Abstract
דלקת ריאות חומצה הוא גורם עיקרי של פגיעת ריאות החריפה סטרילי (ALI) בבני אדם. דלקת ריאות חומצה משתרעת על פני הספקטרום הקליני מן אסימפטומטית לתסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS), מאופיינת alveolitis neutrophilic ופציעה הוא האפיתל מכתשיים ו האנדותל של כלי דם. מבחינה קלינית, ARDS מוגדר על ידי התפרצות חריפה של היפוקסמיה, מחלחל ריאתי הבילטרליים בלתי סדיר ובצקת ריאות שאינם קרדיוגני. מחקרים בבני אדם ספקו לנו מידע רב ערך על השינויים הפיסיולוגיים דלקתיים הריאות הנגרמים על ידי ARDS, אשר הוביל להשערות שונות על המנגנונים הזוטרים. למרבה הצער, הקשיים בקביעת האטיולוגיה של ARDS, כמו גם מגוון רחב של פתופיזיולוגיה גרמו חוסר מידע קריטי שיכול להיות שימושי בפיתוח אסטרטגיות טיפוליות.
במודלים של בעלי חיים Translational הם בעלי ערך כאשר בפתוגנזה והפתופיזיולוגיה שלהם במדויק ברפרודוקציהמושג ea מוכח הן במבחנה במסגרות קליניות. למרות במודלים של בעלי חיים גדולים (למשל, כבשים) מאפיינים חלקים של האנטומיה של עץ קנה נשימה-סימפונות אדם, מודלים בעכברים לספק שורה של יתרונות נוספים כולל: עלות נמוכה; הלוואות מחזור קצרות רבייה עצם רכישת נתונים גדולה; מערכת אימונולוגית מובנת היטב; ו גנום מאופיין היטב שמוביל את הזמינות של מגוון רחב של מחיקת גני זנים מהונדסים. מודל חזק של ARDS מושרה pH הנמוך דורש murine ALI שמכוון בעיקר האפיתל מכתשיים, ושנית האנדותל של כלי הדם, כמו גם את דרכי הנשימה הקטנה מוביל אל alveoli. יתר על כן, פגיעה לשחזור עם הבדלים רחבים בין עלבונות פוגעניים ובלתי מזיקים אחרים חשובה.
מודל שאיפת murine קיבת החומצה שהוצג כאן על ידי שימוש חומצה הידרוכלורית מעסיק הנשמה פתוחה משחזר תרחיש פתוגניים שמעתיק את pneumon pH הנמוךפציעת itis בבני אדם. בנוסף, מודל זה יכול לשמש כדי לבחון אינטראקציה של עלבון pH נמוך עם גופים מזיקים ריאה אחרים (למשל, חלקיקי מזון, חיידקים פתוגניים).
Introduction
ARDS מאופיינת בדלקת ריאות נרחבת נתפסת קלינית כמו קוצר נשימה חריף עם היפוקסמיה. תסמינים אלה מתרחשים לעתים קרובות פחות מ -24 שעות לאחר אירוע הסתה כגון טראומה, אלח דם, תגובות הקשורות עירוי דם או שאיפה. הוא מאופיין histopathologically ידי alveolitis neutrophilic (כלומר, דלקת נפוצה) מקומי כדי האפיתל מכתשיים ו האנדותל של כלי הדם המובילים אל דליפה חלבון ובהמשך היווצרות קרום hyaline. שאיפה מסווג דלקת ריאות כימית או דלקת ריאות שאיפה. 1 המרכיב החומצית של הקיבה השאיפה תורמת הן דלקת ריאות ו נטייה לפתח דלקת ריאות חיידקית משנית. דלקת ריאות שאיפה היא אחד מגורמי הסיכון המובילים עבור ALI והפיתוח הבא של ARDS. 2
שאיפת קיבה היא אירוע חמור המוגדר שאיפה של חומרי tהיה בו העוז עם או בלי צמחייה הלוע התחתון לתוך דרכי הנשימה מעבר מיתרי הקול. התכנים לשאוב עשויים להכיל נוזל קיבת pH נמוך, חיידקים, דם, או חלקיקי מזון. השאיפה קיבה מתרחש לעיתים קרובות בחולים ביחידה לטיפול נמרץ (ICU), שאותו הם בדרך כלל במצב צום ובכך להציב על מעכבי משאבות פרוטונים להגביל שאיפת תוכן קיבה acidified. ההיארעות של עלי באוכלוסיית הטיפול הנמרץ בארה"ב היא 2.5 - 5 פעמים גבוהה יותר בהשוואה לאוכלוסייה הכללית החולה. 3 לרוע מזל, תנאי החושף אלה לעתים קרובות להוביל למצב של יתר חיידקים בבטן שעלולה להוביל סיבוכים חמורים יותר הבריא לאחר אירוע שאיפה, כמו שאיפת קיבה הוא גורם סיכון בלתי תלוי להתפתחות של דלקת ריאות חיידקית משניות (SBP) , עלי ARDS.
