Het gebruik van Cystometry in kleine knaagdieren: Een studie van de blaas Chemosensation
Summary
Cystometry is een efficiënte techniek om de blaas functie van kleine dieren te meten<em> In vivo</em>. De blaas wordt continu toegediend met een snelheid gecontroleerd door middel van een intravesicale catheter, terwijl de plasbuis wordt vrij gelaten voor mictie. Dit zorgt voor repetitieve vullen en ledigen van de blaas, terwijl intravesicale druk en uitgescheiden volume opgenomen.
Abstract
<p class="jove_content"> De onderste urinewegen (LUT) functioneert als een dynamisch reservoir dat urine kan opslaan en efficiënt te drijven op een geschikt tijdstip. Het opslaan urine, echter de blaas blootgesteld gedurende langere tijd aan afvalproducten. Door te fungeren als een strakke barrière, het epitheel van de LUT, het urotheel, vermijdt re-absorptie van schadelijke stoffen. Bovendien schadelijke chemische stoffen stimuleren de blaas nociceptieve innervatie en initiëren vervallen van contracties die de blaas de inhoud te verdrijven. Interessant is dat de blaas gevoeligheid voor schadelijke chemicaliën met succes gebruikt in de klinische praktijk, intravesicaal infusie de TRPV1 agonist capsaicin te behandelen neurogene overactieve blaas<sup> 1</sup>. Dit onderstreept het voordeel van het bekijken van de blaas als een chemosensoring orgaan en vraagt om verdere klinische onderzoek. Echter ethische problemen ernstig beperkt de mogelijkheden te voeren, bij de mens, de invasieve metingen die nodig zijn om de moleculaire basis van LUT klinische farmacologie ontrafelen. Een manier om deze beperking te overwinnen is het gebruik van verscheidene diermodellen<sup> 2</sup>. Hier beschrijven we de uitvoering van cystometry in muizen en ratten een techniek waarmee het meten van de intravesicale druk in de blaas gecontroleerde omstandigheden perfusie.</p><p class="jove_content"> Na laparotomie wordt een catheter geïmplanteerd in de blaas koepel en subcutaan getunneld de interscapular regio. Dan de blaas gevuld kan worden met een gecontroleerde snelheid, terwijl de urethra is vrijgelaten voor mictie. Tijdens de repetitieve cycli van het vullen en vervallen, intravesicale druk kan worden gemeten via het geïmplanteerde catheter. Als zodanig kunnen de drukveranderingen worden gekwantificeerd en geanalyseerd. Bovendien gelijktijdige meting van het uitgescheiden volume kan onderscheiden vervallen contracties van niet-holtevormende contracties<sup> 3</sup>.</p><p class="jove_content"> Belangrijk, vanwege de verschillen in mictie controle tussen knaagdieren en mensen, cystometrisch metingen in deze dieren slechts beperkte waarde translationele<sup> 4</sup>. Niettemin zijn ze vrij instrumenteel in de studie van blaas pathofysiologie en farmacologie in experimental pre-klinische omgeving. Recent onderzoek met behulp van deze techniek is gebleken dat de belangrijkste rol van nieuwe moleculaire spelers in de mechanisch-en chemo-sensorische eigenschappen van de blaas.</p>
Protocol
1. Laboratorium Dieren Dieren (muizen, ratten) zijn ondergebracht in een gespecialiseerde dier faciliteit met een 12-uurs licht-donker cyclus en ad libitum toegang tot water en standaard eten pellets. Zowel leeftijd en geslacht van de dieren zijn belangrijke parameters die moeten worden gestandaardiseerd volgens de behoeften. We voeren gewoonlijk cystometry bij 10 – 12 weken oude vrouwelijke dieren 5,6. Alle dierproeven worden uitgevoerd in overeenstemming met de Europese Unie Ge…
Discussion
De cystometry techniek hier gepresenteerde maakt het uitvoeren van in vivo metingen van de blaasfunctie in diermodellen. Ratten zijn waarschijnlijk de meest gebruikte diermodel. Muizen zijn moeilijker te hanteren, maar bieden het voordeel van genetisch gemanipuleerde dieren. Vanwege de technische moeilijkheid van het gebruik bewuste muizen, die meestal zeer actief waardoor losraken van de geïmplanteerde catheter en veranderingen in de intra-abdominale druk die de intravesicale druk kan beïnvloeden, raden wij …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door subsidies van de Belgische federale overheid (IUAP P6/28), het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen (FWO) (G.0565.07 en G.0686.09), de Astellas European Foundation Award 2009 en de Onderzoeksraad van de KU Leuven (GOA 2009/07, EF/95/010 en PFV/10/006). PU en WIJ zijn docs van het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen (FWO). MB is een Marie Curie-bursaal. DDR een fundamenteel-klinische fellow van het FWO.
