Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

अनर्गल बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी के माध्यम से सेंसेंट चूहों में सांस लेने का पैटर्न प्राप्त करने की विधि

Published: April 28, 2020 doi: 10.3791/59393
Automatic Translation
1, 2, 1, 1, 1
1Department of Biological Sciences, Le Moyne College, 2Department of Mathematics, Statistics and Computer Science, Le Moyne College

Summary

असंयमित बैरोमेट्रिक प्लथीस्मोग्राफी का उपयोग जागते चूहों में सांस लेने के पैटर्न को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। हम बताते हैं कि एक मानकीकृत प्रोटोकॉल के तहत 15 एस सेगमेंट शांत श्वास की विस्तारित अवधि के समान मूल्यों को प्रदर्शित करते हैं। यह पद्धति कक्ष में पहले घंटे के दौरान एपनिया और संवर्धित सांसों की मात्रा के लिए भी अनुमति देती है।

Abstract

अनर्गल बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी (यूबीपी) चूहों में सांस लेने के पैटर्न की मात्रा निर्धारित करने के लिए एक विधि है, जहां श्वास आवृत्ति, ज्वारीय मात्रा और मिनट वेंटिलेशन की नियमित रूप से सूचना दी जाती है। इसके अलावा, केंद्रीय एपनेस और संवर्धित सांसों के अस्तित्व सहित सांस लेने के तंत्रिका उत्पादन के बारे में जानकारी एकत्र की जा सकती है। यूबीपी के लिए एक महत्वपूर्ण विचार सांस लेने की चुनौतियों की प्रतिक्रिया को स्पष्ट करने के लिए उत्सुक या सक्रिय व्यवहार के न्यूनतम प्रभाव के साथ एक श्वास खंड प्राप्त कर रहा है। यहां, हम एक प्रोटोकॉल पेश करते हैं जो वृद्ध चूहों में कम, शांत बेसलाइन प्राप्त करने की अनुमति देता है, जो शांत श्वास के लंबे मुकाबलों की प्रतीक्षा करने के बराबर है। कम समय खंडों का उपयोग मूल्यवान है, क्योंकि चूहों के कुछ उपभेद तेजी से उत्तेजनीय या चिंतित हो सकते हैं, और उचित समय सीमा के भीतर शांत श्वास की लंबी अवधि प्राप्त नहीं की जा सकती है। हमने 22 महीने पुराने चूहों को यूबीपी चैंबर में रखा और मिनट 60-120 के बीच चार 15 एस शांत श्वास खंडों की तुलना में एक लंबे समय तक 10 मिनट शांत श्वास अवधि के लिए जो प्राप्त करने के लिए 2-3 घंटे ले गए। हमने 30 मिन परिचित अवधि के बाद शांत श्वास खंडों से पहले केंद्रीय एपनेस और संवर्धित सांसों की गिनती भी प्राप्त की। हम बताते है कि शांत सांस लेने के 10 मिनट एक बहुत कम 15 एस अवधि का उपयोग करने के लिए तुलनीय है । इसके अतिरिक्त, इन 15 एस शांत श्वास खंडों तक जाने वाले समय का उपयोग केंद्रीय मूल के एपनेस के बारे में डेटा इकट्ठा करने के लिए किया जा सकता है। यह प्रोटोकॉल जांचकर्ताओं को समय की एक निर्धारित मात्रा में पैटर्न-श्वास डेटा एकत्र करने की अनुमति देता है और चूहों के लिए शांत आधारभूत उपायों को संभव बनाता है जो उत्तेजनीय व्यवहार की बढ़ी हुई मात्रा को प्रदर्शित कर सकते हैं। यूबीपी पद्धति स्वयं पैटर्न-श्वास डेटा एकत्र करने का एक उपयोगी और गैर-आक्रामक तरीका प्रदान करती है और चूहों को कई समय बिंदुओं पर परीक्षण करने की अनुमति देती है।

Introduction

यूबीपी,श्वास पैटर्न1,2,3,,4के आकलन के लिए एक आम तकनीक है . इस विधि में, चूहों को एक बंद कक्ष में रखा जाता है जहां मुख्य कक्ष (जहां जानवर रखे जाते हैं) के बीच दबाव अंतर और मूल्यों को प्राप्त करने के लिए एक न्यूमोटाकोग्राफ के माध्यम से एक संदर्भ कक्ष फ़िल्टर किया जाता है। जिसके परिणामस्वरूप यूबीपी सेटअप गैरआक्रामक और अनर्गल है और श्वसन उपायों के लिए संज्ञाहरण या सर्जरी की आवश्यकता के बिना मूल्यांकन करने की अनुमति देता है । इसके अतिरिक्त, यह तकनीक समय के साथ एक ही माउस में कई मापकी आवश्यकता वाले अध्ययनों के लिए उपयुक्त है। एक ही परीक्षण के दौरान या कई परीक्षणों पर श्वास आवृत्ति, ज्वारीय मात्रा और मिनट वेंटिलेशन जैसे चरों को इस विधि के साथ निर्धारित किया जा सकता है। पूरे शरीर यूबीपी भी पीक प्रवाह और श्वसन चक्र अवधि के उपाय प्रदान करता है । साथ में, ये पैरामीटर सांस लेने के पैटर्न की मात्रा निर्धारित करते हैं। दर्ज श्वास निशान भी डेटा की समीक्षा करने के लिए और एक दिए गए समय अवधि के भीतर प्रदर्शित केंद्रीय एपनिया की संख्या गिनती करने के लिए संभव बनाते हैं । इस गिनती का उपयोग ज्वारीय मात्रा और प्रेरक समय के विश्लेषण के साथ किया जा सकता है ताकि सांस लेने के पैटर्न में अन्य परिवर्तनों को मापी जा सके।

जबकि फेफड़े के शारीरिक मापदंडों के प्रत्यक्ष मूल्यांकन के लिए कई नॉनइनवेसिव प्लेथिस्मोग्राफी तकनीक मौजूद हैं, पूरे शरीर के यूबीपी माउस को न्यूनतम अनुचित तनाव के साथ श्वसन कार्य के लिए स्क्रीन करने के तरीके की अनुमति देता है। हेड-आउट प्लेथिस्मोग्राफी, जो ज्वारीय मिडडेनेटोरी प्रवाह उपायों का उपयोग करती है और गैर-आक्रामक भी है, कई अन्य प्रकार की प्ल्थाइसेमोग्राफी (जैसे, डबल-चैंबर प्लेथिस्मोग्राफी) की तरह संयम पर निर्भर करती है। हालांकि इन तरीकों का उपयोग वायुमार्ग जवाबदेही को मापने के लिए कृंतक मॉडलों में किया गया है5,गर्दन कॉलर या छोटे संयम ट्यूबों का उपयोग चूहों (बनाम अन्य प्रजातियों) को आराम के स्तर पर अपनी श्वास वापस करने के लिए अब ले जा सकता है।