יש שאיפת קיבה שני מרכיבים עיקריים: חומצה הידרוכלורית תוכן קיבה, אשר עשוי או לא עשוי להכיל חיידקיםאו חלקיקי מזון. במודל מכרסם רכיב החומצה לבד שאיפת קיבה מייצר תגובה דלקתית ראשונית כתוצאה של פגיעת קאוסטית הישירה של pH הנמוך על אפיתל דרכי נשימה. זה ואחריו חדירת neutrophilic ו תגובה דלקתית ב 4 - 6 שעות. 4 שני גורמים אלה שבסופו של דבר להוביל להרס של שלמות כלי הדם הריאתי ובכך מובילה extravasation של נוזל וחלבונים לתוך alveoli ובדרכי הנשימה. כדי להבין פתופיזיולוגיה זה וכדי להמשיך לחקור התערבויות טיפוליות אפשריות, חשוב לפתח ולאפיין במודל חיה כי מבהיר את המנגנונים המעורבים. לשאוב חומצי לבד חייב להיות משופע או עם pH נמוך מספיק כדי לעקוף את קיבולת חציצה של עץ הנשימה ולהגיע alveoli. אם זה לא קורה, רק פציעת איירווייז חולפת עליונה, ניצוח מתרחשת שהוא פחות צפוי להוביל מהתוצאות החמורות של ARDS. 5 </ Sup>
כדי לחקות אירוע השאיפה במדויק עם האפיתל מכתשיים פצוע, חשוב לצורך עקיפת ההגנות הטבעיות של החיה. באמצעות מודל שאיפה בעכבר כדי לייצר ALI המחקה את פגיעת חומצת הקיבה אצל בני אדם, אחד חייב להסביר את ההבדלים בעץ קנה נשימה-סימפונות. טכניקת ההנשמה הפתוחה כי שיטה זו מנצלת עוקפת את ההבדלים בין murine ועצי נשימה של אדם ומודלים הפגיעים באופן שמעתיק עליי מבחינה פיזיולוגית ו היסטולוגית. מבחינה היסטורית, אינטובציה intratracheal היה השתמשו כדי ליצור עלי, אולם היא נחשבת קשה לבצע בעכברים ללא פציעה בגרון. לכן, שיטה זו מציעה חלופה פוטנציאלית כי ניב תוצאות עקביות על פני חוקרים רבים המקיימים תמותה מיוחסת הליך מינימאלי.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
כל החומרים והציוד צריכים שיסדרו אותם כראוי לפני ההליך. הליך זה להתנהל עם מעברים חלקים משלב אחד למשנהו על מנת לספק נתונים עקביים, לשחזור. פרוטוקול זה כדלקמן מדיניות מוסדית שקבעה ועדת טיפול בבעלי חיים מוסדיים השתמש במרכז הרפואי לענייני יוצאי צבא באפלו.
הערה: גם זכר וגם נקבה C57BL / 6 עכברים שימשו פרוטוקול זה. אין הבדל משמעותי של דליפת אלבומין בין המינים.
1. הידרוכלורית הכנת חומצה
- הפוך 56.2 מ"מ HCl סטרילי על ידי הוספת 281 μL של 1 N HCl כדי 4.72 מלח רגיל סטרילי מ"ל (SNS). לכיל ל -1.25 pH עם 1 N HCl (≈ 0 - 50 μL).
- הפוך בתכשיר טרי לפני הפציעה. כפי נמוך pH SNS לא שנאגר היא מבטיחה את העלבון הידרוכלורית חומצת פציעה הוא חולף.
2. הרדמה טכניקה חשיפה קנה הנשימה
הערה:ודא כי נוהל הפציעה מתנהל במנדף עם סינון פחם עבור הדחת גז הרדמה. תחזוקה בתנאי סטריליים חיונית כמו זה הוא ניתוח הישרדות. יש להשתמש בכפפות סטריליות לעקר את כל המכשירים מעקרים מכשיר כירורגי חרוז זכוכית לפני ניתוח על כל חיה. השימוש וילונות לבודד את האתר כירורגית מומלץ לשמור על סטריליות. השתמש isoflurane כגז ההרדמה כפי שהוא מספק מסיסות גז דם נמוכה יחסית המאפשר אינדוקציה מהירה של הרדמה, כמו גם התאוששות מהירה בעקבות הפציעה.
