Zorla Salınım Tekniği kullanarak Fare Solunum Sistemi Mekanik Değerlendirilmesi

* These authors contributed equally
Biology
 

Summary

SCIREQ Inc, Montreal, Qc; İşbu Protokol solunum sistemi mekaniği ölçümleri yanı sıra zorla salınım tekniği kullanarak farelerde inhale metakoline hava yolu duyarlılığı değerlendirilmesi (flexiVent yürütmek için gerekli prosedürleri ayrıntılı bir adım adım açıklamasını sağlar , Kanada).

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

McGovern, T. K., Robichaud, A., Fereydoonzad, L., Schuessler, T. F., Martin, J. G. Evaluation of Respiratory System Mechanics in Mice using the Forced Oscillation Technique. J. Vis. Exp. (75), e50172, doi:10.3791/50172 (2013).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Zorla salınım tekniği (FOT) kapsamlı, ayrıntılı, hassas ve tekrarlanabilir bir şekilde farelerde akciğer fonksiyonunun deneysel değerlendirilebilir güçlü, bütünleştirici ve öteleme araçtır. Bu önceden tanımlanmış, küçük genlik, genellikle kişinin hava yolu açılışında uygulanır salınımlı hava akımı dalga, tepki olarak elde basınç ve hacim sinyallerin analizi yoluyla solunum sistemi mekaniği ölçümleri sağlar. İşbu Protokol ayrıntıları yeterli bir bilgisayar kontrollü piston ventilatör (flexiVent; SCIREQ A.Ş., Montreal, Qc, Kanada) kullanarak farelerde zorla salınım ölçümleri yürütmek için gereken adımları. Hazırlık adımları, mekanik ventilasyon, akciğer fonksiyon ölçümleri ve veri analizi: açıklamasına dört bölüme ayrılmıştır. Ayrıca anestezi farelerde inhale metakoline hava yolu duyarlılığı değerlendirmek ile ilgili bilgileri, bu techniqu ortak bir uygulama içerirdiğer sonuçlar ve çeşitli akciğer patolojileri kadar uzanır e. Hava yolu hasarı bir oksidatif stres odaklı modeli yanı sıra naif farelerde elde edilen ölçümleri ve yeni araştırma alanlarında uygulamalara olarak bu aracı daha iyi karakterizasyonu ve okudu fizyolojik değişiklikler veya hastalık modellerinin anlaşılmasına katkıda nasıl göstermek için sunulmaktadır.

Introduction

Küçük hayvanlarda akciğerlerin mekanik özelliklerinin yeterli karakterizasyonu solunum bilim fare modellerin gelişen bu yana gerekli hale geldi. Zorla salınım tekniği (FOT), aynı zamanda insan konularda kullanılan bir tekniği kullanılarak yapıldığında, bu ölçümler anlamlı fizyolojik değişiklikleri incelemek için güçlü, bütünleştirici ve öteleme yaklaşım sağlamak. FOT ölçümleri, genellikle önceden tanımlanmış, küçük genlikli, öznenin hava yolu açıklığının 1 uygulanan salınımlı hava akımı dalga formu (aynı zamanda pertürbasyon veya giriş sinyali olarak da adlandırılır) ile elde edilen reaksiyon basınç ve hacim sinyalleri analiz edilmesi ile elde edilir. En basit formunda, bir FOT borusal iyi tanımlanmış bir frekansta tek bir sinüs dalga biçimi olabilir. Daha karmaşık tedirginlikler genellikle geniş bir yelpazede kapsayan özel (karşılıklı ana) frekans dalga bir seçim bir süperpozisyon oluşur. Çoklu frekans arasında ayrışmaFourier dönüşümü kullanarak bileşenleri içine giriş ve çıkış sinyalleri solunum sistemi giriş empedansı (Zrs) hesaplanması, pertürbasyon 2 dahil her frekansta, giriş ve çıkış sinyalleri arasındaki transfer fonksiyonu yani sağlar. Bu nedenle, FOT tek bir manevra 2 frekans aralığında solunum mekaniği aynı anda değerlendirilmesine olanak tanımaktadır. Empedans verilerine uydurma gelişmiş matematiksel modeller (örneğin Sabit Faz Model 3) daha sonra hava yolu (santral ve periferik) ve parankimal akciğer dokusu bağımlı parametreleri 1, 3 içine yanıt bir bölümleme izin verir. Fizyolojik yanıtı (örneğin solunum frekansı, tidal volüm, akciğer hacmi, üst solunum yolu, spontan solunum çabaları, ölçüm zamanlaması) etkileyen pek çok faktör ölçüm sistemi ve deneysel prosedürler ile kontrol ve standart olduğundan, 1 teknik kapdoğru yapacak şekilde, kesin ve tekrar elde edilebilen ölçümlerinin üretme mümkün. Bu çalışmanın amacı, bu farelerde bu tür ölçümleri yerine getirmek üzere gerekli olan prosedürün ayrıntılı bir açıklama kronolojik sağlamaktır. Hazırlık adımları (reaktif, ekipman ve konular), mekanik ventilasyon, akciğer fonksiyon ölçümleri ve veri analizi: Protokol dört bölümden oluşmaktadır. Solunum sistemi mekaniğinin temsilcisi sonuçları örnekleri verilmektedir bilgisayar kontrollü piston ventilatör (flexiVent, SCIREQ Inc, Montreal, Qc, Kanada) kullanılarak oluşturulan. Bu gibi hava yolu inflamasyonu, epitel hücre hasarı ve inhale aerosol metakolin 4 artmış hava yolu duyarlılığı ile karakterize hava yolu hasarı bir oksidatif stres odaklı model naif fareler de elde edilmiştir. Bu protokol genellikle inhale metakoline hava yolu duyarlılığı değerlendirmek için kullanılırken, diğer sonuçlar ve farklılıkları kadar uzanırastım, kronik obstrüktif akciğer hastalığı (COPD), amfizem, akciğer fibrozu, akciğer hasarı hem de insan hastalığına benzer patolojilerin transgenik fare modelleri gibi. s içeren patolojiler Bu aracı kullanarak araştırma bulgularının fizyolojik değişiklikler veya hastalık modelleri daha iyi karakterizasyonu ve anlayış yanı sıra yeni araştırma alanları doğru genişlemesine katkıda bulunabilir.

