Summary

Überwachung der System und Leber hämodynamischen Parameter in Mäuse

Published: October 04, 2014
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Summary

Dieser Film zeigt, wie die systemische und hepatische Hämodynamik bei Mäusen zu erwerben. Die ganze Überwachung umfasst Erwerb von Vitalparametern, systemischer Blutdruck, zentraler Venendruck, gemeinsame Leberarterie Strömungsrate und Pfortader Druck sowie das Portal Flussrate bei Mäusen.

Abstract

Die Verwendung von Maus-Modellen der experimentellen Forschung ist von enormer Bedeutung für die Untersuchung von Leber Physiologie und pathophysiologischen Störungen. Aufgrund der geringen Größe der Maus, technischen Einzelheiten der intraoperativen Überwachungsverfahren für die Maus wurden selten beschrieben. Bisher haben wir ein Monitoring-Verfahren, um die hämodynamischen Parameter für Ratten erhalten wiesen. Jetzt passen wir den Vorgang, um systemische und hepatische hämodynamischen Parameter in Mäusen zu erwerben, eine Art zehnfach kleiner als Ratten. Dieser Film zeigt die Instrumentierung der Tiere sowie die Datenerfassungsprozess benötigt, um systemische und hepatische Hämodynamik bei Mäusen zu bewerten. Vitalparametern, einschließlich Körpertemperatur, Atemfrequenz und Herzfrequenz wurden während des gesamten Verfahrens aufgezeichnet. Systemische hämodynamische Parameter bestehen aus der Halsschlagader Druck (GAP) und der zentrale Venendruck (CVP). Leberdurchblutung Parameter umfassen Portal vEin Druck (PVP), Portal-Durchflussrate sowie die Durchflussmenge der gemeinsamen Leberarterie (Tabelle 1). Mess-und Datenerfassungs aufzeichnen die Normalwerte wurde innerhalb von 1,5 h abgeschlossen. Systemische und hepatische hämodynamischen Parameter blieben im normalen Bereich bei diesem Vorgang.

Dieses Verfahren ist anspruchsvoll, aber machbar. Wir haben dieses Verfahren angewendet, um hepatische Hämodynamik bei normalen Mäusen als auch bei 70% Teilhepatektomie und Leberlappen Klemm Experimente bewerten. Mittel PVP nach Resektion (n = 20) war 11,41 ± 2,94 cm H 2 O, die signifikant höher war (p <0,05) als die Resektion (6,87 ± 2,39 cm H 2 O). Die Ergebnisse der Leberlappen Spann Experiment gezeigt, dass dieses Monitoring-Verfahren ist empfindlich und eignet sich für die Erkennung kleiner Veränderungen in der Druck-Portal und Portal-Durchflussmenge. Im Ergebnis ist dieses Verfahren zuverlässig in den Händen eines erfahrenen Mikro Chirurg sollte aber darauf beschränkt experiments wo Mäuse sind absolut notwendig.

Introduction

Das Gesamtziel dieses Videos war es, ein Echtzeit-Monitoring-Verfahren für den Erwerb der systemischen und hepatischen hämodynamischen Parameter zu demonstrieren. Der Grund für die Entwicklung dieses Verfahrens ist seine großen Wert für experimentelle Eingriffe in Mäusen, die den Erhalt systemische und hepatische hämodynamischen Parameter erforderlich. Das Verfahren kann auf naive Tiere und während oder nach einer bestimmten Leber-und Gallen experimentellen chirurgischen Eingriff angewendet werden, wie partielle Hepatektomie, Pfortader Ligation und Lebertransplantation.

Erwerb von Leber hämodynamischen Daten in Nagetieren erfordert die vorgeschlagene invasives Verfahren. Leberdurchblutung kann nicht erhalten werden, nicht-invasiv. Jedoch gibt es Alternativen für die Erfassung des systemischen Blutdrucks. Überwachungstechniken wie die Schwanzmanschettenverfahren 8 sind für die Erfassung des Blutdrucks in Ratten und Mäusen eingesetzt. Die Schwanzmanschette Technik kann in consci angewendet werdenschiedenen Tiere. Bei der Messung des Blutdrucks, muss das Tier gelegt und in einer bestimmten Position fixiert werden kann unbequem. In dem Handbuch der Schwanz-Manschette Gerät, erklärt der Hersteller, dass Mäuse können nervös und gestresst, welche die Durchblutung in den Schwanz abnehmen kann. Unter diesen Umständen kann die periphere Blutdrucks in den Schwanz erworben viel niedriger als der mittlere Blutdruck.