- התחל על ידי גרימת הרדמה בתא עם 2.75% isoflurane חמצן עם קצב הזרימה של 2 ליטר / דקה.
- לאחר העכבר הוא הרדים כראוי (מגיב הבוהן צביטה חזקה מספיק כדי לא לשבור את העור או לגרום נזק לרקמות עמוקות), להשעות את העכבר על ידי החותכות מעולה עם אורך 15 ס"מ של 1-0 תפר משי קלוע בעמדה פרקדן על 60 o קרש חיתוך בשיפוע. </ Li>
- ודא הרדמה כי נשמרה לאורך ניתוח על ידי מתן isoflurane באמצעות חרטומו. החל משחת וטרינרים על העין של העכבר כדי למנוע יובש.
- לגלח את החלק הגחוני של הצוואר עם גוזם חשמלי וליישם פתרון חיטוי מקומי (כלומר, povidone יוד). הסר חיטוי עודף עם גזה ולתת להתייבש (~ -15 - 30 שניות).
- לחדור את קו האמצע של הצוואר מן החריץ sternal לחלק נח של לסת עם 100 μL 0.5% bupivacaine (כדי לספק שיכוך כאבים טרום, peri-, ואת שלאחר ניתוח).
- הפוך 1 - חתך קו אמצע אורך 1.5 סנטימטרים בצוואר עם אזמל או מספריים בסדר מעוקלים. לחדור את קרום fascial בין בלוטות רוק על ידי דיסקציה הקהה עם 2 מלקחיים משוננים מעוקלים לחשוף את קנה הנשימה (שזוהתה על ידי טבעות הסחוס הלבנות).
- זאת באמצעות 2 מלקחיים משוננים, לתפוס צד אחד של השרירים paratracheal ולמשוך אותו לצד תוך ביתור בין musסיבי CLE longitudinally ליד קנה הנשימה.
- כאשר מטוס לנתיחה מוקם, להמשיך חוזר בה שריר paratracheal כמו הזוג השני של מלקחיים הוא עבד תחת קנה הנשימה. שימוש במלקחיים אלה להציב גדיל 15 סנטימטר של 1-0 תפר משי קלוע לתוך קצה המלקחיים ולמשוך דרך למקם את התפר מאחורי קנה הנשימה.
3. Intra-קנה הנשימה נוהל החדרה
- הכן את המזרק החדרה פציעה ידי מילוי מזרק 0.5 מ"ל מצורף מחט 22 G עם 0.2 מ"ל של אוויר ואחריו 3.6 מ"ל / ק"ג של חומצה הידרוכלורית. האוויר יפעל כדי לסייע פיזור של הרכב, כמו גם תמרון גיוס המכתשית עבור alveoli אלה שעשויים עברו תמט ריאות במהלך מתן הרדמה.
הערה: פעל לפי ההנחיות המקומיות IACUC לגבי שיכוך כאבים שלאחר הניתוח ולהתייעץ עם הווטרינר המקומי שלך. תיזהר על שימוש במשככי כאבים כל עם תכונות אנטי דלקתיות לפני להעסיקing מודל זה של פציעה ריאות סטרילי. - על מנת לנהל את הפגיעה, ראשון להפסיק ממשל isoflurane. אפשר עומק ההרדמה של העכבר כדי לעלות כ 10 - 15 s עד שהוא מתחיל להגיב קמצוץ בוהן מלקחיים.
- מייד להתחיל צעדי החדרה של פציעה. אם עומק הרדמה הוא עמוק מדי החיה לא לנשום באופן ספונטני לאחר החדרת פציעה, וזה נכון במיוחד עבור פציעות המכילות חומצה הידרוכלורית.
- יש עוזר לסחוט את בית החזה כדי לגרש יכולת חיונית.
- השתמש תפר 1-0 קלוע משי להציב בעבר סביב קנה הנשימה כדי לספק כוח משיכה על ידי משיכתו superiorly ולאחר מכן הכנס מחט מזרק לתוך קנה הנשימה בין -1 ו -2 nd טבעות סחוסי מתחת הגרון. שפוע המחט צריכה להתמודד עם המנתח ולהתקדם עד שפוע בעבר רק את קנה הנשימה עם המחט כמקביל עם קנה הנשימה ככל האפשר.
- שחרר את החזה רק לפני מתן בולוס שלחומצה הידרוכלורית על מנת להבטיח פיזור בתצהיר לתוך דרכי הנשימה ואת alveoli דיסטלי. להפקיד את בולוס ב בערך 0.5 - 0.75 s. שמור את המחט בתוך קנה הנשימה עד הנשימה הספונטנית הראשונה נלקחת על מנת להבטיח כי היקף בולוס פציעה כולו בשאיפה לריאות.
- חתך סגור באף 1 - 2 סיכות עור או תפרים.
שחזור 4.
- באמצעות מזרק 5 מ"ל עם מחט 26 G, להזריק 1 מ"ל SNS מתחת לעור לתוך בעורף החייאה נוזל. למרות שיש איבוד נוזלים מינימאלי במהלך הליך, לאחר ניתוח העכבר נוטה לא לשתות יכול לייבש פוטנציאלי. לחלופין, לספק SNS באמצעות זריקה intraperitoneal.
- מקום עכבר בתא מחומם על 37 מעלות צלזיוס perfused עם 100% O 2. ודא כי העכבר הוא התאושש כראוי לפני שיוצב בחזרה לתוך דיור. צג חיות לא להשאיר ללא השגחה במהלך הזמן הזה עד r אמבולטורי מלאecovered.
5. שטיפה ברונכואלוואולרית ועיבוד ריאות
- להשרות ולשמור הרדמה isoflurane כמתואר שלב 2.1 ו שלב 2.2. אשר מטוס נאות הרדמה בשיטת קמצוץ בוהן מתוארת בשלב 2.2.
- Secure במצב שכיבה על לוח לנתח ולהשתמש לולאה של 1-0 תפר משי קלוע מכור על החותכות המעולות להאריך את הצוואר. החל משחת וטרינרים על עיניים כדי למנוע יובש.
- לאחר הסרת סיכות עור הצוואר, לעשות חתך אורכי קו אמצע דרך העור מקיר הבטן התחתון דרך החתך בצוואר הקודם אל הלסת התחתונה עם מספריים.
- ביצוע חתך קו האמצע של שרירי הבטן עם מספריים לחזור בו אברי הבטן עם ספוגים לחשוף את החלל retroperitoneal. אם דם יש צורך, לגבות את אב העורקים בבטן או וריד נבוב נח בשלב זה.
- להרדימו באמצעות exsanguination ידי חוצים את abdomאב עורקי Inal ואת וריד נבוב נח. על ידי ניצול פתיחת בית חזה בין שתי מדינות בשלב הבא שיטת מאשרות משנית של המתת חסד תושלם הומנית ככל שנקבעה על ידי הנחיות IACUC.
- לחורר את הסרעפת לגרום להתמוטטות הריאה. לאחר מכן, באמצעות עצם חיתוך מספריים, לחתוך את הסרעפת, ביקע את ההקבלה כלוב הצלעות ומשני הצדדים של עצם החזה. השתמש hemostat נעילה לחזור בהם דש sternal כדי להקל הזרקת 5 מ"ל חם (37 מעלות צלזיוס) תמיסת מלח מאוזן של האנק עם סידן ומגנזיום לתוך החדר הימני כדי לשטוף את כלי הדם ריאות.
- כמו דם מאבי העורקים מתקבל להעריך רמות ציטוקינים היקפיות לפני ההליך המתואר במאמר זה, לעשות חתך קטן בחדר השמאלי לספק יצוא הכרחי דם לעזוב את זרימת הדם סומקת הולם בכלי דם הריאות אם לא קבלת דם .
- אביזר קרש החיתוך כדי בשיפוע 60 מעלות ולהשתמש ההליך דואר מתואר בשלב 2.2 כדי להקל החדרת 20 G x ½ "צינורית נירוסטה בתוך קנה הנשימה ומאובטחת עם תפר 1-0.
- מניח את קרש החיתוך אופקי ולבצע שטיפה ברונכואלוואולרית (BAL).
- כדי לבצע את BAL לצרף שני 5 מזרקי מיליליטר שסתום 3 כיוונים. מלאו מזרק אחד עם 5 מ"ל של SNS בורג לתוך נמל ברזלים. צרף מזרק 5 מ"ל ריק ליציאת 2 nd ולבסוף לצרף הנמל פתוח של ברזלים כדי צינורית לקנה הנשימה התוך להציב שלב 5.6. להנחיל 1 מיליליטר של NS לתוך ריאות שטיפה עם מזרק שני.
