Arto Remote ischemica precondizionamento: una tecnica neuroprotettivo nei roditori

1Discipline of Physiology and Bosch Institute, Sydney Medical School, University of Sydney
Published 6/02/2015
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Medicine

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Summary

Precondizionamento ischemico remoto (RIP) è un metodo di tessuti condizionamento contro lo stress dannoso. Abbiamo stabilito un metodo di ischemia telecomando verso l'arto posteriore, gonfiando un bracciale sfigmomanometro per 5-10 min. Le capacità neuroprotettive del RIP sono stati dimostrati in un modello di degenerazione retinica nei roditori.

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Brandli, A. Remote Limb Ischemic Preconditioning: A Neuroprotective Technique in Rodents. J. Vis. Exp. (100), e52213, doi:10.3791/52213 (2015).

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Abstract

Ischemia subletali protegge i tessuti contro successiva, ischemia più gravi attraverso la aumenta i meccanismi endogeni nel tessuto colpito. Ischemia subletali è stato anche dimostrato di upregulate meccanismi protettivi nei tessuti remoti. Un breve periodo di ischemia (5-10 minuti) nella arto posteriore dei mammiferi induce risposte auto-protettivo nel cervello, polmoni, cuore e retina. L'effetto è noto come precondizionamento ischemico remota (RIP). E 'un modo terapeutico promettente per proteggere organi vitali, ed è già in fase di sperimentazione clinica per il cuore e il cervello lesioni. Questa pubblicazione illustra un metodo minimamente invasivo controllato di fare un arto - specificamente dell'arto posteriore di un ratto - ischemico. Un sfigmomanometro sviluppato per l'uso nei neonati umani è collegato ad un misuratore di pressione manuale e utilizzato per applicare pressione 160 mmHg attorno alla parte superiore degli arti posteriori. Una sonda progettato per rilevare la temperatura della pelle è utilizzato per verificare l'ischemia, registrando il calo della temperatura della pelle causata da occlusione indotta pressione delle arterie delle gambe, e l'aumento della temperatura che segue rilascio del bracciale. Questo metodo di RIP offre protezione alla retina topo contro i danni indotti luce brillante e degenerazione.

Introduction

La sopravvivenza di più, forse tutti, i tessuti a fronte di stress metabolico può essere migliorata prima condizionata con un periodo di ischemia subletale 1,2. Precondizionamento ischemico (IP) in termini pratici è l'esposizione del tessuto di ischemia subletali, prima che le esperienze tessuto stressanti più gravi, ad esempio un successivo insulto ischemico. In modelli animali, IP fornisce una protezione notevole al cervello, retina, cuore e polmoni 3-6. Di conseguenza, le osservazioni in pazienti colpiti da ictus hanno mostrato un legame tra precedenti attacchi ischemici transitori e migliori risultati clinici 7,8. IP protegge anche fotorecettori retinici di infortuni non ischemiche 9.

L'efficacia di IP in diversi tessuti e lesioni suggerisce che sta attivando un meccanismo innato della sopravvivenza cellulare presente in tutti i tessuti. Precondizionamento ischemica del miocardio è stato suggerito di avere effetti protettivi attraverso upregulationdell'ipossia fattore inducibile (HIF), noto per regolare molte vie metaboliche attraverso il rilascio di adenosina o attraverso l'apertura di canali del potassio ATP mitocondriale 10,11. Canali di rilascio di adenosina e ATP potassio sono implicati in ischemia cerebrale ma, le indagini sui meccanismi neuroprotettivi di condizionamento ischemico fino ad oggi si sono concentrati su modifiche anti-eccitotossicità, anti-apoptotici e anti-infiammatori percorsi 12,13. Nel complesso, la comprensione del processo molecolare di condizionamento ischemico per proteggere i neuroni è limitata.

Remote tentativi ischemici precondizionamento per condizionare organi lontani criticamente importanti (cuore, cervello, polmoni) generando ischemia nei tessuti meno critiche. Precondizionamento ischemico remoto (RIP) utilizzando l'arto posteriore è stato dimostrato di essere neuroprotettivi in modelli di roditori di ictus 14-17. Il metodo descritto da noi fornisce un prot semplice, affidabile e non invasivaocol per indurre RIP.

