מיקרודיאליזה תוך עורית היא טכניקה זעיר פולשנית המשמשת לחקר תפקוד כלי הדם בבריאות ובמחלות. ניתן להשתמש הן בפרוטוקולי תגובת מינון והן בפרוטוקולי חימום מקומיים עבור טכניקה זו כדי לחקור מנגנונים של הרחבת כלי דם והתכווצות כלי דם במחזור הדם העורי.
כלי הדם העוריים הם רקמה נגישה שניתן להשתמש בה כדי להעריך תפקוד כלי דם בבני אדם. מיקרודיאליזה תוך-עורית היא טכניקה זעיר פולשנית המשמשת לחקר מנגנונים של שריר חלק בכלי הדם ותפקוד האנדותל במחזור הדם העורי. טכניקה זו מאפשרת דיסקציה פרמקולוגית של הפתופיזיולוגיה של תפקוד לקוי של אנדותל כלי הדם כפי שאינדקס על ידי ירידה בהרחבת כלי הדם בתיווך תחמוצת החנקן, אינדיקטור לסיכון להתפתחות מחלות לב וכלי דם. בטכניקה זו, בדיקת מיקרודיאליזה ממוקמת בשכבה העורית של העור, ויחידת חימום מקומית עם בדיקת זרימת דופלר לייזר ממוקמת מעל הבדיקה כדי למדוד את שטף תאי הדם האדומים. טמפרטורת העור המקומית מהודקת או מגורה באמצעות יישום חום ישיר, וחומרים פרמקולוגיים מחוררים דרך הגשושית כדי לעורר או לעכב מסלולי איתות תוך תאיים על מנת לגרום להרחבת כלי דם או להתכווצות כלי דם או לחקור מנגנונים מעניינים (קו-פקטורים, נוגדי חמצון וכו ‘). מוליכות כלי הדם העורית מכומתת, וניתן להגדיר מנגנונים של תפקוד לקוי של האנדותל במצבי מחלה.
מחלות לב וכלי דם (CVD) הן סיבת המוות המובילה בארצות הברית1. יתר לחץ דם (HTN) הוא גורם סיכון עצמאי לשבץ, מחלות לב כליליות ואי ספיקת לב ומוערך כי הוא משפיע על למעלה מ ~ 50% מאוכלוסיית ארצות הברית2. HTN יכול להתפתח כ-CVD עצמאי (HTN ראשוני) או כתוצאה ממצב אחר, כגון מחלת כליות פוליציסטית ו/או הפרעות אנדוקריניות (HTN משני). רוחב האטיולוגיות של HTN מסבך את החקירות לגבי המנגנונים הבסיסיים והנזק לאיברי הקצה שנצפו עם HTN. יש צורך בגישות מחקר מגוונות וחדשניות לפתופיזיולוגיה של הנזק לאיברי הקצה הקשורים ל-HTN.
אחד הסימנים הפתולוגיים המוקדמים ביותר של CVD הוא תפקוד לקוי של האנדותל, המאופיין בהרחבת כלי דם בתיווך תחמוצת החנקן (NO) 3,4,5. התרחבות בתיווך זרימה היא גישה נפוצה המשמשת לכימות תפקוד לקוי של האנדותל הקשור ל- CVD, אך תפקוד לקוי של האנדותל במיטות מיקרו-וסקולריות יכול להיות גם בלתי תלוי וגם מקדים לזה של עורקי צינור גדולים 6,7,8. יתר על כן, עורקי התנגדות מופעלים באופן ישיר יותר על ידי רקמות מקומיות מאשר עורקי צינור ויש להם שליטה מיידית יותר על אספקת דם עשיר בחמצן. תפקוד כלי הדם מנבא הישרדות שלילית ללא אירועים קרדיווסקולריים 9,10,11. כלי הדם העוריים הם מצע כלי דם נגיש שניתן להשתמש בו כדי לבחון תגובות לגירויים פיזיולוגיים ופרמקולוגיים או מרחיבי כלי דם. מיקרודיאליזה תוך עורית היא טכניקה זעיר פולשנית, שמטרתה לחקור את המנגנונים של שריר חלק כלי דם ותפקוד האנדותל במיקרו-וסקולטורה העורית עם דיסקציה פרמקולוגית ממוקדת. שיטה זו מנוגדת לטכניקות אחרות, כגון היפרמיה תגובתית פוסט-חסימתית, שאינה מאפשרת דיסקציה פרמקולוגית, ויונטופורזיס, המאפשרת מתן תרופתי אך פחות מדויקת במנגנון הפעולה שלה (נסקרה ביסודיות במקום אחר12).
הרציונל מאחורי הפיתוח והשימוש בטכניקה זו נסקר בהרחבה במקום אחר13. גישה זו פותחה במקור לשימוש במחקר נוירולוגי במכרסמים ולאחר מכן יושמה לראשונה על בני אדם כדי לחקור את המנגנונים העומדים בבסיס הרחבת כלי הדם הפעילה מנקודת מבט תרמו-רגולטורית. בסוף שנות ה-90 של המאה ה-20 נעשה שימוש בשיטה זו לבחינת מנגנונים עצביים ואנדותל בהקשר של חימום מקומי של העור. מאז, הטכניקה שימשה לחקר מספר מנגנוני איתות נוירו-וסקולריים בעור.
