Alt Üriner Sistem Farmakoloji değerlendirin bir Yöntem olarak mesane düz kas Şerit Kasılabilme
Summary
Bu yazıda, farmakolojik ajanlar ve sinir uyarımına tepki olarak, düz kas kasılmalarını değerlendirilmesi için bir in vitro yöntem, bir basit, ancak güçlü sunar. Ana uygulamalar ilaç tarama ve anlayış doku fizyoloji, farmakoloji, patoloji ve vardır.
Abstract
Biz, bir in vitro mesane düz kas kasılmasını ölçmek için bir yöntem, ve fizyolojik ve farmakolojik düz kas özellikleri yanı sıra patoloji ile uyarılan değişiklikler araştırmak için kullanımını tarif eder. Bu yöntem, cerrahi ve farmakolojik preparatların istikrar ve sağkalımı etkilediği manipülasyonları, insan dokusunun kullanılması ve / veya pahalı kimyasalların kullanımı gibi in vivo deneylerde karşılaşılan başlıca metodolojik zorlukları, üstesinden gelirken, mesane fonksiyonlarının anlaşılmasına önemli bilgi sağlar. Aynı zamanda sağlıklı ve patolojik koşullarda her mesane bileşenin (yani düz kas, mukoza, sinirler) özelliklerini araştırmak için bir yol sağlar.
Mesane, bir anestezi verilen hayvanın, Krebs çözeltisi içine yerleştirildi ve şeritler halinde kesilir kaldırılır. Şeritler Krebs çözeltisi ile sıcak doldurulmuş bir odacığm içine yerleştirilir. Bir ucu bir izometrik tensio bağlı olduğubüzülme kuvveti ölçmek için n, dönüştürücü, diğer uç, sabit bir çubuk takılır. Doku doğrudan banyosuna veya in vivo mesane kasılmaları tetikleyen benzer sinirleri aktive elektrik alan uyarımı elektrotlar tarafından bileşikler ekleyerek uyarılır. Bu yöntemin kullanılması, gelişme esnasında ve deneysel omurilik yaralanması sonrası kendiliğinden düz kas kontraktilitesini değerlendirmek göstermektedir, nörotransmisyon (ilgili vericileri ve alıcıları), yumuşak kas aktivitesinin modülasyonunda rol oynayan faktörler doğası, tek tek bileşenlerin mesane rolü, ve türleri ve farmakolojik maddelere yanıt organ farklılıklar. Buna ek olarak, verici serbest kalmasına ve / veya düz kas gevşemesi, ilaç yapı-aktivite ilişkileri ve değerlendirme dahil olan hücre içi yolları araştırmak için kullanılabilir.
In vitro olarak, düz kaslar yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır fo50 yıldır r ve önemli ölçüde mesane fonksiyon anlayışımıza yanı sıra halen mesane yönetimi için klinik olarak kullanılan bileşiklerin ilaç gelişmesine katkıda veriler sağlamıştır.
Introduction
Mesane düz kas idrar eleme ortaya çıkarmak için idrar depolamaya izin vermek için gevşer ve sözleşmeler. Gevşeme içsel düz kas özellikleri ile ve detrusor beta adrenerjik reseptörleri (β insan 3 AR) aktive sempatik sinirler norepinefrin (NE) tonik salınımı, aracılık eder. Işeme sempatik girişini engellemek ve ACh / ATP mesane düz kasını 1 sözleşme için serbest parasempatik sinirleri aktive ederek elde edilir. Beyin ve / veya omurilik yaralanması, nörodejeneratif hastalıklar, diyabet, mesane çıkım tıkanıklığı veya interstisyel sistit gibi çeşitli patolojik durumlar, derinden hayatın 2 hastanın kalitesi üzerinde ciddi etkileri olan, mesane fonksiyon değiştirebilir. Düz kas, afferent ve efferent sinirleri ve / veya: Bu koşullar, bir veya daha fazla bileşen mesane etkileyerek düz kasının kasılma kuvveti üzerinde etkisimukoza.
In vivo ve mesane fonksiyonu çalışma için birkaç in vitro yöntemler geliştirilmiştir. In vivo sistometri mesane fonksiyon temel ölçüsüdür. Bu fizyolojik koşullara yakın altında bilgileri toplama sağlayan bir sağlam hazırlanması olsa da, yumuşak kas şeritlerin kullanımı tercih edildiği durumlar da vardır. Bu, cerrahi ve / veya farmakolojik manipülasyonlar hayatta kalmasını ve in vivo preparasyonun stabilitesini veya etkileyebilecek durumlara dahil çalışmalar, insan doku veya pahalı kimyasal maddelerin kullanılmasını gerektirir zaman. Bu yöntem, aynı zamanda, mesane her bir bileşeninin ilaçlar, yaş ve patoloji etkilerinin incelenmesini kolaylaştırmaktadır, düz kas, mukoza, afferent ve efferent sinirleri yani.
Mesane şeritler bilimsel bir dizi soru cevap birçok grup tarafından yılda istihdam edilmiştir. Bunlar eva için kullanıldımiyojenik spontan aktivitede bir değişiklik ölçmek üze- re patoloji ile indüklenen. Bu aktivite aşırı aktif mesane (AAM), aciliyeti ve sıklığı, belirtilere katkıda bulunduğuna inanılan ve bu nedenle AAM 3-9 için geliştirilen ilaç için bir hedef olduğunu. Mesane şeritler de rahatlama ya da düz kas kasılmasını ya ikna etmek için hedef olabilir iyon kanalları ve / veya reseptörleri ve / veya hücre içi yollar keşfetme amacı ile düz kas tonusunu modüle myojenik ve nöronal faktörleri araştırmak için kullanıldı 3,10- 13. Diğer çalışmalar patoloji 14,15 tarafından uyarılan vericileri ve ilgili reseptörleri ve değişiklikler de dahil olmak nörotransmisyonun doğasına odaklanmıştır. Buna ek olarak, yöntem, organ 19-21 ve ilaç yapı-aktivite ilişkisinin değerlendirilmesi 22-24 arasında, farklı türlerdeki 16-18'den dokular arasındaki karşılaştırmalar için kullanılmıştır. Bu yöntemin bir uzantısı MEASUR için kullanılmıştırefferent sinirler 25 yerden verici salınımı üzerindeki ilaçların etkisini e. Ayrıca, dokuların (mesane, üretra, gastrointestinal sistem, GI) (araştırma için onaylanmış ameliyatlar veya organ donör dokudan), insan veya hayvan hasat ve spinal kord yaralanması (SKY), mesane çıkım tıkanıklığı dahil olmak üzere hayvan modellerinde çeşitli çeşitli (BOO), veya interstisyel sistit (IC) bu tekniği kullanılarak incelenmiştir edilebilir.
Bu yazıda yukarıda belirtilen çeşitli bilimsel soruları için gerekli deneysel protokolleri ile birlikte bu yöntemin kullanımı, göstermektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu yazıda mesane fizyolojisi ve patolojisi, yanı sıra mesane bozukluklarının tedavisinde yeni ilaçların keşfini yardım ile ilgili önemli bilimsel sorular çok sayıda adrese kullanılabilir vitro düz kas kasılması yönteminde basit bir tarif. Biz, mesane düz kas kasılmasının, gelişim, patolojik ve farmakolojik özellikler (Şekil 2-4), sinir iletimini modülasyonu (Şekil 5-7A), tür farkları (Şekil 4), organ farklılıkları değer…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma LB NIH R37 DK54824 ve R01 DK57284 hibe ile desteklenmiştir
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Equipment | |||
| Tissue Bath System with Reservoir | Radnoti, LLC | 159920 | isolated tissue baths |
| Warm water recirculator pump | Kent Scientific Corporation | TPZ-749 | to keep tissue baths to 37 C |
| Computer | |||
| Data Acquisiton System | DataQ Instruments | DI-710-UH | To view, record and analyze data |
| Transbridge Transducer Amplifier | World Precision Instruments | SYS-TBM4M | Transducer amplifier |
| Grass stimulator | Grass Technologies | Model S88 | Stimulator |
| Anesthesia System | Kent Scientific Corporation | ACV-1205S | To anesthetesize the animal |
| Anesthetizing Box | Harvard Apparatus | 500116 | To anesthetesize the animal |
| Anesthesia Masks | Kent Scientific Corporation | AC-09508 | To anesthetesize the animal |
| Materials and surgical instruments | |||
| sylgard | Dow Corning Corp | 184 SIL ELAST KIT | To pin, dissect & cut tissue |
| Petri Dish | Corning | 3160-152 | To dissect/cut tissue |
| Insect Pins | ENTOMORAVIA Austerlitz Insect Pins | Size 5 | To pin tissue |
| Bench Pad | VWR International | 56617-014 | Absorbent bench underpads |
| Rat surgical Kit | Kent Scientific Corporation | INSRATKIT | To remove and dissect tissue |
| 2 Dumont #3 Forceps | Kent Scientific Corporation | INS500064 | To remove and dissect tissue |
| Tissue Forceps | Kent Scientific Corporation | INS500092 | To remove and dissect tissue |
| Scalpel | Kent Scientific Corporation | INS500236 | To remove and dissect tissue |
| Scalpel blade | Kent Scientific Corporation | INS500239 | To remove and dissect tissue |
| Professional Clipper | Braintree Scientific, Inc. | CLP-223 45 | To remove fur |
| Suture Thread | Fine Science Tools | 18020-50 | Tie tissue |
| Tissue Clips | Radnoti, LLC | 158802 | Attach tissue to rod/transducer |
| 1g weight | Mettler Toledo | 11119525 | For transducer calibration |
| Chemicals | |||
| Krebs Solution: Sodium Chloride Potassium Chloride Monobasic Potassium Phosphate Magnesium Sulfate Dextrose Sodium Bicarbonate Calcium Chloride Magnesium Chloride |
Sigma Fisher Fisher Fisher Fisher Sigma EMD Baker |
S7653 P217-500 P285-3 M65-500 D16-500 S5761 CX0130-2 2444 |
To prepare Krebs solution |
| Isoflurane | Henry Schein | 029405 | To anesthetesize the animal |
| Oxygen tank | Matheson Tri Gas | ox251 | To use with anesthesia system |
| Carbogen Tank (95% Oxygen; 5% Carbon Dioxide) | Matheson Tri Gas | Moxn00hn36D | To aerate Krebs solutions |
Referências
- Fowler, C. J., Griffiths, D., de Groat, W. C. The neural control of micturition. Nat Rev Neurosci. 9, 453-466 (2008).
- Andersson, K. E. Detrusor myocyte activity and afferent signaling. Neurourol Urodyn. 29, 97-106 (2010).
- Artim, D. E., et al. Developmental and spinal cord injury-induced changes in nitric oxide-mediated inhibition in rat urinary bladder. Neurourology and urodynamics. 30, 1666-1674 (2011).
- Kita, M., et al. Effects of bladder outlet obstruction on properties of Ca2+-activated K+ channels in rat bladder. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 298, 1310-1319 (2010).
- Barendrecht, M. M., et al. The effect of bladder outlet obstruction on alpha1- and beta-adrenoceptor expression and function. Neurourol Urodyn. 28, 349-355 (2009).
- Maggi, C. A., Santicioli, P., Meli, A. Postnatal development of myogenic contractile activity and excitatory innervation of rat urinary bladder. The American journal of physiology. 247, 972-978 (1984).
- Ng, Y. K., de Groat, W. C., Wu, H. Y. Smooth muscle and neural mechanisms contributing to the downregulation of neonatal rat spontaneous bladder contractions during postnatal development. American journal of physiology. Regulatory, integrative and comparative physiology. 292, 2100-2112 (2007).
- Szell, E. A., Somogyi, G. T., de Groat, W. C., Szigeti, G. P. Developmental changes in spontaneous smooth muscle activity in the neonatal rat urinary bladder. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 285, 809-816 (2003).
- Szigeti, G. P., Somogyi, G. T., Csernoch, L., Szell, E. A. Age-dependence of the spontaneous activity of the rat urinary bladder. J Muscle Res Cell Motil. 26, 23-29 (2005).
- Frazier, E. P., Braverman, A. S., Peters, S. L., Michel, M. C., Ruggieri, M. R. Does phospholipase C mediate muscarinic receptor-induced rat urinary bladder contraction. The Journal of pharmacology and experimental therapeutics. 322, 998-1002 (2007).
- Xin, W., Soder, R. P., Cheng, Q., Rovner, E. S., Petkov, G. V. Selective inhibition of phosphodiesterase 1 relaxes urinary bladder smooth muscle: role for ryanodine receptor-mediated BK channel activation. American journal of physiology. Cell physiology. 303, 1079-1089 (2012).
- Frazier, E. P., Peters, S. L., Braverman, A. S., Ruggieri, M. R., Michel, M. C. Signal transduction underlying the control of urinary bladder smooth muscle tone by muscarinic receptors and beta-adrenoceptors. Naunyn-Schmiedeberg’s archives of pharmacology. 377, 449-462 (2008).
- Svalo, J., et al. The novel beta3-adrenoceptor agonist mirabegron reduces carbachol-induced contractile activity in detrusor tissue from patients with bladder outflow obstruction with or without detrusor overactivity. European journal of pharmacology. 699, 101-105 (2013).
- Yokota, T., Yamaguchi, O. Changes in cholinergic and purinergic neurotransmission in pathologic bladder of chronic spinal rabbit. J Urol. 156, 1862-1866 (1996).
- Bayliss, M., Wu, C., Newgreen, D., Mundy, A. R., Fry, C. H. A quantitative study of atropine-resistant contractile responses in human detrusor smooth muscle, from stable, unstable and obstructed bladders. J Urol. 162, 1833-1839 (1999).
- Kullmann, F. A., McKenna, D., Wells, G. I., Thor, K. B. Functional bombesin receptors in urinary tract of rats and human but not of pigs and mice, an in vitro study. Neuropeptides. 47, 305-313 (2013).
- Sadananda, P., Kao, F. C., Liu, L., Mansfield, K. J., Burcher, E. Acid and stretch, but not capsaicin, are effective stimuli for ATP release in the porcine bladder mucosa: Are ASIC and TRPV1 receptors involved. European journal of pharmacology. 683, 252-259 (2012).
- Maggi, C. A., et al. Species-related variations in the effects of capsaicin on urinary bladder functions: relation to bladder content of substance P-like immunoreactivity. Naunyn-Schmiedeberg’s archives of pharmacology. 336, 546-555 (1987).
- Kullmann, F. A., et al. Effects of the 5-HT4 receptor agonist, cisapride, on neuronally evoked responses in human bladder, urethra, and ileum. Autonomic neuroscience : basic & clinical. 176, 70-77 (2013).
- Warner, F. J., Miller, R. C., Burcher, E. Human tachykinin NK2 receptor: a comparative study of the colon and urinary bladder. Clin Exp Pharmacol Physiol. 30, 632-639 (2003).
- Zoubek, J., Somogyi, G. T., De Groat, W. C. A comparison of inhibitory effects of neuropeptide Y on rat urinary bladder, urethra, and vas deferens. The American journal of physiology. 265, 537-543 (1993).
- Warner, F. J., Miller, R. C., Burcher, E. Structure-activity relationship of neurokinin A(4-10) at the human tachykinin NK(2) receptor: the effect of amino acid substitutions on receptor affinity and function. Biochem Pharmacol. 63, 2181-2186 (2002).
- Warner, F. J., Mack, P., Comis, A., Miller, R. C., Burcher, E. Structure-activity relationships of neurokinin A (4-10) at the human tachykinin NK(2) receptor: the role of natural residues and their chirality. Biochem Pharmacol. 61, 55-60 (2001).
- Dion, S., et al. Structure-activity study of neurokinins: antagonists for the neurokinin-2 receptor. Pharmacology. 41, 184-194 (1990).
- Somogyi, G. T., Zernova, G. V., Yoshiyama, M., Yamamoto, T., de Groat, W. C. Frequency dependence of muscarinic facilitation of transmitter release in urinary bladder strips from neurally intact or chronic spinal cord transected rats. British journal of pharmacology. 125, 241-246 (1998).
- Andersson, K. E., Wein, A. J. Pharmacology of the lower urinary tract: basis for current and future treatments of urinary incontinence. Pharmacological reviews. 56, 581-631 (2004).
- D’Agostino, G., Condino, A. M., Gallinari, P., Franceschetti, G. P., Tonini, M. Characterization of prejunctional serotonin receptors modulating [3H]acetylcholine release in the human detrusor. The Journal of pharmacology and experimental therapeutics. 316, 129-135 (2006).
- Hawthorn, M. H., Chapple, C. R., Cock, M., Chess-Williams, R. Urothelium-derived inhibitory factor(s) influences on detrusor muscle contractility in vitro. British journal of pharmacology. 129, 416-419 (2000).
- Chaiyaprasithi, B., Mang, C. F., Kilbinger, H., Hohenfellner, M. Inhibition of human detrusor contraction by a urothelium derived factor. J Urol. 170, 1897-1900 (2003).
- Testa, R., et al. Effect of different 5-hydroxytryptamine receptor subtype antagonists on the micturition reflex in rats. BJU international. 87, 256-264 (2001).
- Craggs, M. D., Rushton, D. N., Stephenson, J. D. A putative non-cholinergic mechanism in urinary bladders of New but not Old World primates. J Urol. 136, 1348-1350 (1986).
- Fry, C. H., Bayliss, M., Young, J. S., Hussain, M. Influence of age and bladder dysfunction on the contractile properties of isolated human detrusor smooth muscle. BJU international. 108, 91-96 (2011).
- Kennedy, C., Tasker, P. N., Gallacher, G., Westfall, T. D. Identification of atropine- and P2X1 receptor antagonist-resistant, neurogenic contractions of the urinary bladder. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 27, 845-851 (2007).
- Levin, R. M., Danek, M., Whitbeck, C., Haugaard, N. Effect of ethanol on the response of the rat urinary bladder to in vitro ischemia: protective effect of alpha-lipoic acid. Molecular and cellular biochemistry. 271, 133-138 (2005).
- Malysz, J., Afeli, S. A., Provence, A., Petkov, G. V. Ethanol-mediated relaxation of guinea pig urinary bladder smooth muscle: Involvement of BK and L-type Ca2+ channels. American journal of physiology. Cell physiology. 306, 45-58 (2013).
- Longhurst, P. A., Briscoe, J. A., Rosenberg, D. J., Leggett, R. E. The role of cyclic nucleotides in guinea-pig bladder contractility. British journal of pharmacology. 121, 1665-1672 (1997).
- Takahashi, R., Yunoki, T., Naito, S., Yoshimura, N. Differential effects of botulinum neurotoxin A on bladder contractile responses to activation of efferent nerves, smooth muscles and afferent nerves in rats. J Urol. 188, 1993-1999 (2012).
- Sadananda, P., Chess-Williams, R., Burcher, E. Contractile properties of the pig bladder mucosa in response to neurokinin A: a role for myofibroblasts. British journal of pharmacology. 153, 1465-1473 (2008).
- Liu, G., Daneshgari, F. Alterations in neurogenically mediated contractile responses of urinary bladder in rats with diabetes. American journal of physiology. Renal physiology. 288, 1220-1226 (2005).
