Isolando e com cortes de bovinos artéria e veia mesentérica como Bioassay teste para vasoactividade no intestino delgado
Summary
O intestino delgado é freqüentemente expostos a toxinas que podem influenciar o fluxo sanguíneo e impactar negativamente a absorção de nutrientes. Usando uma artéria mesentérica e multimyograph e veia isolados, os compostos de interesse ou toxinas podem ser rastreados para a vasoactividade.
Abstract
Sistemas gastrointestinal de mamíferos são constantemente expostos a compostos (desejáveis e indesejáveis) que podem ter um efeito sobre o fluxo de sangue para ea partir desse sistema. Alterações do fluxo sanguíneo para o intestino delgado podem resultar em efeitos nas funções de absorção do órgão. Interesse particular em toxinas liberadas a partir de alimentos através de processos fermentativos e digestivos desenvolveu em ruminantes como uma área onde a eficiência produtiva pode ser melhorada. O vídeo associado a este artigo descreve um ensaio biológico in vitro desenvolvido para compostos de tela para vasoactividade em isolados secções transversais da artéria mesentérica bovina e veia utilizando um multimyograph. Uma vez que os vasos sanguíneos são montados e equilibrada no myograph, o próprio bioensaio pode ser usado: como ferramenta de triagem para avaliar a resposta contrátil ou vasoactividade de compostos de interesse; determinar a presença de tipos de receptores por receptores farmacologicamente alvo com agonista específicos; determinar o papel de um receptor com a presença de um ou mais antagonistas; ou determinar interações potenciais de compostos de interesse com antagonistas. Através de tudo isso, os dados são recolhidos em tempo real, de tecido recolhida a partir de um único animal pode ser exposto a um grande número de diferentes tratamentos experimentais (uma vantagem in vitro), e representa a vasculatura de cada lado do leito capilar para fornecer uma exacta imagem do que poderia estar acontecendo no aferentes e eferentes fornecimento de sangue apoiando o intestino delgado.
Introduction
Alterações no fluxo sanguíneo para uma cama de tecido pode ter um grande impacto sobre a função do órgão. Uma função primária do intestino delgado é a absorção de nutrientes. O fluxo de sangue arterial para a superfície de absorção do intestino é necessária para a absorção de nutrientes e aumentar o fluxo sanguíneo para ajudar a absorção de nutrientes como digesta se move ao longo da superfície 1. A diminuição do fluxo de sangue pode causar uma redução na absorção de nutrientes devido a uma diminuição do gradiente transepitelial 2. Em adição aos nutrientes, o intestino delgado, podem também ser expostos a metabolitos secundários, drogas, toxinas ou que exercem um efeito sobre o fluxo sanguíneo localizado no mesentério. No caso de o animal ruminante, os compostos podem ser libertados a partir de um ingrediente alimentar (por exemplo, nutrientes, tais como aminoácidos, ou toxinas, tais como os alcalóides da cravagem do centeio) por meio de processos de fermentação do intestino anterior. Se estes compostos sobreviver ao metabolismo microbiano de fermentação ruminal, eles estão agora disponíveis para a absorçãoou interacção enquanto viajam através do tracto gastrointestinal do animal.
Há um número de métodos diferentes disponíveis para medir o fluxo de sangue, in vivo (por exemplo, ultra-som Doppler, residindo medidores de fluxo de sangue, microesferas radiomarcados, e técnicas de diluição-indicador) que permitem a avaliação de vários cenários ou tratamentos experimentais. No entanto, para obter informações sobre as propriedades mecânicas ou farmacológicas do músculo liso vascular, métodos permaneceu limitado a navios de grande porte até Mulvany e Halpern 3 publicou um artigo descrevendo uma técnica usando o fio montado preparações anel vascular em um myograph. Desde o desenvolvimento da técnica, modificações continuam a ser feitos para os sistemas myograph associados que permitem uma variedade de aplicações diferentes, para avaliação de estruturas tubulares. O sistema também foi adaptado para utilizar hastes fixas para montagem de navios de maior porte 4, onde a perfusãotécnicas não são desejados.
Por causa de diferenças nos vasos de diferentes origens anatômicas e distinções nas mesmas embarcações de diferentes espécies de animais, dados da embarcação e tipo de animais não podem ser facilmente extrapolados em diferentes recipientes ou na mesma embarcação em diferentes tipos de animais 5. Consequentemente, bioensaios separadas devem ser desenvolvidos e validados a qualquer momento estes aspectos são alterados. Recentemente, vários bioensaios foram realizados com estas tecnologias para uso em bovinos laterais da veia safena e artéria e veia ruminal 6,7.
Este bioensaio foi desenvolvido especificamente para investigar os efeitos de que alcalóides da cravagem do centeio tem na vasculatura de suporte do intestino delgado. Foi relatado que 50-60% dos alcalóides alimentados aparecem no abomaso conteúdo, mas apenas 5% são recuperadas nas fezes 8. Strickland et al. 9 afirmou em uma revisão de alcalóides da cravagem do centeio, que sugg dados disponíveisest que o intestino delgado pode ser o local mais importante para a absorção ergopeptine. Eckert et al. 10 aspectos biofarmacêuticos avaliação de alcalóides da cravagem do centeio e afirmou que, assim que atravessar a barreira epitelial, alcalóides da cravagem do centeio, são transportados pelo sistema linfático para a veia subclávia ou via veia mesentérica e em sangue portal. Rhodes et al. 11 relataram uma diminuição do fluxo sanguíneo para duodeno e cólon em novilhos consumindo uma (alta alcalóide da cravagem do centeio) dieta rica infectadas pelo endófito. Usando o bioensaio artéria e veia ruminal direita, 12 Foote et al. Demonstraram que alcalóides da cravagem do centeio são vasoativas na vasculatura ruminal. Foote et al. 13 subsequentemente demonstrado in vivo de que a exposição do rúmen de alcalóides da cravagem do centeio resulta em uma diminuição do fluxo de sangue no rúmen epitelial. Esta diminuição no fluxo do sangue para a superfície de absorção do rúmen concomitante causou uma redução de nutrientes (ácido gordo volátil) de fluxo. Dada a quantity de alcalóides da cravagem do centeio que passam para o intestino delgado do intestino anterior; foi formulada a hipótese de que um efeito semelhante na vasculatura do intestino delgado e a absorção de nutrientes ocorreria. Isto exigiu o desenvolvimento do bioensaio artéria mesentérica e na veia do íleo proximal bovina.
Protocol
Representative Results
Discussion
O desafio inicial no desenvolvimento deste bioensaio foi a criação de um local de coleta repetível para a vasculatura mesentérica. Consistência sítio da amostra é crítico, como algumas das funções do intestino pequeno, a mudança durante a progressão através do jejuno e do íleo, por conseguinte, o mesentério variar segundo um padrão semelhante. Os ramos ileais da artéria mesentérica e veia foram os mais facilmente identificados através de marcos anatômicos. Ao localizar o ceco e seguindo a dobra ileoc…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores reconhecem Ryan Chaplin e Dr. Gregg Rentfrow da Universidade de Kentucky Meats Lab e do Departamento de Animal e Ciências da Alimentação de proporcionar oportunidades para coletar tecidos experimentais aqui utilizados.
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).