באמצעות טכניקה זו, הקבוצה שלנו ואחרים חקרו את המנגנונים של תפקוד לקוי של האנדותל בכלי הדם הזעירים של מספר אוכלוסיות קליניות, כולל, אך לא רק, דיסליפידמיה, הזדקנות ראשונית, סוכרת, מחלת כליות כרונית, תסמונת השחלות הפוליציסטיות, רעלת הריון, הפרעת דיכאון מג’ורי 14,15,16,17,18,19 ויתר לחץ דם 20,21,22,23,24. לדוגמה, מחקר קודם מצא כי נשים נורמוטנסיות עם היסטוריה של רעלת הריון, אשר נמצאות בסיכון מוגבר ל- CVD, הפחיתו את הרחבת כלי הדם ללא תיווך במחזור הדם העורי בהשוואה לנשים עם היסטוריה של הריון נורמוטנסי20. במחקר אחר, מבוגרים שאובחנו עם HTN ראשוני הדגימו רגישות מוגברת לאנגיוטנסין II במיקרו-וסקולטורה בהשוואה לקבוצת ביקורת בריאה21, ופרמקותרפיה אנטי-יתר לחץ דם כרונית התורמת סולפידריל בחולי HTN ראשוניים הוכחה כמפחיתה לחץ דם ומשפרת הן מימן גופרתי והן הרחבת כלי דם מתווכת NO22. Wong et al.23 מצאו התרחבות כלי דם פגומה בתיווך חושי וללא תיווך אצל מבוגרים טרום יתר לחץ דם, במקביל לממצא שלנו של התקדמות של תפקוד לקוי של האנדותל עם עלייה בשלבי HTN, כפי שסווג על ידי איגוד הלב האמריקאי 2017 והנחיות המכללה האמריקאית לקרדיולוגיה24.
טכניקת המיקרודיאליזה התוך-עורית מאפשרת חקירות מכניסטיות מבוקרות היטב של תפקוד כלי הדם במצבי בריאות ומחלות. לכן, מאמר זה נועד לתאר את טכניקת המיקרודיאליזה התוך-עורית כפי שהיא מיושמת על ידי הקבוצה שלנו ואחרים. אנו מפרטים את ההליכים הן לגירוי פרמקולוגי של האנדותל עם אצטילכולין (ACh) כדי לבחון את יחסי המינון-תגובה והן את הגירוי הפיזיולוגי של ייצור NO אנדוגני עם פרוטוקול גירוי חימום מקומי של 39 ° C או 42 ° C. אנו מציגים תוצאות מייצגות עבור כל גישה ודנים בהשלכות הקליניות של הממצאים שעלו מטכניקה זו.
טכניקת המיקרודיאליזה התוך-עורית היא כלי רב-תכליתי בחקר כלי הדם בבני אדם. החוקרים עשויים לשנות את הפרוטוקול כדי לגוון עוד יותר את היישומים שלו. לדוגמה, אנו מתארים פרוטוקול תגובת מינון ACh, אך מחקרים אחרים על מנגנוני התכווצות כלי הדם או הטונוס הוואזו-מוטורי, ולא הרחבת כלי הדם בלבד, השתמשו בגיש?…
The authors have nothing to disclose.
ללא.
1 mL syringes | BD Syringes | 302100 | |
Acetlycholine | United States Pharmacopeia | 1424511 | Pilot data collected in our lab indicate drying acetylcholine increases variability of CVC response; do not dry, store in desiccator |
Alcohol swabs | Mckesson | 191089 | |
Baby Bee Syringe Drive | Bioanalytical Systems, Incorporated | MD-1001 | In this study the optional 3-syringe bracket (catalg number MD-1002) was utilized |
CMA 30 Linear Microdialysis Probes | Harvard Apparatus | CMA8010460 | |
Connex Spot Monitor | WelchAllyn | 74CT-B | automated blood pressure monitor |
Hive Syringe Pump Controller | Bioanalytical Systems, Incorporated | MD-1020 | Controls up to 4 Baby Bee Syringe Drives |
LabChart 8 | AD Instruments | **PowerLab hardware and LabChart software must be compatible versions | |
Lactated Ringer's Solution | Avantor (VWR) | 76313-478 | |
Laser Doppler Blood FlowMeter | Moor Instruments | MoorVMS-LDF | |
Laser Doppler probe calibration kit | Moor Instruments | CAL | |
Laser Doppler VP12 probe | Moor Instruments | VP12 | |
Linear Microdialysis Probes | Bioanalytical Systems, Inc. | MD-2000 | |
NG-nitro-l-arginine methyl ester | Sigma Aldrich | 483125-M | L-NAME |
Povidone-iodine / betadine | Dynarex | 1202 | |
PowerLab C Data Acquisition Device | AD Instruments | PLC01 | ** |
PowerLab C Instrument Interface | AD Instruments | PLCI1 | ** |
Probe adhesive discs | Moor Instruments | attach local heating unit to skin | |
Skin Heater Controller | Moor Instruments | moorVMS-HEAT 1.3 | |
Small heating probe | Moor Instruments | VHP2 | |
Sterile drapes | Halyard | 89731 | |
Sterile gauze | Dukal Corporation | 2085 | |
Sterile surgical gloves | Esteem Cardinal Health | 8856N | catalogue number followed by the initials of the glove size, then the letter "B" (e.g., 8856NMB for medium) |
Surgical scissors | Cole-Parmer | UX-06287-26 |