Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Bilinçli Sıçanlarda Renal Kan Akışının Uzun Süreli Sürekli Ölçümü

2.2K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/63560

⸱

8 Şubat 2022

 , 
1Department of Physiology, Medical College of Wisconsin

Bu makalede

Özet

Mevcut protokol, bilinçli sıçanlarda böbrek kan akışının uzun süreli sürekli ölçümünü ve aynı anda implante edilmiş kateterlerle (sıvı dolu veya telemetri ile) kan basıncının kaydedilmesini açıklamaktadır.

Özet

Böbrekler, vücut sıvılarının homeostazını korumada çok önemli bir rol oynar. Böbrek kan akımının (RBF) düzenlenmesi, böbrek fonksiyonlarında filtrasyon ve metabolizmanın hayati fonksiyonları için gereklidir. Anestezi uygulanan hayvanlarda, böbrek perfüzyonunun düzenlenmesinden sorumlu mekanizmaları belirlemek için çeşitli koşullar altında RBF'yi ölçmek için birçok akut çalışma yapılmıştır. Bununla birlikte, teknik nedenlerden dolayı, RBF'yi uzun süreler boyunca kısıtlanmamış unnesthetize sıçanlarda sürekli olarak (24 saat / gün) ölçmek mümkün olmamıştır. Bu yöntemler, RBF'nin haftalar boyunca sürekli olarak belirlenmesini sağlarken, aynı zamanda implante edilmiş kateterlerle (sıvı dolu veya telemetri ile) aynı anda kan basıncını (BP) kaydeder. RBF izlemesi, çalışma boyunca sıçanın sınırsız hareketini sağlayan dairesel servo kontrollü bir sıçan kafesine yerleştirilen sıçanlarla gerçekleştirilir. Aynı zamanda, akış probu ve arteriyel kateterlerden gelen kabloların karışması önlenir. Sıçanlar ilk önce sol renal arter üzerine ultrasonik bir akış probu yerleşimi ve sağ femoral artere implante edilen bir arteriyel kateter ile alet edilir. Bunlar deri altından boynun ensesine yönlendirilir ve RBF ve BP'yi ölçmek için sırasıyla akış ölçere ve basınç dönüştürücüsüne bağlanır. Cerrahi implantasyonu takiben, sıçanlar en az bir hafta boyunca iyileşmek ve ultrasonik prob kayıtlarını stabilize etmek için hemen kafese yerleştirilir. İdrar toplama da bu sistemde mümkündür. Sürekli monitörizasyon için cerrahi ve cerrahi sonrası prosedürler bu protokolde gösterilmiştir.

Giriş

Böbrekler vücut ağırlığının sadece% 0.5'idir, ancak kan akışı bakımından zengindir ve toplam kalp debisinin% 20-25'ini alır1. Renal kan akışının (RBF) düzenlenmesi böbrek fonksiyonu, vücut sıvısı ve elektrolit homeostazının merkezindedir. Kan akımının böbreğe düzenlenmesinin önemi, tek taraflı nefrektomi sonrası kalan böbrekte RBF'nin önemli ölçüde artması 2,3,4 ve böbrek yetmezliğinde ortaya çıkan RBF'nin azalması 5,6,7 ile güzel bir şekilde gösterilmiştir. RBF'deki bu tür değişikliklerin, böbrek fonksiyonundaki değişikliklere veya RBF'nin azalmasına bağlı olarak fonksiyondaki bir azalmaya yanıt olarak meydana gelip gelmediğini, anestezi ile cerrahi olarak hazırlanmış hayvanlarda veya insan deneklerde tespit etmek zor olmuştur. Olayların tanımlanmış bir değişiklikten önce ve sonra belirlenebildiği ve olayların ilerlemesi sırasında aynı hayvanda gözlemlenebildiği zamansal çalışmalara ihtiyaç vardır. Hayvan ve insan çalışmalarında, RBF dolaylı olarak para-amino hippurik asit (PAH) 8,9,10'un temizlenmesi ve daha yakın zamanda ultrason9,11,12, MRI 4,13 ve PET-CT14,15 gibi görüntüleme teknikleriyle tahmin edilmiştir. Her böbreğin yararlı anlık görüntülerini veren ve hastalığın ilerlemesini takip edebilen. Küçük hayvanlarda RBF'yi anestezi olmadan ultrason veya MRI taramaları ile değerlendirmek zordur. RBF'yi aynı sıçanda bilinçli koşullar altında uzun süreler boyunca sürekli olarak ölçmek imkansız olmuştur.