एक इष्टतम हवा श्वास खंड प्राप्त करना आधारभूत तुलना के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध प्ल्थाइसेमोग्राफी सिस्टम का बढ़ते उपयोग से कई प्रयोगशालाओं में पैटर्न-श्वास डेटा संभव हो जाता है। महत्वपूर्ण बात, श्वास का पैटर्न संग्रह अवधि में चर है, विशेष रूप से चूहों के लिए। इसके साथ ही, बेसलाइन विश्लेषण को यह सुनिश्चित करने के साधन के रूप में मानकीकृत करना आवश्यक है कि प्रयोगकर्ताओं के प्रशिक्षण स्तर के परिणाम नहीं मिलते हैं । एक हवा में सांस लेने के खंड को इकट्ठा करने के कई तरीके हैं, जो प्रयोगात्मक डिजाइनों के बीच भिन्नता के एक क्षेत्र के रूप में काम करते हैं। एक उदाहरण में कक्ष1के भीतर पहले से निर्धारित समय के बाद अंतिम 10-30 मिनट के डेटा का औसत शामिल है, जबकि एक अन्य विधि में तब तक प्रतीक्षा करना शामिल है जब तक कि माउस 5-10 मिनट6के लिए शांत नहीं दिख रहा है। बाद में प्राप्त करने के लिए 2-3 घंटे लग सकते हैं और कुछ मामलों में, यदि माउस काफी लंबे समय तक शांत नहीं है तो परीक्षण को छोड़ने की आवश्यकता हो सकती है। यह चिंता चूहों के उपभेदों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण विचार है जहां देखे गए व्यवहार अधिक चिंतित और उत्तेजनीय7हैं । इन चूहों को कक्ष पर्यावरण को समायोजित करने में अधिक समय लग सकता है और केवल समय के कम फटने के लिए शांत रह सकता है। बेसलाइन संग्रह के लिए समर्पित समय को सीमित करना प्रत्येक माउस के लिए कक्ष समय का मानकीकरण करता है।

यह महत्वपूर्ण है कि प्रयोगकर्ता एक उपयुक्त आधार रेखा प्राप्त करते हैं जिसमें माउस में आराम करने वाले व्यवहार मूल्य शामिल होते हैं लेकिन यह समय पर होता है। इसलिए, इस रिपोर्ट का लक्ष्य चूहों में सांस लेने के मापदंडों के लिए छोटे शांत आधारभूत मूल्यों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले तरीकों का विवरण प्रदान करना है। इसके अलावा, हम रिपोर्ट करते हैं कि चैंबर में पहले घंटे के दौरान एपनेस और संवर्धित सांसों की मात्रा निर्धारित की जा सकती है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

सभी प्रक्रियाओं को ले मोइन कॉलेज इंस्टीट्यूशनल एनिमल केयर एंड यूज कमेटी ने मंजूरी दी थी । जानवरों का सभी उपयोग प्रयोगशालापशुओंकी देखभाल और उपयोग के लिए गाइड में वर्णित नीतियों के साथ समझौता किया गया था 8 ।

नोट: (महत्वपूर्ण) प्रयोग से पहले, पशु उपयोग के लिए आवश्यक सभी आवश्यक अनुमोदन और प्रशिक्षण प्राप्त करें। यह महत्वपूर्ण है प्रयोगकर्ताओं माउस व्यवहार और गतिविधि के स्तर से परिचित हैं, नींद, संकट के लक्षण सहित, और/

1. पूरे शरीर बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी चैंबर

  1. बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी चैंबर के लिए उपयुक्त उपयोगकर्ता मैनुअल पढ़ें, जिसमें कनेक्टर, ओ-रिंग्स आदि शामिल हैं, और एनालाइजर (जैसे, मेटाबोलिक) और सॉफ्टवेयर के लिए विशिष्ट मापदंडों को परिभाषित करने के लिए एक मानक प्रोटोकॉल फ़ाइल बनाएं।
  2. सुनिश्चित करें कि सभी होसेस और ट्यूब कक्ष से जुड़े हुए हैं। एक गैस प्रवाह ट्यूब (प्रवाह में) और एक वैक्यूम ट्यूब (प्रवाह-बाहर) सीधे बैरोमेट्रिक प्लथीस्मोग्राफी कक्ष से कनेक्ट करें।
    नोट: आवक को उद्घाटन चिह्नित पूर्वाग्रह प्रवाहसे जोड़ा जाना चाहिए .
  3. गैस मिक्सर के लिए सीओ2,ओ2,और एन2 गैस टैंक संलग्न करें। सुनिश्चित करें कि प्रयोग से पहले सभी गैस टैंक खुली स्थिति में हैं।

2. बैरोमेट्रिक प्लेथिस्मोग्राफ चैंबर का अंशांकन

  1. बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी सॉफ्टवेयर के हार्डवेयर टैब के तहत 7700-एम्पलीफायर सेटअप का चयन करके गैस के उच्च और कम प्रवाह को कैलिब्रेट करें।
  2. प्रयोगात्मक डिजाइन और गैस विश्लेषकों (~ 0.1 एल/मिन) के लिए उपयुक्त वैक्यूम (कक्ष से बाहर प्रवाह) सेट करें।
    नोट: बहिर्वाह दर सटीक मेटाबोलिक रिकॉर्डिंग के लिए अंशांकन और प्रयोग में समान रहना चाहिए।
  3. कक्ष से प्रवाह ट्यूब को हटाकर और वैक्यूम बंद करके हवा का कम प्रवाह सेट करें।
  4. इसी कक्ष के लिए कम इकाई सेल में 0 दर्ज करके शून्य प्रवाह रिकॉर्ड करें। लो कैल सेल पर डबल-क्लिक करें, समय को 3 एस में बदलें, और मापकोमारा।
  5. प्रवाह ट्यूब को फिर से संलग्न करें और गैस मिक्सर से बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी कक्ष के माध्यम से प्रवाहित करने के लिए गैस (20.93% ओ2,संतुलित एन2)की अनुमति दें।
  6. प्रवाह को लीटर/मिनटों से मिलीलीटर/सेकंड में परिवर्तित करें । इसी कक्ष के लिए उच्च इकाई सेल पर क्लिक करें और मिलीलीटर/सेकंड में मूल्य दर्ज करें । डबल क्लिक करें उच्च काल,3 एस करने के लिए समय बदल जाते हैं, और उपायक्लिक करें ।
  7. मेटाबोलिक एनालाइजर को बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी सॉफ्टवेयर में कैलिब्रेट करने के लिए 7700-एम्पलीफायर सेटअप टैब खुला छोड़ दें।

