Medición de la curva de presión-volumen en mouse Pulmones

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Limjunyawong, N., Fallica, J., Horton, M. R., Mitzner, W. Measurement of the Pressure-volume Curve in Mouse Lungs. J. Vis. Exp. (95), e52376, doi:10.3791/52376 (2015).

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Abstract

En las últimas décadas el ratón se ha convertido en el modelo animal primario de una variedad de enfermedades pulmonares. En los modelos de enfisema o fibrosis, los cambios fenotípicos esenciales se evalúan mejor mediante la medición de los cambios en la elasticidad pulmonar. Para entender mejor los mecanismos específicos que subyacen a tales patologías en ratones, es esencial para realizar mediciones funcionales que pueden reflejar la patología en desarrollo. Aunque hay muchas formas de medir la elasticidad, el método clásico es el de la pulmonar total presión-volumen (PV) curva de hecho en todo el rango de los volúmenes pulmonares. Esta medición se ha realizado en los pulmones de adultos de casi todas las especies de mamíferos que datan de hace casi 100 años, y tales curvas PV también jugó un papel importante en el descubrimiento y la comprensión de la función de surfactante pulmonar en el desarrollo pulmonar fetal. Por desgracia, estas curvas totales PV no han sido ampliamente reportado en el ratón, a pesar del hecho de que pueden proporcionar información útil sobre la macroscOPIC efectos de los cambios estructurales en el pulmón. Aunque las curvas PV parciales que miden sólo los cambios en el volumen pulmonar En ocasiones se presenta, sin una medida de volumen absoluto, la naturaleza no lineal de la curva total de PV hace que estos parciales muy difíciles de interpretar. En el presente estudio, se describe una forma estandarizada para medir la curva total de PV. A continuación, hemos probado la capacidad de estas curvas para detectar cambios en la estructura de pulmón de ratón en dos patologías pulmonares común, enfisema y fibrosis. Los resultados mostraron cambios significativos en varias variables consistentes con los cambios estructurales esperados con estas patologías. Esta medición de la curva de PV de pulmón en ratones de este modo proporciona un medio sencillo para controlar la progresión de los cambios fisiopatológicos en el tiempo y el efecto potencial de los procedimientos terapéuticos.

Introduction

El ratón es ahora el modelo animal primario de una variedad de enfermedades pulmonares. En los modelos de enfisema o fibrosis, los cambios fenotípicos esenciales se evalúan mejor mediante la medición de los cambios en la elasticidad pulmonar. Aunque hay muchas formas de medir la elasticidad, el método clásico es el de la curva de presión-volumen total (PV) medida desde el volumen residual (RV) a la capacidad pulmonar total (TLC). Esta medición se ha realizado en los pulmones de adultos de casi todas las especies de mamíferos que datan de hace casi 100 años 1-3. Tales curvas PV también jugaron un papel importante en el descubrimiento y la comprensión de la función de surfactante pulmonar en el desarrollo pulmonar fetal 4-7. A pesar de la importancia de la curva de PV como una medida del fenotipo del pulmón, no ha habido una manera estandarizada para realizar esta medición. Se ha hecho simplemente inflar y desinflar el pulmón con pasos discretos (a la espera de un tiempo variable para el equilibrado después de cada) o con bombas quepuede inflar y desinflar de forma continua el pulmón. La curva de PV se hace a menudo en un rango de volumen entre cero y alguna capacidad pulmonar usuario definir, pero la duración de tiempo de cada bucle de volumen de la presión reportado por diferentes laboratorios ha sido extremadamente variable, variando desde unos pocos segundos a 8 hr 2. Algunos investigadores se refieren a esta curva total de PV de pulmón como estática o casi estático, pero estos son términos cualitativos que ofrecen poca información, y no se utilizan aquí. Además, la curva de PV no se ha informado ampliamente en el ratón, a pesar del hecho de que puede proporcionar información útil sobre los efectos macroscópicos de cambios estructurales en el pulmón.

