Summary

Grabación de la presión intracavernosa para evaluar la función eréctil en roedores

Published: June 06, 2018
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Summary

Grabación de la presión intracavernosa (PIC) es un método importante para evaluar la función eréctil de animales de experimentación. Aquí, se demuestra un protocolo detallado para el procedimiento de grabación de ICP catheterizing el pene de muslos y luego eléctricamente estimulando los nervios cavernosos en ratas.

Abstract

La disfunción eréctil (ED) se define como la incapacidad para lograr o mantener una erección del pene, y esto se ha convertido en un frecuente trastorno sexual masculino. Roedores son empleados por muchos estudios para investigar la fisiología, patología de la función eréctil. La función eréctil en roedores puede evaluarse mediante la medición de la presión intracavernosa (PIC). En la práctica, la ICP puede controlarse después de la estimulación eléctrica de los nervios cavernosos (CNs). La presión arterial de la arteria carótida (la presión arterial media) se utiliza como referencia para ICP. Mediante ICP protocolos de grabación, muchos parámetros clave de la función eréctil pueden medirse de la curva de respuesta ICP. La medición de ICP proporciona más información que el test de erección peneal inducido por apomorfina y es más barata que el monitoreo telemétrico del pene del spongiosum de la recopilación de corpus, haciendo este método el más popular para evaluar la función eréctil. Sin embargo, en comparación con la prueba realizada fácilmente inducida por la APO la función eréctil, exitosas grabaciones de ICP requieren atención al detalle, práctica y adhesión al método de operación. En este trabajo, una introducción a la grabación de la ICP en las ratas se proporciona como complemento al procedimiento eficientemente.

Introduction

Se define como la incapacidad para lograr o mantener una erección del pene y se ha convertido en un trastorno sexual masculino común1. Animales de experimentación se utilizan y proporcionan modelos reproducibles para investigar la función eréctil2. Durante mucho tiempo, varios modelos de animales más grandes se han empleado para la investigación de la función eréctil3,4,5. Aunque los roedores son relativamente pequeños en comparación con otros animales, también se utilizan para el estudio de la disfunción eréctil masculina debido a que varias ventajas6. En primer lugar, las características sexuales morfológicas y funcionales de los seres humanos son recapituladas en roedores. En segundo lugar, en comparación con animales más grandes en estudios de ED, los roedores son más económicos comprar, casa y mantener. Modelos de roedores genéticamente modificados, tercer proporcionan ventajas en reproducibles y posteriores estudios conductuales y neurofisiológicos. Por lo tanto, roedores se han convertido rápidamente en los animales primarios utilizados en el estudio de la disfunción eréctil masculina.

Beneficiándose de un fondo genético puro y condiciones de cultivo constantes, modelos de roedores han proporcionado datos consistentemente reproducible5,6,7,8. Entre los numerosos estudios disponibles relacionados con muchos aspectos de las funciones eréctiles, la apomorfina (APO)-respuesta eréctil inducida y la prueba de respuesta inducida por la estimulación eléctrica ICP son los métodos más ampliamente utilizados que reflejan confiable eréctil función9,10,11,12. La prueba de la función eréctil inducida por APO, desarrollada por Heaton et al. 13, es un bioensayo que utiliza el fenómeno de que la administración de apomorfina en ratas provoca erecciones y bostezos. Como una estable, fácil y no invasiva-bioensayo para evaluar la función eréctil, la prueba de APO-inducida de la función eréctil es ampliamente utilizada en muchos estudios. Sin embargo, este ensayo no refleja adecuadamente la calidad de erecciones o los cambios dinámicos en el flujo sanguíneo asociado con una respuesta eréctil14. Las mediciones de la PIC inicialmente fueron desarrolladas por Quinlan et al. 15. en este método, se coloca un catéter en la arteria carótida para medir la presión arterial sistémica, y otro catéter se inserta en los cuerpos cavernosos crus para grabar el PIC. Antes o durante el ICP de grabación, un agente vasoactivo o estimulación de campo eléctrico del ganglio pélvico mayor (MPG) o CN fueron dados a menudo a las ratas14. Este ensayo ha sido una herramienta confiable para la evaluación de las terapias y medicamentos para la disfunción eréctil y es probable que se utilizará como método de evaluación vital en el futuro6.

