Övervakning av system och lever hemodynamiska parametrar hos möss
Summary
Den här filmen visar hur man skaffa systemiska och lever hemodynamiken hos möss. Hela övervakningen omfattar förvärv av vitala parametrar, system blodtryck, centralt ventryck, vanliga leverartären flödeshastighet, och portal vein tryck samt portalen flödeshastigheten hos möss.
Abstract
Användningen av musmodeller inom experimentell forskning är av enorm betydelse för studiet av lever fysiologi och patofysiologiska störningar. Men på grund av den begränsade storleken på musen, tekniska detaljer i intraoperativ övervakningsförfarandet lämpligt för musen sällan beskrivits. Tidigare har vi rapporterat ett övervakningsförfarande för att få hemodynamiska parametrar för råttor. Nu har vi anpassat proceduren att skaffa systemiska och lever hemodynamiska parametrar hos möss, en art tio gånger mindre än råttor. Denna film visar instrumentering av djuren samt datainsamlingsprocess som krävs för att bedöma systemiska och lever hemodynamiken hos möss. Vitala parametrar, inklusive kroppstemperatur, andningsfrekvens och hjärtfrekvens registrerades under hela förfarandet. System hemodynamiska parametrar består av halspulsådern trycket (CAP) och centralt ventryck (CVP). Lever perfusion parametrar inkluderar portalen vein tryck (PVP), portal flödeshastighet liksom flödeshastigheten av den gemensamma leverartären (tabell 1). Instrumentering och datainsamling för att spela in de normalvärden som avslutades inom 1,5 timmar. Systemiska och lever hemodynamiska parametrar förblev inom normalområdena under denna procedur.
Detta förfarande är en utmaning men genomförbart. Vi har redan tillämpat denna procedur för att bedöma lever hemodynamiken i normala möss och under 70% partiell hepatektomi och levern lob kläm experiment. Medelvärdet PVP efter resektion (n = 20), var 11.41 ± 2.94 cmH 2 O vilket var signifikant högre (P <0,05) än tidigare resektion (6,87 ± 2,39 cmH 2 O). Resultaten av lever lob kläm experiment indikerade att detta övervakningsförfarande är känslig och lämplig för att upptäcka små förändringar i portalen tryck och portal flöde. Sammanfattningsvis är detta förfarande tillförlitliga i händerna på en erfaren mikro kirurg utan bör begränsas till experiments där det absolut behövs möss.
Introduction
Det övergripande målet för den här videon var att visa ett övervakningsförfarande i realtid för att förvärva systemiska och lever hemodynamiska parametrar. Den logiska grunden för att utveckla den här proceduren är dess stora värde för försöks ingripanden i möss som kräver att få systemiska och lever hemodynamiska parametrar. Förfarandet kan tillämpas på naiva djur och under eller efter en viss hepatobiliär experimentella kirurgiska ingrepp, såsom partiell hepatektomi, vena porta ligation och levertransplantation.
Förvärv av lever hemodynamiska data i gnagare kräver den föreslagna invasiv förfarande. Lever perfusion kan inte erhållas icke-invasivt. Men det finns alternativ för förvärvet av det systemiska blodtrycket. Övervaknings tekniker såsom svansen manschetten tekniken 8 har utnyttjats för att förvärva blodtrycket i både råttor och möss. Svansen manschetten teknik kan tillämpas i conscika djur. Vid mätning av blodtryck, behöver det djur som skall placeras och fixeras i ett visst obekväm position. I manualen på svansen-manschetten enhet, uppger tillverkaren att möss kan bli nervös och stressad vilket kan minska cirkulationen i svansen. Under denna omständighet, kan det perifera blodtrycket förvärvats i svansen att vara mycket lägre än den centrala blodtryck.
Hela övervakningsförfarande utfördes med en integrerad flerkanalsbildskärmen med en rad sensorer för datainsamling. Blodtrycket erhölls genom att sätta in en kateter i respektive kärl efter noggrann mikrokirurgisk dissektion och exponering under mikroskop. Flödeshastigheten mättes genom att placera en transonic flödessond runt varje kärl.
Vi rapporterade redan ett liknande intraoperativ övervakningsförfarande för råttor resulterar i en omfattande serie av fysiologiska hemodynamiska data som är jämförbara med enda kouppgifter som rapporteras från andra grupper 7. Därför ansåg vi denna procedur för att utgöra en god grund för att anpassa den till musen, en art 10 gånger mindre än råttan. Den huvudsakliga skillnaden till råttan förfarande är användning av Millar katetrar för förvärvande blodtrycksdata i stället för en fluidbaserad katetersystem. Flödesdata Vidare förvärvades med överljudsflödessonder, bara mycket mindre än för motsvarande rått fartygen.
På grund av den begränsade storleken på djuret, är instrumentering möss tekniskt utmanande, men genomförbart. När instrumentering är klar, är datainsamling och primär liv dataanalys enkelt, eftersom en fördefinierad inställning filen kan användas. Inställningen fil måste definieras en gång i början av en serie experiment och kan lagras och används för alla efterföljande experiment.
Hittills har vi tillämpat detta förfarande för att bedöma lever hemodynamiska effekter i akuta försök. Vi mätte CAP och PVP före och omedelbart efter 70% partiell hepatektomi (PH) och kläm / de-kläm experiment. Vi fastklämd den hepato-duodenal ligament i höger lob som representerar 20% av levermassan följt av en kort (5 min) fastspänning av medianen och vänstra laterala loben representerande totalt 90% av leverns massa. De-kläm började med att släppa klämman från höger lob följt genom att frigöra medianen och vänster sido lob. Maximal klämtiden var under 10 min.
Protocol
Representative Results
Discussion
Övervakning av lever hemodynamik är ett viktigt forskningsverktyg inom hepatologi och hepatobiliär kirurgi. Förvärv av lever hemodynamiska uppgifter bidrar till att karaktärisera effekten av hepatobiliära förfaranden på cirkulationssystemet. Behövs också Förvärv av lever hemodynamiska data för att studera effekten av läkemedel som påverkar portal tryck och portal flöde, t ex, som behövs i studier som utvärderar vasoaktiva läkemedel.
Trots sin storlek, kan de vita…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denna forskning stöds av den tyska federala Ministeriet för utbildning och forskning (BMBF) finansierade "Virtual Lever Network". Jag skulle vilja tacka Frank Schubert och Rene Gumpert från mediacentret i Jena universitetssjukhus för hjälpen med videon och skapa animeringen och Isabel Jank för inspelning av ljud.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| PowerLab 16/30 | ADInstruments | PL3516 | |
| Quad Bridge Amp | ADInstruments | FE224 | Bridge amplifier |
| Animal Bio Amp | ADInstruments | FE136 | |
| Needle Electrodes for FE136 (3 pk) | ADInstruments | MLA1213 | |
| Perivascular Flowmeter Module | Transonic | TS420 | |
| Flowprobe MA0.5PSB/MA1PSB | Transonic | MA0.5PSB/MA1PSB | |
| SPR-1000 Mouse Pressure Catheter | Millar instruments | 841-0001 | |
| fluid filled catheter | Terumo | SR+DU2619PX | 26G, 0.64×19mm |
| micro scissors | F·S·L | No. 14058-09 | |
| micro serrefine | F·S·L | No.18055-05 | |
| Micro clamps applicator | F·S·L | No. 18057-14 | |
| Straight micro forceps | F·S·L | No. 00632-11 | |
| Curved micro forceps | F·S·L | No. 00649-11 | |
| needle-holder | F·S·L | No. 12061-01 | |
| 6-0 silk | ethicon | ||
| 6-0 prolene | ethicon | ||
| 7-0 prolene | ethicon | ||
| 10-0 prolene | ethicon | ||
| Tail cut-off device | Kent Scientific | www.kentscientific.com | |
| LabChart7 | ADInstruments | data analysis software |
References
- Albuszies, G., et al. Effect of increased cardiac output on hepatic and intestinal microcirculatory blood flow, oxygenation, and metabolism in hyperdynamic murine septic shock. Crit Care Med. 33 (10), 2332-2338 (2005).
- Bernhard, W., et al. Phosphatidylcholine molecular species in lung surfactant: composition in relation to respiratory rate and lung development. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 25 (6), 725-731 (2001).
- Cheever, A. W., Warren, K. S. Portal vein ligation in mice: portal hypertension, collateral circulation, and blood flow. 18, 405-407 (1963).
- Costa, G., Aguiar, B. G., Coelho, P. M., Cunha-Melo, J. R. On the increase of portal pressure during the acute and chronic phases of murine schistosomiasis mansoni and its reversibility after treatment with oxamniquine. Acta Trop. 89 (1), 13-16 (2003).
- Cui, S., Shibamoto, T., Zhang, W., Takano, H., Kurata, Y. Venous resistance increases during rat anaphylactic shock. Shock. 29 (6), 733-739 (2008).
- Geerts, A. M., et al. Comparison of three research models of portal hypertension in mice: macroscopic, histological and portal pressure evaluation. Int. J. Exp. Pathol. 89 (4), 251-263 (2008).
- Huang, H., Deng, M., Jin, H., Dirsch, O., Dahmen, U. Intraoperative vital and haemodynamic monitoring using an integrated multiple-channel monitor in rats. Lab Anim. 44 (3), 254-263 (2010).
- Krege, J. H., Hodgin, J. B., Hagaman, J. R., Smithies, O. A noninvasive computerized tail-cuff system for measuring blood pressure in mice. Hypertension. 25 (5), 1111-1115 (1995).
- Kuga, N., et al. Rapid and local autoregulation of cerebrovascular blood flow: a deep-brain imaging study in the mouse. J. Physiol.. 587 (Pt 4), 745-752 (2009).
- Muraki, T., Strain Kato, R. difference in the effects of morphine on the rectal temperature and respiratory rate in male mice. Psychopharmacology (Berl). 89 (1), 60-64 (1986).
- Nielsen, J. M., et al. Left ventricular volume measurement in mice by conductance catheter: evaluation and optimization of calibration. Am. J. Physiol Heart Circ. Physiol. 293 (1), H534-H540 (2007).
- Sakamoto, M., et al. Improvement of portal hypertension and hepatic blood flow in cirrhotic rats by oestrogen. Eur. J. Clin. Invest. 35 (3), 220-225 (2005).
- Reverter, E., et al. Impact of deep sedation on the accuracy of hepatic and portal venous pressure measurements in patients with cirrhosis. Liver Int. 34 (1), 16-25 (2014).