Varias cuestiones han dado lugar a la variabilidad en la adquisición de la curva PV incluyendo: 1) la tasa de inflación y la deflación; 2) las excursiones de presión para la inflación y la deflación; y 3) los medios para determinar una medición del volumen pulmonar absoluto. En el método aquí presentes, una velocidad de 3 ml / min fue elegido como un compromise, siendo no demasiado corto como para reflejar la elasticidad dinámica asociada con la ventilación normal y no demasiado lenta como para hacer la medición poco práctico, sobre todo cuando el estudio de cohortes grandes. Desde una capacidad pulmonar total nominal en un / 6 de ratón C57BL saludable es del orden de 1,2 ml 9, esta tasa típicamente permite dos completa cerrado PV bucles que ser hecho en aproximadamente 1,5 min.

En la literatura extendida donde se han reportado las curvas PV, la presión de inflado de pico utilizado ha sido extremadamente variable, variando desde tan bajo como 20 a más de 40 cm H 2 O. Parte de esta variabilidad puede estar relacionada con las especies, pero el objetivo principal de establecer el límite de presión superior para curvas PV es para inflar el pulmón a la capacidad pulmonar total (TLC), o el volumen pulmonar máximo. El TLC en los seres humanos se define por el esfuerzo voluntaria máxima de un individuo puede hacer, pero desafortunadamente esto nunca se puede duplicar en cualquier modelo animal. Así, el volumen máximo en curvas experimentales PV es disuadirminado por una presión máxima establecido arbitrariamente por el investigador. El objetivo es establecer una presión donde la curva PV es plana, pero desafortunadamente la extremidad de la inflación de una curva de PV de pulmón de mamífero es nunca plana. Así que la mayoría de los investigadores establecen una presión donde la curva de la inflación comienza a aplanarse sustancialmente, normalmente de 30 cm H 2 O. En el ratón, sin embargo, la curva PV es aún más complejo con un doble joroba en la extremidad de la inflación, y donde esta parte la inflación es a menudo sigue aumentando vertiginosamente a 30 cm H 2 O 10, por lo que 30 no es un buen punto final para el curva PV. Por esta razón, utilizamos 35 cm H 2 O como el límite de presión para la curva PV del ratón, que es una presión a la que los miembros de inflación de todas las cepas que hemos examinado empiezan a aplanarse.

Dado que la propia curva de PV es muy no lineal, la aparición de un bucle de PV dependerá del volumen desde donde la curva comienza. Algunos ventiladores comerciales permiten a los usuarios hacer grandes bucles PV, a partir de FRC, pero si el volumen FRC es desconocida entonces es imposible interpretar los cambios en tales curva de PV con cualquier patología, ya que estos cambios podrían simplemente el resultado de un cambio en el volumen de partida, y no alteraciones estructurales en el pulmón. Por lo tanto, sin una medición de volumen absoluto, las curvas PV son casi imposibles de interpretar y por lo tanto tienen poca utilidad. Aunque, hay varias formas de medir los volúmenes pulmonares, estos son a menudo engorrosos y requieren equipo especial. En el caso simple descrito aquí, la curva PV comienza a volumen cero después de un procedimiento de desgasificación en vivo.

En resumen, este trabajo muestra un método sencillo para homogeneizar la medición curva PV pulmonar en el pulmón de ratón, y define varias métricas que se pueden calcular a partir de esta curva que están vinculados a la estructura pulmonar. Por tanto, la curva de PV proporciona una prueba de función pulmonar que tiene aplicación directa en ser capaz de detectar cambios estructurales fenotípicas en ratones con commen patologías pulmonares como el enfisema y la fibrosis.

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Protocol

El Comité de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Johns Hopkins aprobado todos los protocolos de los animales.

1. Equipos

El sistema compuesto de configurar, listo para medir la curva de PV se muestra en la Figura 1.

