Limb distance ischémique préconditionnement: Une technique neuroprotecteur chez les rongeurs

Summary

Préconditionnement ischémique à distance (RIP) est une méthode de tissus de conditionnement contre le stress dommageable. Nous avons établi une méthode d'ischémie à distance à la patte postérieure, en gonflant un brassard de tensiomètre pendant 5-10 min. Les capacités neuroprotecteurs de RIP a été démontré dans un modèle de dégénérescence rétinienne chez les rongeurs.

Abstract

Ischémie sublétale protège les tissus contre l'ischémie ultérieure, plus sévère par la régulation positive des mécanismes endogènes dans le tissu affecté. Ischémie sublétale a également été montré pour réguler à la hausse dans les tissus des mécanismes de protection distants. Une brève période d'ischémie (5-10 min) dans la patte arrière des mammifères induit des réponses d'auto-protection dans le cerveau, les poumons, le cœur et la rétine. L'effet est connu sous le préconditionnement ischémique à distance (RIP). Il est un moyen thérapeutique prometteuse de protéger les organes vitaux, et est déjà en essais cliniques pour lésions cardiaques et cérébrales. Cette publication démontre, une méthode minimalement invasive contrôlée de faire une branche – spécifiquement la patte postérieure d'un rat – ischémique. Un brassard de pression artérielle conçu pour être utilisé dans les nouveaux-nés humains est connecté à un sphygmomanomètre manuel et utilisé pour appliquer une pression de 160 mmHg autour de la partie supérieure de la patte postérieure. Une sonde conçue pour détecter la température de la peau est utilisée pour vérifier la ischemia, par enregistrement de la baisse de la température de la peau causée par l'occlusion des artères de la jambe induite par la pression et l'élévation de température qui en résulte la libération de la manchette. Cette méthode de RIP offre une protection à la rétine de rat contre les dommages et la dégénérescence induite par la lumière brillante.

Introduction

La survie de la plupart, sinon tous, les tissus de la face de stress métabolique peut être améliorée par un conditionnement préalable avec une période d'ischémie sublétale ^1,2. Préconditionnement ischémique (IP) en termes pratiques est l'exposition des tissus à l'ischémie sublétale, avant les expériences de tissus facteurs de stress les plus graves, comme un accident ischémique ultérieure. Dans les modèles animaux, IP assure la protection frappant vers le cerveau, la rétine, du cœur et des poumons ^3-6. En conséquence, les observations chez les patients victimes d'AVC ont montré un lien entre les attaques ischémiques transitoires précédents et de meilleurs résultats cliniques ^7,8. IP protège également les photorécepteurs rétiniens de blessures non ischémiques ^9.

L'efficacité de la propriété intellectuelle dans divers tissus et de blessures suggère qu'il est l'activation d'un mécanisme inné de la survie des cellules présentes dans tous les tissus. Préconditionnement ischémique du myocarde a été proposé d'avoir des effets protecteurs à travers la régulation à la haussede l'hypoxie inducible factor (HIF), connu pour réguler de nombreuses voies métaboliques par la libération d'adénosine ou à travers l'ouverture de canaux potassiques mitochondriales ATP ^10,11. La libération d'adénosine et de l'ATP potassium canaux sont impliqués dans l'ischémie cérébrale, mais, les enquêtes sur les mécanismes neuroprotecteurs de conditionnement ischémique à ce jour ont porté sur des modifications aux anti-excitotoxicité, les voies anti-apoptotiques et anti-inflammatoires ^12,13. Dans l'ensemble, la compréhension du processus moléculaire de conditionnement ischémique pour la protection des neurones est limité.

Distant tente de préconditionnement ischémique pour conditionner des organes éloignés importance critique (coeur, cerveau, du poumon) en générant une ischémie dans les tissus moins critiques. Préconditionnement ischémique à distance (RIP) en utilisant la patte arrière a été démontré pour être neuroprotecteur dans des modèles rongeurs d'AVC ^14-17. La méthode décrite par nous fournit une prot simple, fiable et non-invasiveocol pour induire RIP.

La grande majorité des protocoles RIP implique la patte postérieure, sans doute parce que l'artère fémorale situé dans la patte arrière supérieure peut être facilement identifiable et accessible pour le serrage chirurgicale et l'application garrot. Dans les membres ischémiques invasive études pour l'étude du cerveau et de la protection de la peau, de l'ischémie est induite par la séparation de l'artère fémorale à partir des ligaments de l'aine et de serrage de l'artère fémorale ^2,15,18.

L'ischémie résultant soit menottage de membre ou de l'artère fémorale serrage a été confirmée par des changements à la branche, y compris une perte de pouls, diminution de l'oxygénation et une baisse de la température de la peau. Ischémie à distance peut être confirmée par la perte de l'impulsion à l'aide de Doppler au laser ou ultrasons Doppler ^17-19. la température de la peau peut être utilisé comme alternative à Doppler bien que la relation est non linéaire ^20,21. Enregistrements précis de la température sont monnaie courante dans les laboratoires et peutêtre facilement intégré dans les études ischémiques distants.

Une alternative à la chirurgie de serrage fémorale est l'induction de l'ischémie en utilisant un tourniquet. Demande Tourniquet produit ischémie comparable à celle obtenue avec un vase serrage; Kutchner et al. rapport artère fémorale invasive de serrage à un garrot non-invasive et a trouvé deux méthodes arrêtées le flux sanguin vers le membre et réduit les dommages de la peau dans un modèle de chirurgie plastique du lambeau de peau ischémie ^18. Menotter soit la jambe ou le bras et en augmentant la pression du brassard au-dessus de la pression artérielle systolique a été trouvé pour avoir un effet protecteur contre les lésions ischémiques chez les porcs et les humains ^17,19,22.

Différentes approches pour induire tourniquet à distance comprennent ischémique l'utilisation d'un brassard de pression sanguine ou une bande élastique ^17,22,23. Cependant, l'utilisation d'une bande élastique pour induire une ischémie est une méthode dangereuse, pouvant donner lieu à une quantité non régulée de la pression dans lamembre, avec des hausses de pression supérieures à 500 mmHg enregistrée chez l'homme ^24. En outre, l'ischémie des membres inférieurs à l'aide d'une bande élastique conduit à une lésion musculaire chez le rat suite à l'enlèvement de la bande ^23, telle qu'évaluée par colorant bleu d'Evans, un marqueur in vivo de myofibres ²⁵ perméabilité. En revanche, la délivrance d'une pression contrôlée à la tourniquet peut être réalisé à l'aide d'un brassard de pression sanguine relié à un ^17,19,22,26 de sphygmomanomètre.

Dans cette étude, un modèle de blessure de la lumière dégénérescence des photorécepteurs a été utilisé pour démontrer l'efficacité neuroprotectrice de préconditionnement ischémique distant. L'ischémie a été induite à distance immédiatement avant qu'une blessure légère, et a empêché la dégénérescence des photorécepteurs ultérieure comme l'a confirmé par des tests de la fonction rétinienne. La vidéo qui accompagne va démontrer l'application de l'ischémie à distance non-invasive.

Protocol

Déclaration éthique: Le protocole suit les directives de protection des animaux de l'Université de Sydney, AEC # 5657. L'anesthésie a été approuvé par le comité de l'éthique animale (Université de Sydney, AEC # 5657). 1. Préparation Equipement Utilisez suivi en temps réel de la température de la peau. Allumez l'ordinateur et le matériel d'acquisition de données. Logiciel d'enregistrement de température ouvert et ajuster le réglage…

Representative Results

Un brassard de pression sanguine élevée au-dessus de 160 mmHg arrête le flux sanguin vers la patte postérieure comme on le voit clairement sur ​​la figure 1B. L'absence de l'oxygénation des tissus a entraîné une réduction de la température du pied de l'animal à un protocole d'ischémie-reperfusion (figure 2). La température de pied (33 ° C) était inférieure à la température d'âme de façon fiable et réduit au cours de l'élévation de la pre…

Discussion

Rongeur patte postérieure ischémie a été induite avec succès avec un sphygmomanomètre manuel et le brassard pour fournir une neuroprotection des photorécepteurs de la rétine. Une conclusion compatible avec la protection de conditionnement ischémique induite des photorécepteurs de la blessure légère ^9,28.

Essentiellement, l'ischémie distance provoque la privation brève de l'oxygène aux tissus. Par conséquent, le préconditionnement ischémique à distance a …

Materials

Gold series DuraShock Hand Aneroid Sphygmomanometer	Welch Allyn	DS56	Manual Sphygmomanometer
Neonate [size 2] 1 Tube, 10 Pack	Welch Allyn	5082-102-1	Limb blood pressure cuff
Luer lock adaptor	Welch Allyn	5082-178	Adaptor for neonatal cuff
Thermistor pod	AD Instruments	ML 309	skin tempertature unit
Skin temperture probe	AD Instruments	MLT 422/A
Powerlab, 4 channel acquistion hardware	AD Instruments	PL 35044	Skin temperature recorder
Homeothermic blanket system with flexible probe	Harvard Appartus	507222F
Towel			optional: awake remote ischemia
Isoflo – 100% Isoflurane -250 ml	Abbot Animal Health	05260-05	optional: inhaltion anaesthetic remote ischemia
Ketamil – ketamine 100 mg/ml – 50 ml	Troy Laboratories Pty Ltd		optional: injectable anaesthetic remote ischemia
Xylium – Xylazine 100 mg/ml – 50 ml	Troy Laboratories Pty Ltd		optional: injectable anaesthetic remote ischemia