Användning av cystometri i smågnagare: En studie av urinblåsan Chemosensation
Summary
Cystometri är en effektiv teknik för att mäta urinblåsans funktion av små djur<em> In vivo</em>. Blåsan kontinuerligt infunderas med hastigheter kontrolleras genom en intravesikal kateter, medan urinröret lämnas fri för urinering. Detta möjliggör upprepad fyllning och tömning av blåsan, medan intravesikalt tryck och tömd volym registreras.
Abstract
<p class="jove_content"> De nedre urinvägarna (LUT) fungerar som en dynamisk reservoar som kan lagra urin och att effektivt utvisa den vid en lämplig tidpunkt. Vid lagring urin, dock blåsan exponeras under långa perioder till restprodukter. Genom att agera som en tät barriär, undviker epitel slemhinnan i LUT har urothelium, re-absorption av skadliga ämnen. Dessutom skadliga kemikalier stimulerar blåsan är nociceptiv innervation och initiera tömning sammandragningar som utvisa blåsan innehåll. Intressant nog har blåsan känslighet för skadliga kemikalier använts framgångsrikt i klinisk praxis, genom intravesikalt infundera TRPV1-agonist capsaicin för behandling neurogen överaktiv blåsa<sup> 1</sup>. Detta understryker fördelen visa blåsan som chemosensory organ och frågar efter ytterligare klinisk forskning. Men etiska frågor begränsar kraftigt möjligheterna att utföra, på människor, de invasiva mätningar som behövs för att reda ut de molekylära grunderna för LUT klinisk farmakologi. Ett sätt att övervinna denna begränsning är att använda flera djurmodeller<sup> 2</sup>. Här beskriver vi genomförandet av cystometri hos möss och råttor, en teknik som gör det möjligt att mäta intravesikalt tryck under förhållanden med kontrollerad urinblåsan perfusion.</p><p class="jove_content"> Efter laparotomi, är en kateter implanterad i blåsan kupolen och subkutant till den interskapulära regionen. Då blåsan kan fyllas med en reglerad hastighet, medan urinröret lämnas fri för urinering. Under repetitiva cykler av fyllning och tömning, kan intravesikalt tryck mätas via implanterad kateter. Som sådan, kan tryckförändringar kvantifieras och analyseras. Dessutom tillåter samtidig mätning av tömd volym skilja tömningsfunktionen sammandragningar från icke-tömning sammandragningar<sup> 3</sup>.</p><p class="jove_content"> Viktigt på grund av skillnaderna i urinering kontroll mellan gnagare och människor, cystometriska mätningar i dessa djur har endast begränsat värde translationell<sup> 4</sup>. Ändå, de är ganska avgörande för studiet av urinblåsan patofysiologi och farmakologi i experimentella prekliniska inställningar. Ny forskning med denna teknik har visat den viktiga roll som nya molekylära spelare i den mekanisk-och kemisk-sensoriska egenskaper blåsan.</p
Protocol
1. Laboratory Animals Djur (möss, råttor) är inrymt i en specialiserad djur anläggning med en 12-timmars ljus-mörker-cykel och fri tillgång till vatten och vanliga pellets mat. Både ålder och kön hos djuren är viktiga parametrar som bör standardiseras efter behov. Vi utför vanligtvis cystometri i 10 till 12 veckor gamla hondjur 5,6. Samtliga djurförsök utförs i enlighet med Europeiska unionens Community rådets riktlinjer och godkänts av den lokala etiska kommitt?…
Discussion
Den cystometri Tekniken som presenteras här kan utföra in vivo mätningar av urinblåsans funktion i djurmodeller. Råttor är förmodligen den mest använda djurmodell. Möss är svårare att hantera, men erbjuder fördelen av att använda genetiskt manipulerade djur. På grund av tekniska svårigheter att använda medvetna möss, som tenderar att vara mycket aktiva leder lossnar den implanterade katetern och förändringar i buken påtryckningar som kan påverka intravesikalt tryck, rekommenderar vi att hå…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete har finansierats med bidrag från den belgiska federala regeringen (IUAP P6/28), för forskning Foundation-Flandern (FWO) (G.0565.07 och G.0686.09) har Astellas Europeiska fonden Award 2009 och Vetenskapsrådet för KU Leuven (GOA 2009/07, EF/95/010 och PFV/10/006). PU och vi är docs i Research Foundation-Flandern (FWO). MB är en Marie Curie-stipendiat. DDR en grundläggande-klinisk kamrat av FWO.
