Mesenteric afferent nerves convey information from the gastrointestinal tract towards the brain regarding normal homeostasis as well as pathophysiology. Gastrointestinal afferent nerve activity can be assessed by mounting isolated intestinal segments with attached afferent nerves into an organ bath, isolating the nerve, and assessing basal as well as stimulated activity.
Afferent sinirlerin normal fizyoloji konusunda bilgi sağlar ama aynı zamanda bozulmuş homeostazı ve merkezi sinir sistemine yönelik çevrelerinden farklı organ sistemlerinde patofizyolojik süreçleri sinyal sadece. Bu nedenle, artmış aktivite veya mezenterik afferent sinirlerin 'hassaslaşması' visseral hipersensitivite ve karın ağrısı sendromların patofizyolojisinde önemli bir rol tahsis edilmiştir.
Mezenterik afferent sinir aktivitesi, amaçlı olarak inşa edilmiş bir organ banyosu içine monte edilmiştir ve başka splanknik sinir araştırmacılar doğrudan mide bağırsak segmenti bitişik sinir aktivitesini değerlendirmek için izin izole edilir, izole edilmiş bir barsak segmentinde in vitro ölçülebilir. Etkinlik segmentinin şişkinlik veya lümen veya serosally verilen farmakolojik bileşikler ilave edildikten sonra sırasında standart koşullarda başlangıçta kaydedilebilir. Bu teknik sağlarAraştırmacı kolaylıkla kontrol örneklerinde periferik sinir sistemini hedef alan ilaçların etkisini incelemek için; yanı sıra, hastalık sırasında değişmiş nasıl nöronal aktivitenin hakkında önemli bilgiler sağlar. Afferent nöron ateşleme aktivitesini ölçmek sadece kaskad sinyalizasyon karmaşık nöron bir röle istasyonunu teşkil etmektedir ve araştırmacılar diğer seviyelere (örneğin, arka kök ganglionlar, omurilik veya merkezi sinir sistemi nöronal aktiviteyi kaçırmak akılda değil ayı gerektiğini ancak unutulmamalıdır ) tam Sağlıkta ve hastalıkta karmaşık nöronal fizyolojisini aydınlatmak için.
Yaygın olarak kullanılan uygulamaların lipopolisakkarid uygulamasına tepki olarak nöronal aktivitenin incelenmesi ve irritabl barsak sendromu, hayvan modellerinde afferent sinir etkinliğinin incelenmesi yer almaktadır. Daha öteleme yaklaşımda, izole fare bağırsak segmenti IBS hastalarında kolonik süpernatantlar maruz kalabilir. Bundan başka, bir modifikasyonBu tekniğin en son insan kolonik örneklerinde uygulanabilir olduğu gösterilmiştir.
Duyu sinyalizasyon ve ağrı algısı afferent sinirler, spinal nöronlar, artan ve azalan kolaylaştıran ve engelleyen yolların ve birkaç farklı beyin bölgeleri arasında karmaşık bir etkileşiminden kaynaklanan karmaşık bir süreçtir. Bu şekilde, bu seviyelerde bir veya daha fazla değişiklikler değiştirilmiş duyu sinyalizasyon ve hastalık durumlarında organ ağrısı neden olabilir. Duyusal sinyal birden teknikleri tüm bu farklı yönlerini incelemek için tek hücre deneyleri arasında değişen geliştirilmiştir (örneğin, nöronlar üzerinde kalsiyum görüntüleme) tüm hayvan modellerinde (örneğin, örneğin viseromotor tepki olarak davranışsal tepkileri). Bu yazıda anlatılan teknik araştırmacılar özellikle kemirgenlerde ince barsak veya kolon izole bir segmentten in vitro afferent sinir aktivitesini değerlendirmek için izin verir. Kısaca, izole edilmiş bir mide-bağırsak segmenti (genellikle jejunum ve kolon) bir fizyolojiksel K ile perfüze amaca kayıt odasına monte edilirRebs çözeltisi. splanknik sinir kesilerek splanknik veya pelvik afferent sinirlerin afferent nöronal aktivitenin kayıt sağlayan bir elektrot bağlanır. Sinir aktivitesi bazal biçimde ya da ya da (mukozal) lümen içi perfüzat ile kayıt odasına (serosally) içine doğrudan doğruya uygulanabilir intraluminal basınçlar ve / veya farmakolojik bileşikleri karşılık olarak giderek aferent deşarj 1-6 üzerindeki etkisini değerlendirmek için kaydedilebilir . notun, splanknik sinirler de efferent lifleri ve duyusal aferentlerde ilaveten viscerofugal afferentleri içerirler. Ex vivo splanknik sinir kayıt önemli avantajlarından biri araştırmacı sinir aktivitesi üzerindeki lokal olarak uygulanan bileşiklerin doğrudan etkisini araştırmak için izin, merkezi sinir sisteminden modülasyonu veya girişi olmadan sinir aktivitesini ölçmek gerçektir. In vivo yaklaşımı kullanarak gerekli olan ek, yaşamsal parametrelerinin izlenmesi, n, (aşağıya bakınız)O artık ilgili. In vitro splanknik kayıt nihayet çok daha az zaman alıcı olan in vivo meslektaşı daha.
