Early stage hemodynamic dysfunction is critical to the development of kidney disease. Yet, detection methodologies are limited. Recent advances in sonography provide a noninvasive, accurate option for early detection of kidney injury. This study outlines a step-by-step, sonographic methodology for detecting kidney dysfunction using a drug-induced nephrotoxicity rat model.
गुर्दे सामान्य रूप से रक्तसंचारप्रकरण homeostasis बनाए रखने के लिए कार्य करता है और दवा विषाक्तता की वजह से नुकसान का एक प्रमुख स्थल है। दवा प्रेरित नेफ्रोटोक्सिटी गंभीर रूप से बीमार रोगियों में तीव्र गुर्दे की चोट (अकी) के सभी नैदानिक मामलों की 19- 25% के लिए योगदान करने का अनुमान है। अकी का पता लगाने के ऐतिहासिक दृष्टि से जो वृक्क रोग के प्रारंभिक चरण में नेफ्रोटोक्सिटी का पूरा आकलन में प्रदर्शन अपर्याप्त हैं इस तरह के सीरम क्रिएटिनिन (एससीआर) या रक्त यूरिया नाइट्रोजन (BUN) के रूप में मैट्रिक्स पर भरोसा किया है। वर्तमान में, वहाँ कोई मजबूत नैदानिक विधि सही अकी के प्रारंभिक चरण में रक्तसंचारप्रकरण परिवर्तन का पता लगाने के, जबकि इस तरह के परिवर्तन वास्तव में सीरम बायोमार्कर के स्तर में वृद्धि पूर्व में होना हो सकता है। इस तरह जल्दी पता लगाने में मदद कर सकते हैं चिकित्सकों के एक सही निदान करने और चिकित्सीय रणनीति के लिए निर्णय लेने में मदद करते हैं। चूहे अकी प्रेरित करने के लिए Cisplatin के साथ इलाज किया गया। नेफ्रोटोक्सिटी छह दिनों उच्च आवृत्ति सोनोग्राफी, एससीआर माप का उपयोग करने के लिए और के ऊतकविकृतिविज्ञानी पर मूल्यांकन किया गया थागुर्दा। 2 डी और रंग-डॉपलर छवियों का उपयोग रक्तसंचारप्रकरण मूल्यांकन सोनोग्राफी का उपयोग कर क्रमानुसार चूहों में नेफ्रोटोक्सिटी अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया गया। हमारे डेटा ऊतकीय परीक्षा द्वारा वयस्क चूहों में सफल दवा प्रेरित गुर्दे की चोट से पता चला है। अकी के रंग-डॉपलर आधारित sonographic आकलन संकेत दिया है कि प्रतिरोधक सूचकांक (आरआई) और गुणवाला सूचकांक (पीआई) इलाज के समूह में बढ़ रहे थे; और शिखर-सिस्टोलिक वेग (मिमी / एस), अंत डायस्टोलिक वेग (मिमी / एस) और वेग-समय अभिन्न (VTI, मिमी) एक ही समूह में गुर्दे की धमनियों में कम है। महत्वपूर्ण बात, इन रक्तसंचारप्रकरण सोनोग्राफी द्वारा मूल्यांकन परिवर्तन एससीआर स्तरों के उदय से पहले। ऐसे आरआई या पीआई के रूप में सोनोग्राफी आधारित सूचकांक इस प्रकार मूषक में गुर्दे समारोह गिरावट की उपयोगी भविष्य कहनेवाला मार्कर हो सकता है। चूहों कि अकी कराना पड़ा के गुर्दे में हमारे सोनोग्राफी आधारित टिप्पणियों से, हम है कि इन noninvasive रक्तसंचारप्रकरण माप प्रारंभिक चरण गुर्दा रोग का पता लगाने में एक सटीक, संवेदनशील और मजबूत विधि के रूप में विचार कर सकते हैं दिखाया। टीअपने अध्ययन में यह भी अनुसंधान के क्षेत्र में पशु उपयोग के साथ जुड़े नैतिक मुद्दों के महत्व को रेखांकित करता है।
सीरम क्रिएटिनिन (एससीआर) अधिक से अधिक दो दशकों के लिए गुर्दे समारोह का आकलन करने के लिए सोने के मानक मीट्रिक किया गया है। हाल ही में, कई अध्ययनों से खबर दी है कि गुर्दे की चोट बहुत पहले एससीआर 1 में परिवर्तन से होता है। हालांकि, वहाँ रक्तसंचारप्रकरण परिवर्तन है कि दवा प्रेरित नेफ्रोटोक्सिटी सहित गुर्दे की चोट के पाठ्यक्रम में जल्दी होने का पता लगाने के लिए कोई मजबूत तरीके हैं।
दवा प्रेरित तीव्र गुर्दे रक्तसंचारप्रकरण रोग गुर्दे ऊतकों को नुकसान और गुर्दे की विफलता 2,3 करने के लिए आगे प्रगति की ओर जाता है। पिछले कुछ दशकों में, अध्ययन से संकेत मिलता है कि इस तरह की गणना टोमोग्राफी (कैट), कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI) और सोनोग्राफी के रूप में इमेजिंग उपकरण रक्तसंचारप्रकरण आकलन 4 में एक भूमिका निभाते हैं। वर्तमान इमेजिंग उपकरणों में, ग्रे स्केल सोनोग्राफी रंग-डॉपलर तकनीक के साथ मिलकर, सबसे अधिक स्थापित करने और गुर्दे 3,5,6 की शारीरिक स्थिति का आकलन करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। सुलिवन एट। अल। और Bonnin एट। अल। हाल ही में बताया कि सोनोग्राफी वाहिकासंकीर्णन और हाइपोक्सिया तनाव पशु मॉडल में 7.8 विश्लेषण रक्तसंचारप्रकरण परिवर्तन में एक प्रभावी, शक्तिशाली और गैर इनवेसिव उपकरण है। इस तकनीक को भी सामान्यतः धमनी प्रकार का रोग 9,10 पता लगाने के लिए प्रयोग किया जाता है।
उच्च संकल्प अल्ट्रासाउंड इमेजिंग के क्षेत्र में नवीनतम तकनीकी प्रगति जांचकर्ताओं उच्च आवृत्ति (25-80 मेगाहर्ट्ज) और उच्च संकल्प (<0.03 मिमी संकल्प) जांच का उपयोग हृदय विषाक्तता को संबोधित करने की अनुमति दी है, विवो 11 में। हम परिकल्पना है कि गुर्दे का अध्ययन करने के लिए इस उच्च संकल्प सोनोग्राफी का उपयोग कर नेफ्रोटोक्सिटी का जल्दी पता लगाने के लिए एक गैर-आक्रामक और संवेदनशील विधि के लिए एक अभूतपूर्व अवसर प्रदान करेगा।
Cisplatin अन्य दवाओं के साथ 12-14 वृषण, डिम्बग्रंथि, मूत्राशय, सिर, फेफड़े, और गर्दन के कैंसर के संयोजन में इलाज के लिए प्रयोग किया जाता है। Cisplatin पी की सेल नेक्रोसिस के कारण अच्छी तरह से प्रलेखित पड़ा है नेफ्रोटोक्सिटीroximal नलिकाओं (पीटी) और एकत्रित नलिकाओं बढ़ती रक्त यूरिया नाइट्रोजन (BUN) और एससीआर 15 में हुई। इस के साथ साथ, हम गैर इनवेसिव गुर्दे की सोनोग्राफी का उपयोग कर ड्रग (Cisplatin) के चूहे मॉडल का उपयोग कर गुर्दा रोग को चिह्नित करने की एक विस्तृत कदम-दर-कदम कार्यप्रणाली प्रदान नेफ्रोटोक्सिटी प्रेरित।
पिछले दशक में, कई प्रगति उच्च आवृत्ति यांत्रिक जांच, जो उच्च गुणवत्ता, संवेदनशीलता, और सटीकता के साथ sonographic डेटा की पेशकश के विकास सहित sonographic प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में हुई है। ये जांच 5 से 12 मिमी और उच्च फ्रेम दर (अधिक से अधिक 200 फ्रेम / सेक) की एक प्रवेश गहराई में लगभग 50 माइक्रोन अक्षीय संकल्प प्रदान कर सकते हैं, इस प्रकार यह इस तरह के चूहों और चूहों 18 के रूप में छोटे जानवरों का अध्ययन करने के लिए एक मजबूत उपकरण के रूप में सेवा कर सकते हैं, 19। इसके अलावा, यह भी हल्के से बेहोश या होश में जानवरों पर sonographic छवियों शारीरिक स्तर पर महत्वपूर्ण संकेत के साथ इकट्ठा करने के लिए अनुमति देता है। इसके अलावा, इस गैर इनवेसिव साधन भी जानवरों 19 त्याग के बिना रोग प्रगति के दौरान संरचनात्मक और कार्यात्मक परिवर्तन के अनुदैर्ध्य मूल्यांकन प्रदर्शन करने का अवसर प्रदान करता है।
1959 में, डीआरएस। Rusell और ब्रश पहले तीन 'आर' नियम (रिप्लेसमेंट, कटौती, और शोधन) में वर्णित Awar जुटाने के लिएअनुसंधान के क्षेत्र में पशु उपयोग में नैतिक मुद्दों के eness। प्रस्तावित प्रोटोकॉल पहली बार है कि गैर-आक्रामक छोटे जानवर सोनोग्राफी कम से कम दर्द, पीड़ा या Nephorotoxicity अध्ययन में संकट के तहत जानवरों की न्यूनतम संख्या का इस्तेमाल कर सकते हैं के लिए पता चलता है। इसलिए, यह प्रायोगिक पशुओं के लिए तीन 'आर' नियमों को पूरा करने के लिए एक संभावित प्रभावी साधन है।
कई अध्ययनों sonographic हृदय अनुप्रयोगों में ध्यान केंद्रित किया है; गुर्दे समारोह आकलन अक्सर गुर्दा 20-25 का एक सीधा अध्ययन के बजाय हृदय की स्थिति के माप से प्राप्त किए गए। हम एक इमेजिंग कार्यप्रणाली वास्तविक समय में गुर्दे में संरचनात्मक और कार्यात्मक परिवर्तन कल्पना करने के लिए स्थापित किया है। हम पूरक ध्वनिक खिड़कियां, ग्रे पैमाने / बी मोड और रंग-डॉपलर, गुर्दे को देखने के लिए विशिष्ट की एक पूर्व चयनित सेट का इस्तेमाल किया। हम इन सूचकांक और Cisplatin प्रेरित विषाक्तता मॉडल में गुर्दे समारोह के परिवर्तन के बीच संबंधों का मूल्यांकन करने के लिए आरआई और पीआई सूचकांकों का इस्तेमाल किया।
<p class="Jove_content"> हालांकि, वहाँ कुछ चुनौतियों और प्रस्तावित इमेजिंग तरीकों के लिए सीमाओं के रूप में इस प्रकार हैं: 1) और संवेदनाहारी एजेंट का उचित विकल्प संज्ञाहरण की डिग्री हृदय और सांस की स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण हैं। असंगत शारीरिक घटना (श्वसन और हृदय की दर में उतार-चढ़ाव सहित) वृक्क धमनी प्रवाह, इमेजिंग और गुर्दे समारोह मूल्यांकन की गुणवत्ता प्रभावित करते हैं। हम IACUC इंजेक्शन संवेदनाहारी एजेंट, pentobarbital (50 मिलीग्राम / किग्रा शरीर के वजन, आईपी), इमेजिंग और गुर्दे समारोह मूल्यांकन के दौरान उचित सामान्य शारीरिक समारोह सुनिश्चित करने के लिए हमारे बैकअप संवेदनाहारी एजेंट के रूप में अनुमोदित उपयोग करेगा; 2) Depilation एक महत्वपूर्ण कदम के रूप में छाती के बाल की उपस्थिति sonographic छवियों की गुणवत्ता को प्रभावित करता है; 3) जबकि गुर्दे की सोनोग्राफी एक प्रशिक्षित ऑपरेटर के लिए अपेक्षाकृत सरल है; औसत ऑपरेटर के लिए, यह व्यक्ति पशु के शरीर रचना के लिए अद्वितीय तकनीक का अनुकूलन और मामूली जोड़तोड़ बनाने के लिए महत्वपूर्ण है; 4) यदि चूहों के आकार बल्कि बड़ी है (ऊपर 350 ग्राम), एक कम आवृत्ति जांच (इस अध्ययन में 21 मेगाहर्ट्ज में इस्तेमाल से भी कम) इष्टतम इमेजिंग के लिए आवश्यक हो सकता है। यह इमेजिंग प्रणाली के प्रस्तावित ऑपरेशन से पहले एक प्रशिक्षण पाठ्यक्रम लेने के लिए विवेकपूर्ण हो सकता है।दवा प्रेरित नेफ्रोटोक्सिटी का पता लगाने का प्रस्ताव sonographic कार्यप्रणाली और व्युत्पन्न प्रोटोकॉल का उपयोग करने में नवीनता गुर्दे की चोट की स्थिति में रक्तसंचारप्रकरण परिवर्तन की अपनी प्रारंभिक मजबूत पता लगाना है। परिणामों से संकेत मिलता है कि वास्तव में इंट्रा-गुर्दे संवहनी रक्तसंचारप्रकरण परिवर्तन बढ़ती एससीआर पूर्व में होना। इन आंकड़ों ऊतकीय विश्लेषण का उपयोग पारंपरिक सोने के मानक के खिलाफ बेंचमार्क और दिखाना है कि छोटे जानवर सोनोग्राफी एक noninvasive, संवेदनशील, और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य साधन है, जो पशुओं के उपयोग की न्यूनतम आवश्यकता है है। इस प्रकार यह दवा प्रेरित नेफ्रोटोक्सिटी चूहे मॉडल का उपयोग करने का जल्दी पता लगाने के लिए एक प्रभावी उपकरण है।
The authors have nothing to disclose.
We thank Fred Roberts for exemplary technical support. We thank Brigham Women’s Hospital Cardiovascular Physiology Core for providing with the instrumentation and the funds for this work. This work was supported in part by NHLBI grants HL093148, HL086967, and Departmental Funds from (SUNDRY).
Depilatory cream | Miltex, Inc. | Surgi-Prep | Apply 24 hours prior to imaging |
cis-Diamineplatinum(II) dichloride | Sigma | 479306 | To induce acute kidney injury at small animals. |
Isoflurane | Baxter International Inc. | NDC 10019-773-40 | 2-3% for induction, and 1-1.5 % for maintenance; heart beats will be maintained at above 500 beats per minute |
Table of equipments | |||
Material Name | Company | Catalogue Number | Comments |
High Frequency Ultrasound | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | |
High-frequency Mechanical Transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | MS250, MS550D, MS400 | |