Protocol

Aşağıda açıklanan işlemler Hayvan Bakım (CCAC) günü Kanada Konseyi kurallarına uygun olarak McGill Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım Komitesi tarafından kabul edildi.

1. Hazırlık Adımları

  1. Çözümler:
    1. Metakolin: 50 mg / ml 'de bir stok çözelti hazırlayın ve 5, test edilecek olan konsantrasyonlarına göre seri dilüsyonları (1:1) olun. Çözümleri 5 nebulizing önce oda sıcaklığına getirin.
    2. Anestezik maddeler: Farklı rejimleri fareler (Tablo 1) çeşitli suşları literatürde bildirilmiştir Not:. Kürü 1 mevcut protokol kapsamında kullanılmıştır.
  2. Donanım: İşbu Protokol flexiWare 7 yazılımı tarafından desteklenen iki flexiVent nesillerin ya için de geçerlidir. Çalışma Tanımı ve Planlama, Deney Sessio: Yazılım fonksiyonları üç modül altında toplanmıştırn ve İnceleme ve Raporlama.
    1. Sistemi (flexiVent FX) ve / açmak veya yazılımı başlatın.
    2. Ilk deneme oturumu veya daha önce herhangi bir zamanda, çalışma yapısı önceden tanımlamak için Çalışma Tanımı ve Planlama modülü açın.
    3. Oluşturma yeni bir çalışma düğmesine tıklayın ve bir çalışma oluşturmak protokol anahat ve incelenecek deney grupları ve konuları tanımlamak için sihirbazı izleyin.
    4. Deney Oturum modülü açma ve çalışma ve şablon seçimi için başlangıç ​​süreci takip ederek bir deneme oturumu başlatın.
    5. Ölçüm siteye bir konu atama ve ağırlığını onaylayın.
    6. Işletim yazılımı açıklanan adımları izleyerek sistemin kalibrasyonu ile devam edin. Eğer kalibrasyon için Y-boru için kullanılacak kanül (adım 1.3.3) takmak için bir noktada istenir.
    7. Kritik adım. Repeaelde edilen kalibrasyon değerleri kabul edilebilir aralığın dışında ise t 1.2.6 adım. (Kalibrasyon değerlerinin modülü belirli kabul edilebilir aralıkları için flexiVent FX veya flexiWare 7 kullanım kılavuzuna bakın).
    8. İptal deney başlamak için hazır sürece havalandırma ve veri kayıt başlatmak ister. Bu daha ileri bir noktada başlatılabilir.
  3. Konular:
    1. Anestezik ajanların uygun dozda (Tablo 1) kullanarak konu anestezisi.
    2. Konu anestezi cerrahi bir düzeye ulaşmıştır doğrulayın. Konu bir ayak tutam herhangi bir tepki göstermelidir ve nefes düzenli ve yorucu olmamalıdır.
    3. Bir trakeotomi gerçekleştirin ve trakea cannulate.
      1. Sırtında hayvan yerleştirin ve ısı kaynağı (fare yaklaşık 45 cm aşırı ısınma önlemek için bulunan 60 watt ampul ile örneğin sıcaklık kontrollü ısıtma battaniye veya bir lamba) sağlar.
      2. Temiz inciE boğaz alkol ile alanı ve cilt kesi ve yavaşça submaksiller bezi ve kapsayan kas tabakası ayırarak trakea ortaya.
      3. Yavaşça mikro forseps bir çift kullanarak trakea kaldırın ve altında dikiş geçmek.
      4. Bu kesit olmadan trakea küçük bir kesi yapmak için gırtlak yakın kıkırdak iki yüzük arasında kesin.
      5. Kesi içine önceden kalibre kanül takın ve trakea içinde yavaşça yaklaşık 5 halkaları uzunluğu Not ilerletin:. Mevcut deneyler bir 1.2 cm uzunluğunda metal 18 gauge kanül kullanılarak yapılmıştır.
      6. Kritik adım. Sütür kullanılarak yerinde kanül sabitleyin. Eki kanül etrafında hava geçirmez bir mühür oluşturmalıdır.