En comparación con la prueba realizada fácilmente inducida por la APO la función eréctil, exitosas grabaciones de ICP requieren atención al detalle, práctica y adhesión al método de operación. Por lo tanto, presentamos una descripción detallada de cómo realizar la grabación de ICP.

Protocol

Tres meses y 18 meses en el presente estudio se utilizaron ratas Sprague-Dawley. Todos los animales se manejaron con arreglo a las directrices de los NIH para el cuidado y uso de animales de laboratorio. Procedimientos con sujetos animales fueron aprobados por el cuidado de Animal institucional local y Comité de ética, con un esfuerzo para minimizar el sufrimiento de los animales. Los protocolos fueron aprobados por el cuidado institucional del Animal y el Comité uso (IACUC) en la Universidad de tecnología de Nanjing…

Representative Results

Numerosos estudios han demostrado que la disfunción eréctil en personas de edad los varones se está convirtiendo en un problema común. Sin embargo, tratamiento médico es limitado en el manejo de envejecimiento relacionados con ED16. En modelos de roedores de ED relacionados con el envejecimiento, muchas terapias son probadas en la función eréctil de ratas envejecidas. Como hemos introducido anteriormente, la prueba de grabación de ICP podría usarse para di…

Discussion

Como una medida directa de la función eréctil, el ICP es un método fiable14. Permite la adquisición de los datos en basal ICP, pico ICP, ICP, tiempo al tiempo de erección y detumescencia, duración de la respuesta, etceterade la meseta. Además de estas directas parámetros medidos, hay algunos otros parámetros de índice: (1) “T80”, el tiempo para alcanzar el 80% del pico de ICP; (2) “D20”, el tiempo para disminuir al 20% del pico de ICP; (3) “ΔT80”, la tasa de aumento en la presi…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue financiado por los fondos de Investigación Fundamental para las universidades de Central (020814380018, 020814380077), el Consejo de becas de China (CSC, no. 201606195024), Fundación de Ciencias naturales de la provincia de Jiangsu (BK20160138) y Key Project el apoyo de ciencia y tecnología de Fundación para el desarrollo, Universidad médica de Nanjing (2014NJMUZD053).

Materials

Animal
Rats Strain: Sprague-Dawley
Age: 2-3 month
Rats Strain: Sprague-Dawley
Age: 15-18 month
Name Company Catalog Number Comments
Reagents formula
Saline Sigma-Aldrich, S7653 dissolve 8.5 gram sodium chloride in distilled water
Pentobarbital sodium solution Sigma-Aldrich, P3761 dissolve 1 gram in 100 ml saline
Povidone-iodine BTP Pharmaceutical Co. Limited 10% (V/V)
Ethanol China National Pharmaceutical Group Corporation (SINOPHARM) 70% (V/V)
Heparin Sigma-Aldrich, H3149 dissolve 20000U heparin in 100 ml saline
Name Company Catalog Number Comments
Materials
Hypodermic needle Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd.  23G
Syringe Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd 10 ml
Three-way stopcock Chengdu Instrument factory TSK 01
Electrode Chengdu Instrument factory JST-1
Catheter tube Chengdu Instrument factory PE-10, PE-50
Operating scissors Shanghai operation equipment factory J22010, J22020
Ophthalmic operating scissors Shanghai operation equipment factory Y00010, Y00020
Ophthalmic forceps Shanghai operation equipment factory JD1010, JD1020
MicroScissors World Precision Instruments WAA260
silk suture Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd.  5-0
Name Company Catalog Number Comments
Equipment
Stimulator Nanjing medease science and technology co. ltd (model 4C501H) 15 Hz, 5 ms pulse, 5 V, 60 s duration and 5 minutes interval
Multichannel signal collection processing system Nanjing medease science and technology co. ltd (model 4C501H) Blood pressure model
Pressure transducer Beijing Xin Hang Xing Ye Technology Trading Company Limited (model YP100) 40KPa

