Lazer Doppler: pankreas adacık mikrovasküler Vasomotion Vivo içinde ölçüm için bir araç

Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Pankreas adacık mikrovasküler vasomotion adacık kan dağıtım düzenleyen ve adacık β hücrelerinin fizyolojik fonksiyon korur. Bu iletişim kuralı bir lazer Doppler monitör pankreas adacık mikrovasküler vasomotion vivo içinde fonksiyonel durumunu belirlemek ve pankreas kaynaklı hastalıklara pankreas adacık mikro katkıları değerlendirmek için kullanmayı açıklar.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Liu, M., Zhang, X., Li, B., Wang, B., Wu, Q., Shang, F., Li, A., Li, H., Xiu, R. Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo. J. Vis. Exp. (133), e56028, doi:10.3791/56028 (2018).

Please note that all translations are automatically generated.

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

Abstract

Mikro fonksiyonel durumunu mikrovasküler vasomotion oksijen ve besin teslim ve karbon dioksit ve atık ürünlerin kaldırılması için önemlidir. Mikrovasküler vasomotion bozulma mikro ile ilgili hastalıkların gelişiminde çok önemli bir adım olabilir. Buna ek olarak, son derece bozukluklarına pankreas adacık endokrin işlevi desteklemek için uyarlanmıştır. Bu bağlamda, pankreas adacık mikrovasküler vasomotion fonksiyonel durumunu pankreas adacık işlevini etkileyebilir anlaması mümkün görünüyor. Pankreas adacık mikrovasküler vasomotion fonksiyonel durumunu patolojik değişiklikleri analiz katkıları belirlemek için uygun bir strateji olabilir o pankreas adacık mikro ilgili hastalıklar, diyabet gibi yapar pankreatit, vb. Bu nedenle, bu iletişim kuralı bir lazer Doppler kan akışı monitör pankreas adacık mikrovasküler vasomotion fonksiyonel durumunu belirlemek ve (ortalama kan perfüzyon, genlik, frekans ve akraba gibi parametreleri kurmak için kullanılmasını açıklar pankreas adacık mikrovasküler vasomotion hız) microcirculatory fonksiyonel durum değerlendirilmesi için. Bir streptozotocin indüklenen diyabetik fare modelinde, pankreas adacık mikrovasküler vasomotion bozulmuş bir fonksiyonel durumunu gözlenen. Sonuç olarak, pankreas adacık mikrovasküler vasomotion vivo içinde değerlendirmek için bu yaklaşım pankreas adacık hastalıkları ile ilgili mekanizmalar ortaya çıkarabilir.

Introduction

Bir parametre mikro fonksiyonel durumu olarak mikrovasküler vasomotion teslim ve oksijen, besin ve hormonlar alışverişi için sorumluluk kabul etmez ve karbon dioksit ve hücre atık gibi metabolik ürünler kaldırılması önemlidir 1. mikrovasküler vasomotion da düzenleyen kan akışı dağıtım ve doku perfüzyon, böylece yerel microcirculatory kan basıncı ve ödemi birçok hastalığa neden olabilir iltihap yanıtlarını etkileyen. Bu nedenle, mikrovasküler vasomotion fizyolojik fonksiyon organları2,3,4, doku ve bileşen hücreleri korumak son derece önemlidir. Mikrovasküler vasomotion bozulma, mikro-hastalıkları ile ilgili5geliştirilmesinde önemli adımlardan biri olabilir.

Lazer Doppler başlangıçta gözlem ve mikro araştırma6alanındaki miktar için geliştirilmiş. Bu teknik, teknik diğer yaklaşımlar (Örneğin, lazer benek7, transkütanöz oksijen vb..),ile birlikte kan akımı mikro değerlendirmek için altın standart olarak kabul edilmiştir. (Yani, kılcal damarlar, arteriyoller, venüller, vb) yerel mikrosirkulasyon kan perfüzyon Doppler, lazer ile donatılmış cihazları tarafından belirlenebilir mantığı Doppler kayması ilkesine dayanır. Dalgaboyu ve frekans uyarılmış emisyonu ışık ışık parçacıkları yüzdeki hareketli kan hücrelerinde karşılaşırsanız veya değişmeden kalır zaman değiştirin. Bu nedenle, mikro, sayısı ve kan hücrelerinin hız mikrovasküler kan akışının yönünü alakasız olsa da büyüklüğü ve frekans dağılımı Doppler kaymıştır ışık ile ilgili anahtar faktörlerdir. Farklı yöntemler kullanarak, çeşitli dokuların mesenteries microcirculatory çalışmaları için hem de dorsal deri kıvrım odaları fare, sıçan, hamster ve hatta insanlar8. Ancak, geçerli protokolünde, biz fonksiyonel üzerinde odaklanmak kullanarak değerlendirilir pankreas adacık mikrovasküler vasomotion durumunu lazer Doppler ve ev yapımı değerlendirme parametre sistemi.