3. मेटाबोलिक एनालाइजर कैलिब्रेशन

  1. गैस मिक्सर कार्यक्रम में, गैस मिक्सर सेट करने के लिए 20.93% O2 और 79.07% एन2युक्त गैस का प्रवाह जारी करें.
  2. मेटाबोलिक एनालाइजर पर ओ2 कैलिब्रेशन लेवल को 20.93% और सीओ2 को 0% तक पढ़ें। उपयुक्त मूल्यों को दर्ज किए जाने के बाद डायल को नमूने पर वापस बदल दें।
  3. उच्च O2 प्रतिशत सेट करें। बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी सॉफ्टवेयर के एबीसीडी-4 टैब पर क्लिक करें और फिर C2 लाइन की उच्च इकाई के तहत 20.93 दर्ज करें। उच्च कालके अंतर्गत समय को बदलकर 3 एस और हिट उपायकर दें .
  4. कम सीओ2 प्रतिशत निर्धारित करें। C3 लाइन के कम सीएएल के तहत 0 दर्ज करें, और फिर 3 एस और कम सीएएलके तहत उपाय क्लिक करने के लिए समय बदल जाते हैं ।
  5. गैस मिक्सर प्रोग्राम में ओ2 वैल्यू को 10% और सीओ2 वैल्यू को 5% तक बदल दें। गैस प्रवाह के लिए कई मिनट इंतजार इन मूल्यों को समायोजित करने के लिए । मेटाबोलिक एनालाइजर पर, 5% के बराबर सीओ2 को कैलिब्रेट करने के लिए समायोजन घुंडी को चालू करें। मानों को कैलिब्रेट करने के बाद डायल को वापस नमूना पर चालू करना सुनिश्चित करें।
  6. उच्च सीओ2 प्रतिशत निर्धारित करें। सुनिश्चित करें कि बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी सॉफ्टवेयर पर ओ2 और सीओ2 में उचित मूल्यों को डालने से पहले एनालाइजर रीडिंग स्थिर हैं। C3 के तहत उच्च इकाई पर क्लिक करें और 5दर्ज करें । उच्च सीएएल को 3 एस और हिट उपायमें बदलें।
  7. कम ओ2 प्रतिशत सेट करें। C2 विकल्प के तहत कम इकाई पर क्लिक करें और 10दर्ज करें । क्लिक करें लो कैल,इनपुट 3 एस, और क्लिक करें उपाय.
  8. गैस मिक्सर पर गैस मूल्यों को वापस बदलें 20.93% O2 और 79.07% एन2. इन मूल्यों को समायोजित करने के लिए कक्ष के लिए कई मिनट इंतजार करें। उचित अंशांकन सुनिश्चित करने के लिए यदि मेटाबोलिक एनालाइजर स्वचालित रूप से 20.93% ओ2 और 0% सीओ2नहीं पढ़ते हैं, तो चरणों को दोहराएं। नियमित रूप से प्रमाणित गैस टैंकों के साथ उचित अंशांकन की पुष्टि करें।
  9. बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी कक्ष से जुड़े प्रवाह मीटर को फिर से जांचें। प्रयोग के लिए उपयुक्त दरों के लिए कक्ष के अंदर और बाहर हवा के प्रवाह को समायोजित करें (आमतौर पर, 0.1-0.3 एल/मिन)।
  10. एक बार जब सभी सेटिंग्स बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी सॉफ्टवेयर पर लागू हो जाती हैं, तो रिकॉर्डिंग शुरू करने के लिए ओके पर क्लिक करें।

4. अनर्गल बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी

  1. माउस के वजन और प्रारंभिक शरीर के तापमान को रिकॉर्ड करें। माउस को कक्ष में रखने से पहले 10 किमी प्रतीक्षा करें, एक खाली कक्ष से ओ2 और सीओ2 डेटा एकत्र करें। चूहों से परिचित एक शांत क्षेत्र में काम करें ताकि शोर और गंध डेटा संग्रह में हस्तक्षेप न करें। डेटा संग्रह कक्ष के अंदर/बाहर जाने वाले दरवाजे या कर्मियों के उद्घाटन और समापन सहित किसी भी संभावित अवरोधों से बचें ।
    नोट: इस विशिष्ट प्रोटोकॉल 22 महीने पुराने पुरुष C57BL/6J माउस कार्यरत हैं ।
  2. पहले घंटे के दौरान, माउस के व्यवहार दस्तावेज़ और विस्तृत नोट ले, में प्रवाह के विशिष्ट मूल्यों सहित/
  3. चैंबर आदत के 60 मिन के बाद, निम्नलिखित 60 मिन के लिए शांत श्वास के खंडों के लिए देखें। बिना सूंघने और संवारने के कम से कम 15 एस लंबाई में चलने वाले किसी भी खंड की सूचीदें। प्रत्यारोपण योग्य उपकरण का उपयोग करते समय हर 10 न्यूनतम शरीर के तापमान के उपाय करें।
  4. प्रयोग के अंत में, माउस को कक्ष से हटा दें और इसे वापस अपने पिंजरे में रखें। सभी उपकरणों को साफ किया जाना चाहिए और अच्छी तरह से मिटा दिया जाना चाहिए। अगर पानी की बूंदें बनी रहती हैं तो उन्हें हटाने के लिए दबाव की हवा का इस्तेमाल करें।

5. श्वास और चयापचय के पैटर्न का विश्लेषण

  1. बैरोमेट्रिक प्ल्थाइमोग्राफी समीक्षा फ़ाइल खोलें और ब्याज के जानवर के लिए रिकॉर्ड किए गए नोटों से परामर्श करें।
  2. सॉफ्टवेयर में मेटाबोलिक पैनल खोलें और चैंबर खाली होने पर ओ2 और सीओ2के पहले 10 मिन का औसत लें। इन मूल्यों को एफआईओ2 और फिको2के रूप में रिकॉर्ड करें ।
  3. बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी सॉफ्टवेयर के फ्लो पैनल देखें। सही क्लिक विशेषताओं का विश्लेषण और उचित मापदंड निर्धारित करें। मेटा 1 टैब के तहत, 5.2 चरण से एफआईओ2 और फिको2 दर्ज करें, साथ ही वीओ2 और वीसीओ2की गणना करने के लिए मेटा 2 के तहत कक्ष में प्रवाह करें।
  4. श्वास विश्लेषण के पैटर्न के लिए, पशु व्यवहार के साथ-साथ प्रवाह पैनल ट्रेसिंग के बारे में नोटों का उपयोग करशांत सांस लेने के 15 सेकंड के लिए समय की पुष्टि करें। डेटा पर्सर टैब से ओपन डेटा पर्सर डायलॉग के तहत शांत सांस लेने के 15 एस अंतराल के लिए समय दर्ज करें। क्लिक करें पारसेर व्यू मोड केवल विशिष्ट 15 एस सेगमेंट की रुचि दिखाता है.
  5. क्लिक करें सेव पार्स्ड व्युत्पन्न डेटा. बिनकिए गए डेटा प्राप्त करने के लिए डेटा फ़ाइल को स्प्रेडशीट में खोलें।