References

  1. . NIH Consensus Conference. Impotence. NIH Consensus Development Panel on Impotence. JAMA. 270 (1), 83-90 (1993).
  2. Chung, E., De Young, L., Brock, G. B. Investigative models in erectile dysfunction: a state-of-the-art review of current animal models. J Sex Med. 8 (12), 3291-3305 (2011).
  3. Lue, T. F., Takamura, T., Schmidt, R. A. Hemodynamics of erection in the monkey. J Urol. 130 (6), 1237-1241 (1983).
  4. Carati, C. J., Creed, K. E., Keogh, E. J. Autonomic control of penile erection in the dog. J Physiol. 384, 525-538 (1987).
  5. Steers, W. D., Mallory, B., de Groat, W. C. Electrophysiological study of neural activity in penile nerve of the rat. Am J Physiol. 254 (6 Pt 2), R989-R1000 (1988).
  6. Kapoor, M. S., Khan, S. A., Gupta, S. K. Animal models of erectile dysfunction. J Pharmacol Toxicol Methods. 76, 43-54 (2015).
  7. Burnett, A. L., Lowenstein, C. J., Bredt, D. S. Nitric oxide: A physiologic mediator of penile erection. Science. 257 (5068), 401-403 (1992).
  8. Oh, T. Y., Kang, K. K., Ahn, B. O. Erectogenic effect of the selective phosphodiesterase type 5 inhibitor, DA-8159. Arch Pharm Res. 23 (5), 471-476 (2000).
  9. Ouyang, B., Sun, X., Han, D. Human urine-derived stem cells alone or genetically-modified with FGF2 Improve type 2 diabetic erectile dysfunction in a rat model. PLoS One. 9 (3), e92825 (2014).
  10. Pan, F., Xu, J., Zhang, Q. Identification and characterization of the MicroRNA profile in aging rats with erectile dysfunction. J Sex Med. 11 (7), 1646-1656 (2014).
  11. Cho, M. C., Park, K., Kim, S. W. Restoration of erectile function by suppression of corporal apoptosis, fibrosis and corporal veno-occlusive dysfunction with rho-kinase inhibitors in a rat model of cavernous nerve injury. J Urol. 193 (5), 1716-1723 (2015).
  12. Hannan, J. L., Matsui, H., Sopko, N. A. Caspase-3 dependent nitrergic neuronal apoptosis following cavernous nerve injury is mediated via RhoA and ROCK activation in major pelvic ganglion. Sci Rep. 6, 29416 (2016).
  13. Heaton, J. P., Varrin, S. J., Morales, A. The characterization of a bio-assay of erectile function in a rat model. J Urol. 145 (5), 1099-1102 (1991).
  14. Mehta, N., Sikka, S., Rajasekaran, M. Rat as an animal model for male erectile function evaluation in sexual medicine research. J Sex Med. 5 (6), 1278-1283 (2008).
  15. Quinlan, D. M., Nelson, R. J., Partin, A. W. The rat as a model for the study of penile erection. J Urol. 141 (3), 656-661 (1989).
  16. Albersen, M., Orabi, H., Lue, T. F. Evaluation and treatment of erectile dysfunction in the aging male: A mini-review. Gerontology. 58 (1), 3-14 (2012).
  17. Hedlund, P., Matsumoto, K., Andersson, K. -. E. Animal Models of Erectile Dysfunction. Curr Prot Pharmacol. 29, 5.41.1-5.41.22 (2005).
  18. Giuliano, F., Bernabe, J., Rampin, O. Telemetric monitoring of intracavernous pressure in freely moving rats during copulation. J Urol. 152 (4), 1271-1274 (1994).
  19. Bernabe, J., Rampin, O., Giuliano, F. Intracavernous pressure changes during reflexive penile erections in the rat. Physiol Behav. 57 (5), 837-841 (1995).
  20. Bernabe, J., Rampin, O., Sachs, B. D. Intracavernous pressure during erection in rats: an integrative approach based on telemetric recording. Am J Physiol. 276 (2 Pt 2), R441-R449 (1999).
  21. Adachi, H., Kodama, K., Ishihara, H. Evaluation of erectile response by continuous measurement of penile diameter in rats. J Pharmacol Toxicol Methods. 41 (4), 147-152 (1999).

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Cite This Article
Pan, F., Zhang, J., Liu, Y., Lu, L., Qiu, X., Lv, K., Zhang, Q. Intracavernosal Pressure Recording to Evaluate Erectile Function in Rodents. J. Vis. Exp. (136), e56798, doi:10.3791/56798 (2018).

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