Pankreas adacık mikro ve ayırt edici özellikleri sergileyen pankreas adacık yüzdeki esas olarak oluşur. Pankreas adacık kılcal ağ onun ekzokrin muadili9kapiller ağının daha beş kat yüksek yoğunluğu gösterir. Bir kanal giriş glikoz ve yaygınlaştırmanın insülin teslimi için sağlayarak, adacık endotel hücreleri oksijen metabolik olarak aktif adacık hücreleri β hücreler sağlamak. Ayrıca, kanıt ortaya çıkan Ayrıca adacık yüzdeki sadece insülin gen ekspresyonu ve β-hücre sağkalım düzenlenmesinde, aynı zamanda β-hücre işlevi etkileyen katılmaktadırlar gösterir; β-hücre çoğalması teşvik; ve vazoaktif, anjiogenik maddeler ve büyüme faktörleri10bir dizi üreten. Bu nedenle, bu bağlamda, biz pankreas adacık mikrovasküler vasomotion fonksiyonel durumunu gibi akut/kronik pankreatit, diyabet ve diğer hastalıkların patogenezinde yer almak ve adacık β-hücre işlevi etkiler olabilir sonucuna pankreas kaynaklı hastalıklar.

Pankreas adacık mikrovasküler vasomotion fonksiyonel durumunu patolojik değişiklikleri analiz yukarıda belirtilen hastalıklar için pankreas adacık mikro katkıları belirlemek için uygun bir strateji olabilir. Burada pankreas adacık mikrovasküler vasomotion vivo içinde belirlemek için yaklaşım açıklayan ayrıntılı adım adım yönerge sağlar. Tipik ölçümler daha sonra Temsilcisi sonuçlarıgösterilir. Son olarak, yararları ve yönteminin sınırlamalarını tartışma, daha fazla uygulamaları ile birlikte vurgulanır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Tüm hayvan deneyleri tüm ilgili kurallar, düzenlemeler ve düzenleyici kurumlar uygun olarak idam edildi. Gösterilen mevcut Protokolü rehberlik ve onay, Enstitüsü, mikro hayvan Etik Komitesi (IMAEC), Pekin Birliği tıp Koleji (PUMC) altında gerçekleştirildi.

1. hayvanlar

  1. Deneme başlamadan önce üç BALB/c fare kontrollü sıcaklık (24 ± 1 ° C) ile kafes ve nem (55 ± % 5), başına 12-h koyu döngüsü altında tutun. Fareler düzenli gıda ve su ücretsiz erişmesine izin vermek.
  2. Rastgele fareler bir diyabetik olmayan kontrol grubu ve bir diyabetik gruba bölmek. Doğru bir şekilde tek tek her fare ağırlık ve vücut kitle her fare kullanarak enjeksiyon birimi hesaplayın.
  3. Fareler streptozotocin (STZ) enjeksiyon önce 4 h için hızlı ve düzenli su normal olarak deneysel günde 1 sağlar.
  4. 0.1 M sodyum sitrat tampon pH 4,3 hazırlayın. Çözüm 1 mL 1.5 mL microcentrifuge tüp içine koymak ve microcentrifuge tüp ışık maruz önlemek için alüminyum folyo sarın.
  5. 5 mg/mL kullanmadan önce son bir çalışma konsantrasyonu (pH 4,3) sodyum sitrat arabellekte STZ geçiyoruz.
  6. Diyabetik grup mayi enjeksiyonlari STZ bir doz 40 mg/kg 1 mL şırınga ve bir 25-G iğne kullanarak, fareler ver. Diyabetik olmayan kontrol fareler sodyum sitrat arabellek (pH 4,3) aynı birimle enjekte.
  7. Fareler geri kafesler koymak ve onları düzenli gıda ve % 10 Sükroz su ile tedarik.
  8. 1.3-1.7 deneysel günlerde 2-5 (Yani, önümüzdeki 4 gün üst üste) yineleyin.
  9. % 10 Sükroz su düzenli su ile son STZ enjeksiyon sonra değiştirin.
  10. Hızlı fare için 6 h, ama onları su ücretsiz erişim sağlar ve dokuz gün sonra (deneysel gün 14) kan glikoz düzeyleri ölçmek. Bir kan örneği bir kan glikoz izleme sistemi kullanarak hiperglisemi onaylamak için kuyruk damar toplamak.
    Not: Kan glikoz düzeyleri > 200 mg / dL ile fareler şeker hastası olarak kabul edilir.

2. araç hazırlanması

  1. Sonda uç optik yüzeylerinin ve toz ve partiküller kaldırmak için sonda bağlayıcı lazer Doppler cihazları yumuşak, aşındırıcı olmayan bir bezle temizleyin. Kabloyu araç (şekil 1A) bağlantı noktasına takılır.
  2. Kalibrasyon stand akı standart deneysel çevre (genellikle 30 dk için oda sıcaklığında) ile termal denge olmak izin vererek topla. Akı sallamak yavaşça 10 s ve izin vermek için standart için 2 dk bekletin.
  3. Akı standart konteyner kalibrasyon Bankası ortasında konumlandırın. Kelepçe için maksimum yükseklik ayarlamak ve öyle ki aşağı doğru kapsayıcıya Puan tutturmak soruşturma güvenli. Akı standart doğru sonda altında konumlandırılmış emin olun.
  4. Ucunu doğru akı standardında batık kadar yavaşça sonda aşağı taşıyın. Seçin ve lazer Doppler cihazı "kalibrasyon" basın ve sonda bağlı çalışma kanalı seçin. Bir "Kalibrasyon başarılı" uyarı lazer Doppler cihazı ekranda görüntülenene kadar ayarlama programı çalıştırın.
  5. Prob prob sahipleri kullanarak güvenli. El ile sonda hareketi önlemek için güvenli.
  6. Korumak sabit sıcaklıkta (24 ± 1 ° C) deneysel Oda ve nem (~ 50-%60).
  7. Dış ışık kaynaklı değiştirmek önlemek için deney yapmadan önce herhangi bir dış ışık (örneğin flüoresan ve spot lambalar) kapatın.