  1. Medición del volumen:
    1. Generar una tasa constante de la inflación y la deflación mediante el uso de una bomba de jeringa con un interruptor que permite al usuario para revertir rápidamente la bomba después de alcanzar los límites de presión. Para las curvas PV ratón, usar una jeringa de vidrio de 5 ml muy ligeramente engrasado con el volumen inicial (antes de la inflación), fijado en 3 ml de aire. 3 ml es suficientemente grande para medir los volúmenes en casi todas las curvas PV ratón.
    2. Medir el volumen suministrado por la bomba uniendo un transformador diferencial lineal a la carcasa de la bomba, con una varilla de sensor pequeño conectado al émbolo de la jeringa en movimiento.
      Nota: Un medio empíricos para corregir la compresión de gas en el sistema que se describen en el cu PVsección de grabación rve.
  2. Medición de la presión:
    1. Utilice un medidor de presión de bajo costo de serie con un rango de 0 a 60 cm H 2 O (0-1 PSI).
  3. Grabación de medición:
    1. Para grabar la curva PV utiliza ningún grabador digital con capacidades XY (por ejemplo, PowerLab). Establecer un canal para grabar la señal de volumen corregido y otro canal para grabar la presión transpulmonar (PTP), con el fin de trazar la curva PV. Utilice un preamplificador puente que se conecta a la Powerlab principal para medir la presión. Calibrar el canal de presión 0-40 cm H 2 O, y calibrar el canal de volumen 0-3 ml.

2. Corrección de Compresión de Gas

Nota: Este es un paso inicial crítico en la puesta en marcha, ya que como la presión aumenta, las disminuciones de volumen de gas, y así el volumen de aire entregado al ratón será cada vez menor que el desplazamiento de la syrbarril inge.

  1. Cierre la llave de paso que conectará la instalación fotovoltaica a los pulmones, por lo que no hay gas puede salir del sistema. Iniciar la infusión y observar si el canal de volumen corregido en la grabadora muestra los cambios mensurables como la presión aumenta a aproximadamente 40 cm H 2 O. Si es así, entonces correcta como en los pasos siguientes.
    1. Correcta para la compresión de gas empíricamente restando de la medición de desplazamiento del émbolo (es decir, el volumen no corregido) de un término proporcional a la presión de inflado. Haga esto en un canal Powerlab (llamado Vc) para mostrar la señal de volumen menos unos tiempos de coeficientes de la presión.
    2. Determinar el coeficiente en la ecuación. En primer lugar, hacer una estimación inicial, gire el gráfico grabación en, y arrancar la bomba. Desde el tubo de inflación está sellado, ajustar el multiplicador de coeficiente de presión para que el canal Vc leer cero como la presión aumenta 0-40 cm H 2 O. Si sube o baja, sólo tiene que ajustar el factor de corrección hasta quese mantiene plana en este intervalo de presión. Este factor de corrección siempre será la misma, si no se cambia las mismas 3 ml volumen de partida en la jeringa.

3. Pruebas experimentales en ratones

  1. Procedimiento para la medición de la curva de PV en ratones. Todos los animales protocolos fueron aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Johns Hopkins.
    1. Anestesiar a los ratones (C57BL / 6 ratones a los 6-12 semanas de edad) con ketamina (90 mg / kg) y xilazina (15 mg / kg), y confirmar la anestesia por la ausencia de movimiento reflejo.
      Nota: La curva de PV se puede completar en ratones anestesiados en menos de 10 min y es un procedimiento terminal.
    2. Tracheostomize los ratones con un 18 G cánula de la aguja trozo. Haga esto haciendo una pequeña incisión en la piel que cubre la tráquea, la localización de la tráquea, a continuación, hacer una pequeña abertura en la tráquea, donde se puede insertar la aguja trozo. Fije la cánula mediante la vinculación con hilo.
    3. Permitir a los ratones para respirar 100% de oxígeno durante al menos 4 min. Esto puede ser a través de la respiración espontánea de una bolsa o con un ventilador nominalmente conjunto con un volumen corriente de 0,2 ml a 150 respiraciones / min.
    4. Cierre la cánula traqueal y permitir 3-4 minutos para el ratón para absorber todo el oxígeno. Este procedimiento de absorción de oxígeno como resultado la muerte de los animales y en una desgasificación casi completa del pulmón 11. Confirmar la muerte del ratón mediante la medición del cese de los latidos del corazón con electrodos de ECG o la observación directa.
    5. Una vez que la desgasificación del pulmón es completa y el volumen de pulmón es cero, comenzar inflar el pulmón con aire de la habitación en la bomba de jeringa a una velocidad de 3 ml / min. Supervisar el trazado de la presión en la grabadora digital, y cuando llega a 35 cm H 2 O, invierta la bomba.
    6. Siga la curva de la deflación hasta que la presión alcanza negativo 10 cm H 2 O, momento en el cual las vías respiratorias se han derrumbado, atrapando el aire en los alvéolos que impiden una mayor reducción de volumen. Revertir Inmediatamente tque la bomba de nuevo, lo que permite que el pulmón se vuelva a inflar como las vías respiratorias colapsadas abrir. Esta abertura es normalmente heterogénea aparente por el ruidoso mirando extremidad de inflación en la parte inicial de esta segunda inflación.
    7. Cuando la presión vuelve a alcanzar 35 cm H 2 O, invertir la dirección de la bomba, y continuar para desinflar el pulmón hasta esta segunda extremidad deflación llega a 0 cm H 2 O. Luego parar la bomba.
    8. Ver el registro gráfico de PowerLab de presión y el flujo y la curva PV. Luego de analizar la curva PV para detectar cambios fenotípicos en parénquima pulmonar que se presentan con diferentes patologías pulmonares.

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Representative Results

Aunque el procedimiento para las curvas PV se demuestra en el vídeo sólo para los ratones sanos de control, se analizó la capacidad de la curva de PV para detectar cambios funcionales y patológicos en los ratones con dos patologías comunes diferentes, enfisema y fibrosis. Los detalles de estos modelos tradicionales describen en otra parte 12,13. Muy brevemente, después de la anestesia con 3% de isoflurano el enfisema fue causado por 3 o 6 U elastasa pancreática porcina inculcado en la tráquea y estudió 3 semanas más tarde, y la fibrosis fue causado por 0,05 U bleomicina instila en la tráquea y estudió 2 semanas después de esta insulto.

La Figura 2 muestra una curva de PV típica de un ratón control. A partir de una curva de este tipo PV, medir variables que son fáciles de cuantificar, reproducible de ratón a ratón, y el Representante de los cambios estructurales que se producen en la enfermedad pulmonar. Éstos se enumeran en la Tabla 1 y se muestran gráficamente en la Figura 2 Tabla 1 enumera estas variables, y la figura 2 ilustra la forma en que se miden a partir de la curva PV. La razón de ser de cada uno se discute más adelante.

La Figura 3 muestra las curvas PV típicos de control de representante, enfisematosa y ratones fibróticas, respectivamente. Variables medidas a partir de las curvas generadas en el control y los ratones hembra fibrótico se presentan en la Figura 4. Variables medidas a partir de las curvas generadas en ratones macho control y aquellos con 2 grados de severidad enfisema se presentan en la Figura 5. Estadística comparaciones entre grupos se analizaron ya sea con una prueba t no apareado (modelo de fibrosis) o una ANOVA y el significado nivel de una vía evaluado con la corrección de Tukey para comparaciones múltiples (modelo de enfisema). A p <0,01 fue considerado significativo.

Estos resultados muestran que los métodos utilizados aquí para obtener la medición of curvas de pulmón fotovoltaicos son útiles en ser capaz de detectar cambios en la distensibilidad del pulmón en diferentes patologías donde tales cambios estructurales se han descrito clínicamente. El enfoque y análisis genera varias variables que caracterizan a los diferentes aspectos de la curva de PV. La interpretación de lo que cada una de estas variables medidas significa se discute en más detalle en la siguiente sección.

Figura 1
Figura 1:. Experimental estableció mostrando bomba de jeringa con volumen y presión transductores Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2
Figura 2: curva PV Representante mostrando cómo ªse miden e diferentes variables en la Tabla 1. V3, V8, V10 y son los volúmenes pulmonares en la primera extremidad deflación a las 3, 8, y 10 cm H 2 O, respectivamente. V35 es el volumen 35 cm H 2 O y se define como la capacidad pulmonar total (TLC). RV es el volumen residual, que se define como el volumen de gas atrapado en la linea de la primera curva de la deflación. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3
Figura 3:. Curvas PV ratón representativas de control, enfisematosa, y los pulmones fibróticos La pendiente del segmento de línea oscura indica el cumplimiento de las extremidades deflación, C. Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.


Figura 4:. Los cambios en las variables medidas desde las curvas PV en el control y los ratones fibróticas muestra son medias ± SEM, n = 9 para cada grupo. Todas las variables en los pulmones fibróticos fueron significativamente diferentes de control de los pulmones con P <0.01. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5
Figura 5:. Los cambios en las variables medidas desde las curvas PV en el control y los ratones emphysematous muestra son medias ± SEM, n = 9 para cada grupo. Todas las variables en los pulmones emphysematous, ya sea en grado de gravedad fueron significativamente diferentes de control de los pulmones y la otra con P &# 60;. 0.01 Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Medición Lo que cuantifica Cambios con patologías
TLC Inflación "máxima"; definido en ratones como el volumen pulmonar en 35 cm H 2 O Aumenta en el enfisema; La disminución de la fibrosis
RV Volumen de aire atrapado después del colapso de la vía aérea en la deflación Aumenta en el enfisema; La disminución de la fibrosis
% V10 Forma de la extremidad deflación Aumenta con el desarrollo del pulmón; Disminuye con la inhibición de tensioactivo; Aumenta en el enfisema; La disminución de la fibrosis
C La pendiente cuasiestático de la extremidad deflación Aumenta en el enfisema; Decreases en la fibrosis
Cs El cumplimiento específico de la rama deflación = C / V3 Las disminuciones en el enfisema; La disminución de la fibrosis

Tabla 1: Listado de las diferentes variables medidas a partir de las curvas PV ratón.

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Discussion

En este documento un método reproducible sencillo se ha descrito para medir en ratones un método clásico de la elasticidad pulmonar fenotipificación, la curva total de PV de pulmón. Estas curvas fueron fundamentales en el descubrimiento de surfactante pulmonar y su importancia en el suministro de la estabilidad de pulmón. Aquí se muestra cómo la curva de PV también es útil para proporcionar un medio para medir varias variables relacionadas con la elasticidad pulmonar en los pulmones de ratón adulto. Hubo cambios muy significativos en todas las variables en dos modelos de ratón comúnmente utilizados para generar cambios patológicos en los pulmones del ratón. En la siguiente sección se analiza brevemente la importancia de los cambios en cada una de las variables medidas.

La TLC es una medida del volumen máximo de pulmón, o más exactamente, el volumen a una presión máxima definida, donde la extremidad de inflación empieza a aplanarse. Como ya se ha señalado, el miembro de la inflación de una curva PV en realidad nunca se aplana y el ratón es particularmente extrema en este10 comportamiento. Aunque el TLC se define en los seres humanos como el volumen en el extremo de un esfuerzo inspiratorio voluntaria máxima, en cada modelo animal se define como el volumen en un poco de presión definida por el usuario arbitrario. Con los modelos patológicos que se muestran en este documento, se observó un aumento progresivo en TLC con el aumento de enfisema, así como una disminución con fibrosis. Estas observaciones reflejan manifestaciones clínicas con cada una de estas condiciones y son por lo tanto lo que se esperaría en un modelo de ratón útil.

El RV es una variable que refleja el aire residual atrapado en los alvéolos como cerca de las vías respiratorias en una espiración máxima. Por tanto, esta variable refleja el mismo fenómeno en los seres humanos y modelos animales. El RV se sabe que aumenta en los seres humanos en el asma y la EPOC 14,15. Este aumento en la RV se relaciona con el hecho de que las vías aéreas pequeñas cerca antes en el miembro deflación, ya sea con un aumento del tono del músculo liso o la pérdida de apoyo de anclaje de la surrounding parénquima pulmonar 16. En los dos modelos patológicos aquí utilizados, se encontraron efectos opuestos. Hubo un aumento significativo en la RV con el aumento de la lesión enfisematosa, pero con fibrosis, hubo una disminución de RV, ya que los más rígidos que rodea las vías respiratorias y de pulmón cerrada en los volúmenes pulmonares inferiores en deflación.

El V10% es un factor de forma que se ha utilizado para reflejar la estabilidad del pulmón en la deflación, y fue utilizado inicialmente para reflejar la maduración del sistema tensioactivo 17. Como se madura el pulmón fetal, los cambios de las extremidades deflación de una curva relativamente sencillo a uno que es convexa hacia el eje de volumen, con un aumento concomitante en% 18 V10. La forma final en adultos varía considerablemente entre las especies de mamíferos, con% V10 que varía entre 75 y 90% 19. El V10% también se conoce para disminuir progresivamente a medida que el agente tensioactivo pulmonar se vuelve menos eficaz 20,21. En los modelos patológicos estudiados aquí, gran cno se esperaba que Hanges en tensioactivo, pero la forma de la curva también depende de la elasticidad del tejido pulmonar. El hecho hubo aumentos significativos en% V10 con enfisema y una disminución significativa con fibrosis probablemente refleja estos cambios estructurales. Aunque esta métrica no se mide normalmente en sujetos humanos, puede ser muy útil en modelos animales como una variable fenotípica relacionada con cambios patológicos específicos en la estructura de pulmón.