2. Mekanik Ventilasyon

  1. Ventilatöre yakın hayvan getirin.
  2. Önceden tanımlanmış bir seçerek mekanik ventilasyon başlayınveya havalandırma liman işçisi bir özel havalandırma profili.
  3. Y-boru ile ventilatöre hayvan bağlayın.
  4. Kritik adım. Ventilatöre hayvan hizalayın ve trakeal kanül olası bir kanül tıkanması veya trakea büküm önlemek için ventilatör ile aynı seviyede olduğundan emin olun.
  5. Kritik Adım. Kanül yerleştirme ve ek doğrulamak için pertürbasyon adına çift tıklayarak Derin Enflasyon pertürbasyon yürütün. Bir sızıntı olmaması, sistem aşırı ses değiştirme (Şekil 1) olmadan 3 saniyelik bir süre içinde 30 cmH2O bir basınç tutmak gerekir. Bu bir kanül tıkanıklığı veya yanlış yere koyma gösterebilir olarak kaydedilen ses ve basınç izleri de hiçbir ofset belirtileri veya deformasyon ile düzgün olmalıdır.
  6. Gerekirse, kalp hızı ve vücut ısısı izleme için önemli işareti dönüştürücüler bağlayın. Veri kayıt eithe başlatılabilirbir komut dosyası ile manuel veya otomatik olarak r.

3. Akciğer Fonksiyon Ölçümler

Ölçümler veya komutları (örneğin nebülizatör aktivasyon, olay işaretleri) son derece kontrollü ve tekrarlanabilir deneysel süreci (Şekil 2) için önceden tanımlanmış veya özelleştirilmiş komut dosyalarını kullanarak otomatik hale getirilebilir. Bir dizi parametre sebebiyet veren düzensizliklerin altı aile başlangıçta konusu mekanik solunum sistemi tanımlamak için kullanılan ve belirli bir meydan okuma (Tablo 2) takip edilebilir.

  1. Kritik adım. Ölçümleri alarak başlamak için hazır olduğunda, kapalı akciğer alanları işe ve akciğer hacmi tarih standardize etmek için bir Derin Enflasyon çalıştırın.
  2. Kritik adım. Bir test ölçümü (örneğin PV-P veya PV-V) çalıştırarak spontan solunum çabaları bulunmadığı kontrol edilmelidir. Seçilen Dataset görünümünde basınç sinyali izleri dikkat edin. Adım adım PV eğrileri ilebasınç yaylaları iyi olursa aşağı sapmaları ile tanımlanmalıdır. Basınçta bir düşüş salıncak hayvandan bir nefes alma çabası (Şekil 3) işaret eder.
  3. Başlığın üzerine çift tıklayarak seçilen komut başlatın. Bu çalışmada kullanılan komut dosyaları genellikle ölçümler Dahil:
    • Üç nüsha olarak bazal ölçümler dizisi.
    • . Inhale metakolin Not hava yolu yanıt değerlendirilmesi için nebulizatör aktivasyonu: Sistem tarafından istendiğinde, nebulizatör içine serum fizyolojik veya metakolin bir çözüm yaklaşık 100 ul yükleyin. Nebulization başlar ve otomatik olarak durur.
    • Nebulizer aktivasyonunu takiben, yaklaşık 3 dakikalık bir süre boyunca yakından aralıklı ölçümler (10-15 saniye) bir dizisi.
    • Bir istem başka bir meydan okuma gerçekleştirmek ve ölçümler bir dizi tekrar Not:. B bir bez ile nebulizatör montaj içinde Kurumaetween zorluklar inspiratuar doğrultusunda bina-up damlacıkları ya da yoğunlaşma önlemeye yardımcı olabilir.
  4. Deney sonunda, havalandırma durdurmak ve bu konuda çıkarın.
  5. Işletim yazılımı bir sonraki konuya geçiş ve ağırlığını onaylayın.
  6. Kritik adım. Durulayın ve nebülizatör, adaptör, Y-boru ve konular arasında kanül kurulayın.
  7. 3.6 adımları 1.2.6 tekrarlayın.
  8. Günün sonunda, bir deneysel oturumda, kapatın. Durulayın ve kurulayın nebülizatör, adaptör, Y-boru ve kanül ve üreticinin talimatları izleyerek laboratuvar ayrılmadan önce sistem ekspiratuar valf temizlemek için unutmayın.

