تقييم استجابة عضلي وVasoactivity في الشرايين المقاومة مساريقي عن طريق تخطيط العضل الضغط
Summary
يستخدم تخطيط العضل الضغط لتقييم vasoactivity من الشرايين الصغيرة التي تطور انقباض مستمر عند الضغط. توفر هذه المخطوطة بروتوكول مفصلة لتقييم في قطاعات معزولة الشرايين المساريقي صغيرة من الفئران، vasoactivity وتأثير الضغط داخل اللمعة على قطر الأوعية الدموية.
Abstract
الشرايين مقاومة صغيرة انقباض وتمدد على التوالي ردا على زيادة أو نقصان الضغط داخل اللمعة. هذه الظاهرة المعروفة باسم استجابة عضلي هو المنظم الرئيسي لتدفق الدم المحلي. في ظروف إسوي الضغط الشرايين مقاومة صغيرة تتطور يستمر انقباض عضلي يعرف لهجة (MT)، والذي هو أحد المحددات الرئيسية لمقاومة الأوعية الدموية الجهازية (SVR). وبالتالي، خارج الحي الاستعدادات الضغط في الشرايين مقاومة صغيرة هي الأدوات الرئيسية لدراسة وظيفة الاوعية الدموية الدقيقة في ولايات شبه الفسيولوجية. لتحقيق ذلك، هي التي شنت على قطاع سليمة المعزولة حديثا في الشريان مقاومة صغيرة (قطر ~ 260 ميكرون) على اثنين قنية كوب صغير والضغط. هذه الاستعدادات الشرايين تحتفظ معظم الخصائص في الجسم الحي وتقييم تصريح لهجة الأوعية الدموية في الوقت الحقيقي. هنا نقدم بروتوكول مفصلة لتقييم vasoactivity في ضغط الشرايين الصغيرة مقاومة المساريقي من الفئران. هذه الشرايين تطويرتضيق الأوعية المستدام – ما يقرب من 25٪ من القطر الأقصى – عند الضغط على 70 مم زئبقي. ويمكن استخدام هذه الاستعدادات الشرايين لدراسة تأثير مجمعات الفحص على العلاقة بين الضغط داخل الشريان وvasoactivity وتحديد التغيرات في وظيفة الاوعية الدموية الدقيقة في النماذج الحيوانية من الأمراض المختلفة.
Introduction
الشرايين مقاومة صغيرة هي المحددات الرئيسية للSVR وتلعب دورا هاما في الفيزيولوجيا المرضية لكثير من الأمراض 1،2. أمراض مثل السكري 3، 4 الحمل، نقص التروية، ضخه 5، والسمنة وارتفاع ضغط الدم 6،7 كثيرا ما ترتبط مع وظيفة الاوعية الدموية الدقيقة المتغيرة. يمكن تخطيط العضل الأوعية الدموية ليس فقط توفير معلومات هامة إلى تغيرات في وظيفة الاوعية الدموية الدقيقة في أمراض مختلفة ولكنها تساعد أيضا في تحديد الأهداف العلاجية وتقييم فعالية مركبات فعال في الأوعية. وقد درس وظيفة الأوعية الدموية باستخدام الشرايين الصغيرة المعزولة في ظل ظروف سفينة متساوي القياس أو إسوي الضغط 8. وتقدم وصفا تفصيليا للتخطيط العضل متساوي القياس في أماكن أخرى 9. ولكن هناك اختلافات في البيانات التي تم الحصول عليها من متساوي القياس مقابل الاستعدادات إسوي الضغط 10-12. منذ الاستعدادات الشرايين الضغط تسمح للدراسة وظيفة الاوعية الدموية الدقيقة في ظروف شبه الفسيولوجية، والنتائج التي تم الحصول عليها قد ترتبط بشكل أفضل مع السلوك في الجسم الحي من السرير الوعائي 8،13.