La stragrande maggioranza dei protocolli RIP comporta dell'arto posteriore, presumibilmente perché l'arteria femorale trova nella arto posteriore superiore può essere facilmente individuabile ed accessibile per il bloccaggio chirurgici e applicazione del laccio. In arto invasiva studi ischemici per lo studio di cervello e protezione della pelle, ischemia viene indotta separando l'arteria femorale dai legamenti all'inguine e bloccaggio dell'arteria femorale 2,15,18.

L'ischemia derivante sia cuffing arto o femorale serraggio è stata confermata dai cambiamenti al lembo compresa una perdita di impulso, diminuzione della ossigenazione e un calo della temperatura cutanea. Ischemia remota può essere confermata dalla perdita del polso utilizzando laser Doppler o ultrasuoni Doppler 17-19. La temperatura cutanea può essere utilizzata come alternativa al Doppler sebbene la relazione non è lineare 20,21. Registrazioni accurate di temperatura sono comuni in laboratori e lattinaessere facilmente incorporato in studi ischemiche remoti.

Un'alternativa alla femorale serraggio chirurgia è l'induzione di ischemia utilizzando un laccio emostatico. Applicazione Tourniquet produce ischemia paragonabile a quella ottenuta con vaso di bloccaggio; Kutchner et al. rispetto invasiva arteria femorale di bloccaggio ad un laccio emostatico non invasiva e trovarono entrambi i metodi fermarono il flusso di sangue all'arto e danni alla pelle ridotta in un modello di chirurgia plastica del lembo cutaneo ischemia 18. Ammanettamento o la gamba o il braccio e di aumentare la pressione del bracciale sopra la pressione sistolica è stato trovato per essere protettivo contro il danno ischemico nei suini e nell'uomo 17,19,22.

Diverso laccio emostatico approcci per indurre a distanza ischemico include l'uso di un bracciale per la pressione arteriosa o una fascia elastica 17,22,23. Tuttavia, l'uso di un elastico per indurre ischemia è un metodo sicuro, potenzialmente dando luogo a un importo non regolata di pressione nelarto, con aumenti pressione superiori a 500 mmHg in fase di registrazione negli esseri umani 24. Inoltre, ischemia utilizzando un elastico porta a danno muscolare nei ratti dopo la rimozione del gruppo 23, come valutato da Evans Blu Dye, un marcatore in vivo delle miofibre permeabilità 25. Al contrario, la consegna di una pressione controllata per il laccio può essere raggiunto utilizzando una pressione sanguigna bracciale collegato ad un 17,19,22,26 sfigmomanometro.

In questo studio, un modello di lesione luce fotorecettori degenerazione è stato utilizzato per dimostrare l'efficacia neuroprotettiva di distanza precondizionamento ischemico. Ischemia a distanza è stato indotto subito prima infortunio leggero, e ha impedito la successiva degenerazione dei fotorecettori, come confermato da test di funzionalità della retina. Il video che accompagna dimostrerà l'applicazione di ischemia a distanza non invasivo.

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Protocol

Affermazione Etica: Il protocollo segue le linee guida per la cura degli animali dell'Università di Sydney, AEC # 5657. Anestesia è stato approvato dal comitato etico degli animali (Università di Sydney, AEC # 5657).

1. apparecchiature Preparazione

  1. Utilizzare in tempo reale il monitoraggio della temperatura della pelle. Accendere computer e hardware di acquisizione dati.
  2. Software di registrazione della temperatura aperta e regolare impostazione temperatura tra 30-35 ° C e la frequenza di campionamento per ogni 100 msec.
  3. Opzionale: Inserire termometro rettale per garantire la temperatura interna rimane stabile a 37,5 ° C.

2. Taratura del sfigmomanometro manuale

  1. Collegare neonatale bracciale a sphygmomanometer.Use un bracciale formato 2 per un 250-550 g topo. Un adattatore può essere necessario collegare il tubo del manicotto al sfigmomanometro.
  2. Sgonfiare la cuffia da una allentando la valvola di sfiato o scollegare il tubo del bracciale dal adattarsio. Assicurarsi nessuna pressione rimane nel tubo e l'ago del manometro poggia a zero all'interno dell'ovale / rettangolo.
  3. Controllare la pressione tra tubi, manometro e bracciale. Gonfiare la cuffia con pompe dolci del bulbo inflazione fino a quando si legge 100 mmHg sul manometro. Assicurarsi che la pressione rimane costante. Sgonfiare il bracciale aprendo lentamente il valore di cessione d'aria.