El cumplimiento (C) es una métrica que se puede obtener de cualquier región linealizado de la curva de PV no lineal. En el ratón, los miembros de deflación de la mayoría de las cepas son bastante lineal entre 3 y 8 cm H 2 O, y por esta razón es fácil de definir una reproducible C a lo largo de ese rango. Uno de los aspectos críticos en el uso de cualquier medición de la pendiente de la curva de PV es que el valor depende en gran medida tanto la gama de presión sobre la que se mide el volumen y la historia precedente (es decir, la forma en la sección decurva se generó), por lo que la coherencia es muy importante si las comparaciones van a ser hecha entre los modelos patológicos control y. En los dos modelos patológicos utilizados en este estudio, se observaron aumentos significativos en C en el enfisema y disminuciones significativas en la fibrosis; hallazgos que imitan lo que se observa clínicamente en humanos.

El cumplimiento específico, Cs clásicamente ha sido utilizada para corregir el hecho de que un pulmón más grande con la misma estructura que un pulmón más pequeño tendrá un cambio más grande en volumen pulmonar durante el mismo cambio en la presión, lo que resulta en un cumplimiento mayor 22. El Cs también es equivalente a la inversa de la mayor parte de módulo de elasticidad del pulmón. Clínicamente se mide como el cumplimiento dividido por FRC, pero como en el ratón que no sabemos la FRC, hemos optado por utilizar el volumen a 3 cm H 2 O. Al normalizar para el volumen a 3 cm H 2 O (es decir, utilizando el cambio fraccional en volumen),uno podría entonces calcular la misma cumplimiento específico en un pulmón grande o pequeño, si el gran pulmón simplemente consistía en más de lo mismo pulmón. Los resultados en el presente trabajo muestran que hubo una disminución en Cs en el modelo de fibrosis, lo que indica que el cambio se mide en C no era simplemente debido al volumen de pulmón es más pequeño. Más bien, el propio parénquima pulmonar fue significativamente más rígido. En el modelo de enfisema, sin embargo, el Cs también disminuyó, que es opuesto al aumento de C. Esta disminución calculado en Cs se produjo porque el aumento del volumen pulmonar fue mayor que el aumento en C. Sin embargo, este hecho no proporciona matemática alguna idea de los cambios estructurales que condujeron a estos cambios. En la actualidad, ideas patológicas adicionales no están claras, y más trabajo experimental está más allá del alcance de este documento métodos.

Las razones subyacentes a estos cambios en las variables PV son dependientes de los cambios patológicos en el modelo diferentes. En el enfisema, la pérdida de las paredes alveolares disminuye el retroceso total del tejido y aumenta el tamaño del periférica del espacio aéreo. Esta ampliación de los espacios aéreos residuales aumentaría radio de curvatura de la superficie del espacio aéreo, disminuyendo aún más el retroceso elástico debido a la tensión superficial. Ambos de estos factores daría lugar al aumento de TLC observó. En el modelo de fibrótica, la deposición de colágeno y otros elementos de la matriz conduce a un endurecimiento, así como un engrosamiento de todos los tejidos que es detectable clínicamente y en ratones como una capacidad de difusión reducida 13,23. Estos cambios patológicos se reflejan en bajado significativamente TLC. El aumento de RV visto en el modelo de enfisema probablemente el resultado de una disminución en el apoyo de anclaje de las vías respiratorias, que se manifiesta por un cierre de la vía aérea antes de la rama de expiración. En la fibrosis, los más rígidos resistir el colapso de las vías respiratorias hasta que se alcanza una presión más baja en la espiración, disminuyendo de ese modo el volumen residual. Los cambios de cumplimientoreflejar patologías similares que afectan los volúmenes pulmonares. Una pérdida de elementos elásticos en las paredes del parénquima se traducirá en un mayor cumplimiento, donde como la deposición de colágeno en las vías respiratorias y el parénquima dará lugar a un pulmón más rígido con disminución de la distensibilidad. El ligero aumento en% V10 en el modelo de enfisema y la disminución con fibrosis no son tan fácil de explicar. No existen estudios similares en la literatura con la que comparar los resultados. Dado que el retroceso elástico con enfisema es menor, el volumen pulmonar máximo es aparentemente capaz de permanecer superior a la normal incluso cuando la presión disminuye, y esto se manifiesta por el aumento de% V10. Con la fibrosis, el retroceso elástico sigue siendo alta, incluso a altas presiones, por lo que el volumen cae más rápidamente que la presión disminuye de TLC. Esto también sería coherente con una degradación del surfactante pulmonar, pero no hay literatura donde este se evaluó en fibrosis. Así, aunque el V10% no se ha utilizado al fenotipo humano adultopulmones, los resultados presentados aquí sugieren que puede ser una variable sensible que puede monitorizar los cambios progresivos al menos en las dos patologías estudiadas. Hasta que se realicen estudios más completos, sin embargo, donde se realizan las relaciones dosis-respuesta con elastasa o bleomicina, la sensibilidad de esta variable seguirá siendo especulativa.