6. एपनेस और ऑगमेंटेड सांसों का विश्लेषण

  1. ओपन रिव्यू फाइल में एग्जिट पर्सर व्यू मोड। सेटअप एंड जीटी; पी 3 सेटअप के तहत ग्राफ सेटअप विकल्प में जाएं और टाइपके तहत पेज व्यू का चयन करें । शीशे की संख्या के लिए 5 का चयन करें। बॉक्स में दर्ज करें -2 कम लेबल बॉक्स में और 2 मिलीलीटर में प्रवाह उपायों के लिए उच्च लेबल बॉक्स में/ बदलावों को लागू करें।
  2. प्रवाह ट्रेसिंग पैनल पर 30 मिन के निशान पर स्क्रॉल करें।
  3. माउस को कक्ष में रखे जाने के बाद 30-60 मिन के लिए एपनेस और संवर्धित सांसों की गणना करें। 0.5 एस की तुलना में अधिक समय तक चलने वाली या बराबर ी करने वाली निलंबित श्वास की अवधि निर्धारित करना, एपनिया का संकेत। संवर्धित सांसों को 1.25 मिलील/एस से ऊपर सांस लेने के निशान में तेजी से वृद्धि के संकेत दिए जाते हैं जिसके बाद -0.75 मिलील/एस से नीचे तेज कमी आती है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

16 आयु वर्ग (22 महीने पुराने) सामान्य वायु गैस के तहत प्रदर्शन चूहों में सांस लेने के पैटर्न के एक मूल्यांकन के रूप में यूबीपी के परिणामों की सूचना दी जाती है (संतुलित एन2के साथ 20.93% O2) की सूचना दी जाती है। विश्लेषण में पहले एक लंबे समय तक 10 मिनट शांत श्वास खंड (जो प्राप्त करने के लिए 2 घंटे से अधिक ले लिया) बनाम चार छोटे 15 एस खंडों के औसत (मिनट 60-120 के भीतर मात्रा निर्धारित) की तुलना शामिल थे । शांत श्वास का एक प्रतिनिधि प्रवाह ट्रेसिंग, जहां श्वास कोई सक्रिय श्वास व्यवहार के अनुरूप है, चित्रा 1एमें प्रदान की जाती है। जब जानवरों से इसी तरह की ट्रेसिंग एकत्र की जाती है, तो 100% सांसों को सॉफ्टवेयर द्वारा स्वीकार किया जाना चाहिए। हालांकि, चित्रा 1बी एक अधिक सक्रिय खंड से सांस लेने का प्रतिनिधित्व करता है, जहां चूहों चैंबर की खोज कर रहे हैं, सूंघने, और/ चित्रा 1बी में दिखाए गए समान ट्रेसिंग सॉफ्टवेयर द्वारा स्वीकार किए जाने की संभावना कम होती है और इस पद्धति द्वारा उपयोग किए गए और समझाए गए श्वास संग्रह के प्रकार के लिए आदर्श नहीं हैं। दो समय अंकों के बीच संभावित पैटर्न-ऑफ-ब्रीदिंग मतभेदों के आकलन के लिए चुने गए पैरामीटर सांस लेने की आवृत्ति(चित्रा 2ए),ज्वारीय मात्रा (वीटी, चित्रा 2बी),मिनट वेंटिलेशन (VE, चित्रा 2सी),ज्वारीय मात्रा/प्रेरक समय अनुपात (VT/Ti, चित्रा 2डी),और मिनट वेंटिलेशन/निष्कासित कार्बन डाइऑक्साइड अनुपात (VE/VCO2/g, चित्रा 2ई),जो सभी बैरोमेट्रिक plethysmography सॉफ्टवेयर और Drorbaugh और फेन समीकरण का उपयोग कर गणना की गई । इन उपायों के लिए सूचित मूल्य उस सीमा के भीतर हैं जो हमने पहले माउस मॉडल6,9के लिए सूचित किया है । समूहों के बीच कोई महत्वपूर्ण मतभेद स्पष्ट नहीं थे; श्वास आवृत्ति और वीटी डेटा की कई तुलनाओं के लिए पोस्ट हॉक सुधार ों का हिसाब बोनफेरोनी(पी एंड एलटी; 0.025 को महत्वपूर्ण माना जाता था)। इन परिणामों से पता चलता है कि 15 एस बेसलाइन का उपयोग करके एक सरलीकृत प्रोटोकॉल का उपयोग एक लंबे बेसलाइन प्रोटोकॉल के समान परिणाम प्रदान करता है।

इसके अलावा विश्लेषण आवृत्ति, वीटी, VE, VT/Ti, और VE/VCO2/g(चित्रा 3)के लिए चार 15 एस बेसलाइन खंडों में से प्रत्येक के साथ किया गया था । किसी भी समय अंक के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर(पी एंड जीटी;0.05) नहीं मिला। किसी भी पैटर्न-श्वास उपाय के लिए चार बार के खंडों में से किसी के बीच परिवर्तनशीलता में भी कोई अंतर नहीं था । इसके अतिरिक्त, हमने 15 एस समूह बनाम 10 मिन समूह के खंड की परिवर्तनशीलता का परीक्षण किया और औसत समूह डेटा की तुलना करते समय लेवेन के परीक्षण का उपयोग करके कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं पाया।

यूबीपी प्रोटोकॉल के मिनट 30-60 के दौरान प्रत्येक जानवर के लिए देखी गई एपनेस और संवर्धित सांसों की संख्या चित्र4में प्रस्तुत की जाती है। इन परिणामों से पता चलता है कि वृद्ध जानवर ों एपनेस की एक उच्च संख्या और एक 30 मिनट अवधि के भीतर संवर्धित सांस की उपस्थिति (चित्रा 1सीमें दिखाया ट्रेसिंग) का प्रदर्शन । डेटा उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान परिवर्तन का संकेत है, क्योंकि ये निष्कर्ष 22 महीने पुराने चूहों में देखे गए थे । एपनिया और संवर्धित सांस विश्लेषण के लिए टेराटर विश्वसनीयता की पुष्टि करने के लिए, पियर्सन सहसंबंध दो अलग जांचकर्ताओं के लिए गणना की गई थी । रेटर्स के बीच एक उच्च स्तर का समझौता पाया गया, जैसा कि एपनेस के लिए आर = .99 और संवर्धित सांसों के लिए आर = .86 के मूल्य से संकेत मिलता है। भविष्य के अध्ययनों में, एक नियंत्रण समूह की तुलना में एपनेस की बढ़ी हुई संख्या एक तंत्रिका घटक से उपजी श्वास रोग के बारे में बता रही होगी।