3. Preparazione degli animali

Nota: Gli animali che devono subire lesioni luce richiede adattamento scuro la sera prima dell'ischemia a distanza. Animali sottoposti a danno luce richiedono allevamento (luce 12 ore: Ciclo scuro (5 lux)) scuro

  1. Eseguire ischemia a distanza sia in roditori svegli o anestetizzati. Assicurarsi che gli animali hanno un tono muscolare sano. Garantire questo pizzicando dell'arto posteriore superiore per confermare che vi sia adeguata presente muscolare. Protezione RIP indotto da lesioni luce è stato testato nei ratti sedentari fino a 6 mesi di età.
  2. Preparazione anestetizzati per RIP
    1. Iniettare ratti con una iniezione intraperitoneale di 60 mg / kg di ketamina e 5 mg / kg xilazina. Controllare la profondità dell'anestesia estendendo la gamba e pizzicando la pelle sulla parte inferiore del piede. L'animale non ha riflesso se è profondamente anestetizzati. Applicare lacrime artificiali per evitare secchezza della cornea mentre sotto anestesia.
    2. Posizionare ratti sia su un pad di calore o tubi di riscaldamento acqua circolante per mantenere una temperatura costante di 37,5 ° C corpo. Posizionare il topo in posizione prona con rilievi del piede degli arti inferiori verso l'alto. Sia a destra oa sinistra arto possono essere sottoposti a ischemia a distanza.
  3. Preparazione Awake per RIP
    Nota: Awake sperimentazione animale sono necessarie due persone. Una persona trattiene l'animale e la seconda persona gestisce il sfigmomanometro manuale. Gli sperimentatori devono essere sicuri per eseguire la procedura di ritenuta aumenta il rischio di lesioni per i gestori. I ratti sottoposti a ischemia a distanza devono essere condizionati to moderazione manuale. A seconda delle indicazioni intuitive moderazione manuale dovrebbe essere progresso da 30 secondi a un massimo di 5 minuti per un certo numero di settimane. Animali timidi che non riescono ad acclimatarsi a moderazione manuale dovrebbero essere esclusi dalla sperimentazione sveglio. Infine, moderazione manuale può causare lo stress (e potenzialmente introdurre confonde allo studio) per gli animali e una coorte finzione (il posizionamento del bracciale senza infiammazione) deve essere utilizzato per interpretare con precisione i risultati dello studio RIP.
    1. Tagliare un asciugamano in 15 cm x 30-50 cm pezzo e posizionare il bordo corto perpendicolarmente alla colonna vertebrale del ratto, che copre la testa verso l'alto degli arti posteriori.
    2. Tuck il lato corto sotto il torso del ratto strettamente e cominciare ad avvolgere il topo con il lato lungo rimanente asciugamano. Fissare l'animale avvolto sotto il braccio in posizione supina. Se il ratto si svolge sotto il braccio sinistro, liberare arto destro del ratto dal telo.

4. Applicazione of Sonda temperatura cutanea

  1. Estendere la gamba del ratto che deve subire ischemia e posizionare la sonda pelle sulla zampa. Posizionare la sonda pelle a massimizzare il contatto tra la sonda di temperatura e la pelle. Spingere la sonda nel zampa e apporre la sonda con nastro di carta.
  2. Controllare la posizione della sonda pelle con il tracciamento della temperatura sul software di registrazione della temperatura. Assicurarsi che la temperatura della pelle è tra i 30-34 ° C e rimane stabile. Traccia la temperatura della pelle per 1-2 min. Regolare la sonda pelle se la temperatura è instabile o inferiore a 30 ° C.