- חזור עבור 5 instillations הכולל 1 מ"ל NS נזהר כי צינורית לקנה הנשימה נשאר מאובטח ובמקביל קנה הנשימה, כך שהוא לא לקרוע את קנה הנשימה.
- לניתוח היסטולוגית, cannulate את קנה הנשימה כמו בשלב 5.7. תקן את הריאות ידי insufflating עם 10% פורמלין נייטרלי שנאגרו על 20 ס"מ H 2 O למשך 24 שעות.
- הסר כל caref אונת ריאהully באמצעות מספריים מלקחיים על ידי חוצים הסמפונות ליד hilum. מניח כל אונת ריאות (5 סה"כ) קלטת היסטולוגיה בטרם מוטבע פרפין. חותכים 5 מיקרומטר סעיפים רקמה עם microtome, ואת הכתם עם hematoxylin ו eosin באמצעות טכניקות סטנדרטיות היסטולוגית. 6 Morphometrics יכול להתבצע גם בשקופיות היסטולוגית לכמת את דלקת החומרה. 4
- לעבד את BAL התאושש על ידי צנטריפוגה ב 1500 XG 3 דקות ב 4 ° C. Aliquot את supernatants BAL ללא תאים בכמויות שוות ערך לתוך צינורות microcentrifuge 2.0 מ"ל לצורך ניתוח עתידי. חנות ב -80 מעלות צלזיוס.
- נתח את BAL ריכוז אלבומין ידי ELISA, או כל מוצר ביולוגי אחר בעלי עניין. 11 תאי pelleted מן BAL ניתן לספור, דגימות cytoslide שנוצרו, ומוכתם עם רייט Giemsa מבוסס כתם לקביעת ספירת הפרש תא דם לבנים כדי להעריך את הריאות "תגובה דלקתית.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Histopathology ריאתי של דגם Murine של חומצה שאיפה דלקת ריאות
עכברים נפצעו כמתואר לעיל וריאות הוסרו 24 עלבון pH נמוך שעות שלאחר, מחולקות ו- H & E מוכתמת (איור 1). תאים נמקי, אובדן אדריכלות parenchymal ריאות, תאים ופסולת בתוך הנאדיות וחדירה PMN המשמעותיים בהם הינם נצפים בבירור. בדומה שאיפה קלינית, תוצאות המודל שלנו פציעה הטרוגנית של במרחבים האוויריים דיסטלי הריאות וכתוצאה מכך תחומי הסתננות בלתי סדירה PMN בתצהיר חלבון לִיפָנִי. זה מאוד דומה לדפוס שנצפה בחולי ARDS אדם היסטולוגית.
דליפת אלבומין לתוך איירווייס
סימן היכר של שאיפת חומצה הוא דליפה של חלבונים בסרום לתוך דרך הנשימה. severity תגובה פתוגניים זה עלבון המכתשית pH נמוך נקבע על ידי מדידת ריכוז אלבומין BAL. ריכוז אלבומין ב BAL הוגדל בעקבות שאיפת חומצה לעומת מלח רגיל (NS) ובקרות 2 שעות ו 5 שעות (איור 2). זה עולה בקנה אחד עם פתופיזיולוגיה שנצפה בחולים הבאים שאיפת חומצה. נקודות זמן נבחרו חדיר נויטרופילים מתרחשת 2 שאיפת שעות שלאחר חומצה ופציעת ריאות שאינן קטלנית מקסימלי מתרחש שאיפת חומצת 5 שעות שלאחר.
איור 1: Histopathology ריאתי של CD-1 עכברים 24 שעות הבאות חומצה הידרוכלורית שאיפה. H & E מוכתם, 5 מיקרומטר חלקים של העכבר וללא כל פגע (A ו- B) ועכבר נפגע עם חומצה הידרוכלורית (C - H). תאי נקרוטי (חץ), loss אדריכלות parenchymal, תאים ופסולת בתוך הנאדיות (חיצים) ו חדיר נויטרופילים משמעותי (*) נתפס ברחבי הריאות מן העכברים הפצועים. התפלגות הטרוגנית ריאת דיסטלי הוא ציין עם תחומים חדירים נויטרופילים בלתי סדיר בתצהיר חלבון לִיפָנִי. זה מאוד דומה histopathology של ARDS בחולים. ברי סולם = A ו- C = 2 מ"מ; B, D, F = 200 מיקרומטר; E = 100 מיקרומטר; ו- G ו- H = 60 מיקרומטר. קופסאות A ו- C מציינים אזורים כי מוגדלים בתמונות B ו- D, בהתאמה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 2: דליפת אלבומין לתוך איירווייס הבא חומצת שאיפה. ריכוז אלבומין של fr נוזל התא ללא BALאום C57BL / 6 עכברים ב 2 שעות ו 5 שעות שלאחר השאיפה חומצה. שאיפת חומצה הושוותה 5 h NS מלא שאיפה (n = 9) באמצעות מבחן t מזווג. ברי שגיאה מצביעים SEM. * = P <0.05. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
המטרה הייתה לפתח מודל חיה עליי באמצעות שאיפת חומצת קיבה דומה בפתופיזיולוגיה המתרחשת אצל בני אדם במהלך ההתפתחות של דלקת ריאות חומצת ARDS שלאחר מכן. בפיתוח מודל, בחרנו מיני בעלי חיים המציע רכישת נתוני תפוקה גבוהה בשל העלות הנמוכה שלה, מחזור רבייה קצר, ומערכת חיסונית הבינה היטב עם שפע של כלי חקירה (כלומר, נוגדנים חד שבטיים, זנים מהונדסים).
ALI הבא שאיפת חומצת קיבה בבני אדם בארסיות ניזקי האפיתל מכתשיים ותפקוד מחסום אנדותל כלי דם לייצר דליפה של חלבונים בסרום. אלבומין BAL הוכח להיות סמן רגיש של חדירות ריאתי כמו גודלו הוא קטן יותר מאשר חלבונים בסרום אחרים. בנוסף, אלבומין ניתן להעריכם במגוון דרכים מבחני colorimetric מבחני ELISA ספציפיים. 7 -Xref "> 9
ברונכואלוואולרית שטיפה משמשת במסגרות קליניות לזהות פגיעת ריאות כמו חלבוני פלזמת סמנים של דלקת נמצאים בכמויות מזעריות בתוך החללים המכתשית של ריאות בריאות. מוגבה BAL חלבונים פלזמה מראה על הפסד של תפקוד המחסום אנדותל. 10
כדי להבהיר את הפתופיזיולוגיה של שאיפת חומצת קיבה, חשוב לפתח ולאפיין במודל חיה במסגרת מגבלותיו. הגדרת תנאים הקשורים לפציעת ריאות קטלנית חריפה מקסימלי המחקים אירוע שאיפה (כלומר, pH, ונפח לשאוב מנוהל), אחד צריך לצמצם את השוני הפנימי במודלי שאיפת קיבה כגון / ALI. פציעה ריאות קטלני מקסימלי בעכברים מתרחשת לאחר השאיפה של 3.6 מ"ל / ק"ג של pH 1.25 HCl, המדמה חומצת קיבה. 11 שאיפת חומצת קיבת משנה עצמאי אישור נוזל המכתשית של ריאתי זרימת דם או סינון וסקולרית. 12 מאפייני Histopathological של שאיפת חומצת הקיבה / פציעה עליי הן תגובה דלקתית חריפה עם אזורים בלתי סדירים של דלקת neutrophilic, דימום המכתשית, אינטרה-מכתשים ובצקת ביניים. כדי לשפר את הפיזור של החומצה הידרוכלורית גורם חבלה למספר המקסימאלי של alveoli, אחד צריך ליזום נשיפה נאלצה לפני ההחדרה. זה מקל על פיזור הנאדיות דיסטלי ומייצר פציעת ריאות מקסימלי אל alveoli. תמרון נשיפה זה מופק על ידי דחיסה היקפית של ההחדרה פוסט חזה ולשחרר. זוהי גרסה שונה של טכניקה תוקפת מודל עכברוש אספקת אדנו להלשין ריאות שהמחישו את הפיזור של חלבון פלואורסצנטי ירוק (Ad-CMV-mNLS-HSV1sr39tk-egfp) אל הנאדיות דיסטלי, ובכך לספק רכב פגיע המיועד אתרים (למשל, alveoli). 13
ve_content "> ישנם מספר יתרונות ניצול שיטת ההנשמה הפתוחה החדרת שאיפת חומצה הידרוכלורית לעומת יישום שאיפת חומצה הידרוכלורית ישיר לתוך הלוע התחתון. החדרה לא פולשני דרך הלוע התחתון היא השיטה הקלה ופולשני לפחות למסיירת שאיפת חומצה הידרוכלורית אל ריאות של חיות קטנות. עם זאת, בשל pH הנמוך מאוד הנדרש של לשאוב כדי לייצר פגיעת ריאות קטלנית מקסימלי, כל ההחדרה הבאה ריפלוקס תובלנה לתנאים חסימתית הליך פוסט למשל, בצקת בגרון, laryngospasm, נשל של אפיתל דרכי נשימה העליונה. בשינה באמצעות שיטת ההנשמה הפתוחה, חומצה הידרוכלורית היא מסוגל באופן עקבי להגיע לאזור הממוקד (למשל, דרכי נשימת דיסטלי ו צקי המכתשית) ובכך משכפל את המנגנון עליי. אפשר לשפר עליי ידי שילוב שאיפת חומצה הידרוכלורית עם תמרון גיוס alveoli באמצעות אוויר בולוס "רודף "במהלך administrat חומצה הידרוכלוריתיוֹן. תמרון זה פותח alveoli atelectatic לאחר התחלת הרדמה נדיפים. תמט ריאות הן סיבוכים ידועים משאיפת הרדמה נדיפים הנגרמת מירידת טונוס שרירים חלק אשר מעכב את הפונקציה של פעילי שטח וגורם החיה יש כרכים גאות נמוכים המוביל התאמת V / Q. האוויר "רודף" משווה ל תמרון גיוס המכתשית בשימוש קבוע בחדר הניתוח על לחולים לאחר הליך כירורגי. תמרון הגיוס מספק שטח גדול יותר לניזקים מכוונים ומסייע פיזור של החומצה הידרוכלורית אל דרך הנשימה ואת alveoli דיסטלי. אפשר להעריך החדרה intratracheal מוצלחת ידי הערכת קצב נשימה, לאחר שובו של נשימה ספונטנית כמו זו ידועה להגדיל המשלוח הבא של החומצה הידרוכלורית.אנו משתמשים 5 סך מ"ל NS כדי שטיפה הריאות במרווחים של 1 מ"ל. למרות TLC הרגיל של עכבר הוא 1 מיליליטר הנפח הגדול המשמש מבטיח התאוששות שלהכמות המקסימלית של אלבומין כדי לכמת את הפגיעה. חשוב לקחת בחשבון כי זה יהיה לדלל את החלבונים ועל אחת כמה וכמה מתווכים פרו-הדלקתיים כפי שהוא בדרך כלל בסדר גודל של pg / mL בנסיבות רגילות. ההשתנות יכולה להיות מתנה על ידי עיבוד עקבי של נוזל BAL. כאשר ניצול שיטה זו, חיות בקרת ניצול ניתוח דמה צריכות להתבצע על מנת לערוך השוואות מתאימות כמו צינור הנשימה עצם מייצרת דלקת.
גישה חלופית כדי מתן הרדמה נאותה לעכברים תהיה באמצעות זריקת intraperitoneal של קטמין ו xylazine לעומת משאיפת isoflurane כנייר זה מתאר. אפשרות זו מוטב להשאיר החוקר המבוסס על רמת הנוחות שלהם בביצוע בשיטה חלופית זו. יתרונות כלולים אינטראקציות ממוזערות עם תגובה חיסונית כמו הרדמה נדיפים ידועות לשנות פיזיולוגיה רגילה של מערכת חיסון.
Therדואר כבר התקדמות הרבה שיטות אינטובציה השתמשו בעכברים, אשר דורשות חקירה נוספת כדי לשחזר את histopathology מהימן של עלי האנושי. החששות קיימים עם טכניקות אינטובציה כוללים: מיקום הטובוס נכון מעבר מייתרים ומעלה קארינה; laryngospasm סימפונות; וטראומה בגרון נגרמת על ידי הטכניקה עצמה. הללו נפתרות בשיטת ההנשמה הפתוחה כי שיטה זו מעסיקה. שיטה זו אינה נטולת מגבלות אולם כמו הקנה עוצמה מייצר החדרת פציעה וחומצה מבוצעת עם מחט זריקה עשוי להגביר עוד יותר את הסיכון לפציעה חמורה. עכברים ערים מהליך זה עם כאב, אשר לאחר מכן מחמיר hypovolemia סביב הניתוח שלהם משני חוסר השתייה. ככזה, שיטה זו מספקת אלטרנטיבה טכניקות אינטובציה, אשר יכול להקטין את כמות פציעה אם מבוצע כהלכה.
לסיכום, מודל זה חי מעסיק tracheost פתוחהחדרת חומצה הידרוכלורית omy מדמת שאיפת חומצת קיבה כדי לקדם את ההבנה של הפתופיזיולוגיה ALI אדם, ואת ההתפתחות הבאה של ARDS. כמו מנגנונים פיזיולוגיים אדם הם ייחודיים, אין חיית מודל אחת מתרבה כל המאפיינים של עלי. עם זאת, אם המאפיינים של מודל Murine עליי זה או כל מודל חיה מתפרשים בגבולות והיקף המודל, הנתונים המופקים יכולים לספק בדיקות ממוקדות של מרכיבים העיקריים של תגובת פציעת ריאות בבני אדם. החוקר חייב להתגבר על המגבלות משותפות למודלים של עלי ולהשתמש מתאים ביותר כדי לבדוק את ההשערה שלהם ולהיות מודע על ההבדלים בין המודל המשמש ובני האדם. 9
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| syringe, 1 cc | Becton Dickinson | 309628 | |
| syringe, 5 cc | Becton Dickinson | 309646 | |
| needle, 22 G x 1 1/2" | Becton Dickinson | 305159 | |
| needle, 26 G x 1 1/2" | Becton Dickinson | 305111 | |
| 1-O Braided Silk Suture | Harvard Apparatus | 517730 | |
| 3" Curved tissue serrated forceps | Fine Science Tools | 11065-07 | |
| 3" Curved tissue "toothed" forceps, 1 x 2 teeth | Fine Science Tools | 11067-07 | |
| 4" curved micro dissecting scissors | Fine Science Tools | 14061-10 | |
| bone cutting spring scissors | Fine Science Tools | 16144-13 | |
| 3 1/2" curved locking hemostat | Fine Science Tools | 13021-12 | |
| Disposable Skin Stapler | 3M | DS-25 | |
| tracheal cannula (20 gauge x 1/2" stainless steal tubing adapter) | Becton Dickinson | 408210 | |
| 60-degree Incline Dissection Board | |||
| 0.5% Bupivacaine | |||
| Isoflurane | |||
| Betadine and "Q-tip" cotton applicator |
References
- Knight, P. R., Rutter, T., Tait, A. R., Coleman, E., Johnson, K. Pathogenesis of gastric particulate lung injury: a comparison and interaction with acidic pneumonitis. Anesth Analg. 77 (4), 754-760 (1993).
- Raghavendran, K., Nemzek, J., Napolitano, L. M., Knight, P. R. Aspiration-induced lung injury. Crit Care Med. 39 (4), 818-826 (2011).
- Rubenfeld, G. D., et al. Incidence and outcomes of acute lung injury. N Engl J Med. 353 (16), 1685-1693 (2005).
- Kennedy, T. P., et al. Acute acid aspiration lung injury in the rat: biphasic pathogenesis. Anesthesia & Analgesia. 69 (1), 87-92 (1989).
- Kudoh, I., et al. The effect of pentoxifylline on acid-induced alveolar epithelial injury. Anesthesiology. 82 (2), 531-541 (1995).
- Prophet, E. B., Mills, B., Arrington, J. B., Sobin, L. H. Laboratory methods in histotechnology. , American Registry of Pathology. (1995).
- Kyriakides, C., et al. Membrane attack complex of complement and neutrophils mediate the injury of acid aspiration. J Appl Physiol. 87 (6), 2357-2361 (1999).
- Yoshikawa, S., et al. Acute ventilator-induced vascular permeability and cytokine responses in isolated and in situ mouse lungs. J Appl Physiol. 97 (6), 2190-2199 (2004).
- Eyal, F. G., Hamm, C. R., Coker-Flowers, P., Stober, M., Parker, J. C. The neutralization of alveolar macrophages reduces barotrauma-induced lung injury. FASEB J. 16 (4), 410-411 (2002).
- Hermans, C., Bernard, A. Lung epithelium-specific proteins: characteristics and potential applications as markers. Am J Respir Crit Care Med. 159 (2), 646-678 (1999).
- Segal, B. H., et al. Acid aspiration-induced lung inflammation and injury are exacerbated in NADPH oxidase-deficient mice. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 292 (3), 760-768 (2007).
- Matthay, M. A., Robriquet, L., Fang, X. Alveolar epithelium: role in lung fluid balance and acute lung injury. Proc Am Thorac Soc. 2 (3), 206-213 (2005).
- Richard, J. C., Factor, P., Welch, L. C., Schuster, D. P. Imaging the spatial distribution of transgene expression in the lungs with positron emission tomography. Gene Ther. 10 (25), 2074-2080 (2003).