Figure 1
चित्रा 1:प्रतिनिधि प्रवाह ट्रेसिंग। (ए)एक शांत बेसलाइन से फ्लो ट्रेसिंग, जहां माउस सूंघने या संवारने जैसे किसी भी सक्रिय व्यवहार को प्रदर्शित नहीं करता है। (ख)हमारे विश्लेषणों में शामिल नहीं एक सक्रिय श्वास अवधि से फ्लो ट्रेसिंग, जहां चूहे कक्ष के बारे में आगे बढ़ रहे हैं और कई सांसनियमित रूप से स्वीकार नहीं की जाती हैं । (ग)एक संवर्धित सांस प्रदर्शित करने वाला प्रवाह जिसके बाद एपनिया की अवधि होती है। सभी निशानों के लिए 5 एस विंडो दिखाई गई है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2:श्वास पैरामीटर 22 महीने पुराने चूहों में 10 मिन और 15 एस के शांत श्वास खंडों के लिए समान हैं। बैरोमेट्रिक प्लेथाइमोग्राफी का उपयोग वृद्ध चूहों(एन = 16, 22 महीने पुराने) में श्वास डेटा एकत्र करने के लिए किया गया था। श्वास डेटा दो अलग समय अंक के दौरान चूहों के लिए गणना की गई, अर्थात् माउस के 60-120 मिनट के निशान के भीतर चार 15 एस शांत अंतराल के औसत कक्ष में जा रहा है और लगातार शांत सांस लेने के 10 मिनट के लिए । (A)श्वास आवृत्ति (सांस/मिनट)। (ख)ज्वारीय मात्रा (वीटी; मिलीलीटर/सांस) । (ग)मिनट वेंटिलेशन (VE; मिलीलीटर/मिनट) । (घ)ज्वारीय मात्रा का अनुपात प्रेरणा समय (वीटी/टीआई; मिलीलीटर/सेकंड) में । (ई)कार्बन डाइऑक्साइड को निष्कासित करने के लिए मिनट वेंटिलेशन का अनुपात निष्कासित, वजन के लिए सामान्यीकृत (VE/VCO2/g)। पोस्ट हॉक सुधार(पी एंड जीटी; 0.025) के बाद समूहों के बीच कोई सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर नहीं है। मतलब से ऊपर >3 एसडी के मूल्यों को आउटलर्स माना जाता था और डेटा सेट से हटा दिया गया था। डेटा को मतलब ± एसडी के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्रा 3:चार 15 s अंतराल की तुलना। श्वास डेटा शांत श्वास चूहों में गणना की गई(n = 16, 22 महीने पुराने) कक्ष प्लेसमेंट के 60-120 मिनट के भीतर चार अलग 15 एस अंतराल के लिए । (A)श्वास आवृत्ति (सांस/मिनट)। (ख)ज्वारीय मात्रा (वीटी; मिलीलीटर/सांस) । (ग)मिनट वेंटिलेशन (VE; मिलीलीटर/मिनट) । (घ)ज्वारीय मात्रा का अनुपात प्रेरणा समय (वीटी/टीआई; मिलीलीटर/सेकंड) में । (ई)कार्बन डाइऑक्साइड को निष्कासित करने के लिए मिनट वेंटिलेशन का अनुपात निष्कासित, वजन के लिए सामान्यीकृत (VE/VCO2/g)। समय खंडों(पी एंड जीटी; 0.05) के बीच कोई सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर नहीं है। Outliers मतलब से ऊपर >3 एसडी के रूप में परिभाषित किया गया है और हटा दिया । डेटा को मतलब ± एसडी के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4:एपनिया और संवर्धित सांस चूहों में मायने रखता है। Apneas (सांस लेने के बिना 0.5 s) और संवर्धित सांस (एबीएस; 1.25 mL/s से अधिक साँस लेने में तेजी से वृद्धि के बाद नीचे एक तेज साँस छोड़ना (n = 16, 22 महीने पुराने) 30-60 min के बीच वृद्ध चूहों(एन = 16, 22 महीने पुराने) में गिना गया । गिनती 30 से अधिक मिन का विश्लेषण किया गया और उस समय अवधि के लिए कुल की सूचना दी जाती है । डेटा को मतलब ± एसडी के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 5
चित्रा 5:अनर्गल बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी (यूबीपी) सेटअप की योजनाबद्ध। समग्र यूबीपी सेटअप उस आंकड़े में वर्णित के समान होना चाहिए। प्रवाह माप में प्रवेश करने और कक्ष छोड़ने गैसों के लिए मापा जाना चाहिए, और गैस संरचना डेटा व्याख्या के लिए जाना जाना चाहिए । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

प्रोटोकॉल चूहों में एक शांत श्वास बेसलाइन के बारे में जानकारी प्रदान करता है, साथ ही केंद्रीय एपनेस और संवर्धित सांस के बारे में डेटा एकत्र करता है। प्रतिनिधि परिणाम बताते है कि एक 10 min शांत बेसलाइन सांस लेने का एक समान पैटर्न है जब पुराने चूहों की एक पलटन के लिए ४ १५ एस मुकाबलों के एक औसत की तुलना में । महत्वपूर्ण बात, 15 एस मुकाबलों सांख्यिकीय अलग नहीं हैं, और न ही इन समूहों को लेवेन परीक्षण का उपयोग कर एक दूसरे से भिन्नता में मतभेद है । इन आंकड़ों से पता चलता है कि यहां तक कि एक छोटी मुक्केबाज़ी शांत सांस लेने की निगरानी के लिए पर्याप्त है । हालांकि, यह पूरी तरह संभव है कि 15 एस बनाम 10 मिनट में माउस के भीतर व्यक्तिगत भिन्नता का विश्लेषण करने से विभिन्न निष्कर्ष हो सकते हैं, क्योंकि 10 मिनट मुक्केबाज़ी में न्यूनतम सूंघने और सौंदर्य गतिविधियों को शामिल किया जा सकता है। हालांकि, व्यक्तिगत माउस बेसलाइन खंडों की तुलना के लिए लेवेन के परीक्षण का उपयोग करना इस प्रोटोकॉल में वर्णित एक की तुलना में एक अलग विश्लेषण प्रदान करता है। कुल मिलाकर, इस पद्धति का डिजाइन 15 एस श्वास खंडों का उपयोग करता है जिन्हें कक्ष में मिनट 60-120 के दौरान प्राप्त किया जा सकता है, बनाम शांत बेसलाइन की लंबी अवधि प्राप्त करने के लिए प्रत्येक माउस का इंतजार करना।

