Yerel ya da Sistemik Farmakolojik Müdahale sonrası Farelerin Uçucu Genel Anestezik Hassasiyet Değişiklikleri değerlendirilmesi
Summary
Doğrulma refleksinin kaybı uzun laboratuvar hayvanlarında, aynı zamanda hipnoz denilen, bilinç kaybı için standart bir davranış vekil olarak görev yapmıştır. Farmakolojik müdahaleler kaynaklanan uçucu anestetik duyarlılıkla değişiklikler herhangi bir solunan terapötik teslim için adapte edilebilir, dikkatli bir şekilde kontrol edilen yüksek verimli değerlendirme sistemi ile tespit edilebilir.
Abstract
Genel anestezi istenen bir uç nokta da hipnoz olarak da bilinen, bilinçsizlik durumudur. Hayvanlarda hipnotik durum tanımlama insan hastalarda daha az basittir. Kemirgenlerde hipnoz için yaygın olarak kullanılan davranış vekil refleksini (lorr), ya da hayvan artık dorsal kırılganlığını önlemek için onların doğuştan içgüdüsü yanıt noktayı doğrulma kaybıdır. Biz dikkatle sıcaklık dalgalanmaları dahil ve gaz akışlarını değişen potansiyeli karıştırıcılar, kontrol altında tutarken, aynı anda 24 farelerde lorr değerlendirmek için bir sistem geliştirdik. Sabit bir anestetik maruz kaldıktan sonra doğrulma refleksi (RORR) içinde dönmek için gecikme ile ölçüldüğü gibi bu odalar anestetik duyarlılığının değerlendirilmesinde güvenilir izin verir. Ile ölçülen Alternatif olarak, anestezik konsantrasyonunda kademeli artış (veya düşüş) kullanılarak, odaları da indüksiyon (ya da ortaya çıkması) bir halkın duyarlılığının tespitine imkanEC 50 ve Tepesi yamaç. Son olarak, burada açıklanan kontrollü çevre odaları solunan diğer ilaçların verilmesinde, toksikoloji çalışmaları ve vital bulgular aynı anda gerçek zamanlı izleme dahil olmak üzere alternatif kullanımları, çeşitli için adapte edilebilir.
Introduction
Genel anestezik türlerinin geniş bir yelpazede, henüz ilaç gibi farklı bir sınıfı, tüm bir tek nokta zor olmaya devam etmektedir ortaya nasıl olarak bir açıklama hipnozun bir tersinir durumuna yol kabiliyetleri ile tanımlanır. Teoriler bir dizi hipnoz 1,2 temel olarak genel membran aksaklıkları önerilen anestezi potansiyeli ve lipid çözünürlüğü arasındaki Meyer-Overton korelasyon ile başlayarak, yıllar boyunca oturtulması edilmiştir. Daha yeni bulgular nöron sinyalini etkileyen protein hedefleri anestezik etkilerine katkıda bulunmak olduğunu göstermektedir. Fareler, çünkü murin ve insan anestezi yanıt arasındaki homoloji, bu teorileri keşfetmek için vazgeçilmez bir model olduğu kanıtlanmıştır. Bir fare genel anestezi altında kendi öznel bilinci hakkında sorular olamaz rağmen, bazı ilkel refleksler kemirgen hipnoz gibi yararlı vekil önlemleri hizmet vermektedir. Doğumdan sonraki ilk birkaç gün içinde, fareler refleksif bir doğrulma resp geliştirmekonse pasif olarak yatar pozisyonda 3 konuyor engeller. Bir Fare, doğrulma refleksini kaybeder hangi anestezi dozu insan hipnotik dozlarda 4 ile iyi korelasyon.
Doğrulma refleksi (lorr) kaybının değerlendirilmesi farelerde anestezi hassasiyeti test hem de sıçan, kobay, tavşan, gelincik, koyun, köpek ve 5-8 dahil olmak üzere diğer türlerin çeşitli için yaygın olarak kullanılan bir laboratuvar standart haline gelmiştir. Lorr bir türün üyelerinin ortaya çıkar, verilen bir anestetik dozu oldukça tutarlıdır ancak çevresel faktörlerden önemli ölçüde değiştirilebilir. Örneğin, uyku-yoksun fareler volatil ve intravenöz anestezik 9 ve yüksek aerobik kapasite ile sıçanlarda hem de daha duyarlı izofluran 10 daha az duyarlıdır. Hipotermi da türlerin 11-14 geniş bir spektrum hipnozun için gerekli olan pek çok anestetik dozunu azaltmak için gösterilmiştir. Sıraylagüvenilir bir lorr deney hayvanlarının bir grup meydana geldiği anestezi dozu belirlemek için, bu değerlendirme ortam dikkatlice, stres en aza indirmek euthermia korumak ve tüm deneklere ilaç eşit miktarda sunmak için kontrol edilmesi çok önemlidir. Doğal olarak, genetik faktörler de anestetik hassasiyeti 15-18 değiştirmek bilinmektedir. Sonuç olarak, dikkatli bir göz, aynı zamanda genetik kökenli 19 için kontrol verilmelidir.