Der vollständige Überwachungsverfahren wurde mit einer integrierten Mehrkanal-Monitor mit einer Reihe von Sensoren zur Datenerfassung durchgeführt. Der Blutdruck wurde durch Einführen eines Katheters in die jeweilige Schiff nach sorgfältiger mikrochirurgische Präparation und Exposition unter dem Mikroskop erhalten. Die Fließgeschwindigkeit wurde durch Anordnen eines transsonischen Strömungssonde um jedes Gefäß gemessen.

Wir haben bereits eine ähnliche intraoperative Monitoring-Verfahren für Ratten, was zu einer umfassenden Reihe von physiologischen hämodynamischen Daten vergleichbar SinGL berichtete Daten von anderen Gruppen 7 berichtet. Daher betrachteten wir dieses Verfahren, um eine gute Basis für sie zu der Maus, einer Art 10-fach kleiner als die Ratte Anpassung darstellen. Der wesentliche Unterschied zu der Ratte Verfahren ist die Verwendung von Millar-Katheter zur Erfassung der Blutdruck-Daten anstelle eines fluidbasierten Kathetersystem. Flussdaten wurden mit transsonischen Strömungssonden, nur viel kleiner als diejenigen der entsprechenden Ratte Schiffe erworben.

Aufgrund der kleinen Größe des Tieres ist Instrumentierung von Mäusen technisch anspruchsvoll, aber machbar. Sobald Instrumentierung abgeschlossen ist, ist die Datenerfassung und Datenanalyse Primär Leben einfach, da eine vordefinierte Einstellungsdatei verwendet werden. Die Einstellung Datei muss einmal am Anfang einer Serie von Experimenten definiert und gespeichert und für alle nachfolgenden Experimente verwendet werden.

Bis jetzt haben wir dieses Verfahren angewandt, um Leber hämodynamischen Effekte bei akuten Experimenten zu bewerten. Wir maßen CAP und PVP vor und unmittelbar nach der 70% partielle Hepatektomie (PH) und in Spann / de-Klemm Experimenten. Wir spannt die Leber-und Zwölffingerdarmband des rechten Leberlappens, die 20% der Lebermasse durch kurze (5min) Klemm des mittleren und linken Seitenlappen gefolgt, die insgesamt 90% der Lebermasse. De-Klemm begann mit dem Loslassen der Klemme vom rechten Lappen, gefolgt durch die Befreiung der Median und linken Seitenlappen. Maximale Spannzeit unter 10 min.

Protocol

Gehäuse und alle durchgeführten Verfahren waren nach den deutschen Tierschutzvorschriften. 1. Sensors Calibration (Herstelleranleitung für Sensors Calibration) 1.1) Millar Katheter Kalibrierung. Einweichen die Spitze des Katheters in sterilem Wasser oder Kochsalzlösung für 30 Minuten vor dem Ausgleich (Nullstellen) und Kalibrierung. Verbinden Sie den Sensor mit dem Millar millar1 Kanal des Brückenverstärker und legen Sie die Sensorspitze Millar in …

Representative Results

Vitalparameter der Mäuse wie Atemfrequenz und Herzfrequenz sind natürlich viel höher als bei Ratten. Die mittlere systemische Blutdruck und die Jugularvene Druck ähneln RAT-Werte und auch ähnlich wie das menschliche Daten. Leber hämodynamischen Daten sind offensichtlich anders. Wir erhalten die Normalwerte von 8 Mäusen. Portale Durchblutung in normalen Mäusen lag zwischen 1,6 bis 2,3 ml / min. Fließen in die gemeinsame Leberarterie reichten von 0,10 bis 0,35 ml / min. Pfortaderdruck…

Discussion

Überwachung der Leber Hämodynamik ist ein wichtiges Forschungsinstrument in der Hepatologie und Leber-Gallen-Operation. Akquisition von Leber hämodynamischen Daten hilft, die Wirkung von hepatobiliären Verfahren auf das Kreislaufsystem zu charakterisieren. Erwerb von Leber hämodynamischen Daten werden auch benötigt, um die Wirkung von Medikamenten beeinflussen Druck-Portal und Portal-Flow, zB zu untersuchen, wie in Studien, die vasoaktive Medikamente benötigt.