5. Ischemia Remote

  1. Sgonfiare il bracciale e garantire la valvola dell'aria viene chiusa. Estendere la gamba e vagamente circondare il bracciale sul arto posteriore superiore. Utilizzare l'indice e pollice per estendere la gamba e le cifre inferiori per mantenere il bracciale in posizione allentata.
  2. Aumentare pressione della cuffia dell'animale anestetizzati a 160 mmHg, e in animali svegli increase la pressione del bracciale a 180 mmHg.
    Nota: La pressione sanguigna dei ratti anestetizzati varia 120-140 mmHg e sale a 160 mmHg se cosciente. Iniziare le registrazioni con il timer e temperatura del piede una volta raggiunta la pressione corretta.
    Nota: La temperatura piede dovrebbe cadere da 2 ° C dopo 5 min di pressione costante.
  3. Mantenere la posizione del bracciale sopra "ginocchio" dell'animale tutto il ischemia. La pressione del bracciale inizierà a cadere dopo pochi minuti, o se l'arto del ratto è in movimento.
  4. Pompare ripetutamente il bulbo di inflazione in brevi raffiche di mantenere la pressione del bracciale desiderata breve scoppio ripetuto di pompaggio
  5. Ischemia remota può essere consegnato in continuo tra il 5 e 15 min. Il protocollo ischemia riperfusione comprende 2 periodi di 5 minuti ischemia con un intervento 5 min di riperfusione.
  6. Sgonfiare la pressione del bracciale svitando la valvola dell'aria. Controllare la variazione di temperatura nel corso della pro ischemiaprotocollo. Rilasciare il bracciale.
  7. Continuare con la ferita sperimentazione. Animali sotto l'effetto dell'anestesia dovrà essere collocato su un pad termico. Continuare a monitorare gli animali fino ambulatoriale. Gli animali non possono essere restituiti alla casa fino a quando si cammina.

6. Luce Pregiudizio - Retina Degenerazione Modello

  1. Scuro adattare gli animali durante la notte (12-15 h). Subito dopo ischemia condizionata a distanza o ischemia remota sham (moderazione animale) posto animali in perspex alloggiamento con cibo e acqua.
  2. Accendere lampade fluorescenti (1.000 lux) situato sopra Perspex abitazioni alle 9 del mattino per 24 ore. Dopo l'esposizione alla luce, rispedire gli animali dim illuminazione ciclica per 7 giorni.

Procedure Ischemia 7. Post-remote

  1. Valutazione Vision con Elettroretinogramma (ERG):
    Nota: Il ERG set-up e il protocollo del flash seguiti Brandli e Stone 26.
    1. Scuro adattare gli animali durante la notte (12-15 ore). Sottodim illuminazione rossa anestetizzare gli animali mediante iniezione intraperitoneale di ketamina e xilazina (60 mg / kg e 5 mg / kg, rispettivamente). Midriatico (solfato di atropina 1,0%), anestesia corneale (proximetacaina 0,5%).
    2. Applicare l'idratazione corneale (Carbomero polimero) collirio subito alla cornea. Applicare gel oftalmico ad intervalli di 20 min per mantenere l'idratazione corneale.
    3. Disegnare un filo vagamente legato intorno al bulbo oculare per aiutare le registrazioni stabili ERG. Temperature Monitor utilizzando una sonda rettale e mantenere la temperatura corporea dell'animale a 37-37,5 ° C.
    4. Posizionare la testa all'interno di una sfera di integrazione Ganzfeld.
      Nota: Il Ganzfeld è uno stimolo leggero completamente programmabile che fornisce uniformi briciolo lampi da LED per l'occhio.
    5. Registrare il elettroretinogramma utilizzando 4 mm platino elettrodo positivo misura sfiorando cornea e un diametro Ag / AgCl elettrodo pellet 2 millimetri inserito in bocca. Riferimento entrambi gli elettrodi ad ago in acciaio inossidabileinserito per via sottocutanea in groppa.
    6. Segnali di registrazione con gli impostazione passa-banda di 0.3-1,000 Hz (-3 dB), con un tasso di acquisizione 2 kHz (strumenti ad). Dopo una registrazione stabile ERG è stabilito soggetto l'animale a un 10 minuti adattamento al buio prima di iniziare le registrazioni.
    7. Seguire il protocollo flash come precedentemente descritto da Brandli e Stone 26.
      1. Programmare la durata del flash (abbiamo usato lampeggia 1-2 msec in durata), e impostare l'intensità di -4.4 a 2.0 log scotto cd.sm -2. Utilizzare lampi (log 2.0 scotto cd.sm -2, 1 ms) per misurare la funzione retinica. In questo studio è il confronto tra il controllo, infortunio leggero e lesioni leggero con RIP.