Bir sürekli 37 o C ortamı muhafaza ederken 24 fareden her birine denk bir şekilde temin edilebilir gaz halinde anestetik bir cihaz geliştirdiler. Bizim maruz odaları şeffaf silindirik tasarımı hızlı lorr değerlendirilmesi ve telemetrik fizyolojik ölçümlerin kolay entegrasyon sağlar. Bu sistem, doğru bir vahşi tip farelerde 20 çıkması için izofluran, halotan ve sevofluran indüksiyon EC 50 ve zamanı ölçmek için gösterilmiştir. Ayrıca kullanmışgenetik mutasyonlar ve hedeflenen hipotalamik lezyonlar 21-23 ile farelerde anestezi duyarlılık değişimleri gözlemlemek için bu sistem. Burada anestezik duyarlılığı bizim kontrollü bir ortam aygıtını kullanarak farmakolojik müdahalenin ardından değerlendirilebilir hangi iki yolu açıklanmaktadır. Volatil anestezi indüksiyon ve ortaya duyarlılık kararlı hal fenotipleme 8-10 saat gerektirir ve dolayısıyla en iyi şekilde kronik veya uzun etkili farmakolojik müdahaleler gibi deneysel koşullar değişmez, hangi çalışmalar için hazırlanmıştır. Ancak, olan etkileri zaman içinde önemli ölçüde dağıtmak kısa etkili tedaviler için biz de stereotaksi hedefli mikroenjeksiyon ya da önemli ölçüde anestezi çıkmasını etkileyebilir intravenöz ilaç tedavileri aşağıdaki refleksi değişiklikleri değerlendirmek için basit bir prosedür mevcut. Bu testler Subj herhangi bir sayı için adapte olabilir, bu kontrollü bir çevre sistemi için potansiyel uygulamalar küçük bir alt kümesini temsil edertürlerin çeşitli ects inhale terapötik herhangi bir tür almak için.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tek bir fare lorr değerlendirilmesi bir görünüşte basit bir görev olmasına rağmen, bu hayvanların bir grup güvenilir veri toplamak amacıyla konular arasında aynı fizyolojik koşullarını korumak için temeldir. Burada sunulan sıkı düzenlenmiş, yüksek kapasiteli lorr cihaz deneyler standardize ve verimliliği en üst düzeye çıkarmak için bir yol sunar. Termoregülasyonu ve eşit akış dağılımının temel ilkelerini izleyerek, bu sistem kolaylıkla yeniden ve bireysel deneyselciler ihtiyaçları…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, R01 GM088156 ve T32 HL007713-18 tarafından desteklenmiştir. Biz doğrulma refleks cihazı montaj yardım ettikleri için Pennsylvania Araştırma Enstrümantasyon Shop Üniversitesi'nden Bill Pennie ve Michael Carman teşekkür etmek istiyorum.
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 |
References
- Meyer, H. H. Zur theorie der alkoholnarkose. I. Mittheilung. Welche Eigenschaft der An#228;sthetica bedingt ihre narkotische Wirkung?. Naunyn Schmiedebergs Arch. Exp. Pathol. Pharmakol. 42, 109-137 .
- Overton, C. E. . Studien über die Narkose: Zugleich ein Beitrag zur allgemeinen Pharmakologie. , (1901).
- Bignall, K. E. Ontogeny of levels of neural organization: the righting reflex as a model. Exp. Neurol. 3 (3), 566-573 (1974).
- Franks, N. P. General anaesthesia: from molecular targets to neuronal pathways of sleep and arousal. Nat. Rev. Neurosci. 9 (5), 370-386 (2008).
- Smith, W. Responses of laboratory animals to some injectable anaesthetics. Lab. Anim. 27 (1), 30-39 (1993).
- Schernthaner, A., Lendl, C., Busch, R., Henke, J. Clinical evaluation of three medetomidine–midazolam–ketamine combinations for neutering of ferrets (Mustela putorius furo)]. Berliner und Münchener tierärztliche Wochenschrift. 121 (1-2), 1-10 (2008).
- Mohammad, F. K., Zangana, I. K., Abdul-Latif, A. R. Medetomidine sedation in sheep. Zentralblatt für Veterinärmedizin. Reihe A. 40 (5), 328-331 (1993).
- Nicholls, E. A., Louie, G. L., Prokocimer, P. G., Maze, M. Halothane anesthetic requirements are not affected by aminophylline treatment in rats and dogs. Anesthesiology. 65 (6), 637-641 (1986).
- Tung, A., Szafran, M. J., Bluhm, B., Mendelson, W. B. Sleep Deprivation Potentiates the Onset and Duration of Loss of Righting Reflex Induced by Propofol and Isoflurane. Anesthesiology. 97 (4), 906-911 (2002).
- Pal, D., et al. Determination of Minimum Alveolar Concentration for Isoflurane and Sevoflurane in a Rodent Model of Human Metabolic Syndrome. Anesth. 2 (2), 297-302 (2012).
- Eger, E. I., Saidman 2nd, ., J, L., Brandstater, B. Temperature dependence of halothane and cyclopropane anesthesia in dogs: correlation with some theories of anesthetic action. Anesthesiology. 26 (6), 764-770 (1965).
