1. Ekipman
Bir daralma ölçüm cihazı temel bileşenler) Şekil 2A şematik olarak gösterilmiştir.
- Bir doku banyo. Doku banyo sıcak sıcaklığında oksijenli fizyolojik çözümü tutar. Farelerin trakea halkaları için bir ısınma çözümü, bir fritli cam balonu oksijen girişi (% 95 /% 5 O 2 / CO 2 karışımı) ve giriş ve değiştirmek için çıkış portu dolaştırmak için bir su ceketi içeren 10 ml organ banyosu kullanın çözümler. A rezervuar PSS çözeltisi% 95 arasında sabit bir köpürme 37 ° C'de su banyosunda (gösterilmemiştir). In /% 5 O 2 / CO 2 karışımı ile saklanır Çözüm borsaları, PSS çözümü nispeten hızlı çözüm döviz izin rezervuar yaklaşık 100 ml başına dakikada doku banyo girişi (alt noktası) pompalanır. Çözüm çıkış doku yarasa sabit hacim (~ 10 ml) sağlayan bir taşma noktası (üst noktası) aracılığıylaçözüm değişimi sırasında h. Biz (37 ° C korumak için) organ banyosuna ceket ile sıcak su pompalamak için bir Haake ısıtma sirkülatör kullanın. Doku banyoları tedarikçileri bir dizi elde edilen ve araştırmacının deney ihtiyaçlarına uygun boyutları ve stilleri çeşitli gelir edilebilir.
- Bir kuvvet dönüştürücü. Izometrik gerilim ölçmek için, trakeanın tüp iki paslanmaz çelik çubuklar (Şekil 2A) L-biçimli uçları üzerinde dişli. Bakım biyolojik madde ile uyumlu bir paslanmaz çelik türünü kullanmak alınmalıdır. Üst çubuk izometrik kuvvet dönüştürücü bir kelepçe ile bağlanır. Alt rot sabit bir konumda tutar trakea, ve pasif gerginlik ve / veya kas uzunluğunun ayarlanması için bir mikrometre üzerine monte edilmiştir. Trakeanın daralma preamplifier bir gerilim sinyaline dönüştürülür kuvvet dönüştürücü, üzerindeki gerginlik yaratır. Alt çubuğun ayrıca iki dikdörtgen platin levhalar (4 apart mm) t katmak için yapılandırılabilir şapka kanadını trakea (Şekil 2B). Platin plaklar trakea boyunca bir elektrik alan iletim sağlayan bir Ot S88 stimülatörü için kablolu vardır. Açık telleri ve lehim banyo solüsyonu içine metallerin liç önlemek için, Sylgard (Sylgard 184 Silikon Elastomer, Dow Corning Corp, Midland) ile kaplanmıştır.
- A / D dönüştürücüsü, bilgisayar ve toplama yazılımı. Sinyalleri preamplifikatörler bir MacLab 8 A / D sisteme kaydedilmektedir. Bu, mevcut ADInstrument Powerlab donanım eski bir sürümü. Biz deney boyunca gerilimin sürekli kayıt sağlayan programı tablosu (ADInstruments) kullanın. Trakea kas gerginliği nesil oldukça yavaştır ve bu yüzden saniyede 100 puan kazanımları yeterli bulacaksınız. Tansiyon ölçümü, her deneyden önce bilinen ağırlıkları (5 gram) kullanılarak kalibre edilir. Benzer sistemler diğer venders (örneğin, BIOPAC, GW Instruments) edinilebilir.
başlık "> 2. Trakea İzolasyon
- Doku daha önce izole kuvvet dönüştürücü bilinen ağırlıkları ile kalibre edilir, ve organ banyosunda (bakınız Tablo I) normal PSS ile doldurulur. Hava giriş O 2 / CO 2 hafif bir akış elde etmek için ayarlanır.
- İki ay veya daha eski farelerin Tracheas optimal. Genç hayvanları kullanılan fakat bu elde tracheas büyük beceri çünkü kendi küçük boyutu kuvvet dönüştürücü teller monte gerektirir olabilir. Diseksiyon önce, fareler derinden izofluran ile sedatize edilir. Forseps ile bir ayak-tutam, bir yanıt ortaya çıkarmak için mümkün olduğunda sedasyon uygun seviyeye ulaşılır. Fare hemen dör edilir Önemli bir not:. Biz Avertin (Tribromoethanol), yaygın olarak farelerde kullanılan sakinleştirici bir hava yolu düz kas gevşetici üzerinde güçlü etkileri vardır ve bu nedenle trakea daralma çalışmaları için kullanılmaması gerektiğini gözlemledim.