3. hayvanlar hazırlanması

  1. Otoklav cerrahi aletleri ve oda sıcaklığında kullanmadan önce soğumaya izin.
  2. Fareler vermek pankreas adacık mikrovasküler vasomotion lazer Doppler tarafından tespit önce deneysel çevreye parkenizin için 10 dakika.
  3. 1-mL şırınga ile 1 mL % 3 Fentobarbital sodyum doldurun. Fareler anestezi için Fentobarbital sodyum çözüm (75 mg/kg ı.p.) enjekte.
  4. Fare kuruluğu önlemek için önceden ıslatılmış tıbbi gazlı bez ile gözünde kapak.
  5. Fare tamamen bilincini kaybeder ve artık yanıt kuyruğuna veya arka ayak Forseps ile pinches emin olun. Anestezi her 15 dk. Fentobarbital çözüm gerekli olduğunda ilk enjeksiyon hacmi yüzde 10'u ile ilave tarafından anestezi korumak ve anestezik ve intraoperatif etkinlik boyunca izlemek.
  6. Bir Isıtma yastığı ile yarı yalıtım katmanı hayvan altına yerleştirin ve hayvan sırtüstü pozisyonda yerleştirin ve lazer Doppler cihazı çalışma istasyonu için transfer. Çalışma sahnesi için fare cerrahi bant ile düzeltmek.
  7. Pamuklu çubuk fare betadin ve % 75 etanol ile karın derisi karın bölgesi temiz DNA örneği kullanılır.
  8. % 2 lidocaine/0.5% bupivacaine (50/50) karışımı subkutan enjekte et.  ~ 3 cm kesim-bir gazlı bez sünger ortasına delik çapı. Gazlı bez sünger ile karın bölgesini kapsar.
  9. Karın deri Forseps ile Asansör ve karın bir neşter ya da deri makas kullanarak bir ilk dikey kesi orta çizgi boyunca olun.
  10. Forseps ile temel kas kavramak ve karın boşluğuna girmek için deşmek. Herhangi bir organ zarar değil. Cilt ve temel kas karın boşluğu ortaya çıkarmak için göğüs katlayın. Yavaşça pankreas vücut ve forseps küt burunlu bir çift kullanarak dalak ortaya çıkarmak.

4. veri toplama için analiz

  1. Lazer Doppler cihazı yazılım koşmak yanında tıkırtı üstünde "Dosya" → "yeni" yeni bir ölçüm dosyası oluşturmak için. "Genel" sekmesi altında bağlı monitör yapılandırmak için "Ücretsiz çalışmasına." izleme süresi kadar ayarlayın Fabrika varsayılan "LDF monitör" sekmesini tıklayın "İleri" için kullanın
  2. Grafik görüntülenme hızını ayarla "ekran Yapısı iletişim kutusu içinden." "Akı, konsantrasyon, hız" kanalları ilgili kutuları işaretleyerek seçin. Aşağıdaki parametreleri seçin: "Kanal için veri kaynağı" ve "etiket, birimleri ve rengi." "Next" tıklayın
  3. "Dosya bilgileri iletişim kutusuna" konu ve ölçüm (Yani, adı ve denek, operatör, izleme süresi, Yorumlar, vb) hakkında kullanıcıya bilgi girin ve ölçüm yapılandırmasını bitirmek için "İleri" yi tıklatın.
    Not: Bir ölçüm pencere otomatik olarak yazılım (şekil 1B) tarafından oluşturulur.
  4. El ile elektrot pankreas için ilerlemek. Sonda ve pankreas dokular arasındaki uzaklığı 1 mm içinde olduğundan emin olun. Uygunsuz bir mesafe bir yapay olarak artan veya azalan kan akışı okuma verir.
  5. Mikrovasküler kan perfüzyon birimleri (PU) veri kayıt işlemini başlatmak için "Başlat" araç çubuğu simgesini tıklatın. PU veri 1 dk. için sürekli olarak her çalışma toplamak. Ölçüm durdurmak için "durdur"'u tıklatın. Seçin "Dosya" → "Farklı Kaydet" adına ve bitmiş ölçüm dosyayı kaydedin.
  6. Sonda katkı etkileri ve contractile yerelleştirilmiş tükenme önlemek için her çalıştırdıktan sonra el ile yeniden konumlandırırsanız ve gevşeme kapasitesi. Çok noktalı (Yani, üç rasgele seçilmiş Puan pankreas dokusu) mikrovasküler PU veri her fare için hasat için 4.1-4.4 adımları yineleyin. Yansıtıcı olmayan bir tabak PU verileri temel denetimi olarak ölçmek.
  7. Karın kas katmanı ve dikiş cilt katmanıyla kapatın. Hayvanlar temiz kafes deneyler sonra yerleştirin.
  8. Hayvan sıcak yarı üzerinde kurtarma kafes yerleştirerek Isıtma yastığını tutun.
    Not: sıcaklık, hijyen, sıvı ve gıda alımı ve enfeksiyon dikkat. Fareler 2 mg/kg Carprofen 48 saat için ameliyat sonrası ağrı yönetimi yönetmek.  Ötenazi fareler şiddetli ağrı veya hafifletti değil sıkıntı bir durumda olması için gözlendiğinde 150 mg/kg Fentobarbital sodyum ı.p. enjekte edilerek gerçekleştirin.