- Vitez, T. S., White, P. F., Eger, E. I. 2nd Effects of hypothermia on halothane MAC and isoflurane MAC in the rat. Anesthesiology. 41 (1), 80-81 (1974).
- Antognini, J. F. Hypothermia eliminates isoflurane requirements at 20 degrees C. Anesthesiology. 78 (6), 1152-1156 (1993).
- McKenzie, J. D., et al. Effects of temperature on the anaesthetic potency of halothane, enflurane and ethanol in Daphnia magna (Cladocera: Crustacea). Comp. Biochem. Physiol. C. 101 (1), 15-19 (1992).
- Icaza, E. E., et al. Isoflurane-Induced Changes in Righting Response and Breathing are Modulated by RGS Proteins. Anesth. Analg. 109 (5), 1500-1505 (2009).
- Drexler, B., Antkowiak, B., Engin, E., Rudolph, U. Identification and characterization of anesthetic targets by mouse molecular genetics approaches. Can. 2 (2), 178-190 (2011).
- Wafford, K. A., et al. Differentiating the role of gamma-aminobutyric acid type A (GABAA) receptor subtypes. Biochem. 32 (Pt3), 553-556 (2004).
- Lakhlani, P. P., et al. Substitution of a mutant α2a-adrenergic receptor via “hit and run” gene targeting reveals the role of this subtype in sedative, analgesic, and anesthetic-sparing responses in. Proc. Natl. Acad. Sci. 94 (18), 9950-9955 (1997).
- Sonner, J. M., Gong, D., Eger, E. I. Naturally Occurring Variability in Anesthetic Potency Among Inbred Mouse Strains. Anesth. 91 (3), 720-726 (2000).
- Sun, Y., et al. High throughput modular chambers for rapid evaluation of anesthetic sensitivity. BMC Anesthesiol. 6 (1), 13 (2006).
- Hu, F. Y., et al. Hypnotic Hypersensitivity to Volatile Anesthetics and Dexmedetomidine in Dopamine β-Hydroxylase Knockout Mice. Anesthesiology. , (2012).
- Kelz, M. B., et al. An essential role for orexins in emergence from general anesthesia. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (4), 1309-1314 (2008).
- Moore, J. T., et al. Direct Activation of Sleep-Promoting VLPO Neurons by Volatile Anesthetics Contributes to Anesthetic Hypnosis. Curr. 22 (21), 2008-2016 (2012).
- Kirby, E. D., Jensen, K., Goosens, K. A., Kaufer, D. Stereotaxic Surgery for Excitotoxic Lesion of Specific Brain Areas in the Adult Rat. J. Vis. Exp. (65), e4079 (2012).
- Machholz, E., Mulder, G., Ruiz, C., Corning, B. F., Pritchett-Corning, K. R. Manual Restraint and Common Compound Administration Routes in Mice and Rats. J. Vis. Exp. (67), e2771 (2012).
- Geiger, B. M., Frank, L. E., Caldera-Siu, A. D., Pothos, E. N. Survivable Stereotaxic Surgery in Rodents. J. Vis. Exp. (20), e880 (2008).
- Szymusiak, R., Alam, N., Steininger, T. L., McGinty, D. Sleep-waking discharge patterns of ventrolateral preoptic/anterior hypothalamic neurons in rats. Brain Res. (1-2), 178-188 (1998).
- Nelson, L. E., et al. The sedative component of anesthesia is mediated by GABAA receptors in an endogenous sleep pathway. Nat. Neurosci. 5 (10), 979-984 (2002).
- Li, K. Y., Guan, Y., Krnjević, K., Ye, J. H. Propofol Facilitates Glutamatergic Transmission to Neurons of the Ventrolateral Preoptic Nucleus. Anesthesiology. 111 (6), 1271-1278 (2009).
- Friedman, E. B., et al. A Conserved Behavioral State Barrier Impedes Transitions between Anesthetic-Induced Unconsciousness and Wakefulness: Evidence for Neural Inertia. PLoS ONE. 5 (7), e11903 (2010).
- Lu, J., Greco, M. A., Shiromani, P., Saper, C. B. Effect of lesions of the ventrolateral preoptic nucleus on NREM and REM sleep. J. Neurosci. 20 (10), 3830-3842 (2000).
- Sun, X., Whitefield, S., Rusak, B., Semba, K. Electrophysiological analysis of suprachiasmatic nucleus projections to the ventrolateral preoptic area in the rat. Eur. J. Neurosci. 14 (8), 1257-1274 (2001).
- Ma, J., Shen, B., Stewart, L. S., Herrick, I. A., Leung, L. S. The septohippocampal system participates in general anesthesia. J. Neurosci. 22 (2), RC200 (2002).
- Leung, L. S., Ma, J., Shen, B., Nachim, I., Luo, T. Medial septal lesion enhances general anesthesia response. Exp. Neurol. , (2013).
- Solt, K., et al. Methylphenidate Actively Induces Emergence from General Anesthesia. Anesthesiology. 115 (4), 791-803 (2011).