- Cilt (ve kürk) toraks gelen boğaz kaldırılır. Ribs sternumun tabanından, yanal (her iki tarafta) kalbin üst kesilir. Sternum ve kaburga sonra kalp / akciğer, timus, trakea (ventral) ve özefagus (- ve nefes borusu ile dorsal bağlı) ortaya çıkarmak için boğazına öne çekilir.
- Trakea bronş çatallanma altında ve yutak yukarıda keserek eksize edilir. Trakea bir buz gibi soğuk oksijenli (95/5) PSS çözeltisi (Tablo I de verilen bileşimi) içine yerleştirilir.
- Trakea çevreleyen dokuların temiz disseke edilir. Temizlik sırasında trakea yutak veya çatallanma altında tutulabilir. Ancak, dikkatli doğrudan trakea kendisine forseps uygulamamaya dikkat edilmelidir. Güzel makas çevre dokulara kesmek için kullanılabilir, ancak kesim her zaman zarar vermemek için trakea paralel yapılmalıdır. Trakea hazırlık Sylgard kaplı tabağa çatallanma altında ve yutak yukarıda tutturulmuş ise prosedürü bu bölümü (Sylgard 184 Silikon kolaylaştırılırElastomer, Dow Corning Corp, Midland).
- Çevre doku çıkarıldıktan sonra, trakea yutak altında ve bronşiyal bifurkasyon üzerinde kesilir ve hafifçe kuvvet dönüştürücü kablo üzerine monte.
- Trakea iki L-şekilli metal dişleri (Şekil 2A) içinde akıtılan edilir. Bir ucu izometrik gerilim sürekli kayıt için bir kuvvet-yerdeğiştirme transdüktör bağlanmıştır. Başka bir ucu bir mikrometre bağlanmıştır. Doku banyo sonra trakea PSS batırılır böylece ortaya çıkar. Trakea montajı trakea PSS dışında tutulur süreyi en aza indirmek için mümkün olduğunca çabuk yapılmalıdır. Uygulama ile, trakea montaj bir dakika içinde yapılır ama biz genellikle canlılık kaybını önlemek için kat daha uzun süre 3 dakikadan daha kaçınmak olabilir.
- Mikrometre yavaş ~ 10 mN (~ 1 gram-kuvveti) pasif bir gerilim elde etmek için ayarlanır. Optimal istirahat gerginliği ampirik olarak belirlendi ve ~ 5 arasında bir pasif gerginliği bulduk - 1Yüksek potasyum stimülasyon eşdeğer, maksimal yanıt 0 mN sonuçları. Bu durum, bu aralık içinde bir pasif 16,17,18 gerginliği kullanan diğer bir dizi çalışma ile tutarlıdır. İlk 5-10 dakika içinde, trakea pasif gerilimin biraz azalması (stres gevşeme fenomeni) ve mikrometre dengeleme sırasında ~ 10 mN için pasif gerginliği ayarlamak için kullanılır eğilimindedir. Trakea deneysel zorlukları önce en az 1 saat dengelenmeye izin verilir.
3. Yüksek Potasyum Stimülasyon
Aşağıdaki dengelenme, trakea yüksek potasyum PSS solüsyonu (67 mM KCl, Tablo I) ile iki kez meydan. Kasılması genellikle organ banyosu tamamen trakea dinlenmek için normal bir PSS ile birkaç kez yıkanır kararlı durum hangi zaman ulaşmak için 5-10 dakika gerekir. Potasyum kasılması, ikinci bir kez tekrarlanır ve tekrarlanabilir kasılmaları kadar üçüncü bir kez (gerekirse) elde edilir.
4. Elektrik stimülasyonu ile Uyarılmış Daralma
Trakea hazırlık elektrik alan stimülasyonu (EFS) izin veren iki dikdörtgen platin levhalar (elektrotları) arasında yer alır. EFS kasılma cevapları frekans ve gerilim bir fonksiyonudur. Aynı zamanda bu elektrot alanı ve aralarındaki mesafe gibi fiziksel parametreler tarafından etkilenir. Stimülatör gücü özellikleri de yüksek gerilim ve akım çıkışları da stimülatör maksimum ulaşabileceğiniz gibi yanıtları etkiler. Herhangi bir EFS sistemin özellikleri uyaran süreleri, frekansları, gerilimler ve darbe süreleri farklı olarak kas kasılmaları incelenerek tespit edilmelidir. Bizim deney düzeneği için, ~ 4 mm ile ayrılmış elektrotlar ve 44 V (0.5 ms baklagiller) ve 30 Hz uyarımı genliği tekrarlanabilir yakın maksimum kasılma cevapları elde etmek için en uygun bulduk.
