickland, M. K. Heart rate variability and muscle sympathetic nerve activity response to acute stress: the effect of breathing. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 299 (1), R80-R91 (2010).
- Krowicki, Z. K., Kapusta, D. R. Microinjection of glycine into the hypothalamic paraventricular nucleus produces diuresis, natriuresis, and inhibition of central sympathetic outflow. J Pharmacol Exp Ther. 337 (1), 247-255 (2011).
- do Carmo, J. M., et al. Control of blood pressure, appetite, and glucose by leptin in mice lacking leptin receptors in proopiomelanocortin neurons. Hypertension. 57 (5), 918-926 (2011).
- Brockway, B. P., Mills, P. A., Azar, S. H. A new method for continuous chronic measurement and recording of blood pressure, heart rate and activity in the rat via radio-telemetry. Clin Exp Hypertens A. 13 (5), 885-895 (1991).
- Tallam, L. S., Silva, d. a., A, A., Hall, J. E. Melanocortin-4 receptor mediates chronic cardiovascular and metabolic actions of leptin. Hypertension. 48 (1), 58-64 (2006).
- Van Vliet, B. N., Chafe, L. L., Antic, V., Schnyder-Candrian, S., Montani, J. P. Direct and indirect methods used to study arterial blood pressure. J Pharmacol Toxicol Methods. 44 (2), 361-373 (2000).
- Zvara, P., et al. A non-anesthetized mouse model for recording sensory urinary bladder activity. Front Neurol. 1, 127 (2010).
- Hagan, K. P., Bell, L. B., Mittelstadt, S. W., Clifford, P. S. Effect of dynamic exercise on renal sympathetic nerve activity in conscious rabbits. J Appl Physiol. 74 (5), 2099-2104 (1985).
- Matsukawa, K., Ninomiya, I. Changes in renal sympathetic nerve activity, heart rate and arterial blood pressure associated with eating in cats. J Physiol. 390, 229-242 (1987).
- Stocker, S. D., Muntzel, M. S. Recording sympathetic nerve activity chronically in rats: surgery techniques, assessment of nerve activity, and quantification. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 305 (10), 6 (2013).
- Burke, S. L., Lambert, E., Head, G. A. New approaches to quantifying sympathetic nerve activity. Curr Hypertens Rep. 13 (3), 249-257 (2011).
- Smith, F. G. Techniques for recording renal sympathetic nerve activity in awake, freely moving animals. Methods. 30 (2), 122-126 (2003).
- Miki, K., Kosho, A., Hayashida, Y. Method for continuous measurements of renal sympathetic nerve activity and cardiovascular function during exercise in rats. Exp Physiol. 87 (1), 33-39 (2002).
- Yoshimoto, M., Miki, K. Measurement of renal sympathetic nerve activity in freely moving mice. J Physiol. 560, (2004).
- Yoshimoto, M., Miki, K., Fink, G. D., King, A., Osborn, J. W. Chronic angiotensin II infusion causes differential responses in regional sympathetic nerve activity in rats. Hypertension. 55 (3), 644-651 (2010).
- Salman, I. M., Sarma Kandukuri, ., Harrison, D., L, J., Hildreth, C. M., Phillips, J. K. Direct conscious telemetry recordings demonstrate increased renal sympathetic nerve activity in rats with chronic kidney disease. Front Physiol. 6, 218 (2015).
- Morgan, D. A., Despas, F., Rahmouni, K. Effects of leptin on sympathetic nerve activity in conscious mice. Physiol Rep. 3 (9), (2015).
- Alfie, M. E., Sigmon, D. H., Pomposiello, S. I., Carretero, O. A. Effect of high salt intake in mutant mice lacking bradykinin-B2 receptors. Hypertension. 29 (1 Pt 2), 483-487 (1997).
- Dietz, J. R., Landon, C. S., Nazian, S. J., Vesely, D. L., Gower, W. R. Effects of cardiac hormones on arterial pressure and sodium excretion in NPRA knockout mice. Exp Biol Med (Maywood). 229 (8), 813-818 (2004).
- Zhang, W., et al. Cyclosporine A-induced hypertension involves synapsin in renal sensory nerve endings. Proc Natl Acad Sci U S A. 97 (17), 9765-9770 (2000).
- Szczesny, G., Veihelmann, A., Massberg, S., Nolte, D., Messmer, K. Long-term anaesthesia using inhalatory isoflurane in different strains of mice-the haemodynamic effects. Lab Anim. 38 (1), 64-69 (2004).
- Tank, J., et al. Sympathetic nerve traffic and circulating norepinephrine levels in RGS2-deficient mice. Auton Neurosci. 136 (1-2), 52-57 (2007).
- Schwarte, L. A., Zuurbier, C. J., Ince, C. Mechanical ventilation of mice. Basic Res Cardiol. 95 (6), 510-520 (2000).
- Zuurbier, C. J., Emons, V. M., Ince, C. Hemodynamics of anesthetized ventilated mouse models: aspects of anesthetics, fluid support, and strain. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 282 (6), H2099-H2105 (2002).
- Farnham, M. M., O’Connor, E. T., Wilson, R. J., Pilowsky, P. M. Surgical preparation of mice for recording cardiorespiratory parameters in vivo. J Neurosci Methods. 248, 41-45 (2015).
- Cuellar, J. M., Antognini, J. F., Carstens, E. An in vivo method for recording single unit activity in lumbar spinal cord in mice anesthetized with a volatile anesthetic. Brain Res Brain Res Protoc. 13 (2), 126-134 (2004).
- Carruba, M. O., Bondiolotti, G., Picotti, G. B., Catteruccia, N., Da Prada, M. Effects of diethyl ether, halothane, ketamine and urethane on sympathetic activity in the rat. Eur J Pharmacol. 134 (1), 15-24 (1987).
- Wang, G. F., Mao, X. J., Chen, Z. J. Urethane suppresses renal sympathetic nerve activity in Wistar rats. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 18 (10), 1454-1457 (2014).
- Xu, H., et al. Effects of induced hypothermia on renal sympathetic nerve activity and baroreceptor reflex in urethane-anesthetized rabbits. Crit Care Med. 28 (12), 3854-3860 (2000).
- Shimokawa, A., Kunitake, T., Takasaki, M., Kannan, H. Differential effects of anesthetics on sympathetic nerve activity and arterial baroreceptor reflex in chronically instrumented rats. J Auton Nerv Syst. 72 (1), 46-54 (1998).
- Janssen, B. J., Smits, J. F. Autonomic control of blood pressure in mice: basic physiology and effects of genetic modification. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 282 (6), R1545-R1564 (2002).
- Nunn, N., Feetham, C. H., Martin, J., Barrett-Jolley, R., Plagge, A. Elevated blood pressure, heart rate and body temperature in mice lacking the XLalphas protein of the Gnas locus is due to increased sympathetic tone. Exp Physiol. 98 (10), 1432-1445 (2013).