Trotz der gerin…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Forschung wurde von der deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten "Virtual Liver Network" unterstützt. Ich möchte Frank Schubert und Rene Gumpert aus dem Medienzentrum des Universitätsklinikum Jena für ihre Hilfe bei der Produktion des Videos und das Erstellen der Animation und Isabel Jank für die Aufzeichnung der Audio danken.

Materials

Name of Material/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
PowerLab 16/30  ADInstruments PL3516
Quad Bridge Amp ADInstruments  FE224 Bridge amplifier 
Animal Bio Amp ADInstruments  FE136
Needle Electrodes for FE136 (3 pk) ADInstruments  MLA1213
Perivascular Flowmeter Module Transonic TS420 
Flowprobe MA0.5PSB/MA1PSB Transonic MA0.5PSB/MA1PSB
SPR-1000 Mouse Pressure Catheter Millar instruments 841-0001
fluid filled catheter  Terumo SR+DU2619PX 26G, 0.64×19mm
micro scissors F·S·L No. 14058-09
micro serrefine F·S·L No.18055-05
Micro clamps applicator F·S·L No. 18057-14
Straight micro forceps F·S·L No. 00632-11
Curved micro forceps F·S·L No. 00649-11
needle-holder F·S·L No. 12061-01
6-0 silk ethicon
6-0 prolene ethicon
7-0 prolene ethicon
10-0 prolene ethicon
Tail cut-off device  Kent Scientific www.kentscientific.com
LabChart7 ADInstruments data  analysis software 

References

  1. Albuszies, G., et al. Effect of increased cardiac output on hepatic and intestinal microcirculatory blood flow, oxygenation, and metabolism in hyperdynamic murine septic shock. Crit Care Med. 33 (10), 2332-2338 (2005).
  2. Bernhard, W., et al. Phosphatidylcholine molecular species in lung surfactant: composition in relation to respiratory rate and lung development. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 25 (6), 725-731 (2001).
  3. Cheever, A. W., Warren, K. S. Portal vein ligation in mice: portal hypertension, collateral circulation, and blood flow. 18, 405-407 (1963).
  4. Costa, G., Aguiar, B. G., Coelho, P. M., Cunha-Melo, J. R. On the increase of portal pressure during the acute and chronic phases of murine schistosomiasis mansoni and its reversibility after treatment with oxamniquine. Acta Trop. 89 (1), 13-16 (2003).
  5. Cui, S., Shibamoto, T., Zhang, W., Takano, H., Kurata, Y. Venous resistance increases during rat anaphylactic shock. Shock. 29 (6), 733-739 (2008).
  6. Geerts, A. M., et al. Comparison of three research models of portal hypertension in mice: macroscopic, histological and portal pressure evaluation. Int. J. Exp. Pathol. 89 (4), 251-263 (2008).
  7. Huang, H., Deng, M., Jin, H., Dirsch, O., Dahmen, U. Intraoperative vital and haemodynamic monitoring using an integrated multiple-channel monitor in rats. Lab Anim. 44 (3), 254-263 (2010).
  8. Krege, J. H., Hodgin, J. B., Hagaman, J. R., Smithies, O. A noninvasive computerized tail-cuff system for measuring blood pressure in mice. Hypertension. 25 (5), 1111-1115 (1995).
  9. Kuga, N., et al. Rapid and local autoregulation of cerebrovascular blood flow: a deep-brain imaging study in the mouse. J. Physiol.. 587 (Pt 4), 745-752 (2009).
  10. Muraki, T., Strain Kato, R. difference in the effects of morphine on the rectal temperature and respiratory rate in male mice. Psychopharmacology (Berl). 89 (1), 60-64 (1986).
  11. Nielsen, J. M., et al. Left ventricular volume measurement in mice by conductance catheter: evaluation and optimization of calibration. Am. J. Physiol Heart Circ. Physiol. 293 (1), H534-H540 (2007).
  12. Sakamoto, M., et al. Improvement of portal hypertension and hepatic blood flow in cirrhotic rats by oestrogen. Eur. J. Clin. Invest. 35 (3), 220-225 (2005).
  13. Reverter, E., et al. Impact of deep sedation on the accuracy of hepatic and portal venous pressure measurements in patients with cirrhosis. Liver Int. 34 (1), 16-25 (2014).
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Cite This Article
Xie, C., Wei, W., Zhang, T., Dirsch, O., Dahmen, U. Monitoring of Systemic and Hepatic Hemodynamic Parameters in Mice. J. Vis. Exp. (92), e51955, doi:10.3791/51955 (2014).

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