8. TUNEL Assay

  1. Eutanasia animali mediante iniezione intraperitoneale di sovradosaggio fenobarbital (100 mg / kg). Enucleare gli occhi e fissare nel 4% paraformaldeide.
  2. Lavare gli occhi in PBS prima cyroprotectingocchi notte in saccarosio al 30% (w / v). Incorpora gli occhi in OCT e tagliare in 20 sezioni micron sagittali con un criostato.
  3. Eseguire il test TUNEL su sezioni retiniche con colorazione DAPI seguendo il protocollo di Maslim et al. 27
  4. Utilizzare la microscopia a fluorescenza per TUNEL conteggi della retina. Cellule TUNEL sono stati registrati dallo strato nucleare esterno (ONL); lo strato più esterno della retina, che contiene nuclei fotorecettori. In questo studio, i conteggi TUNEL stati effettuati in triplicato per ogni occhio, con 5 occhi per ciascun gruppo di trattamento.
  5. Utilizzare ANOVA per gruppo statistico confrontare gli strumenti di controllo, lesioni luce, e del pregiudizio + RIP luce ratti.

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Representative Results

Un bracciale di pressione sanguigna elevata sopra 160 mmHg blocca il flusso di sangue al arto posteriore come si vede chiaramente nella figura 1B. La mancanza di ossigenazione dei tessuti determinato una riduzione temperatura del piede dell'animale per un protocollo ischemia-riperfusione (Figura 2). La temperatura del piede (33 ° C) è stata inferiore a quella temperatura interna ed affidabile ridotta durante l'elevazione pressione della cuffia (31 ° C), che sorge quando il bracciale è stato sgonfio (32 ° C). Un solo 1.000 lux infortunio leggero è stato consegnato ad affievolirsi sollevato ratti albini con o senza telecomando precondizionamento ischemico. Funzione retinica è stata registrata e valutata utilizzando il elettroretinogramma (ERG).

L'ERG è la somma delle risposte elettrici provenienti dai neuroni interni ed esterni della retina alla stimolazione luminosa come mostrato in Figura 3. La forma d'onda ERG ha un primo picco negativo derivante da phototransduction (minimo circa 10 msec dopo light flash) definito il un onda e un grande picco positivo dalla retina interna (massimo circa 80 msec dopo il flash di luce) definito il b-wave. L'ERG dark-adattato da un normale dim sollevato ratto ha mostrato un grande fotorecettore e la risposta della retina interna a un luminoso registro 2.0 cd.sm -2 flash (figura 3A). Una settimana a seguito di infortunio luce le registrazioni ERG avuto una grave riduzione in ampiezza rispetto ai controlli, che riflette la perdita dei fotorecettori; Figura 3B. Precondizionamento dell'arto posteriore con ischemia utilizzando un protocollo riperfusione di 2 x 5 minuti immediatamente prima dell'ischemia protetto i fotorecettori da lesioni luce. Le ampiezze RIP ERG sono superiori al danno luce da solo, con una leggera riduzione del vedere un onda (Figura 3C). Deossinucleotidil transferasi etichettatura fine dUTP nick Terminal (TUNEL) test su sezioni crioconservati della retina ha confermato una riduzione delle cellule apoptotiche in luce gli animali danneggiati ricevere rel RIPanimali lesioni luce ative a sham trattati (Figura 4).

L'induzione di ischemia al arto posteriore si basa sul corretto posizionamento del bracciale, come si vede in figura 1. Un bracciale posto sotto il "ginocchio" non protegge fotorecettori da lesioni luce come riflesso nelle ampiezze ERG ridotte, vedere Figura 3D.

In conclusione, quando somministrato ischemia degli arti posteriori correttamente era in grado di proteggere i neuroni della retina da un infortunio leggero.

Figura 1
Figura 1:. Placement Cuff e effetto della pressione del bracciale sopra 160 mmHg (A) mostra l'arto posteriore e del piede prima di aumento della pressione del bracciale. (B) Indica il piede durante l'elevazione della pressione del bracciale sopra 160 mmHg. Notare la posizione della cuffia superiore al "k nee ". Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 2
Figura 2:. Temperatura del piede è ridotta durante il gonfiaggio del bracciale L'inflazione del bracciale sul arto posteriore da 2 x 5 minuti a 160 mmHg temperatura della pelle ridotti durante l'ischemia. (A) mostra la media del gruppo per 2 x 5 min a piedi RIP variazioni di temperatura. (B) mostra una temperatura del piede rappresentante (° C) l'analisi per 2 x 5 minuti di ischemia. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