5. mikrovasküler Vasomotion parametrelerin hesaplanması

  1. Zaman ve PU ham veri *.xlsx dosyası olarak verebilir ve dosyayı bir elektronik tabloda açmak için lazer Doppler yazılım "Export" komutunu kullanın.
  2. Ortalama satır taban çizgisi perfüzyon birimi (PUb) hesaplamak (bkz. Adım 4,6).
  3. Ortalama kan perfüzyon (PUbir) bir ölçü 1 dk. için aşağıdaki gibi hesaplar: ortalama kan perfüzyon (PUbir) = PU - PUb (Denklem 1).
  4. Her 1dk ölçüm için (devir/dak) frekansını hesaplamak.
    Not: Mikrovasküler vasomotion sıklığını dakikada bir mikrovasküler vasomotion dalga oluştu doruklarına sayısı olarak tanımlanır.
  5. Her 1dk ölçüm için (ΔPU) genlik hesaplayın.
    1. Mikrovasküler vasomotion genliğini (PUmax) maksimum ve minimum (PUmin) arasındaki fark olarak hesaplar: genlik (ΔPU) PUmax - PUmin (Denklem 2) =.
  6. Her 1dk ölçüm için göreli hızı (PU) hesaplar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Mikrovasküler vasomotion ölçüm lazer Doppler cihazı bir yarı iletken lazer diyot ile donatılmış bir fotoğrafını şekil 1Aile gösterilir. Kullanıcı arabirimi bilgisayar yazılımı şekil 1Badımında sunulur. Yukarıda belirtilen yöntemle pankreas adacık mikrovasküler vasomotion hemodinamik parametreler diyabetik olmayan kontrol ve diyabetik fare için tespit edildi. Teknikleri, lazer Doppler flowmetry, dahil olmak üzere çeşitli yansıyan ışık, kızılötesi spektroskopi dağınık ve teknikleri, Imaging ilk tanımlandığından beri mikrovasküler vasomotion eğitim için kullanılmıştır. Tablo 1 araştırma grupları ve mikro diyabet ve ilgili hastalıklar rolünü belirlemek için lazer Doppler teknolojisi kullanan yayımlanmış makaleler özetler.

Genel olarak, pankreas adacık microcirculatory şartları da dahil olmak üzere ortalama kan perfüzyon, genlik, frekans, akraba ve mikrovasküler parametrelerle pankreas adacık mikrovasküler vasomotion fonksiyonel durumunu tarafından temsil edilir hız (Şekil 2). Temsilcisi mikrovasküler vasomotion şematik diyagramı esas olarak periyodik kasılma ve gevşeme aşamaları (şekil 2A) oluşur. Hemodinamik olayları, bir kalıp ile kan akışı perfüzyon mikrovasküler ağlarda mevcut. Lazer Doppler cihazı tarafından toplanan PU veri grafiği dağılım diyagramları ve mikrovasküler kan perfüzyon dağıtım desenini göstermek için istihdam edildi. Geçerli protokol, pankreas adacık mikrovasküler kan perfüzyon diyabetik olmayan ve şeker hastası farelerde dağıtım şekillerinin tamamen farklı (şekil 2B) olduğunu. Pankreas adacık mikrovasküler vasomotion kan perfüzyon alt ölçekli diyabetik olmayan denetimine göre şeker hastası farelerde gözlendi. Kasılmalar ritmine ve pankreas adacık mikrovasküler vasomotion daralma kaotik ve düzensiz STZ-indüklenen diyabetik farelerde ise diyabetik olmayan denetimleri ritmik salınım vardı (şekil 2C ve şekil 2B). Pankreas adacık mikrovasküler kan perfüzyon şekil 2C ve şekil 2B kesik çizgiler içinde 5-s veri çıkarılan ve pankreas adacık mikrovasküler kaotik dalgalanmaları perfüzyon diyabetik farelerde kan gösterdi kan glikoz fluctuation (şekil 2E) yanıt olarak gerçekleşmesi gereken pankreas adacık mikrovasküler vasomotion fonksiyonel durumunu düzenleyen yeteneğini kaybettin.