Bu nedenle, mevcut protokol, daha önce açıklandığı gibi serbest hareket eden sıçanlar için sürekli kan basıncı ölçüm yöntemleriyle birleştirilen RBF'nin eşzamanlı sürekli 24 saat / gün ölçümlerini sağlayan teknikler geliştirmiştir 16,17,18,19,20,21 . Bu teknoloji, gelecekte çeşitli böbrek bozukluklarında neden-sonuç ilişkilerini incelemek için çeşitli sıçan modellerinde RBF'nin zamansal olarak değerlendirilmesine izin verir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Protokol, Wisconsin Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Tıp Fakültesi tarafından onaylanmıştır. Deneyler için ~ 8 haftalık, 200-350 g olan Dahl tuzuna duyarlı sıçanlar (erkekler ve dişiler) kullanıldı.

1. Hayvan hazırlığı

  1. Hayvan odasına sıçan için bir hareket tepkisi kafesleme sistemi, bir perivasküler akış modülü, şırınga pompası, kayıt cihazı ve yazılım (bkz.
  2. Ameliyattan en az bir hafta önce çevre, yiyecek ve su sistemine aşina olmak için fareleri kafese yerleştirin. Sıçanları ameliyattan önceki günden itibaren hızlı bir şekilde çalıştırın, çünkü yüksek mide içeriği, akış probunun sol renal artere yerleştirilmesine müdahale edebilir ve trakea aspirasyonuna neden olabilir.
  3. Femoral arteriyel kateter yapmak için PVC çimento ile 90 cm'lik poliüretan borunun (iç çapı 0,64 mm ve dış çapı 1,02 mm) ucuna 5 cm'lik bir poliüretan boru (iç çap 0,30 mm ve dış çap 0,64 mm) bağlayın (bkz.
    1. Kateterleri bir Etilen oksit sterilizatörü ile, akış probunu% 2.5 glutaraldehit ile ve cerrahi aletleri bir buhar otoklavında sterilize edin. Ameliyat masalarını, mikroskopiyi ve ışıkları% 1 sodyum hipoklorit ile silin.

2. Ameliyat

  1. RBF probunu aşağıdaki adımları izleyerek yerleştirin.
    1. Sıçanları% 2.0 -% 2.5 İzofluran ile, sıçanların ağrı uyaranına cevap vermediği dereceye kadar anestezi yapın. 37 °C'de ayarlanmış cerrahi masaya yerleştirin ve ameliyattan önce 0.09 mg / kg buprenorfin SR ve 15 mg / kg sefazolin enjekte edin (bakınız Malzeme Tablosu).
    2. Tüm karnı elektrikli bir makas ve boynun ensesinde kateter ve akışın tellerin çıkacağını kanıtladığı 7. servikal omurların etrafındaki bir bölge ile tıraş edin.
    3. Tıraştan sonra, alanı% 70 etanol,% 10 povidon-iyot ve tekrar% 70 etanol ile silin.
    4. Sıçanı eğilimli pozisyona getirin. Boynun ensesinde ve sol kanadında bir neşter kullanarak 1 cm'lik bir kesim yapın. Daha sonra, hemostatik forseps ile künt bir diseksiyon yapın ve yan kesiden boynun arkasına kadar deri altı bir boşluğu temizleyin.
    5. Akış probunu bu deri altı tünelinden boynundan yan kesiye hemostatik forseps ile geçirin.
    6. Sıçanı sırtüstü pozisyona yerleştirin. 4-5 cm'lik orta hat karın kesisi yapın.
    7. Akış probunu yerleştirmek için yeterli bir alanı ortaya çıkarmak için renal arterin etrafındaki alanı kavisli cımbızla diseke edin (bkz. Daha sonra sol quadratus lumborum kasını hemostatik forseps ile açıkça delin ve akış probunun başını karın boşluğuna çekin.
    8. Akış probunun ucunu sol renal artere bağlayın ve debimetreye bağlayın (bkz. Prob ucunun etrafına biraz jel ekleyin ve akış hızının değeri debimetrede görünecektir.
      NOT: Sıçanın büyüklüğüne bağlı olmasına rağmen, 230 g'lık bir sıçanda yaklaşık 3-5 mL / dak'lık bir akış gözlenecektir.
    9. Proba tutturulmuş polyester elyaf ağını karın duvarına yapışkan doku ile yapıştırın ve kuruyana ve yapışana kadar tutun (~ 1-2 dakika). Akış gerçekleştikten sonra, akış probunu debimetreden ayırın ve karnı tuzlu suyla ıslatılmış gazlı bezle örtün ve kateteri yerleştirme adımına geçin.
  2. Aşağıdaki adımları izleyerek femoral kateteri yerleştirin.
    NOT: Sıvı dolu bir kateter yerleştirme yöntemi, normal telemetri kurulumlarıyla aynıdır. Telemetri tercih edilmekle birlikte, arteriyel kateter bilinçli sıçandan basınç izlemeyi ve dönem kan örneklemesini sağlar.
    1. İlk olarak, kateteri salin ile doldurun ve femoral arteri diseke etmek ve açığa çıkarmak için sol uylukta bir neşter kullanarak 1 cm'lik bir cilt kesisi yapmadan önce vasküler forseps ile kelepçeleyin. Femoral arterin proksimal tarafındaki akışı bir iplikle bloke ederken, kateteri yerleştirin.
    2. Az miktarda salin ile yıkayın, uygun boyutta paslanmaz tel ile takın ve sabitlemek için kateteri bir iplikle bağlayın.
    3. Ligatür kateterin etrafına bağlandıktan sonra, kateteri boyun bölgesine getirmek için uyluktan boynun arkasına kadar paslanmaz çelik bir trokar kullanarak deri altı bir tünel oluşturun. Trapezius kasına yerleştirilen 3-0 ipek dikişle sabitleyin.
  3. Probu dikiş.
    1. Sıçanı yüzüstü pozisyona getirin ve akış probunun dairesel döngüsünü yan tarafta deri altından dikin. Yan taraftaki ve boyundaki kesiyi 4-0 cerrahi dikişle dikin (bkz.
    2. Akış probuna bir cilt düğmesi takın ve boynun arkasına 3-0 ipek ile dikin.
    3. Akış probunu tekrar akış ölçere bağlayın, RBF'yi kontrol etmek için sıçanı tekrar dorsal pozisyona çevirin ve renal arter üzerindeki konumunu optimize etmek için akış probunun son ayarlamalarını yapın.
    4. Son olarak, kası 3-0 ipek ile ve cildi 4-0 cerrahi dikişle dikin.

3. Hayvanın kurtarılması

  1. Dikkatli bir gözlemden sonra, sıçanlar anesteziden tamamen kurtulana kadar, sıçanları bir hareket tepkisi kafesleme sistemine geri döndürün, akış probunu kan akış ölçere bağlayın ve probu ve akış ölçümünü stabilize etmek için yaklaşık bir haftalık bir iyileşme süresine izin verin.
    NOT: Bu süre zarfında kayıt yapılması gerekmez.
  2. Pıhtılaşmayı önlemek için çalışma boyunca arteriyel kateterden 100 μL / s oranında sürekli olarak% 3 heparinize salin infüze edin.
  3. Akış 5-6 gün sonra stabilize olduğunda, kan akışını 0-20 mL / dak'da ölçmek için debimetre kalibrasyonunu ayarlayın ve RBF'nin sürekli kaydına başlayın.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Ortalama arteriyel basınç verileri (Şekil 1A) ve temsili bir erkek Dahl tuzuna duyarlı sıçandan alınan kan akışı verileri (Şekil 1B) gösterilmiştir. Dahl tuzuna duyarlı sıçanlar bir kolonide tutulur ve Wisconsin Tıp Fakültesi'nde yetiştirilir. Ameliyat 8 haftalıkken yapıldı ve ameliyat sırasında vücut ağırlığı 249 g idi. Sıçanlar% 0.4 NaCl diyeti ile beslendi ve diyet 10 haftalıkken% 4 NaCl diyetine değiştirildi. Ölçümlere% 4'lük bir NaCl diyetinde 3 hafta devam...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Mevcut protokol, RBF ve arteriyel basıncı haftalar boyunca sürekli olarak kaydetmek için ticari olarak temin edilebilen enstrümantasyonu kullanan bir tekniği tanımlamaktadır. Ek olarak, idrar adım 1.1'de açıklanan cihaz kullanılarak toplanabilir. Ayrıca idrardaki metabolitleri değerlendirmek ve bir arteriyel kateter implante edildiğinde, analiz için kan örneklemesi yapmak için de kullanılabilir.

Geleneksel olarak, RBF ölçümleri cerrahi olarak hazırlanmış anestezi uygulanan hayvanlarda akut ola...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.

Teşekkürler

Bu çalışma bilimsel araştırma hibeleri ile desteklenmiştir (P01 HL116264, RO1 HL137748). Yazarlar, Theresa Kurth'a tavsiyeleri ve laboratuvar yöneticisi olarak deneysel ortamın korunmasındaki yardımları için teşekkür etmek istiyor.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
1RB probuTransonik1RBultrasonik akış probu
BetadineAvrio Sağlıkpovidon-iyot
Buprenorfin SR-LABZooPharmBuprenorfin
SefazolinAPOTEXNDC 60505Sefazolin
Crile Hemostatlarİnce Cerrahi Aletler13004-14Künt diseksiyon için kanama durdurucular
İzofluranPiramalNDC 66794İzofluran
Orta Şeffaf PVC çimentoOateyPVC çimento
Mersilene polyester elyaf örgüEthiconpolyester elyaf örgü
MetriCide28MetrexSKU 10-2805%2,5 glutaraldehit
Mikro-Renatan 0,025 x 0,012Braintree ScientificMRE 025kullanım için kateter
MİNİ HYPE-WIPEGüncel Teknolojiler# 9803% 1 sodyum hipoklorit
Oatey Orta Şeffaf PVC ÇimentoOatey# 31018PVC çimento
PHD2000 şırınga pompasıHarvard aparatı71-2000şırınga pompası
Ponemah yazılımıDSIkayıt yazılımı
Precision 3630 TowerDellKayıt için bilgisayar
Raturn Bağımsız SistemBASiMD-1407bir hareket tepkisi kafesleme sistemi
RenaPulse Yüksek Sadakatli Basınç Tüpü 0.040 x 0.025Braintree ScientificRPT 040kateter için kullanım
Silikon manşetTransonikAAPC102cilt düğmesi
Cerrahi yağlayıcı steril bakteriyostatikFougera0168-0205-36jel için akış probu
TergazymeAlconoxproteaz içerdiği anyonik deterjan
TS420 Perivasküler Akış ModülüTransonikTS420perivasküler akış modülü
Vetbond3M1469SBdoku yapıştırıcısı
WinDaq yazılımıDATAQkayıt yazılımı