mukoza strok gibi diğer uyarıcıların, von Frey kılları kullanılarak sondalama veya parçanın gerilmesine karşılık afferent nöron faaliyeti bağırsak doku Please ve aksine olan (uzunlamasına açılmış olduğu bir modifiye edilmiş deney düzeneği incelenebilir bir önceki sayısında 7,8 tanımlanmıştır) bozulmamış bir segmenti kullanarak kurulum. Buna ek olarak, sadece son zamanlarda, bir teknik yine uzunlamasına segmenti 9 açıldı, aşağı tuş kullanarak, kalsiyum görüntüleme yoluyla kolon duvarında kendisi kolon afferent sinir aktivasyonu incelemek için tanımlanmıştır.
Bu in vivo tekniğin alternatif bir versiyonu omuriliğe afferent girişine yakın nöronal aktivasyon ölçüm dışında oluşur. Kısacası, sedasyon hayvan yüzüstü pozisyon, e yerleştirilirinşa laminektomi vasıtasıyla faiz projelerinin hangi afferent sinir etmek lumbosakral spinal kord FrmKD Yepyeni bir parafin dolu kesi cilt kullanarak ve bir platin iki kutuplu bir elektrot 10,11 üzerinde dorsal ince kök dökümlü iyi. Bu teknik ayrıca araştırmacılar ince miyelinli Aδ-liflerden miyelinsiz C-lifleri kendi iletim hızının dayalı lifleri karakterize ve ayırmasına olanak sağlar. Bundan başka, sırt kökçükler özel daha önce sözü edilen karma afferent ve efferent splanknik sinirlerin aksine, duyu aferent lifler içerir.
İzole bağırsak segmentlerinden in vitro afferent sinir deşarjı Kayıt ayrıca bağımsız insan rezeksiyon kolonik afferent sinir etkinliği kaydederek ilk-in-man el yazmaları 12,13 örneklerinde yayınlanan iki araştırma grubu olarak, insan örnekler kullanılarak yapılabilir. Bu tekniğin uygulanması daha kolay Alan Çevirisi neden olabilirinsani duruma fare verilerin üzerine ve araştırmacılar kolayca duyarlı duyusal sinir hedefleyen ilaçlar tanımlamak için izin verebilir. Afferent sinir aktivitesini yanı sıra fahiş afferent sinir aktivitesini hedefleyen yeni tedavi reaktiflerin keşfini karakterize klinik önemi, özenle alanda 14-19 birçok uzman tarafından tartışılmıştır.
Bahsedilen laboratuar tekniğidir daha sık afferent sinir aktivitesinin in vivo ölçümü bilinen tamamlar. In vivo nöronal aktivite ölçümü sırasında sinir aktivitesi ilgi kademeli entübe ardından belirlenmiş ve bu süre boyunca sedasyon hayvanda doğrudan ölçülebilir ve bir sıvı parafın doldurulmuş de kemirgen 20 karın duvarı ve deri kullanılarak elde edilebilmektedir. ilgi afferent sinir sonra nöronal aktivitenin ÖLÇME izin tespit kesitli ve iki kutuplu bir platin elektrotta yerleştirilirt. Bu teknik sedasyon hayvanlarda da olsa yaşayan afferent sinir aktivitesini modüle araştırmacı sağlar; gibi böyle bir lümen gerilmenin ya da bir bileşimin damar içine uygulama gibi etkileşimler yanıt nöronal aktivitenin çalışma olabilir.
Translasyonel araştırmalar günümüzde esas olarak insandan türetilmiş yüzer uygulanmasına yöneliktir (örneğin., Kolon biyopsi, kültive periferal kan tek-çekirdekli hücreleri, vb) jejunum ve / veya kolon fare afferent 21,22 üzerine. mukozal uygulamanın karşı serozal o diferansiyel etkisi afferent sinir boşalması üzerine okudu böylece Araştırmacılar, doğrudan organ banyosuna ya da bağırsak segmenti perfuses lümen çözeltisi içine ya süpernatantlar uygulayabilirsiniz. Bunun gibi, fare kolon afferentleri, kobay submüköz nöronlar ve fare dorsal kök hassasiyetine neden olabilir irritabl barsak sendromu olan hastaların bu kolon mukoza biyopsi supernatans gördügangliyon nöronlarının 21,23,24.