Ayrıca, hiperglisemi için yanıt vermek için pankreas adacıkları sufficient ve biyoritmik kan flow perfüzyon insülin taşımak gerekir. (Ortalama kan perfüzyon, genlik, frekans ve göreli hızı da dahil olmak üzere) parametreleri vardı sonra hesaplanır ve kantitatif analiz pankreas adacık mikrovasküler vasomotion PU profilleri dayalı. Diyabetik olmayan denetimleri ile karşılaştırıldığında şekil 3' te gösterildiği gibi ortalama kan perfüzyon pankreas adacık mikrosirkulasyon STZ-indüklenen diyabetik farelerde (şekil 3A) azalma. Bu arada, genlik (şekil 3B) ve pankreas adacık mikrovasküler vasomotion STZ-indüklenen diyabetik farelerde (şekil 3 c) sıklığı kaydetti significant düşüşler vardı. Pankreas adacık kan perfüzyon göreli hızı STZ-indüklenen diyabetik grubunda diyabetik olmayan denetim (şekil 3D) karşılaştırıldığında önemli ölçüde azalmıştır. Yukarıda belirtildiği gibi pankreas adacık mikrovasküler vasomotion fonksiyonel durum diyabetik farelerde Engelli. Düşük frekans, genlik ve pankreas adacık mikrovasküler vasomotion, göreli hızı ile birlikte ritim bozuklukları hangi adacık β hücrelerinin zarar azaltmak mikrovasküler kan perfüzyon deficiency içinde neden olabilir spekülasyon insülin salgılanması.

Figure 1
Şekil 1. Pankreas adacık mikrovasküler vasomotion vivobelirlemek için kullanılan cihazlar. A. fotoğraf pankreas adacık mikrovasküler vasomotion farelerin belirlemek için kullanılan ölçüm cihazları. Sonda yuva ve lazer düğmesini sol panelde vardır. Sıvı kristal görüntü birimi içinde orta paneldir. (Yani, yukarı, aşağı ve düğmeleri girin) menü düğmeleri ve güç ışık yayan diyot sağ panelde vardır. Çevre aygıtları (Örneğin, bilgisayarlar veya kablolar gibi) gösterilmez. B. grafik kanalının bir lazer Doppler cihazı yazılım tipik öğeleri gösteren ekran görüntüsü. "Akı," "Konsantrasyon," "DC," ve "Hız" ölçüm okumalar grafik kanal içinde görüntülenir. "Flux" doku mikrovasküler kan perfüzyon, "Konsantrasyon" doku mikrovasküler kan hücre toplama temsil eder, "DC" demek yansıtıcı ışığın şiddetini temsil eder ve "Hız" mikrovasküler kan akımı göreli hızı gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Şekil 2. Pankreas adacık mikrovasküler vasomotion farelerde fonksiyonel durum. Pankreas adacık mikrovasküler vasomotion kan perfüzyon lazer Doppler cihazı tarafından değerlendirildi ve fonksiyonel durum analiz edildi. A. şematik mikrovasküler vasomotion ile ilgili parametre. AC mikrovasküler vasomotion kasılma genliği, Ar mikrovasküler vasomotion gevşeme genliğini temsil eder, Tc mikrovasküler vasomotion daralma süreyi temsil eder ve Tr sürenin uzunluğunu gösterir bir mikrovasküler vasomotion gevşeme. Pankreas adacık mikrovasküler kan perfüzyon diyabetik olmayan ve şeker hastası farelerde B. dağıtım deseni. Kırmızı noktalar: diyabetik olmayan fareler. Mavi noktalar: Diyabetik fare. Kesik çizgili yeşil hat diyabetik olmayan ve diyabetik mikrovasküler kan perfüzyon desen arasındaki sınır gösterir. C. pankreas adacık mikrovasküler vasomotion kontrol grubunda kan flow dinamik mikrovasküler perfüzyon temelinde değerlendirildi. Ö. pankreas adacık mikrovasküler vasomotion diyabetik farelerde kan flow dinamik mikrovasküler perfüzyon temelinde değerlendirildi. E. diyagramı temsilcisi (5-s aralığı) pankreas adacık mikrovasküler vasomotion diyabetik olmayan denetim diyabetik fareler arasında. Kırmızı çizgi: diyabetik olmayan denetim. Mavi çizgi: Diyabetik fare. PU: perfüzyon birimleri. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3. Pankreas adacık mikrovasküler vasomotion parametrelerin Quantification. Pankreas adacık mikrovasküler vasomotion parametreleri ortalama kan perfüzyon, genlik, frekans ve göreli hızı da dahil olmak üzere, analiz ve diyabetik olmayan denetim ve diyabetik fareler arasında göre. Pankreas adacık mikrovasküler vasomotion diyabetik olmayan ve şeker hastası farelerde ortalama kan perfüzyon (PU/dak) A. Quantification. B. genlik (ΔPU), C. frekans (devir/dak) ve D. göreli hızı (PU) pankreas adacık mikrovasküler vasomotion diyabetik olmayan denetim farelerde şeker hastası farelerde düşüktü. Mikrovasküler vasomotion genliğini (PUmax) maksimum ve minimum (PUmin) arasındaki fark olarak hesaplanır. Mikrovasküler vasomotion sıklığını tepeler veya dakikada bir mikrovasküler vasomotion dalga oluştu Vadisi sayısı olarak tanımlanmıştır. Verileri ortalama ± SD sunuldu (n = 6 her grup). P < 0,05, **P < 0,01. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Hastalıklar Nesne Aparatı Refs No
Endotel fonksiyonları H LDF, LSCI 11, 12, vb
DN H, R LDF 13, 14, 15, vb
DR H LDF 16, 17, 18, vb
Cilt/Kutanöz mikro H LDF 11, 19, 20, vb
Kardiyak mikro R LDF 21
İşitme bozukluğu M LDF 22
DN, diyabetik nöropati. DR, diabetik retinopati. LDF, lazer Doppler flowmetry.
LSCI, lazer benek karşıtlık görüntüleme. R, sıçan. H, insan, M, fare.