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Figura 3:. RIP preserva la funzionalità della retina, come risulta dalla ERG rispetto ai ratti danni leggeri L'esposizione alla luce intensa per 24 danni hr i fotorecettori della retina. L'ERG misura la salute dei retina interna ed esterna come una risposta elettrica (ìV [mV]) per stimolazione luminosa. La risposta normale retina di log 2,0 cd.sm -2 stimolazione luminosa visto in (A). Danni fotorecettore dai risultati di luce luminosi in un ERG ampiezza minore (B). RIP è stato in grado di salvare i fotorecettori seguenti lesioni luce (C). Il posizionamento del bracciale non corretto durante il PIR non protegge fotorecettori da un infortunio (D). Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

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Figura 4: TUNEL + cellulari conta. Un grafico a barre si confrontano i risultati di gruppo per infortunio leggero, lesioni + RIP dimostrare la riduzione in apoptosi con RIP. TUNEL + cella sono stati contati in tutto l'intero arco della retina (8.000 micron). Pannello superiore: media del gruppo di + cellule TUNEL erano inferiori per RIP ratti trattati (210 ± 4.9, n = 5), rispetto al solo danno luce (255 ± 10, n = 5), p <0.01, ANOVA. Retine danneggiato (nessun pregiudizio luce) avevano molto basso (3.0 ± 1.4, n = 5) cellule apoptotiche. (A) immagine Rappresentante di luce superiore retina feriti. (B) Immagine rappresentativa di RIP-luce superiore retina feriti. (C) immagine Rappresentante di luce feriti inferiore retina. (D) immagine Rappresentante inferiore RIP-luce retina feriti. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questofigura.

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Discussion

Roditore ischemia degli arti posteriori è stata indotta con successo con uno sfigmomanometro manuale e cuff fornire neuroprotezione ai fotorecettori della retina. Un risultato in linea con ischemico condizionata indotto la protezione dei fotorecettori da un infortunio leggero 9,28.

In sostanza, l'ischemia a distanza provoca breve ossigeno privazione ai tessuti. Quindi, a distanza precondizionamento ischemico ha molte somiglianze con condizionata ischemica o tolleranza ischemica in alternativa chiamato, precondizionamento ipossico, e in una certa misura, esercizio anaerobico. Le cellule rispondono alla sfida ischemico rilasciando una grande varietà di proteine, nucleosidici e fattori di trascrizione che o offrono neuroprotezione direttamente o influenzano le cellule a diventare tolleranti successiva stress metabolico 13.

In letteratura, protocolli ischemia remoti hanno incluso una gamma di durate e frequenze. Il nostro laboratorio ha testato 5, 10,e 2 x 5 protocolli min ischemia sulla funzione normale retina 26. Di questi protocolli 2 x 5 minuti ha prodotto il più grande cambiamento di ampiezza ERG in ratti normali ed è stato selezionato per testare in un modello di danno luce. 5 min eventi ischemici brevi e ripetute hanno anche dimostrato di essere preventiva a colpi ricorrenti negli esseri umani e per ridurre le dimensioni dell'infarto in corsa sperimentale nei suini 17,22. Tuttavia, la durata più appropriata del precondizionamento ischemico sarà probabilmente dipende dal modello animale utilizzato. Per esempio, una riduzione delle dimensioni dell'infarto contro ischemia focale è stato osservato in più 2 x 15 minuti e 3 x 15 protocolli minimo, ma non a 3 x 5 min protocolli in ratti 15.

Il tempo tra IP e danno ischemico deve anche essere considerato per la neuroprotezione efficace. Due finestre temporali sono stati classificati per cardioprotezione indotta da IP. Questi sono finestra "classico", che si verifica dopo 0-12 ore e IPla "seconda finestra", che si verifica 3-4 giorni dopo IP 29. In un modello di ictus focale, PIR è risultato essere protettivo in più punti di tempo, anche fuori del classico e seconde finestre 15. Tuttavia, ci sono stati pochi studi che hanno confrontato i periodi di tempo di neuroprotezione in RIP e IP.

Un'ulteriore considerazione per la protezione ischemia a distanza è la tempistica del condizionamento, incluso se viene applicato prima di infortunio (precondizionamento) o dopo l'infortunio (postcondizionamento). La maggior parte dei test ischemia a distanza ha utilizzato precondizionamento nonostante postcondizionamento studi siano stati recentemente trovati ad essere protettivo sia neuroni della retina e cerebrali 30,31.

