Évaluer les changements dans volatils anesthésie générale sensibilité des souris après l'intervention pharmacologique local ou systémique
Summary
Perte du réflexe de redressement a longtemps servi comme un substitut de comportement standard pour la perte de conscience, aussi appelé l'hypnose, chez les animaux de laboratoire. Altérations de la sensibilité anesthésique volatil causés par des interventions pharmacologiques peuvent être détectés avec un système d'évaluation à haut débit soigneusement contrôlé, qui peut être adapté pour la livraison de toute thérapeutique inhalé.
Abstract
Un critère souhaitable de l'anesthésie générale est l'état d'inconscience, aussi connu comme l'hypnose. Définir l'état hypnotique chez les animaux est moins simple qu'elle ne l'est chez les patients humains. Un substitut du comportement largement utilisé pour l'hypnose chez les rongeurs est la perte du réflexe de redressement (LORR), ou le moment où l'animal ne répond plus à leur instinct inné d'éviter la vulnérabilité de décubitus dorsal. Nous avons développé un système d'évaluation LORR dans 24 souris simultanément tout en contrôlant soigneusement pour les facteurs de confusion potentiels, y compris les variations de température et différents flux de gaz. Ces chambres permettent une évaluation fiable de la sensibilité anesthésie mesurée par la latence pour revenir du réflexe de redressement (RORR) après une exposition anesthésie fixe. Sinon, en utilisant par étapes augmente (ou diminue) de la concentration anesthésique, les chambres permettent également la détermination de la sensibilité de la population à induction (ou l'émergence), telle que mesurée parCE 50 et la pente de Hill. Enfin, les chambres environnementales contrôlées décrites ici peuvent être adaptés pour une variété d'utilisations alternatives, y compris la livraison inhalé d'autres médicaments, des études de toxicologie et simultanée surveillance en temps réel des signes vitaux.
Introduction
Anesthésiques généraux sont définis par leur capacité à provoquer un état réversible de l'hypnose dans une grande variété d'espèces, encore une explication quant à la façon dont une telle classe diversifiée de médicaments peut tout obtenir un point de terminaison singulier reste insaisissable. Un certain nombre de théories ont été avancées au fil des ans, à partir de la corrélation entre Meyer-Overton pouvoir anesthésiant et solubilité dans les lipides, ce qui suggère des perturbations généraux de la membrane de base à l'hypnose 1,2. Des données plus récentes suggèrent que les cibles de protéines affectant la signalisation neuronale contribuent à des effets anesthésiants. Les souris se sont avérées être un modèle indispensable à l'exploration de ces théories en raison de l'homologie entre la souris et la réactivité de l'anesthésique humain. Bien que la souris ne peut pas être interrogé sur sa conscience subjective sous anesthésie générale, certains réflexes primitifs servent mesures de substitution utiles de rongeur hypnose. Dans les premiers jours suivant la naissance, les souris développent un redressement resp réflexiveonse qui les empêche d'être passivement placé en décubitus dorsal 3. La dose d'anesthésie au cours de laquelle une souris perd son réflexe de redressement est bien corrélée avec des doses hypnotiques humaines 4.
Évaluation de la perte de réflexe de redressement (LORR) est devenu un standard de laboratoire largement utilisé pour tester la sensibilité anesthésie chez les souris ainsi qu'une variété d'autres espèces, y compris chez le rat, cochon Guinée, lapin, furet, moutons, chien et 5-8. La dose d'un anesthésique administré à laquelle LORR aura lieu pour les membres d'une espèce est extrêmement cohérent, mais il peut être déplacé de manière significative par des facteurs environnementaux. Par exemple, les rats privés de sommeil sont plus sensibles à la fois aux anesthésiques volatiles et intraveineuse 9 et le rat avec la capacité aérobie élevée sont moins sensibles à l'isoflurane 10. L'hypothermie a également été montré une diminution de la dose de nombreux anesthésiques nécessaires à l'hypnose dans un large spectre d'espèces de 11 à 14. Pourà identifier de manière fiable la dose anesthésique à qui LORR se produit dans un groupe d'animaux de laboratoire, il est essentiel que l'environnement d'évaluation être soigneusement contrôlée pour minimiser le stress, maintenir euthermia, et de livrer des quantités égales de drogue à tous les sujets. Sans surprise, les facteurs génétiques sont également connus pour modifier la sensibilité anesthésie 15-18. Par conséquent, une attention particulière devrait également être accordée au contrôle pour le fond génétique 19.
Nous avons mis au point un appareil qui assure la livraison de gaz anesthésique identique à chacun des 24 souris tout en maintenant un environnement constant de C 37 o. Le design cylindrique transparente de nos chambres d'exposition permet une évaluation de LORR rapide et une intégration facile des mesures physiologiques télémétriques. Ce système a été montré pour mesurer avec précision l'isoflurane, halothane et le sévoflurane induction CE 50 et le temps de l'émergence de souris de type sauvage 20. Nous avons également utiliséce système pour observer les changements dans la sensibilité anesthésie chez la souris avec des mutations génétiques et des lésions hypothalamiques ciblées 21-23. Nous décrivons ici deux façons de sensibilité anesthésie peut être évaluée après une intervention pharmacologique utilisant notre appareil dans un environnement contrôlé. L'état d'équilibre de phénotypage volatile induction anesthésique et de la sensibilité de l'émergence nécessite 8-10 heures et est donc mieux adaptée pour des études dans des conditions expérimentales qui ne changent pas, comme dans les interventions pharmacologiques chroniques ou de longue durée d'action. Toutefois, pour les traitements à action rapide dont les effets se dissiper au fil du temps, nous présentons également une procédure simple pour évaluer les changements de réflexe de redressement suivantes microinjections stéréotaxique ciblées ou des traitements de drogues injectables qui ont une incidence significative émergence anesthésie. Ces tests représentent un petit sous-ensemble des applications potentielles de ce système dans un environnement contrôlé, qui pourrait être adapté pour n'importe quel nombre de subjects d'une variété d'espèces de recevoir tout type de thérapeutique par inhalation.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bien que l'évaluation de LORR en un seul clic est une tâche apparemment simple, il est néanmoins essentiel de maintenir des conditions physiologiques identiques entre les sujets afin de recueillir des données fiables à partir d'un groupe d'animaux. L', appareil de LORR haute capacité strictement réglementé présenté ici propose une façon de normaliser les expériences et de maximiser l'efficacité. En suivant les principes de base de la thermorégulation et la distribution de débit égal, …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par R01 et T32 GM088156 HL007713-18. Nous tenons à remercier Bill Pennie et Michael Carman de l'Université de Pennsylvanie recherche Instrumentation Boutique pour leur aide dans le montage de notre appareil de réflexe de redressement.
Materials
| Name of the Reagent | Company | Catalogue Number | Comments |
| Oxygen | Airgas | OX300 | |
| Isoflurane | Butler Schein | Any volatile anesthetic of interest may be substituted | |
| Name of Material | Company | Catalogue Number | Comments |
| Mass flow meter- 10 SLPM | Omega Engineering | FMA-A2309 | |
| Mass flow meter- 500 SCCM | Omega Engineering | FMA-A2305 | |
| Anesthetic agent analyzer/gas indicator | AM Bickford | FI-21 Riken | |
| Heating water pump | Fisher Scientific | 13-874-175 | |
| Temperature transponders | BMDS | IPTT-300 | |
| RF temperature reader | BMDS | DAS-6007 |
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