في عام 1902 وصف بايليس أول تأثير الضغط على الأوعية الدموية بطريق قطر 14. ولاحظ في الشرايين مقاومة صغيرة من مختلف سرير الأوعية الدموية من الأرانب والقطط والكلاب التي تم إتباع انخفاض في الضغط من قبل توسع الأوعية، وأعقب زيادة في الضغوط التي تضيق الأوعية. وتعرف هذه الظاهرة باسم استجابة عضلي. لاحظ بايليس والمحققين لاحقا أنه في الظروف إسوي الضغط الشرايين مقاومة صغيرة تتطور انقباض مستمر المعروفة باسم MT 15،16. كلا استجابة عضلي وMT يمكن تقييمها باستخدام الضغط تخطيط العضل (PM) تقنية. يستخدم PM أساسا لتحديد vasoactivity من الشرايين الصغيرة والأوردة والأوعية الأخرى. بالإضافة إلى تقييم أثر فعال في الأوعية المركبات على قطر الأوعية الدموية، وPM – كما يشير الاسم – يستخدم لتقييم داخل الأوعية الفصل الضغط بوساطةفي نفس الفئة على قطر الأوعية الدموية. على مدى العقود القليلة الماضية التقدم في برامج الكمبيوتر، مما عزز المجهر الفيديو والزجاج ماصة سحب، جعلت PM اسهل أداء. ومع ذلك، تشريح قطاعات سليمة قابلة للحياة من الأوعية الدموية الصغيرة لا تزال شاقة وصعبة في بعض الأحيان. نحن هنا الخطوط العريضة لبروتوكول مفصلة لدراسة استجابة عضلي في الشرايين مقاومة المساريقي صغيرة معزولة عن الفئران.
Protocol
Representative Results
Discussion
خطوات حاسمة، استكشاف الأخطاء وإصلاحها وتعديلها
في إعداد سفينة إسوي الضغط نموذجي، يتم ضغط الشريان في 70 مم زئبق بين اثنين قنية الزجاج مع perfused دافئ (37 درجة مئوية) PSS. بعد 30-45 دقيقة والشرايين تطوير MT، التي تتميز بانخفاض عفوية في قطر أن ي?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويدعم سانديب كورانا من قبل المعاهد الوطنية للصحة (K08DKO81479). ويدعم فيكرانت Rachakonda التي كتبها (T32DK067872).
Materials
| Chemical | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Acetylcholine | Sigma Aldrich | A6625 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calcium chloride (CaCl2) | Sigma Aldrich | 223506 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| D-(+)-Glucose | Sigma Aldrich | G5767 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N’,N’-tetra acetic acid (EGTA) | Sigma Aldrich | E3889 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA) | Sigma Aldrich | E9884 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HEPES | Sigma Aldrich | H3784 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnesium sulfate (MgSO4) | Sigma Aldrich | M7506 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| MOPS | Sigma Aldrich | M5162 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Phenylephrine | Sigma Aldrich | P6126 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Potassium chloride (KCl) | Sigma Aldrich | P3911 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Potassium phosphate (KH2PO4) | Sigma Aldrich | P5655 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sodium bicarbonate (NaHCO3 ) | Sigma Aldrich | S6014 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sodium chloride (NaCl) | Sigma Aldrich | S7653 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sodium hydroxide (NaOH) | Sigma Aldrich | S5881 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sodium nitroprusside | Sigma Aldrich | 13451 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sodium phosphate monobasic monohydrate (NaH2PO4) | Sigma Aldrich | S9638 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sodium pyruvate | Sigma Aldrich | P8574 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Table 1. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Table 2. Composition of Experimetnal solutions | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Equipment | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CCD Monochrome Camera | The imaging Source | DMK 21AU04 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Single inline solution heater | Warner Instruments | 64-0102 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thermistor | Warner Instruments | 64-0108 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dual automatic temperature controller | Warner Instruments | TC-344B | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Flaming/Brown micropipette puller | Sutter Instruments | P-97 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fluorescence System Interface | IonOptix | model FSI-700 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Forceps and scissors | World Precision Instruments | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ion Wizard-Core and Analysis | IonOptix | Ion Wizard 6.0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Laboratory tubing | Silastic | 508-005 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Male Sprague Dawley rat | Harlan Laboratories | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Master flex console drive | Cole-parmer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Milli-Q Plus Ultrapure Water System | Millipore | ZD5211584 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ophthalmic monofilament nylon suture | Ethicon | 9007G | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Photometry and Dimensioning Microscope | Motic | AE31 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pressure Servo Controller with peristaltic pump and pressure transducer | Living Systems Instrumentation | PS-200 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stereomicroscope | Nikon Instruments Inc | SMZ660 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vessel Chamber | Living Systems Instrumentation | CH-1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dissection dish | Living Systems Instrumentation | DD-90-S | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thin Wall Glass Capillaries | World Precision Instruments | TW120-6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Microforge | Stoelting | 51550 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Table 3. |
References
- Christensen, K. L., Mulvany, M. J. Location of resistance arteries. J Vasc Res. 38, 1-12 (2001).