बेसलाइन के लिए आवश्यक छोटी अवधि चूहों के अधिक उत्सुक/उत्तेजित उपभेदों को शांत श्वास के लिए परीक्षण करने की अनुमति देती है । एक लंबे समय तक श्वास खंड (यानी, 10 या 2 मिनट) का उपयोग प्रोटोकॉल अवधि को लंबा करता है, एक बिंदु पर जहां चूहों को 3 घंटे के भीतर एक शांत श्वास ट्रेस प्रदर्शित नहीं करने पर परीक्षण को छोड़ने की आवश्यकता हो सकती है। चूंकि कई प्रायोगिक डिजाइनों में श्वसन चुनौतियों (यानी हाइपोक्सिया) को भी शामिल किया गया है, इसलिए अन्य गैसों के लिए आवंटित विस्तारित समय मानकीकृत होने के लिए बेसलाइन संग्रह समय की आवश्यकता पर प्रकाश डालता है। शांत श्वास के एक 15 एस मुक्केबाज़ी का उपयोग चूहों (और चूहों के उपभेदों) के साथ काम करने की चिंता को दूर करने में मदद करता है जो कक्ष में विशेष रूप से उत्तेजनीय हो सकता है। बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी के साथ काम करते हुए, हमने पाया कि प्रति अध्ययन चूहों के ~ 10% को कक्ष के भीतर निरंतर शांत सांस लेने के 2 मिनट के रूप में कम प्रदर्शन करने में असमर्थता के कारण बाहर रखा जाना था। पिछले परिचित परीक्षणों का कार्यान्वयन चूहों को प्रयोग के दिन चैंबर में रखे जाने पर तेजी से शांत होने में असफल रहा था। हालांकि, क्योंकि चूहों के विभिन्न उपभेदों, लिंगों और उम्र के सभी चैंबर पर्यावरण10,,11के लिए अलग तरह से प्रतिक्रिया कर सकते हैं, यह संभव है कि आदत तकनीक कुछ साथियों के लिए12,,13 उपयोगी हो सकती है। हमारे परिचय परीक्षणों में प्रयोग से पहले कई दिनों तक चूहों को परीक्षण कक्ष में 1-2 घंटे तक परीक्षण कक्ष में रखना शामिल था। हालांकि हमने इस प्रक्रिया का पालन करते हुए पशु व्यवहार में कोई परिवर्तन नहीं देखा, एक पिछले अध्ययन से पता चला है कि चूहों12में सहज शारीरिक गतिविधि के परिणामस्वरूप नवीनता प्रभावों को खत्म करने के लिए 24 एच की आदत की आवश्यकता थी। इसके अतिरिक्त, कबीर एट अल ने पाया कि घर के पिंजरे में बैरोमेट्रिक प्लथाइमोग्राफी चैंबर के आकार में समान प्लास्टिक सिलेंडर रखना चूहों को प्रयोग13से पहले सेटअप से परिचित कराने में लाभप्रद था।

यह प्रोटोकॉल तंत्रिका नियंत्रण मुद्दों के संकेत, केंद्रीय एपनिया के मात्राकरण के माध्यम से चूहों में संभावित श्वसन रोग को भी उजागर करता है। बेसलाइन पैटर्न-ऑफ-ब्रीदिंग संग्रह से पहले अवलोकन के तीस मिनट से पता चला है कि सभी 16 आयु वर्ग के चूहों ने एपनेनिक एपिसोड और संवर्धित सांसों की एक उच्च संख्या प्रदर्शित की (चित्रा 1सीमें प्रतिनिधित्व किया)। इस वृद्ध माउस पलटन में कई एपनिया प्रयोग के लिए अतिरिक्त समय जोड़ने के बिना एक और महत्वपूर्ण श्वास उपाय की मात्रा निर्धारित करने के लिए इस प्रोटोकॉल की क्षमता पर प्रकाश डाला । यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उम्र और रोग प्रगति (यदि लागू हो) उपस्थिति और एपनिक एपिसोड की संख्या को प्रभावित कर सकती है।

शांत श्वास की विशेषता के लिए, प्रोटोकॉल की अवधि के दौरान बैरोमेट्रिक प्लथाइमोग्राफी कक्ष और माउस का लगातार निरीक्षण करना महत्वपूर्ण है। शांत श्वास की मात्रा के लिए, चूहों को जागना चाहिए लेकिन किसी भी सक्रिय व्यवहार जैसे सूंघने, संवारने, या खोज में नहीं लेना चाहिए (चित्रा 1एमें प्रतिनिधित्व)। चूंकि नींद के दौरान सांस लेने के पैटर्न एक जागते हुए जानवर14,,15में उन लोगों से अलग हो सकते हैं, जागने की स्थिति के दौरान शांत सांस लेने का संग्रह महत्वपूर्ण है। यह संभव है कि शांत श्वास के लंबे खंडों में नींद की अवधि शामिल हो सकती है, जो प्रयोगात्मक डिजाइन के आधार पर वांछित नहीं हो सकता है। इस मामले में, शांत श्वास के छोटे खंड दस्तावेज़ के लिए आदर्श होंगे, क्योंकि नींद के दौरान डेटा संग्रह की संभावना कम हो जाती है जब सक्रिय सेगमेंट छोटे (15 एस) शांत श्वास खंडों को फ्लैंक करते हैं। हमने देखा है कि शांत श्वास के लंबे खंड माउस मॉडल में प्राप्त करना चुनौतीपूर्ण हो सकते हैं, क्योंकि कक्ष में माउस व्यवहार चूहों की तुलना में बहुत अलग लगता है। यह दोनों को गंभीर रूप से उचित श्वास खंडों के लिए माउस श्वसन प्रवाह का निरीक्षण करने के लिए और पशु व्यवहार दस्तावेज़ के लिए महत्वपूर्ण है । कम वेंटिलेशन या अस्थिर श्वास के मामलों में, इस विधि का उपयोग अभी भी किया जा सकता है। इन उदाहरणों में, यह आवश्यक है कि प्रयोगकर्ता 15 एस खंडों का चयन करते समय पलटन से अंधा हो जाता है। सॉफ्टवेयर प्रोग्राम को 15 एस अवधि के दौरान 100% की स्वीकृति दर के साथ सांसों को अलग करना चाहिए। हम यह सुनिश्चित करने के अलावा श्वास ट्रेसिंग पर ध्यान देने की सलाह देते हैं कि जानवर बेसलाइन के लिए व्यवहार मानदंडों को पूरा करते हैं क्योंकि यह संभव है कि स्थिर चूहे अभी भी चिंतित हो सकते हैं। पिछले एक अध्ययन में बताया गया है कि हालांकि चूहों ने शांत व्यवहार का प्रदर्शन किया, फिर भी उन्होंने परीक्षण कक्ष13के भीतर नियंत्रित उत्तेजनाओं के जवाब में परिवर्तित श्वास पैटर्न (यानी, बढ़ी हुई आवृत्ति) दिखाई।

