Bilinçli Sıçanlarda Renal Kan Akışının Uzun Süreli Sürekli Ölçümü
Summary
Mevcut protokol, bilinçli sıçanlarda böbrek kan akışının uzun süreli sürekli ölçümünü ve aynı anda implante edilmiş kateterlerle (sıvı dolu veya telemetri ile) kan basıncının kaydedilmesini açıklamaktadır.
Abstract
Böbrekler, vücut sıvılarının homeostazını korumada çok önemli bir rol oynar. Böbrek kan akımının (RBF) düzenlenmesi, böbrek fonksiyonlarında filtrasyon ve metabolizmanın hayati fonksiyonları için gereklidir. Anestezi uygulanan hayvanlarda, böbrek perfüzyonunun düzenlenmesinden sorumlu mekanizmaları belirlemek için çeşitli koşullar altında RBF’yi ölçmek için birçok akut çalışma yapılmıştır. Bununla birlikte, teknik nedenlerden dolayı, RBF’yi uzun süreler boyunca kısıtlanmamış unnesthetize sıçanlarda sürekli olarak (24 saat / gün) ölçmek mümkün olmamıştır. Bu yöntemler, RBF’nin haftalar boyunca sürekli olarak belirlenmesini sağlarken, aynı zamanda implante edilmiş kateterlerle (sıvı dolu veya telemetri ile) aynı anda kan basıncını (BP) kaydeder. RBF izlemesi, çalışma boyunca sıçanın sınırsız hareketini sağlayan dairesel servo kontrollü bir sıçan kafesine yerleştirilen sıçanlarla gerçekleştirilir. Aynı zamanda, akış probu ve arteriyel kateterlerden gelen kabloların karışması önlenir. Sıçanlar ilk önce sol renal arter üzerine ultrasonik bir akış probu yerleşimi ve sağ femoral artere implante edilen bir arteriyel kateter ile alet edilir. Bunlar deri altından boynun ensesine yönlendirilir ve RBF ve BP’yi ölçmek için sırasıyla akış ölçere ve basınç dönüştürücüsüne bağlanır. Cerrahi implantasyonu takiben, sıçanlar en az bir hafta boyunca iyileşmek ve ultrasonik prob kayıtlarını stabilize etmek için hemen kafese yerleştirilir. İdrar toplama da bu sistemde mümkündür. Sürekli monitörizasyon için cerrahi ve cerrahi sonrası prosedürler bu protokolde gösterilmiştir.
Introduction
Böbrekler vücut ağırlığının sadece% 0.5’idir, ancak kan akışı bakımından zengindir ve toplam kalp debisinin% 20-25’ini alır1. Renal kan akışının (RBF) düzenlenmesi böbrek fonksiyonu, vücut sıvısı ve elektrolit homeostazının merkezindedir. Kan akımının böbreğe düzenlenmesinin önemi, tek taraflı nefrektomi sonrası kalan böbrekte RBF’nin önemli ölçüde artması 2,3,4 ve böbrek yetmezliğinde ortaya çıkan RBF’nin azalması 5,6,7 ile güzel bir şekilde gösterilmiştir. RBF’deki bu tür değişikliklerin, böbrek fonksiyonundaki değişikliklere veya RBF’nin azalmasına bağlı olarak fonksiyondaki bir azalmaya yanıt olarak meydana gelip gelmediğini, anestezi ile cerrahi olarak hazırlanmış hayvanlarda veya insan deneklerde tespit etmek zor olmuştur. Olayların tanımlanmış bir değişiklikten önce ve sonra belirlenebildiği ve olayların ilerlemesi sırasında aynı hayvanda gözlemlenebildiği zamansal çalışmalara ihtiyaç vardır. Hayvan ve insan çalışmalarında, RBF dolaylı olarak para-amino hippurik asit (PAH) 8,9,10’un temizlenmesi ve daha yakın zamanda ultrason9,11,12, MRI 4,13 ve PET-CT14,15 gibi görüntüleme teknikleriyle tahmin edilmiştir. Her böbreğin yararlı anlık görüntülerini veren ve hastalığın ilerlemesini takip edebilen. Küçük hayvanlarda RBF’yi anestezi olmadan ultrason veya MRI taramaları ile değerlendirmek zordur. RBF’yi aynı sıçanda bilinçli koşullar altında uzun süreler boyunca sürekli olarak ölçmek imkansız olmuştur.
Bu nedenle, mevcut protokol, daha önce açıklandığı gibi serbest hareket eden sıçanlar için sürekli kan basıncı ölçüm yöntemleriyle birleştirilen RBF’nin eşzamanlı sürekli 24 saat / gün ölçümlerini sağlayan teknikler geliştirmiştir 16,17,18,19,20,21 . Bu teknoloji, gelecekte çeşitli böbrek bozukluklarında neden-sonuç ilişkilerini incelemek için çeşitli sıçan modellerinde RBF’nin zamansal olarak değerlendirilmesine izin verir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mevcut protokol, RBF ve arteriyel basıncı haftalar boyunca sürekli olarak kaydetmek için ticari olarak temin edilebilen enstrümantasyonu kullanan bir tekniği tanımlamaktadır. Ek olarak, idrar adım 1.1’de açıklanan cihaz kullanılarak toplanabilir. Ayrıca idrardaki metabolitleri değerlendirmek ve bir arteriyel kateter implante edildiğinde, analiz için kan örneklemesi yapmak için de kullanılabilir.
Geleneksel olarak, RBF ölçümleri cerrahi olarak hazırlanmış anestezi uygul…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma bilimsel araştırma hibeleri ile desteklenmiştir (P01 HL116264, RO1 HL137748). Yazarlar, Theresa Kurth’a tavsiyeleri ve laboratuvar yöneticisi olarak deneysel ortamın korunmasındaki yardımları için teşekkür etmek istiyor.
Materials
| 1RB probe | Transonic | 1RB | ultrasonic flow probe |
| Betadine | Avrio Health | povidone-iodine | |
| Buprenorphine SR-LAB | ZooPharm | Buprenorphine | |
| Cefazolin | APOTEX | NDC 60505 | Cefazolin |
| Crile Hemostats | Fine Surgical Instruments | 13004-14 | Hemostats for blunt dissection |
| Isoflurane | Piramal | NDC 66794 | Isoflurane |
| Medium Clear PVC cement | Oatey | PVC cement | |
| Mersilene polyester fiber mesh | Ethicon | polyester fiber mesh | |
| MetriCide28 | Metrex | SKU 10-2805 | 2.5% glutaraldehyde |
| Micro-Renathane 0.025 x 0.012 | Braintree Scientific | MRE 025 | use for catheter |
| MINI HYPE-WIPE | Current Technologies | #9803 | 1% sodium hypochlorite |
| Oatey Medium Clear PVC Cement | Oatey | #31018 | PVC cement |
| PHD2000 syringe pump | Harvard apparatus | 71-2000 | syringe pump |
| Ponemah software | DSI | recording software | |
| Precision 3630 Tower | Dell | Computer for recording | |
| Raturn Stand-Alone System | BASi | MD-1407 | a movement response caging system |
| RenaPulse High Fidelity Pressure Tubing 0.040 x 0.025 | Braintree Scientific | RPT 040 | use for catheter |
| Silicone cuff | Transonic | AAPC102 | skin button |
| Surgical lubricant sterile bacteriostatic | Fougera | 0168-0205-36 | gell for flow probe |
| Tergazyme | Alconox | protease contained anionic detergent | |
| TS420 Perivascular Flow Module | Transonic | TS420 | perivascular flow module |
| Vetbond | 3M | 1469SB | tissue adhesive |
| WinDaq software | DATAQ | recording software |
References
- Chonchol, M., Smogorzewski, M., Stubbs, J., Yu, A. . Brenner & Rector’s The Kidney. 11, (2019).
- Chen, J. -. K., et al. Phosphatidylinositol 3-kinase signaling determines kidney size. Journal of Clinical Investigation. 125 (6), 2429-2444 (2015).
- Sigmon, D. H., Gonzalez-Feldman, E., Cavasin, M. A., Potter, D. L., Beierwaltes, W. H. Role of nitric oxide in the renal hemodynamic response to unilateral nephrectomy. Journal of the American Society of Nephrology. 15 (6), 1413-1420 (2004).
- Romero, C. A., et al. Noninvasive measurement of renal blood flow by magnetic resonance imaging in rats. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 314 (1), 99-106 (2018).
- Basile, D. P., Anderson, M. D., Sutton, T. A. Pathophysiology of acute kidney injury. Comprehensive Physiology. 2 (2), 1303-1353 (2012).
- Regan, M. C., Young, L. S., Geraghty, J., Fitzpatrick, J. M. Regional renal blood flow in normal and disease states. Urological Research. 23 (1), 1-10 (1995).
- Ter Wee, P. M. Effects of calcium antagonists on renal hemodynamics and progression of nondiabetic chronic renal disease. Archives of Internal Medicine. 154 (11), 1185 (1994).
- Mazze, R. I., Cousins, M. J., Barr, G. A. Renal effects and metabolism of isoflurane in man. Anesthesiology. 40 (6), 536-542 (1974).
- Corrigan, G., et al. PAH extraction and estimation of plasma flow in human postischemic acute renal failure. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 277 (2), 312-318 (1999).
- Laroute, V., Lefebvre, H. P., Costes, G., Toutain, P. -. L. Measurement of glomerular filtration rate and effective renal plasma flow in the conscious beagle dog by single intravenous bolus of iohexol and p-aminohippuric acid. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 41 (1), 17-25 (1999).
- Wei, K., et al. Quantification of renal blood flow with contrast-enhanced ultrasound. Journal of the American College of Cardiology. 37 (4), 1135-1140 (2001).
- Cao, W., et al. Contrast-enhanced ultrasound for assessing renal perfusion impairment and predicting acute kidney injury to chronic kidney disease progression. Antioxidants & Redox Signaling. 27 (17), 1397-1411 (2017).
- Markl, M., Frydrychowicz, A., Kozerke, S., Hope, M., Wieben, O. 4D flow MRI. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 36 (5), 1015-1036 (2012).
- Juillard, L., et al. Dynamic renal blood flow measurement by positron emission tomography in patients with CRF. American Journal of Kidney Diseases. 40 (5), 947-954 (2002).
- Juárez-Orozco, L. E., et al. Imaging of cardiac and renal perfusion in a rat model with 13N-NH3 micro-PET. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 31 (1), 213-219 (2015).
- Mori, T., Cowley, A. W. Role of pressure in angiotensin II-induced renal injury. Hypertension. 43 (4), 752-759 (2004).
- Mori, T., et al. High perfusion pressure accelerates renal injury in salt-sensitive hypertension. Journal of the American Society of Nephrology. 19 (8), 1472-1482 (2008).
- Polichnowski, A. J., Cowley, A. W. Pressure-induced renal injury in angiotensin II versus norepinephrine-induced hypertensive rats. Hypertension. 54 (6), 1269-1277 (2009).
- Polichnowski, A. J., Jin, C., Yang, C., Cowley, A. W. Role of renal perfusion pressure versus angiotensin II renal oxidative stress in angiotensin II-induced hypertensive rats. Hypertension. 55 (6), 1425-1430 (2010).
- Evans, L. C., et al. Increased perfusion pressure drives renal T-cell infiltration in the dahl salt-sensitive rat. Hypertension. 70 (3), 543-551 (2017).
- Shimada, S., et al. Renal perfusion pressure determines infiltration of leukocytes in the kidney of rats with angiotensin II-induced hypertension. Hypertension. 76 (3), 849-858 (2020).
- Cousins, M. J., Mazze, R. I. Anaesthesia, surgery and renal function: Immediate and delayed effects. Anaesthesia and Intensive Care. 1 (5), 355-373 (1973).
- Cousins, M. J., Skowronski, G., Plummer, J. L. Anaesthesia and the kidney. Anaesthesia and Intensive Care. 11 (4), 292-320 (1983).
- Schiffer, T. A., Christensen, M., Gustafsson, H., Palm, F. The effect of inactin on kidney mitochondrial function and production of reactive oxygen species. PLOS ONE. 13 (11), 0207728 (2018).
- Evans, R. G., et al. Chronic renal blood flow measurement in dogs by transit-time ultrasound flowmetry. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 38 (1), 33-39 (1997).
- Bell, T. D., DiBona, G. F., Biemiller, R., Brands, M. W. Continuously measured renal blood flow does not increase in diabetes if nitric oxide synthesis is blocked. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 295 (5), 1449-1456 (2008).
