Vessie muscle lisse bande de contractilité comme une méthode pour évaluer urinaires inférieures Pharmacologie
Summary
Ce manuscrit présente un simple, mais puissant, méthode in vitro pour l'évaluation de contractilité du muscle lisse en réponse à des agents pharmacologiques ou la stimulation du nerf. Les principales applications sont le dépistage des drogues et de la physiologie des tissus compréhension, la pharmacologie et la pathologie.
Abstract
Nous décrivons une méthode in vitro pour mesurer la vessie contractilité du muscle lisse, et son utilisation pour l'étude des propriétés physiologiques et pharmacologiques des muscles lisses ainsi que les changements induits par la pathologie. Cette méthode fournit des informations essentielles pour comprendre le fonctionnement de la vessie tout en surmontant les grandes difficultés méthodologiques rencontrées dans des expériences in vivo, comme les manipulations chirurgicales et pharmacologiques qui affectent la stabilité et la survie de la préparation, l'utilisation de tissus humains, et / ou l'utilisation de produits chimiques coûteux. Il fournit également un moyen d'étudier les propriétés de chaque composant de la vessie (c.-à-muscle lisse, les muqueuses, les nerfs) dans des conditions saines et pathologiques.
La vessie est enlevée d'un animal anesthésié, placé dans une solution de Krebs et couper en lanières. Les bandes sont placées dans une chambre remplie avec une solution tiède de Krebs. Une extrémité est fixée à un tensio isométriquen transducteur pour mesurer la force de contraction, l'autre extrémité est fixée à une barre fixe. Le tissu est stimulée par addition de composés directement dans le bain ou par des électrodes de stimulation de champs électriques qui activent les nerfs, similaire au déclenchement des contractions de la vessie in vivo. Nous démontrons l'utilisation de cette méthode d'évaluation de contractilité des muscles lisses spontanée au cours du développement et après une lésion de la moelle épinière expérimental, la nature de la neurotransmission (émetteurs et récepteurs impliqués), les facteurs impliqués dans la modulation de l'activité du muscle lisse, le rôle des différents composants de la vessie, et les espèces et les différences d'organes en réponse aux agents pharmacologiques. De plus, il pourrait être utilisé pour l'étude des voies intracellulaires impliqués dans la contraction et / ou de relaxation des muscles lisses, les relations structure-activité et l'évaluation de médicaments libération du transmetteur.
La méthode de la lisse de la contractilité du muscle in vitro a été largement utilisée for plus de 50 ans, et a fourni des données qui ont contribué de manière significative à notre compréhension de la fonction de la vessie ainsi que pour le développement pharmaceutique de composés actuellement utilisés en clinique pour la gestion de la vessie.
Introduction
La lisse de la vessie muscle se détend pour permettre le stockage de l'urine, et les contrats de susciter l'urine élimination. Relaxation est médiée par des propriétés musculaires lisses intrinsèques et par la libération tonique de la noradrénaline (NA) des nerfs sympathiques, qui active les récepteurs bêta-adrénergiques (β de 3 AR chez l'homme) dans le détrusor. Annulation est réalisé par l'inhibition de l'entrée sympathique et l'activation des nerfs parasympathiques qui libèrent l'acétylcholine / ATP de contracter le muscle lisse de la vessie 1. De nombreux états pathologiques, y compris le cerveau et / ou une blessure de la moelle épinière, les maladies neurodégénératives, le diabète, l'obstruction de la sortie de la vessie, ou de la cystite interstitielle peuvent modifier profondément la fonction de la vessie, avec de graves répercussions sur la qualité de vie du patient 2. Ces conditions altèrent la contractilité du muscle lisse en affectant un ou plusieurs composants de la vessie: le muscle lisse, les nerfs afférents ou efférents et / ou lemuqueuse.
Plusieurs in vivo et des méthodes in vitro pour étudier la fonction de la vessie ont été développés. In vivo, cystometry est la principale mesure de la fonction de la vessie. Bien que ce soit une préparation intacte qui permet la collecte d'informations dans des conditions proches physiologiques, il ya un certain nombre de circonstances dans lesquelles l'utilisation de bandes de muscle lisse est préférable. Il s'agit notamment des situations où chirurgical et / ou des manipulations pharmacologiques pourraient affecter la survie et la stabilité de la préparation in vivo, ou lorsque les études nécessitent l'utilisation de tissu humain ou des produits chimiques coûteux. Cette méthode facilite également l'examen des effets de la drogue, de l'âge et de la pathologie de chaque composante de la vessie, c'est à dire le muscle lisse, les muqueuses, les nerfs afférents et efférents.
bandes de la vessie ont été utilisés au cours des années par de nombreux groupes de répondre à un certain nombre de questions scientifiques. Ils ont été utilisés pour evachangements de luer l'activité spontanée myogénique induits par la pathologie. Cette activité est censé contribuer à l'urgence et la fréquence des symptômes de la vessie hyperactive (OAB), et est donc une cible pour les médicaments en cours de développement pour la vessie hyperactive 3-9. bandes de la vessie ont également été utilisés pour étudier les facteurs myogéniques et neuronaux qui modulent le tonus musculaire lisse dans le but de découvrir les canaux ioniques et / ou des récepteurs et / ou des voies intracellulaires qui pourraient être ciblées pour induire soit la relaxation ou la contraction du muscle lisse 3,10- 13. D'autres études se sont concentrées sur la nature de la neurotransmission, notamment des émetteurs et des récepteurs impliqués et les changements induits par la pathologie 14,15. En outre, la méthode a été utilisée pour les comparaisons entre les tissus de différentes espèces de 16 18, entre les organes 19-21, et l'évaluation des médicaments relations structure-activité 22-24. Une extension de cette méthode a été utilisée pour MEASURe l'effet des médicaments sur la libération du transmetteur de nerfs efférents 25. En outre, une variété de tissus (vessie, l'urètre, le tube digestif, GI) récoltées à partir d'animaux ou d'humains (de chirurgies ou de tissus de donneurs d'organes approuvés pour la recherche) et d'une variété de modèles animaux, y compris des blessures de la moelle épinière (SCI), l'obstruction de sortie de vessie (BOO), ou la cystite interstitielle (IC) peuvent être étudiés en utilisant cette technique.
Dans cet article, nous illustrons l'utilisation de cette méthode ainsi que des protocoles expérimentaux nécessaires, à répondre à plusieurs questions scientifiques mentionnées ci-dessus.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dans cet article, nous avons décrit une in vitro simple lisse méthode de la contractilité du muscle qui peut être utilisé pour répondre à un certain nombre de questions scientifiques importantes liées à la vessie physiologie et la pathologie, ainsi que la complicité de la découverte de nouveaux médicaments pour traiter les dysfonctionnements de la vessie. Nous avons illustré l'utilisation de cette méthode pour évaluer les propriétés de développement, pathologiques et pharmacologiques de co…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été soutenue par le NIH R37 DK54824 et R01 DK57284 subventions à LB
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 |
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