Isolare e utilizzo Sezioni di mesenterica bovina arteria e vena come un saggio biologico per verificare Vasoactivity nel piccolo intestino
Summary
L'intestino tenue è spesso esposto alle tossine che possono influenzare il flusso di sangue e di influenzare negativamente l'assorbimento dei nutrienti. Utilizzando un multimyograph e mesenterica arteria e vena isolati, composti o tossine di interesse possono essere sottoposti a screening per vasoactivity.
Abstract
Sistemi gastrointestinale dei mammiferi sono costantemente esposti a composti (desiderabili e indesiderabili) che possono avere un effetto sul flusso di sangue da e verso quel sistema. Le variazioni di flusso di sangue al piccolo intestino può provocare effetti sulle funzioni di assorbimento dell'organo. Particolare interesse per le tossine liberate dai mangimi attraverso processi fermentativi e digestivi si è sviluppata nei ruminanti come un settore in cui le efficienze produttive potrebbero essere migliorati. Il video associato a questo articolo viene descritto un test biologico in vitro sviluppati per i composti dello schermo per vasoactivity in isolate sezioni di bovini mesenterica arteria e vena con un multimyograph. Una volta che i vasi sanguigni sono montati ed equilibrati nel myograph, il saggio biologico in sé può essere utilizzata: come strumento di screening per valutare la risposta contrattile o vasoactivity di composti di interesse; determinare la presenza di tipi di recettori da parte farmacologicamente mira recettori con agonisti specificis; determinare il ruolo di un recettore con la presenza di uno o più antagonisti; o determinare potenziali interazioni di composti di interesse con antagonisti. Attraverso tutto questo, i dati vengono raccolti in tempo reale, il tessuto prelevato da un singolo animale può essere esposto a un gran numero di diversi trattamenti sperimentali (un vantaggio in vitro), e rappresenta vascolare su entrambi i lati del letto capillare per fornire un accurato immagine di ciò che potrebbe accadere nel afferenti ed efferenti apporto di sangue sostenere il piccolo intestino.
Introduction
Le alterazioni del flusso sanguigno in un letto di tessuto può avere un grande impatto sulla funzione d'organo. Una funzione primaria del piccolo intestino è l'assorbimento dei nutrienti. Arteriosa flusso di sangue verso la superficie di assorbimento dell'intestino è necessario per l'assorbimento dei nutrienti e aumenta il flusso sanguigno per aiutare l'assorbimento dei nutrienti come Digesto si muove lungo la superficie 1. Una diminuzione del flusso sanguigno può causare una riduzione dell'assorbimento dei nutrienti a causa di una diminuzione del gradiente transepiteliale 2. Oltre ai nutrienti, il piccolo intestino può essere esposto a metaboliti secondari, farmaci o tossine che esercitano un effetto sul flusso sanguigno localizzato nel mesentere. Nel caso di animali ruminanti, composti possono essere liberati da un mangime (ad esempio, sostanze nutritive, quali aminoacidi, o tossine come ad esempio alcaloidi della segale cornuta) attraverso processi fermentativi del foregut. Se questi composti sopravvivono il metabolismo microbico di fermentazione ruminale, sono ora disponibili per l'assorbimentoo interazione mentre viaggiano attraverso il tratto gastrointestinale dell'animale.
Ci sono un certo numero di metodi diversi a disposizione per misurare il flusso di sangue in vivo (ad esempio, Doppler, insito flussometri sangue, microsfere radioattivi, e le tecniche di indicatore-diluizione) che permettono la valutazione dei vari scenari sperimentali o trattamenti. Tuttavia, per ottenere informazioni riguardanti le proprietà meccaniche o farmacologiche di muscolatura liscia vascolare, i metodi sono rimasti limitati alle imbarcazioni più grandi fino Mulvany e Halpern 3 ha pubblicato un articolo che descrive una tecnica con filo montato preparati anello vascolare in un miografo. Poiché lo sviluppo di questa tecnica, modifiche continuano ad essere apportata ai sistemi miografo associate che permettono una varietà di applicazioni differenti per la valutazione di strutture tubolari. Il sistema è stato anche adattato per utilizzare barre fissi per il montaggio di navi più grandi 4 dove perfusionetecniche non sono desiderati.