4. Veri Analizi

Yazılım otomatik olarak hesaplar ve bir pertürbasyon ile ilişkili parametreleri görüntüler. Ayrıca verilere matematiksel modelin uyum yansıtan belirleme katsayısı (COD) sağlar. Bir insu her veri kümesiyazılım tarafından dışlanmış olarak fficient COD etiketlenmiştir. Deneysel seans yorum, verileri yeniden analiz ve ihracat senaryoları oluşturma yazılım İnceleme ve Raporlama modülünde yapılır.

  1. İnceleme ve Raporlama modülü açın ve sadece yeterli COD sahip veri setleri dahil etmek bakımı, bir ihracat senaryo oluşturun.
  2. Gerekli parametrelerin, basınç veya akış-hacim eğrisi, ham veri kümesi sinyalleri veya bir elektronik tablo uygulaması tabi bilgi (bkz. Tablo 3) olarak ihracat.
  3. Zamanın bir fonksiyonu olarak her bir parametre ve arsa için ortalama başlangıç ​​ölçümleri tüm ölçümler (Şekil 4). Daha sonra, eğri altında kalan alan hesaplamak eğrilerinin genel profilini analiz ya da istatistiksel analiz seçebilirsiniz.
  4. Metakolin konsantrasyonu bir fonksiyonu olarak hava yolu duyarlılığı sonuçları ifade etmek için, her konu için parametre ve deneysel durumu belirli bir ya belirlemeknoktası (örneğin tepe) veya her metakolin cebine belirli bir zaman. Her deneysel koşul (Tablo 4, Şekil 5) için grup ortalamaları ve raporu veya arsa sonuçları hesaplayın.
  5. Bir normalleşme uygulayarak (örneğin% başlangıç) ya da istatistiksel analiz yapmak; Ayrıca, belirli bir parametre temel değeri (Şekil 5C PC 200) iki katına üreten konsantrasyonu hesaplanırken düşünebilirsiniz.

Representative Results

Solunum sistemi mekaniği ölçümleri. Tablo 4 flexiWare 7 yazılımı tarafından desteklenen iki flexiVent nesillerin kullanarak temel ve aşağıdaki metakolin bağlı bronş elde naif A / J fareler (12.5 mg / ml) tipik sonuçlarını gösterir. Kapalı göğüs koşullar altında yani solunum sistemi mekaniği, bir birbirine yakın şekilde (SnapShot-150, Hızlı Prime-3, sırasıyla) tek ve geniş bant frekans zorla salınım ailelerin tedirginlikler alternatif ile değerlendirildi. Havalandırma ölçümleri, Hızlı Prime-3, Prime-8 olarak benzer bir frekans aralığı kapsar sırasında durakladı ancak daha kısa bir süre (3 vs 8 sn) vardır, apne süresini kısaltmak amacıyla seçildi olduğundan, etkisini en aza indirmek kan gazları üzerine pertürbasyon ve yanıt daha iyi bir çözünürlük sağlar. Her pertürbasyon ile ilişkili parametreler automatica hesaplandıLly işletim yazılımı tarafından. Sonuçlar flexiVent sisteminin iki nesil solunum mekanik eşdeğer ölçümleri ürettiğini göstermektedir.

Akciğer yanıt Sitesi. Akciğer tepki site ayırt araştırmacı daha farmakolojik müdahale 6 potansiyel noktaları belirlemek için hem de etkilenen bölgelerde kesin olarak belirlemek için izin verir. Ölçümler yapıldığı karşı son ekspiratuar basınç 3 9 cmH2O (Şekil 6A, SnapShot-150) yükseltilmiştir Örneğin, naif A / J fareler taban direncinin bir artış göstermektedir. Bu örnekte, geniş bant FOT ölçümleri (Hızlı Prime-3) kullanımını direnç değişim için temel netleştirmek için bilgi verdi: son ekspiratuar basınç değişim ile tutarlı (R N) hava yolu direncinde bir azalmaya neden Daha yüksek bir akciğer hacminin bronchodilating etkileri ve daha büyük bir şişirme basınure (Şekil 6D) ve doku sönümleme (G; Şekil 6E) bir artış, yakından doku viskoelastisite ve muhtemelen küçük hava yolları 7 direnci yansıtan doku direnci ile ilgili bir parametre. Ikinci artan akciğer hacmi ile arttığı bilinmektedir.