Materials
| Name of the reagent | Commercial name, company, | Catalogue number | Comments |
| urethane | Urethane, Sigma-Aldrich | 315419 | group 2B carcinogen |
| isoflurane | Isoba, Schering-Plough Animal Health | ||
| polyethylene catheter | Intramedic Polyethylene tubing PE50, Becton Dickinson | 427411 | |
| surgical microscope | Op-Mi 6, Carl Zeiss | Op-Mi 6 | |
| purse-string suture | Prolene 6/0, Ethicon | 8610H | |
| fascia and skin suture | Ethilon 4/0 or 5/0, Ethicon | 662G or 661G | |
| postoperative analgesics | Temgesic, Schering-Plough Animal Health | dosage for rats: 0.05 mg/kg | |
| amplifier | 78534c monitor, Hewlett Packard | ||
| analytical balances and balance data acquisition software | FZ 300i, A&D | FZ-300i | |
| infusion pumps | pump 33, Harvard apparatus | HA33 | |
| cystometry recording system | Dataq instruments, DI-730 series and Windaq/Lite | DI-730-USB Windaq/Lite | |
| temperature registration | Fluke 52 KJ thermometer | 52 KJ | |
| pressure transducers | Edwards Lifesciences, pressure monitoring set | T322247A |
References
- Everaerts, W., Gevaert, T., Nilius, B., De Ridder, D. On the origin of bladder sensing: Tr(i)ps in urology. Neurourol. Urodyn. 27, 264-2673 (2008).
- Fry, C. H. Animal models and their use in understanding lower urinary tract dysfunction. Neurourol. Urodyn. 29, 603-608 (2010).
- Gevaert, T. Deletion of the transient receptor potential cation channel TRPV4 impairs murine bladder voiding. J. Clin. Invest. 117, 3453-3462 (2007).
- Andersson, K. E., Soler, R., Fullhase, C. Rodent models for urodynamic investigation. Neurourol. Urodyn. 30, 636-646 (2011).
- Everaerts, W. Inhibition of the cation channel TRPV4 improves bladder function in mice and rats with cyclophosphamide-induced cystitis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 19084-19089 (2010).
- Everaerts, W. The capsaicin receptor TRPV1 is a crucial mediator of the noxious effects of mustard oil. Curr. Biol. 21, 316-321 (2011).
- Yoshiyama, M., Roppolo, J. R., Thor, K. B., de Groat, W. C. Effects of LY274614, a competitive NMDA receptor antagonist, on the micturition reflex in the urethane-anaesthetized rat. Br. J. Pharmacol. 110, 77-86 (1993).
- Yoshiyama, M., Roppolo, J. R., de Groat, W. C. Effects of MK-801 on the micturition reflex in the rat–possible sites of action. J. Pharmacol. Exp. Ther. 265, 844-850 (1993).
- Boudes, M. Functional Characterization of a Chronic Cyclophosphamide-Induced Overactive Bladder Model in mice. Neurourol. Urodyn. , (2011).
- Yoshiyama, M. Sex-related differences in activity of lower urinary tract in response to intravesical acid irritation in decerebrate unanesthetized mice. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 295, R954-R960 (2008).
- McMahon, S. B., Abel, C. A model for the study of visceral pain states: chronic inflammation of the chronic decerebrate rat urinary bladder by irritant chemicals. Pain. 28, 109-127 (1987).
- Du, S., Araki, I., Yoshiyama, M., Nomura, T., Takeda, M. Transient receptor potential channel A1 involved in sensory transduction of rat urinary bladder through C-fiber pathway. Urology. 70, 826-831 (2007).
- Streng, T., Santti, R., Talo, A. Similarities and differences in female and male rat voiding. Neurourol. Urodyn. 21, 136-141 (2002).
- Igawa, Y. Cystometric findings in mice lacking muscarinic M2 or M3 receptors. J. Urol. 172, 2460-2464 (2004).
- Schroder, A., Newgreen, D., Andersson, K. E. Detrusor responses to prostaglandin E2 and bladder outlet obstruction in wild-type and Ep1 receptor knockout mice. J. Urol. 172, 1166-1170 (2004).
- Chen, Q. Function of the lower urinary tract in mice lacking alpha1d-adrenoceptor. J. Urol. 174, 370-374 (2005).
- May, V., Vizzard, M. A. Bladder dysfunction and altered somatic sensitivity in PACAP-/- mice. J. Urol. 183, 772-779 (2010).
- Thorneloe, K. S., Meredith, A. L., Knorn, A. M., Aldrich, R. W., Nelson, M. T. Urodynamic properties and neurotransmitter dependence of urinary bladder contractility in the BK channel deletion model of overactive bladder. Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 289, 604-610 (2005).
Cite This Article
Uvin, P., Everaerts, W., Pinto, S., Alpízar, Y. A., Boudes, M., Gevaert, T., Voets, T., Nilius, B., Talavera, K., De Ridder, D. The Use of Cystometry in Small Rodents: A Study of Bladder Chemosensation. J. Vis. Exp. (66), e3869, doi:10.3791/3869 (2012).