A causa delle differenze nei vasi di diverse origini anatomiche e distinzioni nelle stesse navi di diverse specie di animali, i dati da nave e tipo di animale non può essere facilmente estrapolati in diversi recipienti o sulla stessa nave in diversi tipi di animali 5. Di conseguenza, test biologici separati devono essere sviluppati e convalidati in qualsiasi momento questi aspetti sono cambiati. Recentemente diversi test biologici sono stati sviluppati con queste tecnologie per l'uso in bovini laterali vena safena e destra arteria e vena ruminale 6,7.
Questo saggio biologico è stato sviluppato specificamente per indagare gli effetti che alcaloidi dell'ergot hanno sul sistema vascolare sostegno tenue. E 'stato riferito che il 50-60% di alcaloidi alimentati appaiono in contenuti abomasali, ma solo il 5% viene recuperato nelle feci 8. Strickland et al. 9 ha dichiarato in una recensione di alcaloidi della segale cornuta, che i dati Sugg disponibiliest che l'intestino tenue può essere il sito più importante per l'assorbimento ergopeptine. Eckert et al. 10 aspetti biofarmaceutici recensione di alcaloidi della segale cornuta e ha dichiarato che una volta che attraversano la barriera epiteliale, alcaloidi della segale cornuta sono trasportati dal sistema linfatico alla vena succlavia o via vena mesenterica e in sangue portale. Rhodes et al. 11 ha registrato una diminuzione del flusso di sangue al duodeno e colon in manzi che consumano un (alto alcaloide della segale cornuta) dieta ad alto endophyte-infettati. Utilizzando il diritto ruminale arteria e vena biotest, Foote et al. 12 hanno dimostrato che gli alcaloidi dell'ergot sono vasoattivi in vasi ruminale. Foote et al. 13 successivamente dimostrato in vivo che l'esposizione agli alcaloidi dell'ergot ruminale risultati in una diminuzione del rumine flusso di sangue epiteliale. Questa diminuzione del flusso di sangue alla superficie di assorbimento del rumine contemporaneamente ha provocato una riduzione dei nutrienti (acidi grassi volatili) flusso. Data la quantity di alcaloidi della segale cornuta che passano al piccolo intestino dal foregut; è stato ipotizzato che un effetto simile sulla piccola vascolare intestinale e l'assorbimento dei nutrienti si sarebbe verificato. Ciò ha richiesto lo sviluppo dei bovini prossimale dell'ileo mesenterica arteria e vena biotest.
Protocol
Representative Results
Discussion
La sfida iniziale per lo sviluppo di questo saggio biologico è stato la creazione di un centro di raccolta ripetibile per vascolarizzazione mesenterica. Consistenza sito campione è critica, in quanto alcune delle funzioni del piccolo intestino cambiamento durante la progressione del digiuno attraverso l'ileo e conseguentemente il mesentere variano in un modello simile. I rami ileali di mesenterica e vena sono stati i più facilmente identificabili attraverso punti di riferimento anatomici. Collocando il cieco e se…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori riconoscono Ryan Chaplin e il dottor Gregg Rentfrow della University of Kentucky Carni Lab e Dipartimento di Scienze degli Alimenti animali e per fornire opportunità di raccogliere i tessuti sperimentali utilizzati nel presente documento.
Materials
| Name of the Material/Equipment | Company | Catalog Number | Comment/Description (optional) |
| Multi Myograph | Danish Myo Technologies | 610M | A myograph is critical to this bioassay, but there are other platforms available for use that will suffice. |
| Powerlab 8/sp | ADIntruments | ML785 | |
| LabChart 7 | ADInstruments | Version 7 | |
| Force Calibration Kit | Danish Myo Technologies | 100055 | Specific to DMT myographs |
| Bottle-top Filter | Nalgene | 595-4520 | 0.22 um pore size; 45 mm neck size |
| #5 Jewler’s Forceps | Miltex | 555008FT | Any brand of forceps can be used |
| Noyes Iris Scissors | Miltex | 18-1510 | Any brand of scissors can be used |
| Dissecting Scope | Zeiss | Stemi 2000-C | Any brand of dissecting light microscope will suffice |
| Adjustable Tissue Matrice | Braintree Scientific | TM C12 | This is not critical to the assay, but greatly reduces section to section variation in length and speeds up the slicing process greatly |
| Krebs-Hensleit Buffer | Sigma-Aldrich | K3753-10x1L | It is not necessary to buy Krebs, this can be made in house |
| Calcium chloride dehydrate | Sigma-Aldrich | C7902-500G | |
| Sodium bicarbonate | Sigma-Aldrich | S5761-500G | |
| Desipramine-HCl | Sigma-Aldrich | D3900-5G | |
| Propranolol-HCl | Sigma-Aldrich | P0884-1G | |
| KCl | Sigma-Aldrich | P9333-500G | |
| 95% O2/5% CO2 | Scott Gross | UN3156 |
References
- Matheson, P. J., Wilson, M. A., Garrison, R. N. Regulation of intestinal blood flow. The Journal of surgical research. 93, 182-196 (2000).
- Dobson, A. Blood flow and absorption from the rumen. Quarterly journal of experimental physiology. 69, 599-606 (1984).
- Mulvany, M. J., Halpern, W. Mechanical properties of vascular smooth muscle cells in situ. Nature. 260, 617-619 (1976).
- Nielsen-Kudsk, F., Poulsen, B., Ryom, C., Nielsen-Kudsk, J. E. A strain-gauge myograph for isometric measurements of tension in isolated small blood vessels and other muscle preparations. Journal of pharmacological. 16, 215-225 (1986).
- Mulvany, M. J., Aalkjaer, C. Structure and function of small arteries. Physiological reviews. 70, 921-961 (1990).
- Klotz, J. L., et al. Assessment of vasoconstrictive potential of D-lysergic acid using an isolated bovine lateral saphenous vein bioassay. Journal of animal science. 84, 3167-3175 (2006).
- Klotz, J. L., Bush, L. P., Strickland, J. R. A vascular contractility bioassay using bovine right ruminal artery and vein. Journal of animal science. 89, 1944-1951 (2011).
- Westendorf, M. L., et al. In vitro and in vivo ruminal and physiological responses to endophyte-infected tall fescue. Journal of dairy science. 76, 555-563 (1993).
- Strickland, J. R., et al. Board-invited review: St. Anthony"s Fire in livestock: causes, mechanisms, and potential solutions. Journal of animal science. 89, 1603-1626 (2011).
- Eckert, H., Kiechel, J. R., Rosenthaler, J., Schmidt, R., Schreier, E., B, B. e. r. d. e., HO, S. c. h. i. l. d. Ch. 11. Ergot Alkaloids and Related Compounds. , (1978).
- Rhodes, M. T., Paterson, J. A., Kerley, M. S., Garner, H. E., Laughlin, M. H. Reduced blood flow to peripheral and core body tissues in sheep and cattle induced by endophyte-infected tall fescue. Journal of animal science. 69, 2033-2043 (1991).
- Foote, A. P., Harmon, D. L., Strickland, J. R., Bush, L. P., Klotz, J. L. Effect of ergot alkaloids on contractility of bovine right ruminal artery and vein. Journal of animal science. 89, 2944-2949 (2011).
- Foote, A. P., et al. Ergot alkaloids from endophyte-infected tall fescue decrease reticuloruminal epithelial blood flow and volatile fatty acid absorption from the washed reticulorumen. Journal of animal science. 91, 5366-5378 (2013).
- Hocking, K. M., et al. Detrimental effects of mechanical stretch on smooth muscle function in saphenous veins. Journal of vascular surgery. 53, 454-460 (2011).
- Smith, D. F. Bovine intestinal surgery. Modern veterinary practice. 65, 705-710 (1984).
- Budras, K. D., Habel, R. E. . Bovine Anatomy An Illustrated Text. , (2003).
- Klotz, J. L., et al. Antagonism of lateral saphenous vein serotonin receptors from steers grazing endophyte-free, wild-type, or novel endophyte-infected tall fescue. Journal of animal science. 91, 4492-4500 (2013).
- Egert, A. M., Kim, D. H., Schrick, F. N., Harmon, D. L., Klotz, J. L. Dietary exposure to ergot alkaloids decreases contractility of bovine mesenteric vasculature. Journal of animal science. 92, 1768-1779 (2014).