Hava yolu aşırı duyarlılığı. Ardından klor gazı maruz kalma, inhale metakoline hava yolu duyarlılığı hava yolu hasarı 4 (Şekil 2) bir sonucu olarak Balb / c farelerde hava temasından göre artar. Klor özellikle epitel hücrelerinde, solunum yolları yapısal hücrelerinin yıkımına yol ve inflamatuvar hücrelerin alım indükleyen, oksidatif strese neden olduğu bilinmektedir. Şekil 5 'de temsil edildiği gibi, solunum sistemi mekanik tanımlayan tüm parametrelerde değişiklikler artan metakolin provokasyon tepki olarak görülebilir. Hava maruz bırakılan farelerde karşılaştırıldığında, farenin Klorlama maruzNe gaz FOT tüm parametreleri (Şekil 5A, 5B, 5D-5F) yanı sıra dirençte bir katlama yol açmak için gerekli olan metakolin konsantrasyonunun bir azalma ile örneklenmiş olan konsantrasyon-tepki eğrisi arasında istatistiksel olarak önemli bir sola doğru bir kayma da daha büyük bir maksimum yanıtların görüntülenir ve elastisite (PC 200; Şekil 5C). Bu sonuçlar, sırasıyla, hava yolu aşırı duyarlılığı ve klor gazı inhale metakoline aşağıdaki maruz kalma aşırı duyarlılık göstermektedir.

Diğer ölçümler. FOT ek olarak, sistem, aynı zamanda flexiVent akciğer fonksiyon 8-10 veya kardiyovasküler 11 ölçüm başka türde toplamak için kullanılabilir. Şekil 7, temel koşullarda saf A / J fareleri bir temsilci kademeli olarak, basınç tahrikli basınç-hacim eğrisini . Eğrinin sönmesi bacak üst kısmı Salazar'a-Knowles Denklem 12 için uygun olduğu > destek ve parametreler otomatik olarak yazılım tarafından hesaplanır.

Tablo 1
Tablo 1. Farelerde kullanılan anestezik rejimleri örnekleri. daha büyük bir tablo görmek için buraya tıklayın .

Tablo 2
Tablo 2'de. Farelerde akciğer fonksiyon ölçümleri için kullanılan tedirginlikler. Sisteme gerekli * Uzatma. Söz konusu aynı zamanda ölçümler sırasında kapalı bir pletismograf odası içinde olması gerekmektedir.sıska "> büyük bir tablo görmek için buraya tıklayın.

Tablo 3
Tablo 3. Tek ve geniş bant frekans zorla salınım pertürbasyon ailelerin ihraç parametrelerin örneği. daha büyük bir tablo görmek için buraya tıklayın .

Tablo 4
Tablo 4. Sistem Karşılaştırma. Akciğer mekaniği parametreleri karşılaştırılması flexiWare 7 yazılımı tarafından işletilen flexiVent sisteminin iki nesil kullanılarak toplanmıştır. Sonuçlar saf A / J fareleri (oluşturulur n = 5 / Başlangıç ​​ve aşağıdaki metakolin-kaynaklı bronş lümeninin daralması bulunan bir grup) (Mch 12.5 mg / ml). . * Gruplar tekrarlanan ölçümler için iki yönlü ANOVA ve günlük sapmaların homojenlik (; GraphPad Yazılım, San Diego, ABD GraphPad Prism, sürüm 5.03) için tek tek yanıtları 10 ile karşılaştırıldı

Şekil 1
Şekil 1. Derin bir akciğer enflasyon ekran görüntüsü. Üst paneli ventilatör piston (kırmızı iz) ve konu (gri iz) teslim hacmi yerinden ses gösterir. Alt panel 3 saniyelik bir süre içinde 30 cmH2O bir ayar basıncı artan silindir basıncı gösterir ve aynı süre için sabit tutulur.

172/50172fig2.jpg "alt =" Şekil 2 "/>
Şekil 2. Başlangıçta solunum sistemi mekaniği değerlendirmek için kullanılan tipik bir senaryo örneği.

Şekil 3,
Şekil 3,. Bir kademeli basınç-hacim eğrisinin yürütülmesi sırasında spontan inspiratuar çaba.

Şekil 4,
Şekil 4. Zaman elbette yanıt aşağıdaki inhale metakolin zorlukları artan. Toplam 5 naif kendiliğinden aşırı duyarlılığı A / J farelerin bir grubun ortalama (± standart sapma) olarak ifade edilmiştir. büyük rakam görmek için buraya tıklayın .

<p class = "jove_content" fo: keep-together.within-page = "her zaman"> Şekil 5,
Şekil 5,. Artan metakolin zorluklar klor ve hava maruz Balb / c fareleri takip solunum sistemi mekaniği değişiklikler. Tepe değeri her konuda ve deneysel durumda her parametre için tespit edilmiştir. Grup ortalamaları sonra (n = 4-6 ortalama ± standart sapma) hesaplandı. Gruplar arası farklılıklar varyans homojenliği için bireysel tepkilerin günlük 10 kullanılarak varyans analizi ile değerlendirildi. Temel bir iki katına (PC 200) üreten metakolin konsantrasyonu bireysel doz-yanıt eğrileri ve monte eğrisinin interpolasyon ikinci dereceden bir polinom uydurma ile elde edilmiştir. Veri noktaları D eksik, E ve klor maruz kalan farelerde Fverilere matematiksel modelin zayıf bir uyum yansıtan belirleme yeterince yüksek katsayıları nedeniyle yüksek iki metakolin konsantrasyonu. da büyük rakam görmek için buraya tıklayın .