Tablo 1. Diyabet ve onun komplikasyonları mikro rolü. Araştırma grupları lazer Doppler yıllardır mikro diyabet ve onun komplikasyonları rolünü belirlemek için kullandık. Son yıllarda ilgili makaleler burada listelenir. Bu yayınlanmış makaleleri esas olarak endotel disfonksiyonu, diyabetik nöropati (DN), diabetik retinopati (DR), cilt ve kutanöz mikrovasküler Engelli ve kardiyak mikro disfonksiyon ve işitme gibi nispeten nadir komplikasyonlar odaklanmak bozukluğu. DN: diyabetik nöropati. DR: diabetik retinopati. LDF: lazer Doppler flowmetry. LSCI: lazer benek karşıtlık görüntüleme. R: sıçan. H: insan. M: fare.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Mikrovasküler disfonksiyon (örn., şeker hastalığı, akut pankreatit, periferik mikrovasküler hastalıkları, vb) dahil hallerde bazı hastalıkların sınırlı kan akımı neden. Kan akımı değişiklikleri dışında orada mikro fonksiyonel durumunu ayna önemli göstergeleri mikrovasküler vasomotion gibi. Belirli göstergesi, mikrovasküler vasomotion, genellikle mikrovasküler yataklar mikrovasküler tonda salınım olarak tanımlanır. Geçerli kuralında izleme sistemi mikrovasküler kan perfüzyon doğrudan görselleştirme ve kantitatif analiz mikrovasküler vasomotion fonksiyonel durumu için sağlar. Microcirculatory değerlendirme yaklaşımımız, hedeflenen doku ve organları için seçmeli olarak kan perfüzyon dinamik değişiklikleri tespit ederek uygulanabilir. Lazer Doppler mikrovasküler kan perfüzyon diyabet rolünü belirlemek için kullanma hakkında diğer gruplar tarafından raporları yayınlandı ve onun komplikasyonları Tablo 1' de özetlenen. Mevcut çalışmada, bizim yaklaşım göstermek için pankreas adacık mikrovasküler vasomotion diyabetik farelerin fonksiyonel durumunu incelendi.

Mikrovasküler vasomotion mikro fonksiyonel durumunu bir parametre olarak tanınır ve yerel doku23yılında dağıtım ayarlayarak kan akışı perfüzyon düzenlenmesi yeteneğine sahiptir. Microvasculature adacıkları, acini ve kanalları ayrılabilir, pankreas, yıllardır çalışılmıştır. Yalnızca microvasculature aslında birbirine bağlı ve bir organik varlık24olarak homojen olduğundan temel olarak, bu pankreas farklı parçalara kolaylık sağlamak için ayrılmasıdır. Bu microvasculature ağ düzenleme, pankreas adacık kan akışını destekler. Bu nedenle, fonksiyonel durumunu tarafından lazer Doppler, belirlenen parametreleri pankreas adacık microvasculature vasomotion göstermek için kullanılır. Ancak, pankreas mimari özellikleri nedeniyle, biz hala kan perfüzyon endokrin bölümünden veya pankreas ekzokrin parçası türetilmiş olup olmadığını tespit etmek için geçerli yöntemi uyguladıktan sonra bir yargılama yapmak başarısız oldu. Adacık özgü kullanarak boya, etiketleme dithizone ve tarafsız kırmızı gibi bu sorunu en az bir ölçüde anlamak için olası yollarından biri olabilir.

Ölçüm adım önemli bir yönü prob ve pankreas dokusu arasındaki mesafedir. Uygunsuz bir mesafe okuma bir yapay olarak artmış kan akımı verir. Doku ve organ sonda bahşiş tarafından uygulanan fiziksel güç mikrovasküler kan akışını azaltır. Bu nedenle, en az basınç ölçümleri alarak zaman uygulanmalıdır. Unutulmaması gereken bir başka nokta lazer güç var. Yüksek güçlü lazer genellikle kolayca pankreas adacık yüzdeki yaralama yüzden lazer ışını sıklığını sınırlamalar içinde denetlenmesi gerekiyor. Genel ve temporal ölçülerini bir frekans 1 Hz veya daha az önerilir. Mikrovasküler vasomotion kapasite (contractile dahil olmak üzere ve gevşeme) ve katkı etkisi yerelleştirilmiş tükenme önlemek için çok noktaya belirlenmesi ve site her ölçüm sonra yeniden konumlandırma herhangi bir deneylerde önerilmektedir.

