अनर्गल बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी के माध्यम से सेंसेंट चूहों में सांस लेने का पैटर्न प्राप्त करने की विधि
Summary
असंयमित बैरोमेट्रिक प्लथीस्मोग्राफी का उपयोग जागते चूहों में सांस लेने के पैटर्न को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। हम बताते हैं कि एक मानकीकृत प्रोटोकॉल के तहत 15 एस सेगमेंट शांत श्वास की विस्तारित अवधि के समान मूल्यों को प्रदर्शित करते हैं। यह पद्धति कक्ष में पहले घंटे के दौरान एपनिया और संवर्धित सांसों की मात्रा के लिए भी अनुमति देती है।
Abstract
अनर्गल बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी (यूबीपी) चूहों में सांस लेने के पैटर्न की मात्रा निर्धारित करने के लिए एक विधि है, जहां श्वास आवृत्ति, ज्वारीय मात्रा और मिनट वेंटिलेशन की नियमित रूप से सूचना दी जाती है। इसके अलावा, केंद्रीय एपनेस और संवर्धित सांसों के अस्तित्व सहित सांस लेने के तंत्रिका उत्पादन के बारे में जानकारी एकत्र की जा सकती है। यूबीपी के लिए एक महत्वपूर्ण विचार सांस लेने की चुनौतियों की प्रतिक्रिया को स्पष्ट करने के लिए उत्सुक या सक्रिय व्यवहार के न्यूनतम प्रभाव के साथ एक श्वास खंड प्राप्त कर रहा है। यहां, हम एक प्रोटोकॉल पेश करते हैं जो वृद्ध चूहों में कम, शांत बेसलाइन प्राप्त करने की अनुमति देता है, जो शांत श्वास के लंबे मुकाबलों की प्रतीक्षा करने के बराबर है। कम समय खंडों का उपयोग मूल्यवान है, क्योंकि चूहों के कुछ उपभेद तेजी से उत्तेजनीय या चिंतित हो सकते हैं, और उचित समय सीमा के भीतर शांत श्वास की लंबी अवधि प्राप्त नहीं की जा सकती है। हमने 22 महीने पुराने चूहों को यूबीपी चैंबर में रखा और मिनट 60-120 के बीच चार 15 एस शांत श्वास खंडों की तुलना में एक लंबे समय तक 10 मिनट शांत श्वास अवधि के लिए जो प्राप्त करने के लिए 2-3 घंटे ले गए। हमने 30 मिन परिचित अवधि के बाद शांत श्वास खंडों से पहले केंद्रीय एपनेस और संवर्धित सांसों की गिनती भी प्राप्त की। हम बताते है कि शांत सांस लेने के 10 मिनट एक बहुत कम 15 एस अवधि का उपयोग करने के लिए तुलनीय है । इसके अतिरिक्त, इन 15 एस शांत श्वास खंडों तक जाने वाले समय का उपयोग केंद्रीय मूल के एपनेस के बारे में डेटा इकट्ठा करने के लिए किया जा सकता है। यह प्रोटोकॉल जांचकर्ताओं को समय की एक निर्धारित मात्रा में पैटर्न-श्वास डेटा एकत्र करने की अनुमति देता है और चूहों के लिए शांत आधारभूत उपायों को संभव बनाता है जो उत्तेजनीय व्यवहार की बढ़ी हुई मात्रा को प्रदर्शित कर सकते हैं। यूबीपी पद्धति स्वयं पैटर्न-श्वास डेटा एकत्र करने का एक उपयोगी और गैर-आक्रामक तरीका प्रदान करती है और चूहों को कई समय बिंदुओं पर परीक्षण करने की अनुमति देती है।
Introduction
यूबीपी,श्वास पैटर्न1,2,3,,4के आकलन के लिए एक आम तकनीक है . इस विधि में, चूहों को एक बंद कक्ष में रखा जाता है जहां मुख्य कक्ष (जहां जानवर रखे जाते हैं) के बीच दबाव अंतर और मूल्यों को प्राप्त करने के लिए एक न्यूमोटाकोग्राफ के माध्यम से एक संदर्भ कक्ष फ़िल्टर किया जाता है। जिसके परिणामस्वरूप यूबीपी सेटअप गैरआक्रामक और अनर्गल है और श्वसन उपायों के लिए संज्ञाहरण या सर्जरी की आवश्यकता के बिना मूल्यांकन करने की अनुमति देता है । इसके अतिरिक्त, यह तकनीक समय के साथ एक ही माउस में कई मापकी आवश्यकता वाले अध्ययनों के लिए उपयुक्त है। एक ही परीक्षण के दौरान या कई परीक्षणों पर श्वास आवृत्ति, ज्वारीय मात्रा और मिनट वेंटिलेशन जैसे चरों को इस विधि के साथ निर्धारित किया जा सकता है। पूरे शरीर यूबीपी भी पीक प्रवाह और श्वसन चक्र अवधि के उपाय प्रदान करता है । साथ में, ये पैरामीटर सांस लेने के पैटर्न की मात्रा निर्धारित करते हैं। दर्ज श्वास निशान भी डेटा की समीक्षा करने के लिए और एक दिए गए समय अवधि के भीतर प्रदर्शित केंद्रीय एपनिया की संख्या गिनती करने के लिए संभव बनाते हैं । इस गिनती का उपयोग ज्वारीय मात्रा और प्रेरक समय के विश्लेषण के साथ किया जा सकता है ताकि सांस लेने के पैटर्न में अन्य परिवर्तनों को मापी जा सके।
जबकि फेफड़े के शारीरिक मापदंडों के प्रत्यक्ष मूल्यांकन के लिए कई नॉनइनवेसिव प्लेथिस्मोग्राफी तकनीक मौजूद हैं, पूरे शरीर के यूबीपी माउस को न्यूनतम अनुचित तनाव के साथ श्वसन कार्य के लिए स्क्रीन करने के तरीके की अनुमति देता है। हेड-आउट प्लेथिस्मोग्राफी, जो ज्वारीय मिडडेनेटोरी प्रवाह उपायों का उपयोग करती है और गैर-आक्रामक भी है, कई अन्य प्रकार की प्ल्थाइसेमोग्राफी (जैसे, डबल-चैंबर प्लेथिस्मोग्राफी) की तरह संयम पर निर्भर करती है। हालांकि इन तरीकों का उपयोग वायुमार्ग जवाबदेही को मापने के लिए कृंतक मॉडलों में किया गया है5,गर्दन कॉलर या छोटे संयम ट्यूबों का उपयोग चूहों (बनाम अन्य प्रजातियों) को आराम के स्तर पर अपनी श्वास वापस करने के लिए अब ले जा सकता है।
एक इष्टतम हवा श्वास खंड प्राप्त करना आधारभूत तुलना के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध प्ल्थाइसेमोग्राफी सिस्टम का बढ़ते उपयोग से कई प्रयोगशालाओं में पैटर्न-श्वास डेटा संभव हो जाता है। महत्वपूर्ण बात, श्वास का पैटर्न संग्रह अवधि में चर है, विशेष रूप से चूहों के लिए। इसके साथ ही, बेसलाइन विश्लेषण को यह सुनिश्चित करने के साधन के रूप में मानकीकृत करना आवश्यक है कि प्रयोगकर्ताओं के प्रशिक्षण स्तर के परिणाम नहीं मिलते हैं । एक हवा में सांस लेने के खंड को इकट्ठा करने के कई तरीके हैं, जो प्रयोगात्मक डिजाइनों के बीच भिन्नता के एक क्षेत्र के रूप में काम करते हैं। एक उदाहरण में कक्ष1के भीतर पहले से निर्धारित समय के बाद अंतिम 10-30 मिनट के डेटा का औसत शामिल है, जबकि एक अन्य विधि में तब तक प्रतीक्षा करना शामिल है जब तक कि माउस 5-10 मिनट6के लिए शांत नहीं दिख रहा है। बाद में प्राप्त करने के लिए 2-3 घंटे लग सकते हैं और कुछ मामलों में, यदि माउस काफी लंबे समय तक शांत नहीं है तो परीक्षण को छोड़ने की आवश्यकता हो सकती है। यह चिंता चूहों के उपभेदों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण विचार है जहां देखे गए व्यवहार अधिक चिंतित और उत्तेजनीय7हैं । इन चूहों को कक्ष पर्यावरण को समायोजित करने में अधिक समय लग सकता है और केवल समय के कम फटने के लिए शांत रह सकता है। बेसलाइन संग्रह के लिए समर्पित समय को सीमित करना प्रत्येक माउस के लिए कक्ष समय का मानकीकरण करता है।
यह महत्वपूर्ण है कि प्रयोगकर्ता एक उपयुक्त आधार रेखा प्राप्त करते हैं जिसमें माउस में आराम करने वाले व्यवहार मूल्य शामिल होते हैं लेकिन यह समय पर होता है। इसलिए, इस रिपोर्ट का लक्ष्य चूहों में सांस लेने के मापदंडों के लिए छोटे शांत आधारभूत मूल्यों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले तरीकों का विवरण प्रदान करना है। इसके अलावा, हम रिपोर्ट करते हैं कि चैंबर में पहले घंटे के दौरान एपनेस और संवर्धित सांसों की मात्रा निर्धारित की जा सकती है।
Protocol
Representative Results
Discussion
प्रोटोकॉल चूहों में एक शांत श्वास बेसलाइन के बारे में जानकारी प्रदान करता है, साथ ही केंद्रीय एपनेस और संवर्धित सांस के बारे में डेटा एकत्र करता है। प्रतिनिधि परिणाम बताते है कि एक 10 min शांत बेसलाइन सां?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक एंजेला ले, सारा रूबी, और मारिसा मिकी को जानवरों की उपनिवेशों को बनाए रखने के काम के लिए धन्यवाद देना चाहते हैं। इस काम को 1R15 HD076379 (L.R.D.), 3R15 HD076379 (सीएनआर का समर्थन करने के लिए एलआरडी), और मैकडेविट अंडरग्रेजुएट रिसर्च फेलोशिप इन नेचुरल साइंसेज (बीईई) द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
Materials
| Carbon Dioxide Analyzer | AEI Technologies | CD-3A | |
| Carbon Dioxide Sensor | AEI Technologies | P-61B | |
| Computer | must be compliant with Ponemah requirements | ||
| Drierite beads | PermaPure LLC | DM-AR | |
| Flow Control | AEI Technologies | R-1 | vacuum |
| Flowmeter | TSI | 4100 | need one per chamber and one for vacuum |
| Gas Mixer | MCQ Instruments | GB-103 | |
| Gas Tanks | Haun | 100% oxygen, 100% carbon dioxide, 100% nitrogen – food grade, or pre-mixed tanks for nomal room air and gas challenges | |
| Oxygen Analyzer | AEI Technologies | S-3A | |
| Oxygen Sensor | AEI Technologies | N-22M | |
| Polyurethane Tubing | SMC | TUS 0604 Y-20 | |
| Ponemah Software | DSI | ||
| Small Rodent Chamber | Buxco/DSI | ||
| Thermometer (LifeChip System) | Destron-Fearing | any type of thermometer to take accurate body temperatures is appropriate, but the use of implantable chips allows for minimal disturbance to animal for taking several body temperature measurements while the animal is still in the UBP chamber | |
| Transducers | Validyne | DP45 | need one per chamber |
| Whole Body Plethysmography System | Data Science International (DSI) | Includes ACQ-7700, pressure/temperature probes, etc. |
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