غسيل الكلى داخل الأدمة هو تقنية طفيفة التوغل تستخدم للتحقيق في وظيفة الأوعية الدموية الدقيقة في الصحة والمرض. يمكن استخدام كل من بروتوكولات الاستجابة للجرعة والتدفئة المحلية لهذه التقنية لاستكشاف آليات توسع الأوعية وتضيق الأوعية في الدورة الدموية الجلدية.
الأوعية الدموية الجلدية هي نسيج يمكن الوصول إليه ويمكن استخدامه لتقييم وظيفة الأوعية الدموية الدقيقة في البشر. غسيل الكلى داخل الأدمة هو تقنية طفيفة التوغل تستخدم للتحقيق في آليات العضلات الملساء الوعائية والوظيفة البطانية في الدورة الدموية الجلدية. تسمح هذه التقنية بالتشريح الدوائي للفيزيولوجيا المرضية للخلل البطاني الوعائي الدقيق كما هو مفهرس بانخفاض توسع الأوعية بوساطة أكسيد النيتريك ، وهو مؤشر على خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. في هذه التقنية ، يتم وضع مسبار غسيل الكلى الدقيق في الطبقة الجلدية من الجلد ، ويتم وضع وحدة تسخين محلية مع مسبار قياس تدفق دوبلر بالليزر فوق المسبار لقياس تدفق خلايا الدم الحمراء. يتم تثبيت درجة حرارة الجلد المحلية أو تحفيزها بتطبيق الحرارة المباشر ، ويتم استخدام العوامل الدوائية من خلال المسبار لتحفيز أو تثبيط مسارات الإشارات داخل الخلايا من أجل تحفيز توسع الأوعية أو تضيق الأوعية أو لاستجواب الآليات ذات الأهمية (العوامل المشتركة ، مضادات الأكسدة ، إلخ). يتم تحديد التوصيل الوعائي الجلدي ، ويمكن تحديد آليات الخلل البطاني في حالات المرض.
أمراض القلب والأوعية الدموية (CVD) هي السبب الرئيسي للوفاة في الولايات المتحدة1. ارتفاع ضغط الدم (HTN) هو عامل خطر مستقل للسكتة الدماغية وأمراض القلب التاجية وفشل القلب ويقدر أنه يؤثر على ما يزيد عن ~ 50٪ من سكان الولايات المتحدة2. يمكن أن يتطور HTN كأمراض قلبية وعائية مستقلة (HTN أولية) أو نتيجة لحالة أخرى ، مثل مرض الكلى المتعدد الكيسات و / أو اضطرابات الغدد الصماء (HTN الثانوي). اتساع نطاق مسببات HTN يعقد التحقيقات في الآليات الأساسية وتلف الأعضاء النهائية التي لوحظت مع HTN. هناك حاجة إلى مناهج بحثية متنوعة وجديدة في الفيزيولوجيا المرضية لتلف الأعضاء النهائية المرتبط ب HTN.
واحدة من أولى العلامات المرضية للأمراض القلبية الوعائية هي الخلل البطاني ، كما يتميز بضعف توسع الأوعية بوساطة أكسيد النيتريك (NO)3،4،5. التمدد بوساطة التدفق هو نهج شائع يستخدم لتحديد الخلل البطاني المرتبط بالأمراض القلبية الوعائية ، ولكن الخلل البطاني في أسرة الأوعية الدموية الدقيقة يمكن أن يكون مستقلا وأوليا لشرايين القناة الكبيرة6،7،8. علاوة على ذلك ، يتم عمل الشرايين المقاومة بشكل مباشر بواسطة الأنسجة المحلية أكثر من الشرايين القناة ولديها سيطرة فورية على توصيل الدم الغني بالأكسجين. وظيفة الأوعية الدموية الدقيقة تنبئ بالبقاء على قيد الحياة الضار الخالي من الأحداث القلبية الوعائية9،10،11. الأوعية الدموية الدقيقة الجلدية هي سرير وعائي يمكن الوصول إليه ويمكن استخدامه لفحص الاستجابات لمضيق الأوعية الفسيولوجي والدوائي أو المحفزات الموسعة للأوعية. غسيل الكلى داخل الأدمة هو تقنية طفيفة التوغل ، والهدف منها هو التحقيق في آليات كل من العضلات الملساء الوعائية ووظيفة البطانة في الأوعية الدموية الدقيقة الجلدية مع التشريح الدوائي المستهدف. تتناقض هذه الطريقة مع التقنيات الأخرى ، مثل احتقان الدم التفاعلي بعد الانسداد ، والذي لا يسمح بالتشريح الدوائي ، والرحلان الشاردي ، الذي يسمح بالتسليم الدوائي ولكنه أقل دقة في آلية عمله (تمت مراجعته بدقة في مكان آخر12).
يتم استعراض الأساس المنطقي وراء تطوير واستخدام هذه التقنية على نطاق واسع في مكان آخر13. تم تطوير هذا النهج في الأصل للاستخدام في الأبحاث العصبية في القوارض ثم تم تطبيقه لأول مرة على البشر للتحقيق في الآليات الكامنة وراء توسع الأوعية النشط من وجهة نظر التنظيم الحراري. في أواخر تسعينيات القرن العشرين ، تم استخدام هذه الطريقة لفحص كل من الآليات العصبية والبطانية فيما يتعلق بالتدفئة المحلية للجلد. منذ ذلك الوقت ، تم استخدام هذه التقنية للتحقيق في عدد من آليات الإشارات العصبية الوعائية في الجلد.
باستخدام هذه التقنية ، استجوبت مجموعتنا وآخرون آليات الخلل البطاني في الأوعية الدموية الدقيقة للعديد من المجموعات السريرية ، بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر ، دسليبيدميا ، والشيخوخة الأولية ، والسكري ، وأمراض الكلى المزمنة ، ومتلازمة المبيض المتعدد الكيسات ، وتسمم الحمل ، والاضطراب الاكتئابي الشديد14،15،16،17،18،19 ، وارتفاع ضغط الدم20،21، 22،23،24. على سبيل المثال ، وجدت دراسة سابقة أن النساء ذوات ضغط الدم الطبيعي اللائي لديهن تاريخ من تسمم الحمل ، والمعرضات لخطر متزايد للإصابة بالأمراض القلبية الوعائية ، قد قللن من توسع الأوعية بدون وساطة في الدورة الدموية الجلدية مقارنة بالنساء اللائي لديهن تاريخ من الحمل المعياري20. في دراسة أخرى ، أظهر البالغون الذين تم تشخيص إصابتهم ب HTN الأولي زيادة في حساسية الأنجيوتنسين II في الأوعية الدموية الدقيقة مقارنة بالضوابط الصحية21 ، وقد ثبت أن العلاج الدوائي المزمن الخافض للضغط المتبرع بالسلفهيدريل في مرضى HTN الأساسيين يقلل من ضغط الدم ويحسن كل من توسع الأوعية بوساطة كبريتيد الهيدروجينوبدون وساطة 22. وجد Wong et al.23 ضعف توسع الأوعية بوساطة حسية وبدون وساطة لدى البالغين المصابين بارتفاع ضغط الدم ، بالتزامن مع اكتشافنا لتطور الخلل البطاني مع زيادة مراحل HTN ، كما هو مصنف من قبل جمعية القلب الأمريكية لعام 2017 وإرشادات الكلية الأمريكية لأمراض القلب24.
تسمح تقنية غسيل الكلى المجهري داخل الأدمة بإجراء تحقيقات ميكانيكية خاضعة لرقابة مشددة في وظيفة الأوعية الدموية الدقيقة في الحالات الصحية والمرضية. لذلك ، تهدف هذه الورقة إلى وصف تقنية غسيل الكلى داخل الأدمة كما تطبقها مجموعتنا وغيرها. نحن بالتفصيل إجراءات كل من التحفيز الدوائي للبطانة مع أستيل كولين (ACh) لفحص العلاقة بين الجرعة والاستجابة والتحفيز الفسيولوجي لإنتاج NO الداخلي مع بروتوكول تحفيز التسخين المحلي 39 درجة مئوية أو 42 درجة مئوية. نقدم نتائج تمثيلية لكل نهج ونناقش الآثار السريرية للنتائج التي نشأت عن هذه التقنية.
تقنية غسيل الكلى داخل الأدمة هي أداة متعددة الاستخدامات في أبحاث الأوعية الدموية البشرية. قد يغير المحققون البروتوكول لزيادة تنويع تطبيقاته. على سبيل المثال ، وصفنا بروتوكول الاستجابة لجرعة ACh ، لكن التحقيقات الأخرى في آليات تضيق الأوعية أو النغمة الحركية الوعائية ، بدلا من توسع الأوعية …
The authors have nothing to disclose.
اي.
1 mL syringes | BD Syringes | 302100 | |
Acetlycholine | United States Pharmacopeia | 1424511 | Pilot data collected in our lab indicate drying acetylcholine increases variability of CVC response; do not dry, store in desiccator |
Alcohol swabs | Mckesson | 191089 | |
Baby Bee Syringe Drive | Bioanalytical Systems, Incorporated | MD-1001 | In this study the optional 3-syringe bracket (catalg number MD-1002) was utilized |
CMA 30 Linear Microdialysis Probes | Harvard Apparatus | CMA8010460 | |
Connex Spot Monitor | WelchAllyn | 74CT-B | automated blood pressure monitor |
Hive Syringe Pump Controller | Bioanalytical Systems, Incorporated | MD-1020 | Controls up to 4 Baby Bee Syringe Drives |
LabChart 8 | AD Instruments | **PowerLab hardware and LabChart software must be compatible versions | |
Lactated Ringer's Solution | Avantor (VWR) | 76313-478 | |
Laser Doppler Blood FlowMeter | Moor Instruments | MoorVMS-LDF | |
Laser Doppler probe calibration kit | Moor Instruments | CAL | |
Laser Doppler VP12 probe | Moor Instruments | VP12 | |
Linear Microdialysis Probes | Bioanalytical Systems, Inc. | MD-2000 | |
NG-nitro-l-arginine methyl ester | Sigma Aldrich | 483125-M | L-NAME |
Povidone-iodine / betadine | Dynarex | 1202 | |
PowerLab C Data Acquisition Device | AD Instruments | PLC01 | ** |
PowerLab C Instrument Interface | AD Instruments | PLCI1 | ** |
Probe adhesive discs | Moor Instruments | attach local heating unit to skin | |
Skin Heater Controller | Moor Instruments | moorVMS-HEAT 1.3 | |
Small heating probe | Moor Instruments | VHP2 | |
Sterile drapes | Halyard | 89731 | |
Sterile gauze | Dukal Corporation | 2085 | |
Sterile surgical gloves | Esteem Cardinal Health | 8856N | catalogue number followed by the initials of the glove size, then the letter "B" (e.g., 8856NMB for medium) |
Surgical scissors | Cole-Parmer | UX-06287-26 |