Avaliar as alterações na volátil Geral Anestésica Sensibilidade de Ratos após intervenção farmacológica local ou sistêmica
Summary
A perda do reflexo de endireitamento serviu durante muito tempo como um substituto do comportamento padrão para a inconsciência, também chamado de hipnose, em animais de laboratório. As alterações na sensibilidade do anestésico volátil decorrentes de intervenções farmacológicas pode ser detectado com um sistema de avaliação controlada cuidadosamente de alto rendimento, que pode ser adaptado para a entrega de qualquer terapêutico inalado.
Abstract
Um ponto final desejável de anestesia geral é o estado de inconsciência, também conhecida como hipnose. Definindo o estado hipnótico em animais é menos simples do que em pacientes humanos. Um substituto de comportamento amplamente utilizado para a hipnose em roedores é a perda do reflexo de endireitamento (LORR), ou o ponto em que o animal já não responde ao seu instinto inato para evitar a vulnerabilidade de decúbito dorsal. Nós desenvolvemos um sistema para avaliar LORR em 24 camundongos simultaneamente, controlando cuidadosamente para potenciais fatores de confusão, incluindo flutuações de temperatura e diferentes fluxos de gás. Estas câmaras permitir uma avaliação fiável da sensibilidade anestésico, conforme medido pela latência para retornar do reflexo de endireitamento (RORR) após uma exposição anestésico fixo. Em alternativa, a utilização de incrementos graduais (ou diminui) a concentração de anestésico, as câmaras também permitem a determinação da sensibilidade de uma população de indução (ou emergência) como medido porEC 50 e Hill encosta. Finalmente, as câmaras climatizadas descritos aqui pode ser adaptado para uma variedade de usos alternativos, incluindo a entrega por inalação de outras drogas, os estudos de toxicologia, e simultânea de monitorização em tempo real dos sinais vitais.
Introduction
Os anestésicos gerais são definidos por sua capacidade de causar um estado reversível da hipnose em uma grande variedade de espécies, mas uma explicação sobre a forma como uma classe tão diversificado de drogas podem provocar uma endpoint singular permanece indefinida. Uma série de teorias têm sido posta ao longo dos anos, a partir da correlação de Meyer-Overton entre potência anestésica e solubilidade lipídica, o que sugere rupturas de membranas gerais como base para a hipnose 1,2. Evidências mais recentes sugerem que os alvos da proteína que afetam a sinalização neuronal contribuir para efeitos anestésicos. Os ratos têm provado ser um modelo indispensável para explorar estas teorias, devido à homologia entre murino e responsividade anestésico humano. Apesar de ser um rato não pode ser questionado sobre sua percepção subjetiva sob anestesia geral, alguns reflexos primitivos servir medidas substitutas como úteis de roedor hipnose. Nos primeiros dias após o nascimento, os ratos desenvolvem uma resp endireitamento reflexivaonse que impede que eles sejam passivamente colocado em decúbito dorsal 3. A dose de anestesia em que um rato perde o seu reflexo de endireitamento correlaciona-se bem com doses hipnóticas humanos 4.
A avaliação da perda do reflexo de endireitamento (LORR) tornou-se um padrão de laboratório amplamente utilizado para testar a sensibilidade da anestesia em ratinhos, bem como uma variedade de outras espécies, incluindo ratos, cobaias, coelhos, furão, ovelhas, cães e 5-8. A dose de um dado anestésico LORR em que vai ocorrer a membros de uma espécie é extremamente consistente, mas pode ser deslocado significativamente por factores ambientais. Por exemplo, ratos privados de sono são mais sensíveis a ambos os agentes anestésicos voláteis e intravenosas e 9 ratos com alta capacidade aeróbia são menos sensíveis ao isoflurano 10. Hipotermia Também foi demonstrado para diminuir a dose de numerosos anestésicos necessários para a hipnose num largo espectro de espécies de 11-14. Em ordempara identificar com fiabilidade a dose do anestésico no qual LORR ocorre num grupo de animais experimentais, é fundamental que o ambiente de avaliação ser cuidadosamente controladas para minimizar a tensão, manter euthermia, e fornecer a mesma quantidade de droga para todos os indivíduos. Não surpreendentemente, os fatores genéticos também são conhecidos por alterar a sensibilidade do anestésico 15-18. Consequentemente, a consideração cuidadosa deve ser dada para o controle de fundo genético 19.
Desenvolvemos um dispositivo que garante a entrega anestésico gasoso idêntico a cada um dos 24 ratinhos, mantendo um ambiente de 37 º C constantes. O design cilíndrico transparente dos nossos câmaras de exposição permite uma avaliação LORR rápido e fácil integração de medidas fisiológicas de telemetria. Este sistema tem sido mostrado para medir com precisão o isoflurano, halotano, e indução sevoflurano CE 50 e hora de aparecimento em ratinhos de tipo selvagem 20. Temos também utilizadoesse sistema para observar as mudanças na sensibilidade anestésico em camundongos com mutações genéticas e lesões hipotálamo-alvo 21-23. Aqui descrevemos duas maneiras em que a sensibilidade do anestésico podem ser avaliados após uma intervenção farmacológica usando nosso aparelho ambiente controlado. Fenotipagem em estado estacionário de indução de anestesia volátil e sensibilidade surgimento requer 8-10 horas e é, consequentemente, melhor adaptado para estudos em que condições experimentais não mudam, como em intervenções farmacológicas crônicas ou de longa duração. No entanto, para tratamentos de curta duração, cujos efeitos se dissipam de forma significativa ao longo do tempo apresentamos também um procedimento simples para avaliar mudanças no reflexo de endireitamento seguintes microinjeções estereotaxicamente-alvo ou tratamentos de drogas intravenosas que impactam significativamente surgimento da anestesia. Esses ensaios representam um pequeno subconjunto das potenciais aplicações para este sistema de ambiente controlado, o que pode ser adaptado para qualquer número de subjjectos de uma variedade de espécies para receber qualquer tipo de terapêutica por inalação.
Protocol
Representative Results
Discussion
Embora a avaliação de LORR em um único rato é uma tarefa aparentemente simples, é, no entanto, essencial para manter as condições fisiológicas idênticas entre os indivíduos, a fim de coletar dados confiáveis de um grupo de animais. A, aparelho LORR de alta capacidade bem regulamentada aqui apresentado oferece uma maneira de padronizar experiências e maximizar a eficiência. Ao seguir os princípios básicos da termorregulação e distribuição do fluxo igual, este sistema pode ser facilmente recriada …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado por R01 GM088156 e T32 HL007713-18. Gostaríamos de agradecer a Bill Pennie e Michael Carman, da Universidade da Pensilvânia Research Instrumentation Loja de sua ajuda na montagem de nosso aparato reflexo de endireitamento.
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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