In sintesi, l'induzione di neuroprotezione in arto posteriore condizionata ischemica è specifico per il modello di malattia, specie animali, la durata di ischemia, e tempi di ischemia. Una revisione da Kaniora et al. provides ulteriori dettagli sulla varietà di protocolli remoti ischemia, comprese le specie, i protocolli RIP, siti RIP, modelli lesioni, delle conseguenze degli infortuni e meccanismi di protezione proposti 32.

Il bracciale minimamente invasiva sul arto posteriore permette di RIP sia sveglio e gli animali purché la temperatura del corpo viene mantenuta. In sperimentazione anestetizzato, temperatura corporea dell'animale deve essere mantenuto per prevenire l'ipotermia. Monitoraggio della temperatura interna impedirà l'animale sottoposto ipotermia o ipertermia. Ipotermia e ipertermia sono ben noti stimoli precondizionamento in entrambi i modelli di ictus e lesioni luce 33-36. Il metodo JoVE presentato può essere effettuata in animali svegli impedendo pertanto confonde temperatura corporea.

Anestetici possono introdurre un diverso insieme di confonde in RIP sperimentazione. Isoflurano può partecipare a protezione miocardio attraverso l'apertura di ch del potassio ATP-sensibiliannels, un meccanismo di protezione simile riportato nel ischemico condizionata 37. Sebbene le dimensioni dell'infarto in modelli ictus rimane ampio in animali sham trattati dato isoflurano, il meccanismo molecolare sottostante condizionata ischemico remoto può mascherare gli effetti di anestetici. La ketamina, un antagonista NMDA, ha una moltitudine di effetti protettivi in vivo 38, compreso il potenziale per prevenire eccitotossicità ai neuroni, attivare il percorso mTOR e rilasciare BDNF nel siero 39-41. La ketamina è stato segnalato per migliorare la sopravvivenza neuronale in seguito a traumi cerebrali negli esseri umani e ridurre le lesioni luce nei fotorecettori roditori 42,43. Indagini sul meccanismo della distanza di condizionamento ischemico con la pressione del sangue sveglio cuffing eviteranno confonde anestetici.

Efficace ischemia degli arti posteriori si basa sul corretto posizionamento del bracciale, consistenza della pressione del bracciale e aumento della pressione della cuffia sopra sistolic pressione sanguigna come si vede nella figura 1. Un bracciale posto sotto il "ginocchio" non protegge fotorecettori da lesioni luce come riflesso nelle ampiezze dell'elettroretinogramma ridotta (ERG). La differenza di condizionamento basato sulla posizione del bracciale è probabilmente dovuto alle differenze di massa muscolare e la vicinanza alla arteria femorale. Inoltre, gli animali dovrebbero essere standardizzati per l'età, il peso, la temperatura corporea e di genere.

In sintesi, ischemia remota può essere indotta da un polsino di pressione sanguigna non invasiva, che evita lesioni muscolari ed ha la flessibilità per la sperimentazione sveglio o anestetizzato. Remote precondizionamento ischemico è una strategia neuroprotettivo emergente e questo protocollo consentirà ulteriori studi nei suoi meccanismi e le applicazioni.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Gold series DuraShock hand aneroid sphygmomanometer Welch Allyn DS56 Manual Sphygmomanometer
Neonate [size 2] 1 tube, 10 pack Welch Allyn 5082-102-1 Limb blood pressure cuff
Luer lock adaptor Welch Allyn 5082-178 Adaptor for neonatal cuff
Thermistor pod AD Instruments ML 309 skin tempertature unit
Skin temperture probe AD Instruments MLT 422/A
Powerlab, 4 channel acquistion hardware AD Instruments PL 35044
Homeothermic blanket system with flexible probe Harvard Appartus 507222F
Towel optional: awake remote ischemia
Isoflo - 100% Isoflurane (250 ml) Abbot Animal Health 05260-05 optional: inhaltion anaesthetic remote ischemia
Ketamil - ketamine 100 mg/ml (50 ml) Troy Laboratories Pty Ltd optional: injectable anaesthetic remote ischemia
Xylium - Xylazine 100 mg/ml (50 ml) Troy Laboratories Pty Ltd optional: injectable anaesthetic remote ischemia

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References

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