5.. Daralma EvKolinerjik Stimülasyon tarafından oked
Eksojen olarak uygulanan bileşikler trakea yanıt kümülatif doz moda ilacın birden eklemelerle, ilgi ilacın tek bir dozunun ek ile değerlendirilir veya edilir. Trakea, bizim laboratuar rutin asetilkolin aksine, karbakol asetilkolinesteraz tarafından bozulmuş değildir, çünkü kolinerjik reseptörleri aktive karbakol kullanılır. Makul bir doz-yanıt aralığı 10 -8 10 -5 M karbakol etmektir. Log takılması bir Hill-tipi denklemi [karbakol]-kontraktil yanıt eğrisi kolinerjik 19 trakeal daralma hassasiyet ölçüsüdür EC 50 (yarı maksimal etkin konsantrasyon) bir tahmin sağlar. Bu karbakol'ün belirli bir dozda kümülatif doz yanıt eğrisinin bir parçası olarak değil, tek bir doz olarak biraz daha fazla cevap verecektir dikkati çekiyor.
6. Temsilcisi Sonuçlar
Potasyum, yüksek bir kontraktil tepkisi bir örneği Şekil 3A 'de gösterilmiştir. Daralma yaklaşık 10 dakika içinde maksimuma ulaşır, ancak daha sonra küçük bir düşüş gösterebilir. Yüksek potasyum erken yıkanma sırasında, kas çözüm hatlarında ısıtmasız PSS çözümün küçük hacimli geçici hazırlık perfuses sıra sıcaklık düşüşü nedeniyle daralma geçici bir artış gösterebilir. Bu ısıtmalı PSS rezervuar ve doku banyo bağlayan boru minimum ölü hacme sahip en aza indirilebilir, hem de nispeten hızlı bir şekilde çözüm alışverişi yaparak (genellikle biz ml / dk 100 çözümler pompa) olabilir. Her hazırlık kas kütlesi veya diseksiyon sırasında oluşan hasar farklılıklar nedeniyle kontraktil yanıt olarak bazı farklılıklar olacaktır. Şekil 3B yüksek potasyum ve karbakol ile meydan farklı kas kütlesi iki tracheas gösterir. Kolinerjik-uyarılmış kasılmaları farklı olmasına rağmen,y normalleşme sonra yüksek potasyum solüsyonu (Şekil 3C) ile yanıt benzer.
Şekil 4, tek doz (A) ve kümülatif bir artış (B) kullanılarak bir karbakol (kolinerjik) uyarılmış kasılması bir örneğini göstermektedir. Karbakol çözümler banyo doğrudan eklendi ve kabarmış gaz hızlı karıştırma yardımcı olur edilir. Tek doz (yani 1 uM, Şekil 4A) Buna ek fazlalaştı kümülatif doz-yanıt eğrisi (1 uM, Şekil 4B) sırasında eşdeğer konsantrasyon göre biraz daha büyük tepki var iyisidir. Şekil 4C kasılma gücünün bir komplo gösterir Şekil 4B verileri kullanarak karbakol konsantrasyonları bir fonksiyonu olarak. Karbakol'ün Etkileri 10 -5 M konsantrasyonda doyurabilecek. Kolinerjik agonistler kalsiyum salınımını mekanizmalar aracılığıyla kasılma başlatır rağmen, daralmanın önemli bir bileşeni de depolarizasyon aracılık ve birGerilime-bağlı kalsiyum kanalları 20 aktivasyonu.
Şekil 5A EFS-uyarılmış kasılmaların bir örnek gösteriyor. Tracheas kasılmalar bir plato (inset a1 bakınız) ulaşana kadar 0.5 milisaniye süresi, 40 Volt pulslar kullanılarak uyarılır. Stimülasyon sıklığında bir artış artan bir kasılma cevapları (frekans cevabı eğrisi Şekil 5B çizilir) neden olur. Elektrik alan stimülasyonu presinaptik sinirleri aktive ederek ağırlıklı olarak kasılmalar uyandırmak için gösterilmiştir. Bu botulinum toksini, trakea 21 EFS-uyarılmış kasılmaların çoğunluğu bloke nörotransmitter sürüm bir engelleyici etkisi ile kanıtlanır. Ayrıca, tetrodotoxin, bloklar Na + kanalları da sinir aktivitesini inhibe ettiğini ve EFS için trakeanın yanıt ortadan kaldırdığı bir ajan.

