Визуализация и анализ потока крови и потребления кислорода в печеночной микроциркуляции: применение к модели острого гепатита
Summary
Оптическая система была разработана для визуализации печеночной микроциркуляции с FITC-меченных эритроцитов и измерять парциальное давление кислорода в микрососудах с помощью лазера phosphorimetry. Этот метод может быть использован для исследования физиологических и патологических механизмов, с помощью анализа микрососудистых структуры, диаметр, скорость кровотока и напряжения кислорода.
Abstract
Существует значительное расхождение между спросом и предложением кислорода в печень, потому что потребление кислорода печеночной относительно высока, но около 70% кровоснабжения печеночных слабо насыщенной кислородом крови воротной вены, полученные из желудочно-кишечного тракта и селезенки. Кислород поступает в гепатоциты от крови, текущей из терминала ветви воротной вены к центральной венулы через синусоиды, и это делает кислорода градиент в печеночных долек. Градиент кислорода является важным физическим параметром, который включает в себя выражение ферментов вверх и вниз по печеночной микроциркуляции, но отсутствие методов измерения потребления кислорода в печеночной микроциркуляции задержал выяснение механизмов, связанных с кислородного обмена в печени. Поэтому мы использовали FITC-мечеными эритроцитами для визуализации печеночной микроциркуляции и использовать с помощью лазера phosphorimetry измерять парциальное давление кислорода в микрососудах там. NoncontaКТ и непрерывного оптического измерения можно количественно скоростей кровотока, судно диаметров и кислорода градиенты, связанные с потреблением кислорода в печени. В остром гепатите модель мы сделали путем введения парацетамола для мышей мы наблюдали повышенном давлении кислорода в обоих портала и центральной венулы, но снижение кислорода градиент в синусоиды, указывая, что некроз гепатоцитов в зоне перицентральный может измениться давление кислорода и фермента влияет на выражение в зоне перипортальный. В заключение нашего оптических методов измерения печеночной гемодинамики и потребления кислорода может выявить механизмы, связанные с заболеваниями печени.
Protocol
Discussion
Доставка кислорода к тканям является важной роли микроциркуляцию, и многие документы описывают заболеваний, связанных с микрососудов анатомии и реология 6. Печень поток крови представляет собой сочетание артериальной и венозной крови. Около 30% притока крови к печени хорошо кисл?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы благодарят г-жа Риза Otsuka для оказания технической помощи и помощи экспериментов. Это исследование было частично при поддержке Министерства образования, науки, спорта и культуры, субсидия для молодых ученых (B), 2010, 22700476, и Suzuken Мемориального фонда 2010 года для KT И эта работа была поддержана исследований и развития Следующее поколение комплексного моделирования живого вещества, часть разработки и использования нового поколения суперкомпьютерного проекта МПКСНТ, и частично JST ERATO Suematsu проекта биологии газа.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| Pd(II) meso-Tetra(4-carboxyphenyl)porphine | Frontier Scientific, Inc. | PdT790 |
| Fluorescein isothiocyanate isomer I | Sigma-Aldrich Co. | F7250 |
| Acetaminophen | Sigma-Aldrich Co. | A7085 |
| Name of the equipment | Company | Catalogue number | |
| Equipment | |||
| photomultiplier tube | hamamatsu photonics k.k | H10722-20 |
Referências
- Ishikawa, M., Sekizuka, E., Shimizu, K., Yamaguchi, N., Kawase, T. Measurement of RBC velocities in the rat pial arteries with an image-intensified high-speed video camera system. Microvasc. Res. 56, 166-172 (1998).
- Tsukada, K., Sekizuka, E., Oshio, C., Tsujioka, K., Minamitani, H. Red blood cell velocity and oxygen tension measurement in cerebral microvessels by double-wavelength photoexcitation. J. Appl. Physiol. 96, 1561-1568 (2004).
- Stern, O., Volmer, M. Über die Abklingzeit der Fluoreszenz. Physik. Zeitschr. 20, 183-188 (1919).
- Rumsey, W. L., Vanderkooi, J. M., Wilson, D. F. Imaging of phosphorescence: a novel method for measuring oxygen distribution in perfused tissue. Science. 241, 1649-1651 (1988).
- Soga, T. Differential metabolomics reveals ophthalmic acid as an oxidative stress biomarker indicating hepatic glutathione consumption. J. Biol. Chem. 281, 16768-16776 (2006).
- Goda, N. Distribution of heme oxygenase isoforms in rat liver. Topographic basis for carbon monoxide-mediated microvascular relaxation. J. Clin. Invest. 101, 604-612 (1998).
- Grote, J. . Physiologie der Menschen. , 560 (1980).
- Suganuma, K. Erythrocytes with T-state-stabilized hemoglobin as a therapeutic tool for postischemic liver dysfunction. Antioxid Redox Signal. 8, 1847-1855 (2006).
- Vanderkooi, J. M., Maniara, G., Green, T. J., Wilson, D. F. An optical method for measurement of dioxygen concentration based upon quenching of phosphorescence. J. Biol. Chem. 262, 5476-5482 (1987).
- Bernal, W., Auzinger, G., Dhawan, A., Wendon, J. Acute liver failure. Lancet. 376, 190-201 (2010).
- Hinson, J. A., Roberts, D. W., James, L. P. Mechanisms of acetaminophen-induced liver necrosis. Handb. Exp. Pharmacol. 169, 369-405 (2010).
- Hinson, J. A., Reid, A. B., McCullough, S. S., James, L. P. Acetaminophen-induced hepatotoxicity: role of metabolic activation, reactive oxygen/nitrogen species, and mitochondrial permeability transition. Drug Metab. Rev. 36, 805-822 (2004).
- Lieber, C. S. Medical disorders of alcoholism. N. Engl. J. Med. 333, 1058-1065 (1995).
- Zimmerman, H. J., Maddrey, W. C. Acetaminophen (paracetamol) hepatotoxicity with regular intake of alcohol: analysis of instances of therapeutic misadventure. Hepatology. 22, 767-773 (1995).