Kaynaklar

  1. Chonchol, M., Smogorzewski, M., Stubbs, J., Yu, A. Brenner & Rector's The Kidney. 11, Elsevier Inc. Philadelphia, PA. (2019).
  2. Chen, J. -K., et al. Phosphatidylinositol 3-kinase signaling determines kidney size. Journal of Clinical Investigation. 125 (6), 2429-2444 (2015).
  3. Sigmon, D. H., Gonzalez-Feldman, E., Cavasin, M. A., Potter, D. L., Beierwaltes, W. H. Role of nitric oxide in the renal hemodynamic response to unilateral nephrectomy. Journal of the American Society of Nephrology. 15 (6), 1413-1420 (2004).
  4. Romero, C. A., et al. Noninvasive measurement of renal blood flow by magnetic resonance imaging in rats. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 314 (1), 99-106 (2018).
  5. Basile, D. P., Anderson, M. D., Sutton, T. A. Pathophysiology of acute kidney injury. Comprehensive Physiology. 2 (2), 1303-1353 (2012).
  6. Regan, M. C., Young, L. S., Geraghty, J., Fitzpatrick, J. M. Regional renal blood flow in normal and disease states. Urological Research. 23 (1), 1-10 (1995).
  7. Ter Wee, P. M. Effects of calcium antagonists on renal hemodynamics and progression of nondiabetic chronic renal disease. Archives of Internal Medicine. 154 (11), 1185(1994).
  8. Mazze, R. I., Cousins, M. J., Barr, G. A. Renal effects and metabolism of isoflurane in man. Anesthesiology. 40 (6), 536-542 (1974).
  9. Corrigan, G., et al. PAH extraction and estimation of plasma flow in human postischemic acute renal failure. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 277 (2), 312-318 (1999).
  10. Laroute, V., Lefebvre, H. P., Costes, G., Toutain, P. -L. Measurement of glomerular filtration rate and effective renal plasma flow in the conscious beagle dog by single intravenous bolus of iohexol and p-aminohippuric acid. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 41 (1), 17-25 (1999).
  11. Wei, K., et al. Quantification of renal blood flow with contrast-enhanced ultrasound. Journal of the American College of Cardiology. 37 (4), 1135-1140 (2001).
  12. Cao, W., et al. Contrast-enhanced ultrasound for assessing renal perfusion impairment and predicting acute kidney injury to chronic kidney disease progression. Antioxidants & Redox Signaling. 27 (17), 1397-1411 (2017).
  13. Markl, M., Frydrychowicz, A., Kozerke, S., Hope, M., Wieben, O. 4D flow MRI. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 36 (5), 1015-1036 (2012).
  14. Juillard, L., et al. Dynamic renal blood flow measurement by positron emission tomography in patients with CRF. American Journal of Kidney Diseases. 40 (5), 947-954 (2002).
  15. Juárez-Orozco, L. E., et al. Imaging of cardiac and renal perfusion in a rat model with 13N-NH3 micro-PET. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 31 (1), 213-219 (2015).
  16. Mori, T., Cowley, A. W. Role of pressure in angiotensin II-induced renal injury. Hypertension. 43 (4), 752-759 (2004).
  17. Mori, T., et al. High perfusion pressure accelerates renal injury in salt-sensitive hypertension. Journal of the American Society of Nephrology. 19 (8), 1472-1482 (2008).
  18. Polichnowski, A. J., Cowley, A. W. Pressure-induced renal injury in angiotensin II versus norepinephrine-induced hypertensive rats. Hypertension. 54 (6), 1269-1277 (2009).
  19. Polichnowski, A. J., Jin, C., Yang, C., Cowley, A. W. Role of renal perfusion pressure versus angiotensin II renal oxidative stress in angiotensin II-induced hypertensive rats. Hypertension. 55 (6), 1425-1430 (2010).
  20. Evans, L. C., et al. Increased perfusion pressure drives renal T-cell infiltration in the dahl salt-sensitive rat. Hypertension. 70 (3), 543-551 (2017).
  21. Shimada, S., et al. Renal perfusion pressure determines infiltration of leukocytes in the kidney of rats with angiotensin II-induced hypertension. Hypertension. 76 (3), 849-858 (2020).
  22. Cousins, M. J., Mazze, R. I. Anaesthesia, surgery and renal function: Immediate and delayed effects. Anaesthesia and Intensive Care. 1 (5), 355-373 (1973).
  23. Cousins, M. J., Skowronski, G., Plummer, J. L. Anaesthesia and the kidney. Anaesthesia and Intensive Care. 11 (4), 292-320 (1983).
  24. Schiffer, T. A., Christensen, M., Gustafsson, H., Palm, F. The effect of inactin on kidney mitochondrial function and production of reactive oxygen species. PLOS ONE. 13 (11), 0207728(2018).
  25. Evans, R. G., et al. Chronic renal blood flow measurement in dogs by transit-time ultrasound flowmetry. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 38 (1), 33-39 (1997).
  26. Bell, T. D., DiBona, G. F., Biemiller, R., Brands, M. W. Continuously measured renal blood flow does not increase in diabetes if nitric oxide synthesis is blocked. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 295 (5), 1449-1456 (2008).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Daha fazla makale keşfet

Kan Basıncı İzlemeUltrasonik Akış ProbuKronik Hipertansiyon ModeliTelemetri KaydıRenal Arter KateterizasyonuAnestezisiz Hayvan ÇalışmasıDiurnal Kan AkışıTuza Duyarlı Sıçanlar
Bilinçli Sıçanlarda Renal Kan Akışının Uzun Süreli Sürekli Ölçümü
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.