Son olarak, nöronal aktivitenin kayıt mezenterik sınırlı ve / veya pelvik nöronlar gastrointestinal sistem innerve değildir. Diğerleri sinir kayıtları diz eklem 25 tedarik afferentleri yapılabilir olduğunu diğerleri de 26-28 mesane afferent sinir aktivitesini karakterize gelirken gösterdi ve mesaneden pelvik afferentleri yanı sıra gastrointestinal sistem muhtemelen nöronal neden yakınsama ortaya koymuştur çapraz 29.
Bu yazıda protokol grubumuza ve diğerleri 3,4,7,8,12,20,21,31 tarafından kullanılan kemirgenlerde mezenterik afferent sinir aktivitesini incelemek için tekrarlanabilir laboratuar teknik anlatılmaktadır. protokolü içinde kritik adımlar doku hızla izolasyon, emme elektrot içine sinir telinin aspirasyon ve kılcal içine çevreleyen yağ dokusu aspire organ banyosuna gelen cam kapiller yeterli 'sızdırmazlık' yer alıyor. Cam kılcal açıklık kesin belirlenmesi gerekir: bir çok geniş di…
The authors have nothing to disclose.
SN performed the experiments described above, performed the data analysis and drafted the manuscript. AD and JDM implemented the technique at our research facilities and aided in the data analysis. HC aided in performing the experiments. WJ, CK and DG assisted in implementing the afferent measurement technique in our lab, the data analysis and interpretation of the results. SF, JDM and BDW designed the study. All authors critically read and approved the final manuscript. SN is an aspirant of the Fund for Scientific Research (FWO), Flanders (11G7415N). This work was supported financially by the FWO (G028615N and G034113N).
sodium chloride (NaCl) | VWR Chemicals | 27,810,295 | compound Krebs solution |
potassium chloride (KCl) | Acros organics | 196770010 | compound Krebs solution |
sodium dihydrogen phosphate (NaH2PO4) | VWR Chemicals | 1,063,461,000 | compound Krebs solution |
sodium bicarbonate (NaHCO3) | Merck | 1,063,291,000 | compound Krebs solution |
magnesium sulfate (MgSO4) | Merck | 1,058,861,000 | compound Krebs solution |
calcium chloride (CaCl2) | Merck | 23,811,000 | compound Krebs solution |
D-glucose | VWR Chemicals | 1011175P | compound Krebs solution |
Distilled water | compound Krebs solution | ||
PVC tubing | Scientific Laboratory Supplies | The intestinal segment should be mounted over PVC tubing | |
Silicone tubing | Scientific Laboratory Supplies | The rest of the tubing, ideally silicone-based – more easily dislodging of debris in the tubing | |
Silk thread | Pearsall Limited | 10B15S220 | Attachment of the segment over the PVC tubing |
Syringe driver | Harvard Apparatus | 55-2222 | Intraluminal infusion of Krebs |
Binocular – including 10x magnification in oculair | Zeiss STEMI 2000 | Optimal visualization for the dissection of the afferent nerve | |
Homeothermic Blanket Control Unit | Harvard Apparatus | 507214 | Heating of the organ chamber |
Custom made organ bath with Sylgard covered bottom | |||
Spike2 software | Recording and analysis of the data | ||
Insect pins, 500 pieces, stainless steel, diameter 0.2 mm | Austerlitz insect pins minutiens | Dissection of the afferent nerve | |
Tweezer Dumont #5 inox 11cm | World Precision Instrument | 500341 | Dissection of the afferent nerve |
Scissors, spring, 14 cm | World Precision Instrument | 15905 | Dissection of the afferent nerve |
DB digitimer | NL 108T2/10 | pressure transducer | |
Micromanipulator | Narishige | M-3333 | 3D manipulation of the suction electrode |
Micromanipulator | X-4 rotating block | 3D manipulation of the suction electrode | |
Micromanipulator | GJ-8 magnetic stand | 3D manipulation of the suction electrode | |
LightSource | Euromex Microscopes Holland EK-1 | Optimal visualization for the dissection of the afferent nerve | |
CED 1401 Recording Apparatus | Recording of afferent nerve activity | ||
Humbug 50/60Hz Noise Eliminator | Quest Scientific Instruments | Elimination of background noise | |
Infusion Pump | Gibson Minipuls 2 | Infusion of the organ chamber in which the segment is mounted | |
Microelectrode Holder Half Cells 1.5 mm | World Precision Instrument | MEH2SW | Suction electrode for isolation of the afferent fiber |
Borosilicate Glass Capillaries, 300 pc; 1.5/0.84 OD/ID | World Precision Instrument | 1B150-4 | Capillary for the isolation of the afferent nerve |