Şekil 1. T Diyagramıo bir izole trakea hazırlık sinyal yollarının büyük. Gösterilen bir trakeal düz kas hücresi innerve eden kolinerjik akson terminali. Önemli sinyal yolları IP3 reseptörleri (M3) ve cAMP azaltma (M2) yoluyla kalsiyum salınımına neden M3-ve M2-muskarinik asetilkolin reseptör aktivasyonu (mACHR) vardır. M2 reseptörleri (ve M3 reseptörleri bazı katkısı) de L-tipi voltaj bağımlı kalsiyum kanalları ve kalsiyum girişini aktive kolinerjik-uyarılmış depolarizasyon neden olur. Yaygın kontraktil ajanlar ve bunların efektörlerinin 1 vardır. yüksek potasyum (düz kas hücresi ve kolinerjik akson depolarize), 2. elektrik alan stimülasyonu (EFS, kolinerjik akson depolarizes) ve 3. Böyle asetilkolin veya karbakol gibi kolinerjik ilaçların eksojen uygulaması (doğrudan muskarinik reseptörleri aktive eder).

Şekil 2. Trakeal kasılmaları ölçmek için kullanılan ekipman Diyagramı. A. kuvvet dönüştürücü, mikrometre ve doku banyo vida klemensleri üzerinden çubuklar destek üzerine monte edilir. Trakeal halka üst ve alt çubuklar üzerinde dişli. Diyagramda, organ banyosunda (kuvvet dönüştürücü üzerine trakea montaj sırasında, yani) hazırlanması altında konumlandırılmıştır. Daralma çalışmaları sırasında, organ banyosu hazırlanması yıkanmak için dikey olarak taşınır. Elektrik alan stimülasyonu alt çubuğun B. trakea tutma tel yanal monte edilmiş iki platin levha içerecek şekilde değiştirilir. Platin plakalar bir uyarıcı elektrik telleri ile birbirine bağlanmıştır.

Şekil 3. Yüksek potasyum örnekleri (67 mM) trakeanın kasılma cevapları. (A), yüksek potasyum yinelenen, tekrarlanabilir tepkilerini gösterir. (B), iki farklı tracheas of karbakol için kontraktil tepkisi örnekleri. Normalize zaman (C) B tracheas cevapları benzeryüksek potasyum yanıt d.

Şekil 4. Karbakol indüklenen kasılmaları örnekleri. (A), tek doz kullanılarak Karbakol indüklenen kasılmaları yıkanmaya izledi. A. trakea (C) B'den Tepe kasılmaları için (B) Örnek kümülatif doz-yanıt eğrisi karbakol konsantrasyonunun işlevi olarak çizilen.

Şekil 5. Elektrik alan stimülasyonu ile uyarılmış kasılmaları örnekleri. 0.5 ms darbe, 40 volt, ve çeşitli stimülasyon frekansları kullanarak trakea kasılması (A) Elektrik alan stimülasyonu olarak gösterilir. Ankastre 30 Hz'de zaman genişletilmiş kasılmasıdır. (B) A dan Tepe kasılmaları plotte vardırstimülasyonu frekansının bir fonksiyonu olarak d.
Normal PSS
| Tuz | Conc. (MM) | Miktarı (gram / 2 L) |
| NaCl | 119 | 13.91 |
| KCl | 4.7 | 0.7 |
| KH 2 PO 4 | 1.18 | 0.32 |
| MgSO 4 x 7H 2 O | 1.17 | 0.58 |
| NaHCO 3 | 18 | 3.02 |
| EDTA | 0.026 | 0.5 M, 0.1 mL |
| Glikoz | 11 | 3.96 |
| Sakaroz | 12.5 | 8.56 |
| CaCI2 | 2 | 10 mM, 400 ml |
Yüksek K + PSS (NACl ve KCl ayarlamaları)
| Tuz | Conc. (MM) | Miktarı (gram / 2 L) |
| NaCl | 56.7 | 6.628 |
| KCl | 67 | 9.991 |
. PSS çözümleri için Tablo 1 Reçete Not:. Çözümler ultra saf su kalitesi ile, haftalık taze yapılır, ve büyüme kirlenmesini önlemek için 5 gün daha uzun süre buzdolabında saklanır.