La importancia de corregir para la compresión del gas no se puede exagerar. Este es un paso inicial crítico en la puesta en marcha, ya que al aumentar la presión, el volumen de gas disminuye, y por lo tanto el volumen de aire entregado al ratón será cada vez menor que el desplazamiento del cilindro de la jeringa. El procedimiento para corregir empíricamente para esto se muestra en él protocolo anterior. Vale la pena señalar que si el volumen de configuración PV no cambia, entonces este procedimiento de corrección empírica sólo necesita hacerse una vez. Y si el coeficiente se reduce, se puede introducir en forma manual si alguna vez es necesario. Cabe destacar, sin embargo, que thimétodo s sólo funciona desde el pulmón es a partir de un estado de desgasificado. Si la curva de PV se comenzó a partir de un volumen pulmonar al final de la espiración normal (FRC), no sería posible corregir para la compresión de gas a menos que se sabía la magnitud de ese volumen. Además, la forma de una curva PV será muy dependiente de la capacidad pulmonar de partida, así que si hubo cambios observados en un pulmón patológico a partir de FRC, no sería posible interpretar esos cambios hasta que se conozcan los FRC de control y patológicos . Esta es otra ventaja de siempre partiendo de volumen pulmonar cero. Finalmente, vale la pena señalar que las curvas PV se realizaron en ratones con una pared torácica intacta. Esto simplifica todo el procedimiento y reduce en gran medida la posibilidad de errores debido a la forma de pulmón distorsionada o errores quirúrgicos. Afortunadamente, la presencia de una pared de tórax normal tiene un efecto insignificante sobre la curva PV 9, por lo que la curva de PV hecho con un pecho intacta proporciona un medio sencillo y fiablepara evaluar la distensibilidad del pulmón.

En conclusión, este trabajo muestra cómo simplemente realizar una medición reproducible de la curva PV pulmón en ratones. La curva de PV tiene una capacidad única para documentar el cambio estructural en el pulmón tanto en animales con cáncer de pulmón alterado genéticamente, así como con otras agresiones ambientales. Por lo tanto, como se muestra aquí, esta medición puede proporcionar información fenotípica en la manifestación de los cambios estructurales específicas en el pulmón con el enfisema y la fibrosis, y de manera similar puede ser utilizado también evaluar cualquier otras patologías que pueden afectar a la elasticidad pulmonar.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Syringe pump Harvard Apparatus 55-2226 Infuse/withdraw syringe pump
Pump 22 reversing switch Harvard Apparatus 552217 Included with pump
Linear displacement transformer Trans-Tek, Inc. 0244-0000
5 ml glass syringe Becton Dickenson Several other possible vendors
Digital recorder ADInstruments PL3504 Several other possible vendors
Bridge amp signal conditioner ADInstruments FE221
Gas tank, 100% oxygen Airgas, Inc Any supplier or hospital source will work
Pressure transducer: 0 - 1 psi mV output Omega Engineering PX-137 Range ≈ 0 - 60 cm H2O

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