Materials
| Name of the reagent | Commercial name, company, | Catalogue number | Comments |
| urethane | Urethane, Sigma-Aldrich | 315419 | group 2B carcinogen |
| isoflurane | Isoba, Schering-Plough Animal Health | ||
| polyethylene catheter | Intramedic Polyethylene tubing PE50, Becton Dickinson | 427411 | |
| surgical microscope | Op-Mi 6, Carl Zeiss | Op-Mi 6 | |
| purse-string suture | Prolene 6/0, Ethicon | 8610H | |
| fascia and skin suture | Ethilon 4/0 or 5/0, Ethicon | 662G or 661G | |
| postoperative analgesics | Temgesic, Schering-Plough Animal Health | dosage for rats: 0.05 mg/kg | |
| amplifier | 78534c monitor, Hewlett Packard | ||
| analytical balances and balance data acquisition software | FZ 300i, A&D | FZ-300i | |
| infusion pumps | pump 33, Harvard apparatus | HA33 | |
| cystometry recording system | Dataq instruments, DI-730 series and Windaq/Lite | DI-730-USB Windaq/Lite | |
| temperature registration | Fluke 52 KJ thermometer | 52 KJ | |
| pressure transducers | Edwards Lifesciences, pressure monitoring set | T322247A |
Referências
- Everaerts, W., Gevaert, T., Nilius, B., De Ridder, D. On the origin of bladder sensing: Tr(i)ps in urology. Neurourol. Urodyn. 27, 264-2673 (2008).
- Fry, C. H. Animal models and their use in understanding lower urinary tract dysfunction. Neurourol. Urodyn. 29, 603-608 (2010).
- Gevaert, T. Deletion of the transient receptor potential cation channel TRPV4 impairs murine bladder voiding. J. Clin. Invest. 117, 3453-3462 (2007).
- Andersson, K. E., Soler, R., Fullhase, C. Rodent models for urodynamic investigation. Neurourol. Urodyn. 30, 636-646 (2011).
- Everaerts, W. Inhibition of the cation channel TRPV4 improves bladder function in mice and rats with cyclophosphamide-induced cystitis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 19084-19089 (2010).
- Everaerts, W. The capsaicin receptor TRPV1 is a crucial mediator of the noxious effects of mustard oil. Curr. Biol. 21, 316-321 (2011).
- Yoshiyama, M., Roppolo, J. R., Thor, K. B., de Groat, W. C. Effects of LY274614, a competitive NMDA receptor antagonist, on the micturition reflex in the urethane-anaesthetized rat. Br. J. Pharmacol. 110, 77-86 (1993).
- Yoshiyama, M., Roppolo, J. R., de Groat, W. C. Effects of MK-801 on the micturition reflex in the rat–possible sites of action. J. Pharmacol. Exp. Ther. 265, 844-850 (1993).
- Boudes, M. Functional Characterization of a Chronic Cyclophosphamide-Induced Overactive Bladder Model in mice. Neurourol. Urodyn. , (2011).
- Yoshiyama, M. Sex-related differences in activity of lower urinary tract in response to intravesical acid irritation in decerebrate unanesthetized mice. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 295, R954-R960 (2008).
- McMahon, S. B., Abel, C. A model for the study of visceral pain states: chronic inflammation of the chronic decerebrate rat urinary bladder by irritant chemicals. Pain. 28, 109-127 (1987).
- Du, S., Araki, I., Yoshiyama, M., Nomura, T., Takeda, M. Transient receptor potential channel A1 involved in sensory transduction of rat urinary bladder through C-fiber pathway. Urology. 70, 826-831 (2007).
- Streng, T., Santti, R., Talo, A. Similarities and differences in female and male rat voiding. Neurourol. Urodyn. 21, 136-141 (2002).
- Igawa, Y. Cystometric findings in mice lacking muscarinic M2 or M3 receptors. J. Urol. 172, 2460-2464 (2004).
- Schroder, A., Newgreen, D., Andersson, K. E. Detrusor responses to prostaglandin E2 and bladder outlet obstruction in wild-type and Ep1 receptor knockout mice. J. Urol. 172, 1166-1170 (2004).
- Chen, Q. Function of the lower urinary tract in mice lacking alpha1d-adrenoceptor. J. Urol. 174, 370-374 (2005).
- May, V., Vizzard, M. A. Bladder dysfunction and altered somatic sensitivity in PACAP-/- mice. J. Urol. 183, 772-779 (2010).
- Thorneloe, K. S., Meredith, A. L., Knorn, A. M., Aldrich, R. W., Nelson, M. T. Urodynamic properties and neurotransmitter dependence of urinary bladder contractility in the BK channel deletion model of overactive bladder. Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 289, 604-610 (2005).
Citar este artigo
Uvin, P., Everaerts, W., Pinto, S., Alpízar, Y. A., Boudes, M., Gevaert, T., Voets, T., Nilius, B., Talavera, K., De Ridder, D. The Use of Cystometry in Small Rodents: A Study of Bladder Chemosensation. J. Vis. Exp. (66), e3869, doi:10.3791/3869 (2012).