Etkin yöntem içinde PU veri kan akı mikrovasküler kan akımı temsil etmek için kullanılır. Mikrovasküler kan akımı mikro özellikleri nedeniyle, mutlak akış üniteleri (Örneğin, belirli organ veya doku mL/dk/100 g) belirlemek mümkün değildir. Bu nedenle, burada kullanılan değerlendirme parametre sistemi göreli kan akış perfüzyon üniteleri üzerinde temel alır. Dalgacık analizi, Hızlı Fourier dönüşümü ve diğer kimyasal analiz algoritmaları bu lazer Doppler sinyallerinin kuralları yaygın yöntemlerdir. Mevcut protokolünde hemodinamik parametreler (Yani, kan perfüzyon, genlik, frekans ve göreli hızı) mikrovasküler vasomotion fonksiyonel durumunu göstermek için kullandığı bir yaklaşım kurduk. Ayrıca, ölçüm doğruluğunu derinlik hedef ve genellikle yaklaşık 1 mm olan sonda tasarım ilgilidir. Böylece, daha kalın veya kompakt organ ve dokulara lazer Doppler uygulanmasına ve geçerli yöntem için uygun olmayabilir. Kan akışı perfüzyon alınan verileri göze çarpan değişiklikler, sıcaklık, nem oranı, dış ışık ve değişiklikler fare, konumunu da dahil olmak üzere neden olan diğer koşullarından etkilenen çünkü bazı kurallar Ayrıca, itaat deneysel işlemleri sırasında. Sabit sıcaklık ve nem korumak laboratuvar ihtiyacı ve dış aydınlatma korumalı gerekiyor. Bu pozisyon değişiklikleri önlemek için fare düzeltmek için tavsiye edilir. Bu stratejiler yukarıda belirtilen sınırlamalar üstesinden gelebilir ve kan akışı perfüzyon verilerin doğruluğunu artırmak inanılıyor.

Edebiyatı içinde bildirilen başkalarıyla karşılaştırarak mevcut Protokolü avantajı hassas ve duyarlı yerel mikrovasküler vasomotion doku ve organları için olmasıdır. Bu değerlendirme yönteminin daha geniş uygulama veya mikro, mikrovasküler vasomotion, laboratorial ve klinik araştırmalarda özellikle fonksiyonel durumunu incelenmesi kolaylaştıracaktır. Uygulamalar dahil ancak bunlarla sınırlı değildir: iskemi görselleştirme, kan perfüzyon değerlendirme ve mikrovasküler vasomotion fonksiyonel durum değerlendirilmesi. Sonuç olarak, bizim yöntem araştırmak ve pankreas adacık mikrovasküler vasomotion fareler in vivo olarak fonksiyonel durumunu değerlendirmek için kullanılan ve mikro işlevini değerlendirmek için klinik ihtiyacı karşılamak mümkün olabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Bu eser Pekin Birliği tıbbi üniversite gençlik Fonu ve temel araştırma fonları Merkez üniversiteler (Grant no. 3332015200) için gelen hibe tarafından desteklenmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
MoorVMS-LDF2 Moor Instruments GI80 PeriFlux 5000 (Perimed Inc.) can be used as an alternative apparatus to harvest data
MoorVMS-PC Software Moor Instruments GI80-1 Software of MoorVMS-LDF2
Calibration stand Moor Instruments GI-cal Calibration tool
Calibration base Moor Instruments GI-cal Calibration tool
Calibration flux standard Moor Instruments GI-cal Calibration tool
One Touch UltraEasy glucometer Johnson and Johnson #1955685 Confirm hyperglycemia
One Touch UltraEasy strips Johnson and Johnson #1297006 Confirm hyperglycemia
Streptozotocin Sigma-Aldrich S0130 Dissolve in sodium citrate buffer (pH 4.3)
Pentobarbital sodium Sigma-Aldrich P3761 Working concentration 3 %
Ethanol Sinopharm Inc. 200121 Working concentration 75 %
Sucrose Amresco 335 Working concentration 10 %
Medical gauze China Health Materials Co. S-7112 Surgical
Blunt-nose forceps Shang Hai Surgical Instruments Inc. N-551 Surgical
Surgical tapes 3M Company 3664CU Surgical
Gauze sponge Fu Kang Sen Medical Device CO. BB5447 Surgical
Scalpel Yu Lin Surgical Instruments Inc. 175C Surgical
Skin scissor Carent 255-17 Surgical
Suture Ning Bo Surgical Instruments Inc. 3325-77 Surgical
Syringe and 25-G needle MISAWA Inc. 3731-2011 Scale: 1 ml

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Aalkjaer, C., Nilsson, H. Vasomotion: cellular background for the oscillator and for the synchronization of smooth muscle cells. Br J Pharmacol. 144, (5), 605-616 (2005).
  2. Serne, E. H., de Jongh, R. T., Eringa, E. C., IJzerman, R. G., Stehouwer, C. D. Microvascular dysfunction: a potential pathophysiological role in the metabolic syndrome. Hypertension. 50, (1), 204-211 (2007).
  3. Carmines, P. K. Mechanisms of renal microvascular dysfunction in type 1 diabetes: potential contribution to end organ damage. Curr Vasc Pharmacol. 12, (6), 781-787 (2014).
  4. Holowatz, L. A. Human cutaneous microvascular ageing: potential insights into underlying physiological mechanisms of endothelial function and dysfunction. J Physiol. 586, (14), 3301 (2008).
  5. De Boer, M. P., et al. Microvascular dysfunction: a potential mechanism in the pathogenesis of obesity-associated insulin resistance and hypertension. Microcirculation. 19, (1), 5-18 (2012).
  6. Nilsson, G. E., Tenland, T., Oberg, P. A. Evaluation of a laser Doppler flowmeter for measurement of tissue blood flow. IEEE Trans Biomed Eng. 27, (10), 597-604 (1980).
  7. Chen, D., et al. Relationship between the blood perfusion values determined by laser speckle imaging and laser Doppler imaging in normal skin and port wine stains. Photodiagnosis Photodyn Ther. 13, (1), 1-9 (2016).
  8. Fuchs, D., Dupon, P. P., Schaap, L. A., Draijer, R. The association between diabetes and dermal microvascular dysfunction non-invasively assessed by laser Doppler with local thermal hyperemia: a systematic review with meta-analysis. Cardiovasc Diabetol. 16, (1), 11-22 (2017).
  9. Yaginuma, N., Takahashi, T., Saito, K., Kyoguku, M. The microvasculature of the human pancreas and its relation to Langerhans islets and lobules. Pathol Res Pract. 181, (1), 77-84 (1986).
  10. Brissova, M., et al. Islet microenvironment, modulated by vascular endothelial growth factor-A signaling, promotes beta cell regeneration. Cell Metab. 19, (3), 498-511 (2014).
  11. de Moraes, R., Van Bavel, D., Gomes Mde, B., Tibirica, E. Effects of non-supervised low intensity aerobic excise training on the microvascular endothelial function of patients with type 1 diabetes: a non-pharmacological interventional study. BMC Cardiovasc Disord. 16, (1), 23-31 (2016).
  12. Humeau-Heurtier, A., Guerreschi, E., Abraham, P., Mahe, G. Relevance of laser Doppler and laser speckle techniques for assessing vascular function: state of the art and future trends. IEEE Trans Biomed Eng. 60, (3), 659-666 (2013).
  13. Park, H. S., Yun, H. M., Jung, I. M., Lee, T. Role of Laser Doppler for the Evaluation of Pedal Microcirculatory Function in Diabetic Neuropathy Patients. Microcirculation. 23, (1), 44-52 (2016).
  14. Sun, P. C., et al. Microcirculatory vasomotor changes are associated with severity of peripheral neuropathy in patients with type 2 diabetes. Diab Vasc Dis Res. 10, (3), 270-276 (2013).
  15. Pan, Y., et al. Effects of PEMF on microcirculation and angiogenesis in a model of acute hindlimb ischemia in diabetic rats. Bioelectromagnetics. 34, (3), 180-188 (2013).
  16. Jumar, A., et al. Early Signs of End-Organ Damage in Retinal Arterioles in Patients with Type 2 Diabetes Compared to Hypertensive Patients. Microcirculation. 23, (6), 447-455 (2016).
  17. Nguyen, H. T., et al. Retinal blood flow is increased in type 1 diabetes mellitus patients with advanced stages of retinopathy. BMC Endocr Disord. 16, (1), 25-33 (2016).
  18. Forst, T., et al. Retinal Microcirculation in Type 1 Diabetic Patients With and Without Peripheral Sensory Neuropathy. J Diabetes Sci Technol. 8, (2), 356-361 (2014).
  19. Hu, H. F., Hsiu, H., Sung, C. J., Lee, C. H. Combining laser-Doppler flowmetry measurements with spectral analysis to study different microcirculatory effects in human prediabetic and diabetic subjects. Lasers Med Sci. 31, (1), 1-8 (2016).
  20. Klonizakis, M., Manning, G., Lingam, K., Donnelly, R., Yeung, J. M. Effect of diabetes on the cutaneous microcirculation of the feet in patients with intermittent claudication. Clin Hemorheol Microcirc. 61, (3), 439-444 (2015).
  21. Khazraei, H., Shafa, M., Mirkhani, H. Effect of ranolazine on cardiac microcirculation in normal and diabetic rats. Acta Physiol Hung. 101, (3), 301-308 (2014).
  22. Fujita, T., et al. Increased inner ear susceptibility to noise injury in mice with streptozotocin-induced diabetes. Diabetes. 61, (11), 2980-2986 (2012).
  23. Wiernsperger, N., Nivoit, P., De Aguiar, L. G., Bouskela, E. Microcirculation and the metabolic syndrome. Microcirculation. 14, (4-5), 403-438 (2007).
  24. Chawla, L. S., et al. Vascular content, tone, integrity, and haemodynamics for guiding fluid therapy: a conceptual approach. Br J Anaesth. 113, (5), 748-755 (2014).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

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

    Usage Statistics