- Rietzschel, E. R. Oxidized low-density lipoprotein cholesterol is associated with decreases in cardiac function independent of vascular alterations. Hypertension. 52, 535-541 (2008).
- Hill, M. A., Ege, E. A. Active and passive mechanical properties of isolated arterioles from STZ-induced diabetic rats. Effect of aminoguanidine treatment. Diabetes. 43, 1450-1456 (1994).
- Osol, G., Cipolla, M. Interaction of myogenic and adrenergic mechanisms in isolated, pressurized uterine radial arteries from late-pregnant and nonpregnant rats. Am J Obstet Gynecol. 168, 697-705 (1993).
- Cipolla, M. J., McCall, A. L., Lessov, N., Porter, J. M. Reperfusion decreases myogenic reactivity and alters middle cerebral artery function after focal cerebral ischemia in rats. Stroke. 28, 176-180 (1997).
- Ren, Y., et al. Enhanced myogenic response in the afferent arteriole of spontaneously hypertensive rats. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 298, H1769-H1775 (2010).
- Hayashi, K., Epstein, M., Saruta, T. Altered myogenic responsiveness of the renal microvasculature in experimental hypertension. J Hypertens. 14, 1387-1401 (1996).
- Schubert, R., Mulvany, M. J. The myogenic response: established facts and attractive hypotheses. Clin Sci (Lond). 96, 313-326 (1999).
- Bridges, L. E., Williams, C. L., Pointer, M. A., Awumey, E. M. Mesenteric artery contraction and relaxation studies using automated wire myography. J Vis Exp. , (2011).
- Buus, N. H., Vanbavel, E., Mulvany, M. J. Differences in Sensitivity of Rat Mesenteric Small Arteries to Agonists When Studied as Ring Preparations or as Cannulated Preparations. British Journal of Pharmacology. 112, 579-587 (1994).
- Falloon, B. J., Stephens, N., Tulip, J. R., Heagerty, A. M. Comparison of small artery sensitivity and morphology in pressurized and wire-mounted preparations. Am J Physiol. 268, H670-H678 (1995).
- Schubert, R., Wesselman, J. P. M., Nilsson, H., Mulvany, M. J. Noradrenaline-induced depolarization is smaller in isobaric compared to isometric preparations of rat mesenteric small arteries. Pflugers Archiv-European Journal of Physiology. 431, 794-796 (1996).
- Khurana, S., Raina, H., Pappas, V., Raufman, J. P., Pallone, T. L. Effects of deoxycholylglycine, a conjugated secondary bile acid, on myogenic tone and agonist-induced contraction in rat resistance arteries. PLoS One. 7, e32006 (2012).
- Bayliss, W. M. On the local reactions of the arterial wall to changes of internal pressure. J Physiol. 28, 220-231 (1902).
- Hughes, J. M., Bund, S. J. Arterial myogenic properties of the spontaneously hypertensive rat. Exp Physiol. 87, 527-534 (2002).
- Mulvany, M. J., Halpern, W. Mechanical properties of vascular smooth muscle cells in situ. Nature. 260, 617-619 (1976).
- Raina, H., Zacharia, J., Li, M., Wier, W. G. Activation by Ca2+/calmodulin of an exogenous myosin light chain kinase in mouse arteries. J Physiol. 587, 2599-2612 (2009).
- Fenger-Gron, J., Mulvany, M. J., Christensen, K. L. Mesenteric blood pressure profile of conscious, freely moving rats. J Physiol. 488 (Pt 3), 753-760 (1995).
- Davis, M. J., Hill, M. A. Signaling mechanisms underlying the vascular myogenic response). Physiol Rev. 79, 387-423 (1999).
- Osmond, J. M., Mintz, J. D., Dalton, B., Stepp, D. W. Obesity increases blood pressure, cerebral vascular remodeling, and severity of stroke in the Zucker rat. Hypertension. 53, 381-386 (2009).
- Ge, Y., et al. Endogenously produced 20-HETE modulates myogenic and TGF response in microperfused afferent arterioles. Prostaglandins Other Lipid Mediat. 102-103, 42-48 (2013).
- Ryan, M. J., et al. Placental ischemia impairs middle cerebral artery myogenic responses in the pregnant rat. Hypertension. 58, 1126-1131 (2011).
- Bagi, Z., et al. Type 2 diabetic mice have increased arteriolar tone and blood pressure: enhanced release of COX-2-derived constrictor prostaglandins. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 25, 1610-1616 (2005).