आवृत्ति, वीटी, VE, प्रेरक और समाप्ति के समय के उपाय, और VE/VCO2 सभी विश्लेषकों और यूबीपी सॉफ्टवेयर का उपयोग कर के निर्धारित कर रहे है और अक्सर साहित्य में सूचित कर रहे हैं । विशेष रूप से, वीटी और वीई गणना ड्रार्बौग और फेन समीकरण16का उपयोग करती है, जिसके लिए शरीर के तापमान, परिवेश कक्ष तापमान, आर्द्रता और बैरोमेट्रिक दबाव के लिए ज्ञात मूल्यों की आवश्यकता होती है। सबसे सटीक वीटी और VE मूल्यों के लिए प्रयोग के दौरान इन उपायों को इकट्ठा करने की सिफारिश की जाती है। सिस्टम द्वारा गणना किए गए अन्य चरों का उपयोग सावधानी के साथ किया जाना चाहिए। यूबीपी फेफड़े के यांत्रिकी का सीधा उपाय नहीं है; इस प्रकार, वायुमार्ग प्रतिरोध से संबंधित चर (उदाहरण के लिए, बढ़ाया ठहराव [Penh]) मन में इस चेतावनी के साथ व्याख्या की जानी चाहिए5. यूबीपी सेटअप के अतिरिक्त घटक जो सॉफ्टवेयर द्वारा गणना किए गए चरों को प्रभावित कर सकते हैं, उनमें प्रवाह दर और सिस्टम का सामान्य अंशांकन शामिल है। पुष्टि जवानों और गैसकेट ठीक से काम कर रहे है (कोई लीक) और बैरोमेट्रिक प्लथाथिस्मोग्राफी चैंबर(चित्रा 5)के लिए सभी उपकरणों का उचित कनेक्शन सुनिश्चित करते हैं । कक्ष के अंदर और बाहर प्रवाह दरों को सुसंगत रखा जाना चाहिए । आवश्यक प्रवाह दर यूबीपी सेटअप के बीच भिन्न हो सकती है, इसलिए प्रयोग से पहले इन मूल्यों की जांच करना महत्वपूर्ण है। चैंबर में प्रवाह दर एक समय पर तरीके से ताजा हवा या गैस चुनौतियों प्रदान करने के लिए पर्याप्त होना चाहिए । फ्लो रेट मेटाबोलिक एनालाइजर को चैंबर पर्यावरण के भीतर सीओ2 बिल्ड किए बिना ओ2 और सीओ2 को मापने की अनुमति देने के लिए भी पर्याप्त होना चाहिए, जो सांस लेने के बदलते पैटर्न का खतरा बन गया है । इसी प्रकार, मेटाबोलिक मापदंडों को सही ढंग से मापा जाता है, गैस मिक्सर/एनालाइजर अंशांकन ों को नियमित रूप से लागू करने की आवश्यकता है ।

सचेत यूबीपी के लिए अन्य विचारों में प्रायोगिक कक्ष के भीतर विकर्षण को कम करना शामिल है जबकि जानवरों का परीक्षण किया जा रहा है। जोर से शोर, अलग गंध, और कमरे में गैर जरूरी कर्मियों की उपस्थिति सभी चूहों द्वारा प्रदर्शित उत्सुक व्यवहार में जोड़ सकते हैं। परीक्षण क्षेत्रों के रूप में छोटे कमरों का उपयोग करने में मदद मिल सकती है, लेकिन अगर यह संभव नहीं है, तो चूहों के लिए विकर्षण को कम करने के लिए चैंबर के आसपास गत्ते की दीवारों (एक छोटे से देखने की खिड़की के साथ) स्थापित किया जा सकता है। बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी ट्रेसिंग के भीतर अतिरिक्त शोर को रोकने के लिए कमरे के भीतर विद्युत गतिविधि को न्यूनतम रखा जाना चाहिए। इसलिए, 10 मिन अवधि के दौरान प्रवाह ट्रेसिंग पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है जब सॉफ्टवेयर एक खाली कक्ष से डेटा एकत्र कर रहा है। ये ट्रेसिंग सपाट रहना चाहिए, और किसी भी रुकावट या मामूली तरंगों शोर के लक्षण हैं और संबोधित किया जाना चाहिए। दरवाजे खोलने और बंद करने या एचवीएसी कामकाज से दबाव परिवर्तन भी गलत उतार-चढ़ाव को जोड़ सकते हैं, और यह सुनिश्चित करते हुए कि ये क्रियाएं न्यूनतम रूप से होती हैं (और जब वे होते हैं तो उन्हें नोट करना) महत्वपूर्ण है। आर्द्रता गणना ज्वारीय मात्रा और मिनट वेंटिलेशन को भी प्रभावित कर सकती है, जिससे यह पुष्टि करना बहुत महत्वपूर्ण हो जाता है कि उपयोग से पहले कक्ष और कनेक्टिंग ट्यूब सूख जाते हैं। यदि आवश्यक हो, तो प्रवाह-इन ट्यूबों के अनुक्रम में ड्रेरिलाइट मोतियों का उपयोग कक्ष प्रवेश द्वार से पहले हवा में सभी संघनन को हटाने में मदद कर सकता है। यह कदम उन मामलों में स्थापित किया जाएगा जब आर्द्रता नियमित रूप से जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए गाइड में सूचीबद्ध स्तरों से अधिक रही है8 (30%-70%, आदर्श रूप से सेटपॉइंट के 10% के भीतर)। जानवर की उपस्थिति के कारण आर्द्रता भी कक्ष में निर्माण कर सकती है। हालांकि कुछ आर्द्रता सामान्य है, लेकिन यदि जानवर जरूरत से ज्यादा सक्रिय है या लंबी अवधि के लिए कक्ष में रखा जाता है तो यह निर्माण जारी रख सकता है। यदि आर्द्रता का स्तर अधिकतम स्तर (99.99%)तक पहुंच जाता है, तो तुलनात्मक श्वास उपायों को बनाए रखने के लिए प्रयोग के दौरान कक्ष को खोलने और मिटाने की आवश्यकता हो सकती है। सॉफ्टवेयर बैरोमेट्रिक दबाव, परिवेश तापमान, जानवरों के तापमान और आर्द्रता में परिवर्तन के लिए खातों। सबसे अच्छा अभ्यास एक उचित सीमा के भीतर मूल्यों को बनाए रखने के लिए इतना है कि "सेब के लिए सेब" उंर, उपभेदों, और लिंगों में तुलना की जा रही है । इसके अलावा, चूहों का सर्कैडियन चक्र और परीक्षण की समय सीमा, साथ ही कमरे की विशिष्ट प्रकाश व्यवस्था की स्थिति,13,,17पर विचार करने के लिए महत्वपूर्ण विवरण हैं। उदाहरण के लिए, हम आम तौर पर चूहों को उनके आवास कक्ष (या तो प्रकाश या अंधेरे चक्र) के समान और 3 एच रेंज18के भीतर प्रकाश में परीक्षण करते हैं। प्रयोगकर्ताओं को आधार रेखा के चयन में मतभेदों को रोकने के लिए डेटा संग्रह और विश्लेषण के दौरान पशु समूहों के लिए भी अंधा रहना चाहिए । जब संभव हो, एक ही प्रयोगकर्ता सभी डेटा एकत्र करना चाहिए और/या किसी दिए गए प्रयोग में सभी ट्रेसिंग का विश्लेषण । प्रयोगकर्ताओं को पशु समूहों के लिए अंधा रखने के लिए कदम, साथ ही दिन के समान समय के दौरान यादृच्छिकीकरण और परीक्षण, जांच की कठोरता के लिए महत्वपूर्ण हैं । अंततः, बाहरी कारक हैं जो प्रवाह ट्रेसिंग को बदल सकते हैं, और यूबीपी का प्रदर्शन करते समय इन चिंताओं पर विचार किया जाना चाहिए।

