Pince hyperglycémique et pince hypoglycémique chez la souris consciente

Résumé

Une pince hyperglycémique est utilisée pour mesurer la libération d’insuline avec une concentration de glucose sanguin plus élevée. Un clamp hypoglycémique sert à mesurer la production de glucose induite par des réponses contre-régulatrices. Les deux méthodes utilisent la même procédure chirurgicale. Ici, nous présentons une technique de clamp pour évaluer le métabolisme systémique du glucose.

Résumé

Le diabète sucré (DS) est causé par une libération insuffisante d’insuline par les cellules β pancréatiques (diabète de type 1) et une sensibilité à l’insuline dans les muscles, le foie et les tissus adipeux (diabète de type 2). L’injection d’insuline traite les patients atteints de diabète sucré mais entraîne une hypoglycémie comme effet secondaire. Le cortisol et les catécholamines sont libérés pour activer la production de glucose du foie afin de récupérer l’hypoglycémie, appelée réponse contre-régulatrice (CRR). Dans la recherche sur le diabète à l’aide de modèles de rongeurs, des tests de tolérance au glucose et l’injection de 2-désoxyglucose sont utilisés pour mesurer la libération d’insuline et la CRR, respectivement. Cependant, les concentrations de glucose dans le sang changent constamment au cours des expériences, ce qui rend difficile l’évaluation de la libération nette d’insuline et de la CRR. Cet article décrit une méthode dans laquelle la glycémie est maintenue à 250 mg/dL ou 50 mg/dL chez des souris conscientes pour comparer la libération d’insuline et d’hormones CRR, respectivement.

Un tube en polyéthylène est implanté dans l’artère carotide et la veine jugulaire des souris, et les souris sont autorisées à se remettre de la chirurgie. Le tube de la veine jugulaire est relié à une seringue Hamilton avec un pousse-seringue pour permettre la perfusion d’insuline ou de glucose à un débit constant et variable. Le tube de l’artère carotide sert à la collecte de sang. Pour le clamp hyperglycémique, 30 % de glucose est perfusé dans la veine et la glycémie est mesurée à partir du sang artériel toutes les 5 ou 10 minutes. Le débit de perfusion de 30 % de glucose est augmenté jusqu’à ce que la glycémie atteigne 250 mg/dL. Le sang est prélevé pour mesurer les concentrations d’insuline. Pour le clamp hypoglycémiant, 10 mU/kg/min d’insuline sont perfusés avec 30% de glucose, dont le débit de perfusion est variable pour maintenir 50 mg/dL de glycémie. Le sang est prélevé pour mesurer les hormones contre-régulatrices lorsque la perfusion de glucose et la glycémie atteignent un état d’équilibre. Les pinces hyperglycémiques et hypoglycémiques ont la même procédure chirurgicale et les mêmes configurations expérimentales. Ainsi, cette méthode est utile pour les chercheurs sur le métabolisme systémique du glucose.

Introduction

Le glucose est une source d’énergie importante pour les cellules, et un manque de glucose peut entraîner divers symptômes et complications. En cas d’hypoglycémie (hypoglycémie, généralement inférieure à 70 mg/dL de glycémie à jeun, mais ne doit pas être déterminée par une seule valeur¹), les symptômes les plus courants sont la faiblesse, la confusion, la transpiration et les maux de tête. Il peut également perturber la fonction cérébrale et augmenter le risque d’événements cardiovasculaires et de mortalité². À l’inverse, l’hyperglycémie est une condition médicale dans laquelle la concentration plasmatique de glucose dépa....

Protocole

Toutes les procédures ont été approuvées par le Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux (IACUC) de l’Université de Kumamoto.

REMARQUE : Pour soulager la douleur, l’ibuprofène a été administré dans l’eau potable (0,11 mg/mL) pendant 48 h, et la buprénorphine (0,05-0,1 mg/kg i.p.) a été administrée 30 min avant la chirurgie. Les conditions stériles comprennent les gants, les masques et les instruments autoclavés stérilisés à l’oxyde d’éthylène entre les animaux. L’opération a été réalisée sur un coussin chauffant réglé à 37 °C et recouvert d’un nouveau tapis de laboratoire pour chaque animal. Avant l’opération, la zone chir....

Discussion

La méthode décrite ici est simple et peut être réalisée avec des pointes de pipette, des seringues et d’autres articles trouvés dans les laboratoires ordinaires. Bien que les chercheurs puissent avoir besoin d’acheter des tubes et des pompes supplémentaires, aucun équipement coûteux n’est nécessaire. Ainsi, ce protocole de cathétérisme et de clampage est plus facile à démarrer par rapport aux rapports précédents 12,13,14.

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
Adhesive glue	Henkel AG & Co. KGaA	LOCTITE 454
ELISA kit (C-peptide)	Morinaga Institute of Bilogical Science Inc	M1304	Mouse C-peptide ELISA Kit
ELISA kit (insulin)	FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation	633-03411	LBIS Mouse Insulin ELISA Kit (U-type)
Handy glucose meter	Nipro Co.	11-777	Free Style Freedom Lite
Insulin (100U/ml)	Eli Lilly & Co.	428021014	Humulin R (100U/ml)
Mouse	Japan SLC Inc.	C57BL/6NCrSlc	C57BL
Suture	Natsume seisakusho	C-23S-560 No.2	Sterilized
Syringe Pump	Pump Systems Inc.	NE-1000
Synthetic suture	VÖMEL	HR-17
Tubing1	AS ONE Corporation	9-869-01	LABORAN(R) Silicone Tube
Tubing2	Fisher Scientific	427400	BD Intramedic PE Tubing
Tubing3	IGARASHI IKA KOGYO CO., LTD.	size5	Polyethylene tubing size5