Şekil 6,
6 Şekil. Havayolu ve akciğer dokusu mekanik olarak solunum yanıt bölümleme. Deneysel iz bir naif itibaren bir (1-20.5Hz) tek (2.5 Hz) ve geniş bant frekans gösteren A / J fareler iki farklı son ekspiratuar basınçlarda üç nüsha olarak solunum mekaniği salınım ölçümleri zorla (3 ve 9 cmH2O). büyük rakam görmek için buraya tıklayın

Şekil 7
Şekil 7. Temel koşullar altında naif A / J farelerde basınç-hacim eğrisi. Basınç-hacim eğrileri her fare akciğer bağımsız olarak durumun, aynı basınca kadar şişirilmiş ki emin olmak için bir kademeli basınç tahrikli pertürbasyon (PV-P) kullanılarak oluşturulmuştur. Salazar-Knowles bireysel basınç-hacim eğrileri elde denklemi parametreleri de ortalama ve bir tablo biçiminde bildirilmiştir. Sonuçlar, ortalama ± standart sapma (n = 6) olarak ifade edilmiştir.

Discussion

Bu astım ve diğer akciğer hastalıkları ile ilgili olarak hava yolu disfonksiyonu devam çalışma hastalık ve tedavi seçenekleri gelişiminin altında yatan mekanizmaları anlamak için her şeyden kalır. Model hava yolu hastalığı için farelerin kullanımı bu hastalık mekanizmaları içine anlayış kazanıyor gerekli olmuştur. Akciğer fonksiyonu ölçmek için çok önemlidir hangi güvenilir ve doğru araçları olan, bir fare kadar küçük bir konuda değerlendirme havayolu disfonksiyonu göz önüne alındığında. Ayrıca, havayolu disfonksiyonu veya tedavi edici etkisi yere anlayışlar sağlayabilen araçları olan değeri ölçülemez. FOT teknik tüm bu özellikleri bir araya getiriyor ve fizyolojik değişiklikleri değerlendirmek için güçlü, bütünleştirici ve öteleme bir yaklaşım sağlar.

Farelerde ölçüm bu tür başarılı olması için, özel ilgi, yani bir kaç adım için sistemin kalibrasyonu, endotrakeal ca direnci verilmelidirnnula, nebulizatör türünü (ve faaliyet ayarları gibi) hayvan ve akciğer hacmi tarihin standardizasyon konumlandırma. Buna ek olarak, bu konu solunum sistemi ölçümleri sırasında pasif kalır, bu geçerli bir veri kümeleri elde etmek için zorunludur. Bu apne (bkz. Tablo 1) ikna etmek için konu anestezi derin bir uçak ya da hyperventilating ile çalışan, bir kas felç ajan yönetimi tarafından elde edilebilir. İsterseniz farelerde ölçümler için gerekli becerileri elde edilirken Araştırmacılar, test yükleri ile, mastering sistemi ve işletim yazılımı başlayabilirsiniz. Daha sonra hastalık modelleri ya da tedavi edilen farelerde geçmeden önce naif hayvanlarda tekrarlanabilir sonuçlar üretmek için mantıklı olacaktır. Solunum araştırma hastalık modelleri önemli bir oranda bu alerjenler, toksinler, kirletici, sigara dumanı ya da gaz, ÖLÇME ile elde edilen sonuçlar değişkenlik gibi ajanlara hayvanların maruz içerdiğindenBu makalede açıklanan t tekniği bu nedenle kullanılan maruz kalma prosedürü etkilenmiş olabilir. Anahtar deneysel süreçlerin standardizasyonu (bilgisayar kontrollü maruz kalma ve ölçüm sistemleri 6, 13, 14 kullanarak gibi) potansiyel olarak değişkenlik azaltmada önemli bir etkisi olabilir.

Güçlü hem de teknik sınırlamaları vurgulayarak bu yazıda anlatılan örnekler naif ve klor pozlanmış farenin deneylerden elde edilen tipik sonuçlar bir seçimi temsil eder. Şekil 6, örnek olarak görülebileceği gibi, bu teknik tekrarlanabilir akciğer fonksiyon testleri üretme yeteneğine sahiptir. Benzer temel direnç değerleri fare suşları arasında rapor edilmiştir iken, elastans farklılıklar ancak 15 gözlenmiştir. Önemli değişiklikler bebek ve yetişkin farelerin 16 arasında beklenen de vardır. Böyle inci gibi in vivo fizyolojik değerlendirme, yüksek hassasiyet sonuçlar, diğer gelinceFOT tarafından oluşturulan ose, deneklerin doğal bir durum olarak bir imtiyaz ile birlikte gelir. Fenotiplendirme belirsizlik ilkesi 1 olarak adlandırılır Bu ilke, ölçümler, anestezi yapılan (veya sözlü entübe) tracheotomised ve mekanik konularda havalandırılmalıdır gereken anlamında mevcut protokol için de geçerlidir. Tekniğin bir diğer sınırlama verilerine Sabit Faz Modeli uyum bronkokonstriksiyonun orta düzeyde üzerinde kötü olduğu için veri klor maruz kalan grup için en yüksek konsantrasyonlarda mevcut değildir Şekil 5D-5F olarak gözlemlenebilir. Ancak, ciddi bronchoconstricted hayvanlar doğrudan 15 veya örneğin dikkate mekanik fonksiyonu 17 heterojen alarak, daha karmaşık matematiksel modeller uygun üçüncü taraf sonrası analiz yazılımı kullanarak Zrs analiz ederek değerlendirilebilir. Hayvanın solunum yeterince p değilseniz dışı veri setleri de görülebilirassive veya kanül direnci çok yüksek ise. Genel bir kural olarak, kanül direnç başlangıçta hayvanın direnç geçmemelidir. Büyük iç çapı ve / veya daha kısa uzunlukta bir kanül ile çalışma kanül direncini azaltmaya yardımcı olacaktır. Son olarak, farelerde FOT ölçümleri bugünkü gösteri bir zaman alan ve bu nedenle daha az etkin yöntem veya invaziv teknikler daha az göre uzunlamasına çalışmalara daha az geçerli olarak algılanabilir. Ancak ikinci bunların sonuçları temelinde olarak belirsizlik büyük bir ile ilişkili ve 1 kusurlu olarak birçok kişi tarafından görülüyor. Tekrarlanan invaziv ölçümler teknik olarak daha zor 17 olmasına rağmen, sözlü entübe hayvanlarda mümkündür.

Verilen örneklerden elde edilen sonuçlar bu mekanik solunum ölçümleri üreten flexiVent sisteminin iki nesil denkliği, hem de solunum yolu hyperreac göstermiştirinhale metakoline hassasiyet ve aşırı duyarlılık farelerde klor-maruz kaldıktan sonra. Fizyolojik değişiklikler veya hastalık modelleri, karakterize ya da anlamak için kullanıldığında tekniği ile ilgili detaylı ölçüm yönü bilginin mevcut durumu genişletmek için katkıda bulunabilir.

Disclosures

LF, TFS SCIREQ Bilimsel Solunum Cihazları Inc TFS tarafından istihdam edilen AR, aynı zamanda hisse senedi sahibi.
Bu makalenin ücretsiz erişim SCIREQ Bilimsel Solunum Cihazları, Inc tarafından desteklenmektedir

Acknowledgements

TKMcG Kanada Toraks Derneği bir öğrencilik tarafından desteklenmektedir.

YAZARLAR 'KATKISI

Tüm yazarlar yazının anlayışı yer aldı. Buna ek olarak, TKMcG, proje başlattı deneysel sonuçlar toplanan, yazının yazı ve eleştirel katkıda bulunmuştur. AR toplanan ve analiz deneysel sonuçlar, el yazması hazırlanan ve eleştirel katkıda bulunmuştur. LF deneysel sonuçlar toplanır ve yazının eleştiri katkıda bulunmuştur. TFS ve JGM yazının eleştirel katkıda bulunmuştur.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
REAGENTS
Acetyl-β-methylcholine chloride Sigma-Aldrich A-2251 Methacholine
Micro-Adson forceps, serrated 12 cm Fine Science Tools 11018-12
Moria MC31 forceps, serrated-curved Fine Science Tools 11370-31
Iris scissors-tough cut, straight 11.5 cm Fine Science Tools 14058-11
Spring scissors-2.5 mm blades, straight Fine Science Tools 15000-08
Non-sterile blunt needle (18g x ½") Brico Medical Supplies Inc. BN1805 Endotracheal cannula
Non-sterile 5-0 silk suture Seraflex IDI58000
Phosphate buffered solution Gibco 14190-144
15 ml conical tubes Starstedt SS-4001
1 ml TB syringes Becton Dickinson 309626
200 μl filter tips Biosphere 70.760.211
EQUIPMENT
flexiVent FX SCIREQ Inc. sales@scireq.com www.scireq.com
Aerogen Aeroneb nebulizer SCIREQ Inc. sales@scireq.com www.scireq.com

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bates, J. H. T., Irvin, C. G. Measuring lung function in mice: the phenotyping uncertainty principle. J. Appl. Physiol. 94, 1297-1306 (2003).
  2. Bates, J. H. T. Lung mechanics. An inverse modeling approach. Cambridge University Press. New York. (2009).
  3. Hantos, Z., Daroczy, B., Suki, B., Nagy, S., Fredberg, J. J. Input impedance and peripheral inhomogeneity in dog lungs. J. Appl. Physiol. 72, 168-178 (1992).
  4. McGovern, T. K., et al. Dimethylthiourea protects against chlorine induced changes in airway function in a murine model of irritant induced asthma. Respir. Res. 11, 138 (2010).
  5. Hayes, R. D., Beach, J. R., Rutherford, D. M., Sim, M. R. Stability of methacholine chloride solutions under different storage conditions over a 9 month period. Eur. Respir. J. 11, 946-948 (1998).
  6. North, M. L., et al. Augmentation of arginase 1 expression by exposure to air pollution exacerbates the airways hyperresponsiveness in murine models of asthma. Respir. Res. 12, (2011).
  7. Siddiqui, S., et al. Site of allergic airway narrowing and the influence of exogenous surfactant in the brown norway rat. PloS ONE. 7, e29381 (2012).
  8. Cohen, J. C., Lundblad, L. K. A., Bates, J. H. T., Levitzky, M., Larson, J. E. The "Goldilocks Effect" in cystic fibrosis: identification of a lung phenotype in the cftr knockout and heterozygous mouse. BMC Genetics. 5, 21 (2004).
  9. Shalaby, K. H., Gold, L. G., Schuessler, T. F., Martin, J. G., Robichaud, A. Combined forced oscillation and forced expiration measurements in mice for the assessment of airway hyperresponsiveness. Respir Res. 11, 82 (2010).
  10. Thiesse, J., et al. Lung structure phenotype variation in inbred mouse strains revealed through in vivo micro-CT imaging. J. Appl. Physiol. 109, 1960-1968 (2010).
  11. Amatullah, H., et al. Comparative cardiopulmonary effects of size-fractionated airborne particulate matter. Inhalation Toxicology. 24, 161-171 (2012).
  12. Salazar, E., Knowles, J. H. An analysis of pressure-volume characteristics of the lungs. J. Appl. Physiol. 19, 97-104 (1963).
  13. Balakrishna, S., et al. Environmentally persistent free radicals induce airway hyperresponsiveness in neonatal rat lungs. Particle Fibre Tox. 8, 11 (2011).
  14. Fahmy, B., et al. In vitro and in vivo assessment of pulmonary risk associated with exposure to combustion generated fine particles. Environ. Toxicol. Pharmacol. 29, 173 (2010).
  15. Duguet, A., et al. Bronchial responsiveness among inbred mouse strains. Role of airway smooth-muscle shortening velocity. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 161, 839-848 (2000).
  16. Bozanich, E. M., et al. Developmental changes in airway and tissue mechanics in mice. J. Appl. Physiol. 99, 108-113 (2005).
  17. Schwartz, B. L., et al. Effects of central airway shunting on the mechanical impedance of the mouse lung. Ann. Biomed. Eng. 39, 497-507 (2011).
  18. De Vleeschauwer, S. I., et al. Repeated invasive lung function measurements in intubated mice: an approach for longitudinal lung research. Lab Anim. 45, 81-89 (2011).
  19. Takubo, Y., et al. α1-Antitrypsin determines the pattern of emphysema and function in tobacco smoke-exposed mice. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 166, 1596-1603 (2002).
  20. Salerno, F. G., et al. Effect of PEEP on induced constriction is enhanced in decorin-deficient mice. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 293, L1111-L1117 (2007).
  21. Therien, A. G., et al. Adenovirus IL-13-induced airway disease in mice. Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 39, 26-35 (2008).
  22. Bates, J. H. T., Cojocaru, A., Lundblad, L. K. A. Bronchodilatory effect of deep inspiration on the dynamics of bronchoconstriction in mice. J. Appl. Physiol. 103, 1696-1705 (2007).
  23. Wagers, S. S., et al. Intrinsic and antigen-induced airway hyperresponsiveness are the result of diverse physiological mechanisms. J. Appl. Physiol. 102, 221-230 (2007).
  24. Collins, R. A., Sly, P. D., Turner, D. J., Herbert, C., Kumar, R. K. Site of inflammation influences site of hyperresponsiveness in experimental asthma. Respir. Physiol. Neurobiol. 139, 51-61 (2003).
  25. Bishai, J. M., Mitzner, W. Effect of severe calorie restriction on the lung in two strains of mice. Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 295, L356-L362 (2008).
  26. Song, W., et al. Postexposure administration of β2-agonist decreases chlorine-induced airway hyperreactivity in mice. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 45, 88-94 (2011).
  27. Hirota, J. A., Ellis, R., Inman, M. D. Regional differences in the pattern of airway remodeling following chronic allergen exposure in mice. Respir. Res. 7, 120 (2006).
  28. Llop-Guevara, A., et al. In vivo-to-in silico iterations to investigate aeroallergen-host interactions. PloS ONE. 3, e2426 (2008).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics