Summary

Gravação de Intracavernosal pressão para avaliar a função erétil em roedores

Published: June 06, 2018
doi:

Summary

Gravação de pressão Intracavernosal (ICP) é um método importante para avaliar a função erétil de animais experimentais. Aqui, um protocolo detalhado é demonstrado para o procedimento de gravação do ICP catheterizing o pênis crura e então eletricamente estimulando os nervos cavernosos em ratos.

Abstract

Disfunção erétil (ED) é definida como a incapacidade de alcançar ou manter uma ereção do pênis, e isso se tornou um distúrbio sexual masculino predominante. Roedores são empregados por muitos estudos de investigação a fisiologia/patologia da função erétil. A função erétil em roedores pode ser avaliada medindo-se a pressão de intracavernosal (ICP). Na prática, o ICP pode ser monitorado após a estimulação elétrica do nervo cavernoso (CNs). A pressão arterial da artéria carótida (a pressão arterial média) é usada como referência para ICP. Usando ICP protocolos de gravação, muitos parâmetros-chave de função erétil podem ser medidos a partir da curva de resposta do ICP. A medição de ICP fornece mais informações do que o teste de ereção peniana induzida por apomorfina e é mais barata que o monitoramento Telemétrico do pênis corpus spongiosum, tornando este método esse mais popular para avaliar a função erétil. No entanto, em comparação com o teste realizado facilmente induzida por APO a função erétil, gravações bem sucedidas do ICP requerem atenção aos detalhes, prática e aderência ao método de operação. Neste trabalho, uma introdução à gravação de ICP em ratos é fornecida para complementar o procedimento de forma eficiente.

Introduction

ED é definido como a incapacidade de alcançar ou manter uma erecção do pénis e tornou-se um distúrbio sexual masculino comum1. Animais experimentais são utilizados e fornecem modelos reprodutíveis para investigar a função erétil2. Por um longo tempo, vários modelos animais maiores têm sido empregados para investigar a função erétil3,4,5. Embora os roedores são relativamente pequenos em comparação com outros animais, eles também são usados para o estudo da disfunção erétil masculina devido exibindo várias vantagens6. Primeiro, as características sexuais morfológicas e funcionais dos seres humanos são recapituladas em roedores. Em segundo lugar, em comparação com animais maiores, utilizados nos estudos de ED, roedores são mais econômicos comprar, casa e manter. Modelos de roedores geneticamente modificados, terceiros fornecem vantagens em estudos comportamentais, bem como neurofisiológicos reprodutíveis e subsequentes. Portanto, roedores tornaram-se rapidamente os principais animais utilizados no estudo da disfunção erétil masculina.

Beneficiando de uma base genética pura e as condições de cultura consistente, modelos de roedores forneceram dados consistentemente reprodutível5,6,7,8. Entre os numerosos estudos disponíveis relacionados a muitos aspectos das funções erétil, a apomorfina (APO)-teste de resposta erétil induzida e o teste de resposta do ICP induzido por estimulação elétrica são os métodos mais utilizados que reflectem fielmente erétil função9,10,11,12. O teste de função erétil induzida por APO, desenvolvido por Heaton et al 13, é um bioensaio que utiliza o fenômeno que a administração da apomorfina para ratos provoca ereções e bocejos. Como um fácil, não invasivo e estável bioensaio para avaliar a função erétil, o teste de função erétil induzida por APO é amplamente utilizado em muitos estudos. No entanto, este ensaio não reflete adequadamente a qualidade das ereções ou as mudanças dinâmicas no fluxo sanguíneo associado com uma resposta erétil14. Medições de ICP foram inicialmente desenvolvidas pela Quinlan et al 15. neste método, um cateter é colocado na artéria carótida para medir a pressão arterial sistêmica, e outro cateter é inserido no corpo cavernoso crus para gravar o ICP. Antes ou durante o ICP de gravação, um agente vasoativas e/ou estimulação elétrica de campo do gânglio pélvica principal (MPG) ou NC muitas vezes foram dadas a ratos14. Este ensaio tem sido uma ferramenta confiável para avaliar as terapias e medicamentos para ED e provavelmente irá ser usado como um método de avaliação vital no futuro6.

Comparado com o teste realizado facilmente induzida por APO a função erétil, gravações de ICP sucesso requerem atenção aos detalhes, prática e aderência ao método de operação. Portanto, aqui, nós fornecemos uma descrição detalhada de como realizar a gravação do ICP.

Protocol

Três meses e 18 meses de idade ratos Sprague-Dawley foram utilizados no presente estudo. Todos os animais foram tratados em conformidade com as diretrizes do NIH para o cuidado e o uso de animais de laboratório. Procedimentos envolvendo assuntos animais foram aprovados pelo Comitê de ética e local institucional Animal conta com um esforço para minimizar o sofrimento dos animais. Os protocolos foram aprovados pelo Comitê de uso (IACUC) na Universidade de tecnologia de Nanquim (Nanjing, China) e institucional Cuidado…

Representative Results

Numerosos estudos têm demonstrado que a disfunção erétil em idade machos está se tornando um problema comum. No entanto, tratamento médico é limitado na gestão de relacionadas ao envelhecimento ED16. Em modelos de roedores de ED relacionadas ao envelhecimento, muitas terapias são testadas na função erétil de ratos envelhecidos. Conforme apresentamos acima, o teste de gravação do ICP pode ser usado para distinguir os animais ED da população total de …

Discussion

Como uma medida direta da função erétil, o ICP é um método confiável de14. Isso permite a aquisição de dados na ICP basal, pico ICP, planalto ICP, tempo de ereção e detumescence tempo, duração da resposta, etc. Além destes direcionar parâmetros medidos, existem alguns outros parâmetros de índice: (1) “T80”, o tempo para chegar a 80% do pico ICP; (2) “D20”, a hora de diminuir para 20% do pico ICP; (3) “ΔT80”, a taxa de aumento da pressão (por segundo) em T80; e (4) “ΔD20…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi financiado pelos fundos de pesquisa Fundamental para as universidades Central (020814380018, 020814380077), The China Scholarship Council (CSC, n. º 201606195024), Fundação ciência Natural da província de Jiangsu (BK20160138) e chave projeto suportado pela ciência e pela Fundação de desenvolvimento da tecnologia, universidade médica de Nanjing (2014NJMUZD053).

Materials

Animal
Rats Strain: Sprague-Dawley
Age: 2-3 month
Rats Strain: Sprague-Dawley
Age: 15-18 month
Name Company Catalog Number Comments
Reagents formula
Saline Sigma-Aldrich, S7653 dissolve 8.5 gram sodium chloride in distilled water
Pentobarbital sodium solution Sigma-Aldrich, P3761 dissolve 1 gram in 100 ml saline
Povidone-iodine BTP Pharmaceutical Co. Limited 10% (V/V)
Ethanol China National Pharmaceutical Group Corporation (SINOPHARM) 70% (V/V)
Heparin Sigma-Aldrich, H3149 dissolve 20000U heparin in 100 ml saline
Name Company Catalog Number Comments
Materials
Hypodermic needle Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd.  23G
Syringe Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd 10 ml
Three-way stopcock Chengdu Instrument factory TSK 01
Electrode Chengdu Instrument factory JST-1
Catheter tube Chengdu Instrument factory PE-10, PE-50
Operating scissors Shanghai operation equipment factory J22010, J22020
Ophthalmic operating scissors Shanghai operation equipment factory Y00010, Y00020
Ophthalmic forceps Shanghai operation equipment factory JD1010, JD1020
MicroScissors World Precision Instruments WAA260
silk suture Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd.  5-0
Name Company Catalog Number Comments
Equipment
Stimulator Nanjing medease science and technology co. ltd (model 4C501H) 15 Hz, 5 ms pulse, 5 V, 60 s duration and 5 minutes interval
Multichannel signal collection processing system Nanjing medease science and technology co. ltd (model 4C501H) Blood pressure model
Pressure transducer Beijing Xin Hang Xing Ye Technology Trading Company Limited (model YP100) 40KPa

References

  1. . NIH Consensus Conference. Impotence. NIH Consensus Development Panel on Impotence. JAMA. 270 (1), 83-90 (1993).
  2. Chung, E., De Young, L., Brock, G. B. Investigative models in erectile dysfunction: a state-of-the-art review of current animal models. J Sex Med. 8 (12), 3291-3305 (2011).
  3. Lue, T. F., Takamura, T., Schmidt, R. A. Hemodynamics of erection in the monkey. J Urol. 130 (6), 1237-1241 (1983).
  4. Carati, C. J., Creed, K. E., Keogh, E. J. Autonomic control of penile erection in the dog. J Physiol. 384, 525-538 (1987).
  5. Steers, W. D., Mallory, B., de Groat, W. C. Electrophysiological study of neural activity in penile nerve of the rat. Am J Physiol. 254 (6 Pt 2), R989-R1000 (1988).
  6. Kapoor, M. S., Khan, S. A., Gupta, S. K. Animal models of erectile dysfunction. J Pharmacol Toxicol Methods. 76, 43-54 (2015).
  7. Burnett, A. L., Lowenstein, C. J., Bredt, D. S. Nitric oxide: A physiologic mediator of penile erection. Science. 257 (5068), 401-403 (1992).
  8. Oh, T. Y., Kang, K. K., Ahn, B. O. Erectogenic effect of the selective phosphodiesterase type 5 inhibitor, DA-8159. Arch Pharm Res. 23 (5), 471-476 (2000).
  9. Ouyang, B., Sun, X., Han, D. Human urine-derived stem cells alone or genetically-modified with FGF2 Improve type 2 diabetic erectile dysfunction in a rat model. PLoS One. 9 (3), e92825 (2014).
  10. Pan, F., Xu, J., Zhang, Q. Identification and characterization of the MicroRNA profile in aging rats with erectile dysfunction. J Sex Med. 11 (7), 1646-1656 (2014).
  11. Cho, M. C., Park, K., Kim, S. W. Restoration of erectile function by suppression of corporal apoptosis, fibrosis and corporal veno-occlusive dysfunction with rho-kinase inhibitors in a rat model of cavernous nerve injury. J Urol. 193 (5), 1716-1723 (2015).
  12. Hannan, J. L., Matsui, H., Sopko, N. A. Caspase-3 dependent nitrergic neuronal apoptosis following cavernous nerve injury is mediated via RhoA and ROCK activation in major pelvic ganglion. Sci Rep. 6, 29416 (2016).
  13. Heaton, J. P., Varrin, S. J., Morales, A. The characterization of a bio-assay of erectile function in a rat model. J Urol. 145 (5), 1099-1102 (1991).
  14. Mehta, N., Sikka, S., Rajasekaran, M. Rat as an animal model for male erectile function evaluation in sexual medicine research. J Sex Med. 5 (6), 1278-1283 (2008).
  15. Quinlan, D. M., Nelson, R. J., Partin, A. W. The rat as a model for the study of penile erection. J Urol. 141 (3), 656-661 (1989).
  16. Albersen, M., Orabi, H., Lue, T. F. Evaluation and treatment of erectile dysfunction in the aging male: A mini-review. Gerontology. 58 (1), 3-14 (2012).
  17. Hedlund, P., Matsumoto, K., Andersson, K. -. E. Animal Models of Erectile Dysfunction. Curr Prot Pharmacol. 29, 5.41.1-5.41.22 (2005).
  18. Giuliano, F., Bernabe, J., Rampin, O. Telemetric monitoring of intracavernous pressure in freely moving rats during copulation. J Urol. 152 (4), 1271-1274 (1994).
  19. Bernabe, J., Rampin, O., Giuliano, F. Intracavernous pressure changes during reflexive penile erections in the rat. Physiol Behav. 57 (5), 837-841 (1995).
  20. Bernabe, J., Rampin, O., Sachs, B. D. Intracavernous pressure during erection in rats: an integrative approach based on telemetric recording. Am J Physiol. 276 (2 Pt 2), R441-R449 (1999).
  21. Adachi, H., Kodama, K., Ishihara, H. Evaluation of erectile response by continuous measurement of penile diameter in rats. J Pharmacol Toxicol Methods. 41 (4), 147-152 (1999).

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Cite This Article
Pan, F., Zhang, J., Liu, Y., Lu, L., Qiu, X., Lv, K., Zhang, Q. Intracavernosal Pressure Recording to Evaluate Erectile Function in Rodents. J. Vis. Exp. (136), e56798, doi:10.3791/56798 (2018).

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