यूबीपी विधि चूहों में सांस लेने के पैटर्न को चित्रित करने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीक है। 15 एस ब्रीदिंग सेगमेंट का उपयोग करते समय बेसलाइन उपाय 2 घंटे के भीतर एकत्र किए जा सकते हैं। यहां हम एक विधि की रिपोर्ट करते हैं जिसे वृद्ध चूहों के साथ किया जा सकता है, जो अक्सर छोटे चूहों की तुलना में कक्ष में अधिक उत्तेजित होते हैं, सुझाव देते हैं कि अन्य उत्सुक या सक्रिय माउस उपभेदों का भी इस प्रोटोकॉल के साथ परीक्षण किया जा सकता है। यूबीपी से एकत्र किए गए डेटा noninvasive है और कई समय अंक है, जो उंर बढ़ने, दवा चिकित्सा, और रोग प्रगति के बारे में अध्ययन के लिए उपयोगी है पर परीक्षण के लिए अनुमति देता है ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखक एंजेला ले, सारा रूबी, और मारिसा मिकी को जानवरों की उपनिवेशों को बनाए रखने के काम के लिए धन्यवाद देना चाहते हैं। इस काम को 1R15 HD076379 (L.R.D.), 3R15 HD076379 (सीएनआर का समर्थन करने के लिए एलआरडी), और मैकडेविट अंडरग्रेजुएट रिसर्च फेलोशिप इन नेचुरल साइंसेज (बीईई) द्वारा वित्त पोषित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Carbon Dioxide Analyzer AEI Technologies CD-3A 
Carbon Dioxide Sensor AEI Technologies  P-61B
Computer must be compliant with Ponemah requirements
Drierite beads PermaPure LLC DM-AR
Flow Control AEI Technologies R-1 vacuum
Flowmeter TSI 4100 need one per chamber and one for vacuum
Gas Mixer MCQ Instruments GB-103
Gas Tanks Haun 100% oxygen, 100% carbon dioxide, 100% nitrogen - food grade, or pre-mixed tanks for nomal room air and gas challenges
Oxygen Analyzer AEI Technologies S-3A
Oxygen Sensor AEI Technologies  N-22M
Polyurethane Tubing SMC TUS 0604 Y-20
Ponemah Software DSI
Small Rodent Chamber Buxco/DSI
Thermometer (LifeChip System) Destron-Fearing any type of thermometer to take accurate body temperatures is appropriate, but the use of implantable chips allows for minimal disturbance to animal for taking several body temperature measurements while the animal is still in the UBP chamber 
Transducers Validyne DP45 need one per chamber 
Whole Body Plethysmography System  Data Science International (DSI) Includes ACQ-7700, pressure/temperature probes, etc. 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. DeRuisseau, L. R., et al. Neural deficits contribute to respiratory insufficiency in Pompe disease. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (23), 9419-9424 (2009).
  2. Ogier, M., et al. Brain-derived neurotrophic factor expression and respiratory function improve after ampakine treatment in a mouse model of Rett syndrome. Journal of Neuroscience. 27 (40), 10912-10917 (2007).
  3. Ohshima, Y., et al. Hypoxic ventilatory response during light and dark periods and the involvement of histamine H1 receptor in mice. American Journal of Physiology-Regulatory Integrative and Comparative Physiology. 293 (3), 1350-1356 (2007).
  4. van Schaik, S. M., Enhorning, G., Vargas, I., Welliver, R. C. Respiratory syncytial virus affects pulmonary function in BALB/c mice. Journal of Infectious Diseases. 177 (2), 269-276 (1998).
  5. Glaab, T., Taube, C., Braun, A., Mitzner, W. Invasive and noninvasive methods for studying pulmonary function in mice. Respiratory Research. 8, (2007).
  6. Loeven, A. M., Receno, C. N., Cunningham, C. M., DeRuisseau, L. R. Arterial Blood Sampling in Male CD-1 and C57BL/6J Mice with 1% Isoflurane is Similar to Awake Mice. Journal of Applied Physiology. , Bethesda, MD. (2018).
  7. Receno, C. N., Eassa, B. E., Reilly, D. P., Cunningham, C., DeRuisseau, L. R. The pattern of breathing in young wild type and Ts65Dn mice during the dark and light cycle. FASEB Journal. 32 (1), (2018).
  8. Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, Inistitute fpr Laboratory Animal Research, Division on Earth and Life Studies, National Research Council of the National Academies. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 8th edition. , National Academies Press. Washington, DC. (2011).
  9. Receno, C. N., Glausen, T. G., DeRuisseau, L. R. Saline as a vehicle control does not alter ventilation in male CD-1 mice. Physiological Reports. 6 (10), (2018).
  10. Shanksy, R. M. Sex differences in behavioral strategies: Avoiding interpretational pitfalls. Current Opinion in Neurobiology. 49, 95-98 (2018).
  11. Kopp, C. Locomotor activity rhythm in inbred strains of mice: implications for behavioural studies. Behavioural Brain Research. 125 (1-2), 93-96 (2001).
  12. Teske, J. A., Perez-Leighton, C. E., Billington, C. J., Kotz, C. M. Methodological considerations for measuring spontaneous physical activity in rodents. American Journal of Physiology-Regulatory Integrative and Comparative Physiology. 306 (10), 714-721 (2014).
  13. Kabir, M. M., et al. Respiratory pattern in awake rats: Effects of motor activity and of alerting stimuli. Physiology & Behavior. 101 (1), 22-31 (2010).
  14. Terada, J., et al. Ventilatory long-term facilitation in mice can be observed during both sleep and wake periods and depends on orexin. Journal of Applied Physiology. 104 (2), 499-507 (2008).
  15. Friedman, L., et al. Ventilatory behavior during sleep among A/J and C57BL/6J mouse strains. Journal of Applied Physiology. 97 (5), 1787-1795 (2004).
  16. Drorbaugh, J. E., Fenn, W. O. A barometric method for measuring ventilation in newborn infants. Pediatrics. 16 (1), 81-87 (1955).
  17. Seifert, E. L., Mortola, J. P. The circadian pattern of breathing in conscious adult rats. Respiration Physiology. 129 (3), 297-305 (2002).
  18. Receno, C. N., Roffo, K. E., Mickey, M. C., DeRuisseau, K. C., DeRuisseau, L. R. Quiet breathing in hindlimb casted mice. Respiratory Physiology & Neurobiology. , 10 (2018).

Tags

व्यवहार अंक 158 एपनिया आवृत्ति मिनट वेंटिलेशन ज्वारीय मात्रा वीसीओ2,संवर्धित सांस
अनर्गल बैरोमेट्रिक प्लेथाइसेमोग्राफी के माध्यम से सेंसेंट चूहों में सांस लेने का पैटर्न प्राप्त करने की विधि
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Receno, C. N., Cunningham, C. M.,… More

Receno, C. N., Cunningham, C. M., Eassa, B. E., Purdy, R., DeRuisseau, L. R. Method to Obtain Pattern of Breathing in Senescent Mice through Unrestrained Barometric Plethysmography. J. Vis. Exp. (158), e59393, doi:10.3791/59393 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter