JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

מטרת המאמר הנוכחי היא לספק תיאור מפורט של נהלים מומלצים כדי להעריך את תפקוד מערכת הנשימה בעכברים בהכרה מאת כפול-תא plethysmography.

Abstract

שינויים נפח אוויר שנוצרו על ידי נושא בהכרה נושם באופן ספונטני בתוך תיבת הגוף הינם הבסיס של plethysmography, טכניקה המשמשת כדי לא פולשני להעריך כמה תכונות של הפונקציה הנשימה אצל בני אדם, גם כן כמו חיות מעבדה. המאמר הנוכחי מתמקד היישום של plethysmography כפולה תאיים (DCP) בבעלי חיים קטנים. זה מספק מידע רקע על המתודולוגיה, כמו גם נוהל מפורט שלב אחר שלב כדי בהצלחה להעריך תפקוד מערכת הנשימה אצל בהכרה, נושם באופן ספונטני חיות בצורה לא פולשנית. DCP יכול לשמש כדי לנטר את תפקוד מערכת הנשימה מרובים בעלי חיים במקביל, כמו גם באשר לזהות שינויים המושרה על ידי חומרים aerosolized על פני תקופת זמן שבחרת באופן חוזר ונשנה. ניסויים על שליטה ועכברים אלרגית משמשים בזאת כדי להדגים את התועלת של הטכניקה, להסביר את הפרמטרים הקשורים לתוצאה, כמו גם דיון את היתרונות הקשורים ואת חסרונותיו. בסך הכל, DCP מספק המפרט חוקי וסאונד תיאורטית זה יכול להיות מהימן להעריך את הפונקציה הנשימה של חיות קטנות בהכרה בנקודת ההתחלה והן לאחר אתגרים עם חומרים שידורה.

Introduction

השימוש הגובר חיות קטנות למחלות בדרכי הנשימה האנושית דגם האיץ את התפתחות טכניקות להעריך באופן כמותי את הפונקציות של מערכת הנשימה בבעלי חיים אלה. כיום, הטכניקה תנודה בכפייה (פינג) מזוהה כמספר הגישה המדויקת ביותר להערכת מכניקת הנשימה חיות קטנות1,2. עם זאת, כאמור על ידי עיקרון חוסר הוודאות phenotyping, מה הושג בדיוק מדידה עם פינג נסחרת מחוץ כנגד הפסד noninvasiveness3. אכן, מדידות FOT נרכשים בתנאים ניסיוני מבוקרת מאוד מחייבים הרדמה, פיום קנה או צנרור שבעל-פה, כמו גם אוורור מכני; תרחיש רחוק בחיים האמיתיים.

במצבים שבהם הדרישות ניסיוני proscribe השימוש של סוכנים הרדמה או להזעיק מעט או ללא חריגה ממצב פיזיולוגי טבעי של החיה, כפול-תא plethysmography (DCP) יכול להיחשב. כפי ששמו מעיד, מלכודת DCP מורכב של שני חללים מחוברים נוקשה נבנה כדי לבודד הרמטית ככל האפשר ראשה (או האף), בתא הקדמי, מתוך החזה שלו, בחדר האחורי. תוך הגדרת, החיה בהכרה, נושם באופן ספונטני תוך מרוסן. כי קירות התאים לא יכול להרחיב או לסגת, תנועת האוויר פנימה והחוצה של החיה יוצרת מקביל אבל waveform הנגדי בתוך החדר האחורי, עקב הדחיסה/ביטול דחיסה של אוויר שמסביב. Waveform עקב זרימת האף התא הקדמי, האחד קשור התנועה בית החזה בחדר האחורי ובכך להיות מופרדים, שנתפסו בעת ובעונה אחת. בהתאם לעיצוב של ההתקנה DCP, ואת אלה ניתן לרכוש באמצעות קבוצת לחץ מתמרים או pneumotachographs לתעד את השינויים קאמרית הלחץ או זרימת האוויר פנימה והחוצה של התאים בהתאמה כפונקציה של הזמן. הגישה השנייה היא שכיחה יותר כיום.

בעוד תדירות הנשימה של בעל החיים ניתן לקבוע במדויק על ידי כל סוג של טכניקות plethysmography, המצב אינו זהה עבור קביעת נפח ואת הפרמטרים אוורור קשורות שלה (למשל, אוורור דקה, נפח expiratory, וכו '). לעומת הטכניקה היא תגלה לכל הגוף (WBP), שבו נפח של בעל החיים מוערך בין תיבת אות4,5, הטכניקה DCP מספקת הערכות מדויקות של נפח. זה קשור רכישה ישירה של תנועת בית החזה של החיה בחדר האחורי, אשר הם יחסיים שינויי נפח הריאות במהלך הנשימה.

בנוסף מדויק ventilatory פרמטרים אלה (למשל, נפח, תדירות נשימה ו אוורור דקה), הפרעות בצורת מחזור נשימה יכול לשמש גם כדי לחקור היבטים עצביים השולטים נסיעה בדרכי הנשימה או רפלקסים במערכת הנשימה. דוגמה ספציפית יישום זה יהיה הערכת פוטנציאל גירוי של חומרים נשאפים על דרכי הנשימה העליונות החישה הניריונים6. . כאן, משך השהיה עם תחילת תפוגה נקבעת באמצעות פרמטר שנקרא שתיקה סוף-inspiratory (EIP), המכונה גם משך בלימה6. הארכה של הפסקה הזאת על ידי חומר מגרה מזוהה עם סגירתו של glottis של החיה, גורם תקופת מדידה בלימה בחלק הראשון של תפוגה6,7.

יתרון חשוב נוסף של DCP הוא שהיא מספקת שני פרמטרים מאומתים, ללא עוררין הרגישים שיבוש זרימת אוויר. אחד נקרא הזרם בווליום expiratory אמצע-גאות והוא מקוצר EF508,9,10. זה זרימת האוויר בווליום באמצע הדרך של כל נשימה גאות במהלך תפוגה. EF50 מופק מן המעקב זרימה בית החזה, ובכך ניתן למדוד ללא התא הקדמי (קרי, בתצורה של הראש-out). השני נקרא התנגדות מסוימת דרכי הנשימה והוא מקוצר sRaw11,12,13. הקביעה של sRaw דורש את ההקלטה סימולטני תזרימי האף ואת בית החזה של החיה כפי הוא מחושב של העיכוב בין אלה עקבות הנשימה נפרד בנקודת אפס זרימה בקצה של השראה. הרציונל המתארת את הבסיס שלפיו עיכוב זה מתייחס sRaw היה expatiated בעבר11. במילים פשוטות, שינויי נפח הריאות להקדים את תנועת האוויר מאז הדרגתי הלחץ צריך לפתח על מנת לכונן זרימת אוויר. חיים בריא לנשום בשקט, עיכוב זה הוא בדרך כלל מאוד קטן. עם זאת, מעבר הצבע הלחץ הנדרש כדי להכיל זרימה נתונה (למשל, זרם מספיק אוורור מספיק) היא מושפעת את מידת ההתנגדות דרכי הנשימה. במהלך bronchoconstriction, לדוגמה, ה גרדיאנט הלחץ הדרוש כדי להכיל זרימה נתונה גדול, מה שמרמז כי החיה יש לעבוד קשה עבור הנשימה. מעבר הדרגתי יותר בלחץ החזה של החיה של מרמזת כי חלק גדול יותר של הזרם ולצאת לחדר האחורי הוא עקב דחיסה/ביטול דחיסה של אוויר בתוך בית החזה, המהווה החלק של סה כ בית החזה ההרחבה/הכחשה זה את שלב עם הזרם האף. עמידות מוגברת עקב bronchoconstriction ובכך יגדיל את העיכוב בין החלק האחורי של צ'יימברס קבלה, ובכך מגדילה את sRaw. ה גרדיאנט לחץ שמניע את זרימת האוויר פנימה והחוצה של הריאה היא מושפעת גם האחסון הראשונית גז בית החזה (TGV). -רכבת TGV יותר לדוגמה, ההרחבה/הכחשה של בית החזה הדרושים כדי ליצור מעבר הדרגתי נתון בלחץ גדול (פשוט כי העקירה אמצעי האחסון הנדרש כדי ליצור מעבר הדרגתי נתון בלחץ גדול), אשר גם מרמז על זה בעלי חיים יש לעבוד קשה יותר על הנשימה. שוב, אלה displacements תוספת בית החזה הם אלה נדרש כדי להפחית לחץ/דחיסה של אוויר בבית החזה, ובכך את שלב עם הזרם האף. כך, TGV מוגברת יהיה גם להגדיל את ההשהיה בין התאים, ובכך מגדילה את sRaw. כפי שניתן לראות, הן bronchoconstriction והן TGV מוגבר כתוצאה במאמץ יותר חשוב האוויר פנימה והחוצה של הריאה. זהו, בעצם, המשמעות הפיזיולוגית של sRaw. זה מייצג את העבודה הדרושה נושם5,14.

לכן חשוב להבין כי שני גורמים נפרדים להשפיע sRaw: ההתנגדות דרכי הנשימה וה -TGV. למעשה, ניתן לבטא sRaw התוצר של TGV11והתנגדות דרכי הנשימה. חיות בהכרה ניתן לשנות שלהם TGV כרצונו, כדי להסתגל שלהם אוורור לסביבה נתונה. בתנאים כאלה, שם מצב פיזיולוגי טבעי של החיה הוא שההודעה, ולכן אי אפשר להבחין בין אם שינוי sRaw נובעת מן שינוי בהתנגדות דרכי הנשימה, שינוי ב- TGV, או שילוב של השניים. לפיכך, מומלץ להשלים את ההערכה DCP עם מדידות פולשניים יותר של מכניקת הנשימה ו/או אמצעי אחסון ריאות, כגון אלה הניתנים על ידי ה-1,FOT15.

עד כה, שימש את DCP ביישומים שונים של מחקר. הטכניקה ניתן להשתמש עם או בלי תא ראש כדי באופן כמותי, בצורה מדויקת להעריך את ההשפעה של חומרים שונים, כגון סוכני תרופות, אלרגנים, המגרים או מתווכים אחרים, על תפקוד הנשימה אצל חיות קטנות בהכרה 1617,,18. התא הקדמי יכול גם לשמש חדר-חשיפת חומרים aerosolized או גז בדרגות שונות ריכוזי (היפוקסיה, hypercapnia, וכו ')19. . נוח, היא מאפשרת אחד/ת למדוד את ההשפעות חריפה של חשיפות אלה. למעשה, אחד השימושים הנפוצים של DCP הוא להעריך את מידת היענות aerosolized בדיקת אתגור במודלים שונים של מחלות נשימה20,21,22,23, 24 , 25.

הטכניקה DCP אמנם לכאורה פשוטה, כמה אתגרים מעשי יכול באופן פוטנציאלי להרתיע משתמשים לא מנוסים או לפגום את הדיוק ואת הפארמצבטית של התוצאות. המאמר הנוכחי מספק תיאור מפורט של נהלים מומלצים לתפקוד הנשימה להקליט בהצלחה על ידי DCP בעכברים בהכרה, מאופק, נושם באופן ספונטני. התיאור הוא ספציפי הציוד האמור (עיין טבלה של חומרים). השירות והערך של DCP הוא גם הפגינו מודל נפוץ של ריאות דלקת אלרגית שני זנים של עכברים נבדק בנקודת ההתחלה בתגובה בדיקת אתגור שידורה.

Protocol

ההליכים הבאים אושרו על-ידי מכון ריאות חיה ועדת אכפת לי והלב קוויבק בהתאם להנחיות המועצה הקנדית על חיה על עצמך (CCAC).

1. הכנה

  1. המחקר
    1. (קריטי) לפני ביצוע ניסוי כלשהו, להשיג את האישורים המתאימים (למשל, IACUC) ואת הדרכות (למשל, לטיפול בבעלי חיים).
    2. הכרת הציוד ותוכנות הפעלה. לקרוא את המדריכים למשתמש, אם יש צורך, ליצור קובץ תצורה כדי להגדיר את מספר אתרים, קלט אותות, אנלייזרים ופרמטרים.
      הערה: הקפד לבחור קצב דגימה גבוהה (2 KHz).
    3. קביעת ההגדרות מנתחי עבור הפרמטרים של עניין.
      1. בחר כוונון סרגל הכלים ולאחר מכן מאבחנים.
      2. התאם את הסף זרימה לערך שמפריד כראוי את הנשימה (העכבר: 0.5 mL/s), לבחור עבור Ti + טה לחשב את קצב הנשימה.
      3. הגדר ערך עבור הלחץ הברומטרי (760 מ מ כספית) וציין הסטייה המקסימלית נפח inspiratory/expiratory לצורך נשימה להיחשב חוקיים (העכבר: 20%).
      4. לחץ על הגדרת שדה מחושב פרמטרים כדי לשנות את הגבולות של קבלה.
        הערה: ההגדרות הבאות שימשו את הניסויים המתוארים העכבר: זמן השראה, 50 170 ms; מועד תפוגה, 40-180 ms; התדירות של נשימה, bpm 30 עד 450; דרכי הנשימה ספציפי ההתנגדות, 0 עד 15 cmH2O·s; midexpiratory זרימה עם דיוק לפחות 3 ספרות עשרוניות.
      5. עם סיום, בחר החל ולסגור את חלון הדו-שיח יציאה.
    4. מתפריט בר ' כלי ', ללכת כוונון שוב ולאחר מכן אחסון כדי לקבוע שיעור אחסון הנתונים הרצויים. לחץ על החל ולסגור כדי לצאת מהחלון.
      הערה: ממוצע-כל 10 s משמש בדרך כלל.
    5. ליצור פרוטוקול בתוך התוכנה ההפעלה כדי להגדיר רצף הפקודות ואת התזמון הרצוי עבור כל אחד. לדוגמה מוצג באיור1.
    6. אם הניסוי כרוך המינהל של חומר על ידי תרסיס, להכין את פתרונות מתאימים דילולים לפי ריכוז להיבדק.
  2. חיה
    1. לעבוד באזור שקט, המרוחק מן החדר דיור. לאפשר את החיות להתאים את השינוי של הסביבה.
    2. שוקל את החיות, בחר את גודל ריסון המתאים.
    3. (קריטי) חבל, לחיות restrainer ואת הנהלים לפני תחילת הניסוי. בהתאם לעיצוב הניסיונית, הפעלות מרובות בעזיבה של הגדלת משך (למשל, 5-30 דקות) עשוי להיות נחוץ.
      הערה: בעלי חיים, כי לא חבל יש להסיר מן המחקר.
      1. -כל מפגש והפיזיולוגי, להוסיף את החיה בתוך restrainer, ממשיך מפתיחה חזרה; מחזיק את המכשיר אנכית יכול להיות מועיל.
      2. כאשר בעל החיים נמצא במצב, להוסיף על הבוכנה בחזרה ונעל בעדינות אותה במקום מבלי להחיל כוח מופרז.
      3. (קריטי) בדיקה חזותית החיה נושמת בדרך כלל. במידת הצורך, התאם את מיקומו על-ידי הזזת את מנגנון הנעילה. ודא כי נארס החיה הן בולטות מחוץ האף-קונוס עם החרטום שלה נח נגד הקירות הפנימיים של restrainer.
      4. ניתוק הלוח האחורי של תא בית החזה, להוסיף את restrainer המכיל את החיה דרך הגומי פתיחה בבית הבליעה בית החזה וסגור את החדר.
      5. לצרף את התא הראשי וספק זרם הסטייה. השתמש זרם של חצי ליטר/דקה בשביל עכבר.
      6. לאפשר את החיה להירגע במשך 5 דקות.
      7. ברגע החיה היא רגועה, להתחיל את ההקלטה של האותות האף, בית החזה זרימה. ודא במסך המחשב העקבות הם חלקים, כי הם מציגים דפוס נשימה רגיל; עיין בדוגמה באיור 2.
        הערה: אם הפרוטוקול כרוכה המינהל תרסיס של חומר, אתגר מלוחים יכולים להיכלל במסגרת ההליך והפיזיולוגי.
      8. בסוף כל מפגש, להסיר את החיה תא בית החזה והן את restrainer, להחזיר אותו לכלוב דיור של חדר.
  3. ציוד
    1. ביום של הניסוי, להתחיל מפגש ניסיוני, לטעון את קובץ תצורה מתאים.
      הערה: ודא כי זה מכיל פרוטוקול הרצוי עבור הניסוי.
    2. יוכל להכנס בתפריט סרגל הכלי. הזן את הניסוי ומידע של בעל החיים. פעם עשיתי, לחץ על לחצן הפעל בחלק התחתון של החלון.
    3. להמשיך עם הכיול של המערכת. לכייל כל אתר, קלט אות בנפרד.
      1. להפעיל את הגנרטור זרימה הסטייה, לחבר אותו אל התא הראשי באמצעות חתיכה של אבובים, להתאים את קצב הזרימה.
      2. סגור את הפתח העליון של תא ראשי עם כובע.
      3. ניתוק הלוח האחורי של תא בית החזה, בחוזקה הכנס בכלי כיול בתוך הגומי פתיחת בין הראש לבין תא הגוף ליצירת אטם הרמטי. לאחר מכן סגור, לצרף מחדש את הלוח האחורי של תא בית החזה.
      4. ודא כי יציאת בצד של תא בית החזה הוא הכתיר.
      5. בתפריט סרגל כלי תוכנה, ללכת כוונון ולאחר מכן כיול.
      6. עבור קלט 1 (בית החזה) ובחר כיול כדי להפעיל את תיבת הדו-שיח כיול עבור האות בית החזה זרימה.
      7. (קריטי) ודא כי הפרמטרים המפורטים בחלון שיח כיול להציג את ההגדרות המתאימות, קרי, פיסיולוגית להחיל ערך נמוך: 0; פיסיולוגית להחיל ערך גבוה:-20 מ"ל/s; דוגמאות: לשלב. פעם עשיתי, לחץ על נמוך ובחלון דוגמאות .
      8. ודא כי האות שנוצר הוא קבוע על פני חלון התצוגה ולאחר מכן לחץ על סגור.
      9. להתחבר מזרק-mL 20 דרך היציאה בצד החדר בית החזה באמצעות מחבר פלסטיק וחתיכת אבובים.
      10. (קריטי) בחר גבוהה ובחלון דוגמאות ולהזריק מיד 20 מ של אוויר לתוך החדר במשך תקופה s 2 בספיקה קבועה כמו ככל האפשר.
      11. ודא כי האות שנוצר מופיע לחלוטין בתוך חלון התצוגה. להשתמש סמל החץ כדי לוודא האות או סימטרי סביב קו אפס. לאחר מכן, לחץ על סגור. להסיר כל היסט מאפס על ידי לחיצה על הסר AC היסט ובחלון דוגמאות
        הערה: יכול להיות משופץ הכיול ערך גבוה, במידת הצורך.
      12. ודא שנוצר מותאם לקנה מידה Input Range הוא בתוך הטווח המומלץ (העכבר: ±280 כדי ±420 mL/s). (קריטי) חזור על השלבים כיול אם הערכים הם מחוץ לטווח מקובל.
      13. כיילו את התא הראשי באופן דומה כמו תא בית החזה (שלב 1.3.3.6). הפעם, בחר הקלט 2 (אפי).
        הערה: (חשוב) הערך עבור פיסיולוגית להחיל ערך גבוה חייב להיות מוגדר + 20 מ ל/s. פעולה זו תשנה את הקוטביות של הזרם בתא הקדמי ביחס לחדר האחורי. לפיכך, כאשר החיה נושמת, אותות זרימה שני כמעט יהיה בשלב, מלבד העיכוב המשמש לחישוב sRaw.

2. ריאות פונקציות מדידות

  1. שוקל החיות ורשום את משקל הגוף שלהם.
  2. הוסף את החיה restrainer ומניחים אותו בתוך החדר היא תגלה בית החזה (שלבים כ- 1.2.3.1 כדי 1.2.3.5).
  3. לאפשר את החיה להירגע במשך לפחות 5 דקות.
  4. התחל את הפרוטוקול של פקודות על ידי בחירת הצעד הראשון ולאחר מכן, לחץ על ביצוע.
  5. בדוק על מסך המחשב נשימה של החיה אותות רגיל הינם חלק (איור 2). התוכנה מציגה באופן אוטומטי את הפרמטרים מחושב על בסיס נשימה-מאת-נשימה. ודא הפרמטרים של בעל החיים יציבים.
  6. להקליט את דפוס הנשימה בתנאים בסיסית עבור עד 10 דקות.
  7. עבור פרוטוקולים מעורבים הממשל של חומר בדיקה על ידי תרסיס, בצע כלהלן:
    1. התאם מפוחים בזמן והחובה המחזור, כנדרש.
      הערה: בדוגמאות הפגינו במאמר זה, מפוחים הופעל ב 5% מחזור 10 s.
    2. לבצע אתגר הרכב (למשל, תמיסת מלח) ולהקליט את התגובה.
    3. אם יש צורך, לחשוף את החיה הגדלת ריכוזים של חומר המבחן על-ידי שינוי של ריכוז מפוחים ב הסלמה שלבים (למשל, הכפלת ריכוז). להקליט את התגובה לאחר כל טיפול.
    4. בסוף ההפעלה הניסיונית, אם לא נעשה באופן אוטומטי, להפסיק את ההקלטה, להחזיר את החיה לכלוב דיור של חדר.
  8. במידת הצורך, בחר להפעיל ' מתפריט בר ' כלי ' כדי להפעיל הפעלה ניסיונית נוספת.
    1. בין ההפעלות, לנקות את החדרים היא תגלה ולשטוף את מפוחים עם מים.
      הערה: השימוש של אלכוהול עלולה לגרום לנזק בלתי הפיך היא תגלה.
  9. אם המחקר כרוכה ההערכות החוזרות ונשנות לאורך זמן, לחזור על רצף מדידה כל-כל timepoint שבחרת.
    הערה: מומלץ בחוכמה כדי להשלים את המחקר עם כמה מדידות מדויקות של מכניקת הנשימה ו/או ריאות כרכים1,15.

3. ניתוח נתונים

הערה: התוכנה באופן אוטומטי שומר את הקובץ ניסיוני ומייצא את הפרמטרים נרשם בעת סגירת ההפעלה הניסיונית.

  1. חישוב ממוצע של התוכנית הבסיסית עבור הפרמטרים עניין עבור כל קבוצת בעלי חיים ועל ניסיוני.
    הערה: טבלה 1 מפרטת מספר פרמטרים טיפוסי, מחולק לקטגוריות בהתבסס על סוג המידע שהם מספקים.
  2. כאשר רלוונטי, להעריך את השפעת החומר aerosolized למד על הפרמטרים של ריבית-כל הריכוז באמצעות נקודה ספציפית (למשל, ערך מינימלי או מקסימלי), ממוצע או במשרה מלאה-הקורס; נורמליזציה בסיסית יכול גם להיחשב.
  3. דו ח התוצאות באמצעות הקבוצה והאמצעים שגיאות בטבלה או עיצוב גרפי. לנתח את התוצאות מבחינה סטטיסטית.
    הערה: במחקר הנוכחי, ANOVAs דו כיוונית עם חזר על שימוש באמצעים כדי להעריך את ההשפעה של בדיקת אתגור, האלרגן – קרדית אבק הבית (השוכנים) – ואינטראקציה שלהם על המפרט DCP שונים (sRaw, EF50), כמו גם על המפרט FOT שונים (R,N, G ו- ח), בעוד שני זנים של עכברים. בדיקות השוואה מרובים של Sidak ואז שימשו לקביעת הריכוזים של בדיקת אתגור שבו העכברים אלרגית נבדלים העכברים שליטה. המבחנים זהים שימשו כדי להעריך את ההשפעה של ימים, השוכנים ואינטראקציה שלהם בנקודת ההתחלה (דהיינו, לפני בדיקת אתגור) על המפרט של חסימה בדרכי הנשימה (sRaw ו- EF50) ושל דפוס אוורור (BF, טלוויזיה, MV, EIP). מתאמים פירסון שימשו כדי להעריך את מתאמים בין sRaw שהושגו עם DCP ו RN שהושג עם פינג. כל ניתוח סטטיסטי וגרפים בוצעו באמצעות חלופי סטנדרטי תוכנה סטטיסטית (למשל, GraphPad פריזמה). p ≤ 0.05 נחשב מספיק לדחות את ההיפותזה.

תוצאות

התוצאות של ההערכות החוזרות ונשנות של תפקוד מערכת הנשימה על ידי DCP, מתבצע בתנאים בסיסית על שלושה ימים רצופים (יום 12, 13 ו- 14 לפרוטוקול מאויר באיור1) בקרת ועכברים BALB/c אלרגית, מוצגות באיור איור 3 . הפרמטרים נבחרו כדי להעריך את דפוס הנשימה כלל נושם תדר (איור 3 א), נפח (איור 3B), דקה אוורור (איור 3C) ו- pause סוף-inspiratory (דמות תלת-ממד). הפרמטרים להערכת חסימה בדרכי הנשימה היו EF50 (איור 3E) ו sRaw (איור 3F). התוצאות של כל אחד מהפרמטרים שנבחרו היו יציבים מעל אלה שלושה ימים רצופים בשתי הקבוצות, עם השפעה ניכרת עקב דלקת אלרגית.

מידת היענות בדיקת אתגור הוערך על ידי DCP על ימים רצופים (יום 12, 13 ו- 14 לפרוטוקול מאויר באיור1) שליטה והן אלרגית עכברים BALB/c. התוצאות, המוצגת באיור 4, להציג את השינויים בפרמטרים של שני הרגישים חסימה בדרכי הנשימה, כלומר sRaw (איור 4A, B ו- C) ו EF50 (איור 4D, E ו- F). כצפוי, ריכוזים מצטבר של בדיקת אתגור בהדרגה גדל sRaw, ירד בהדרגה EF50. תגובות אלה היו potentiated על ידי דלקת אלרגית, במיוחד בזמן הריכוז הסופי נבדקו, אשר העיד הנוכחות של hyperresponsiveness. התוצאות גם להוכיח כי מידת ההיענות מוגזמת היה מרותק ביום הראשון (יום 12), כמו זה לא נצפתה במהלך שתי ההערכות עוקבות (קרי, ימים 13 ו-14).

התוצאות של ההערכה של מכניקת הנשימה על ידי פינג, שבוצעה ביום האחרון של פרוטוקול נסיוני (היום 15; איור 1) שליטה והן אלרגית עכברים BALB/c, מוצגים באיור5. ניסויים אלה נכללו במחקר כדי להשלים את ההערכה DCP. פינג מזוהה כמספר בגישה יותר מדויק כדי להעריך את תפקוד מערכת הנשימה2. אחד הייתרונות הוא שהיא מספקת תובנות טופוגרפית לאיזה אתרים של הריאות (ניצוח איירווייז לעומת היקפי איירווייס ורקמת הריאה) מושפעים ההתערבות שנבדקו (למשל, אלרגנים, בדיקת אתגור). המתודולוגיה המומלץ להעריך מכניקת הנשימה עם פינג היה שתואר לעיל1. במסמך זה, שלושה פרמטרים FOT שימשו כדי לתאר את השינויים ב מכניקת הנשימה הנגרמת על ידי בדיקת אתגור דלקות אלרגיות. פרמטרים אלה כללו: 1-לא-ניוטונים ההתנגדות (RN; איור 5A), פרמטר שעבורו השינויים ערך בעיקר משקפים וריאציות בהתנגדות של דרכי הנשימה ניצוח גדול; 2-רקמת המתלים (G; איור 5B), פרמטר שעבורו השינויים ערך בעיקר לשקף וריאציות רקמות התנגדות; ו 3-רקמה elastance (H; איור 5C), פרמטר שעבורו השינויים ערך בעיקר משקפים וריאציות של רקמות קשיחות2. כצפוי, חלה עלייה בכל אחד מהפרמטרים הללו בתגובה ריכוזים מצטבר של בדיקת אתגור. בקנה אחד עם sRaw ותוצאות EF50 שהושג עם DCP מהיום הקודם (יום 14; איור 1), השינויים ב- RN המושרה על ידי בדיקת אתגור (איור 5A) היו דומות בין הפקד העכברים אלרגית. למעשה, הערכים של sRaw ביום 14 בקורלציה עם ערכי RN ביום 15 (איור 5D). עליית H המושרה על ידי בדיקת אתגור היה גם דומה בין הפקד העכברים אלרגית (איור 5B). עם זאת, העלייה הנוצרות על-ידי בדיקת אתגור בסול היה גדול משמעותית בעכברים אלרגית (איור 5C). תוצאה זו ממחישה את הנוכחות של פנוטיפ hyperresponsive שמירת בעכברים אלרגית ביום 15, אשר לא זוהה על ידי DCP ההערכה מתבצע על היומיים האחרונים.

המחקר כולו היה חוזר על עצמו עם עכברים C57BL/6. התוצאות של ההערכה DCP רצופים של sRaw, ימים 12, 13 ו- 14 של הפרוטוקול (איור 1) ועל הערכת FOT RN, ביום 15, מוצגים באיור 6. בזן ספציפי העכבר הזה, התגובה המוגזמת בדיקת אתגור שנצפתה העכברים אלרגית נשמר במשך שלושה ימים רצופים (איור 6A, Bו- C). פנוטיפ hyperresponsive זו תוארה גם עם פינג יום 15 על ידי עלייה RN המושרה על ידי בדיקת אתגור זה הוכרז יותר בעכברים אלרגית (איור 6E). אלה היו בניגוד מוחלט עם התוצאות שהושגו עם העכברים BALB/c, שבו מתקדמת דעיכת hyperresponsiveness אירעה ימים 12-14 (איור 4), חוסר ההבדל עליית הנוצרות על-ידי בדיקת אתגור RN נצפתה ביום 15 (איור 5A). יחד, תוצאות אלה יצוין משתנה זמן השפעה של האלרגן על התגובה הנוצרות על-ידי בדיקת אתגור בין שני זנים של עכברים. חשוב, זה הפרש מתח תוארה על ידי DCP והן את פינג. אולי תבין, הערכים של sRaw נמדדת את DCP ביום 14 בקורלציה עם ערכי RN נמדדת FOT ביום 15 (איור 6F), כפי נצפתה עם העכברים BALB/c (איור 5D).

figure-results-5088
איור 1 . פרוטוקולים המשמשים כדי לגרום לדלקת אלרגית ריאתי, ולהעריך את מידת היענות בדיקת אתגור. מחקר זה נערך על BALB הנשי/c ועכברים C57BL/6 7-9 שבועות של גיל. רצף התערבויות שמבוצעות המחקר כולו מוצג בחלונית (A). מחצית העכברים נחשף µg 50 של קרדית אבק הבית (השוכנים) תמצית intranasally על 14 ימים רצופים כדי לגרום לדלקת אלרגית ריאתי. החצי השני היה חשוף תמיסת מלח, משמש בקרה. תפקוד מערכת הנשימה היה מוערך על ידי כפול-תא plethysmography (DCP) שלושה מקרים שונים (בימים 12, 13, 14; עיגולים שחורים) בעקבות להתאקלמות מפגש (יום 11; עיגול אפור) שכלל אתגר עם תמיסת מלח שידורה. בכל מפגש, תפקוד הנשימה הבסיסית ואת התגובה בדיקת אתגור היו העריכו באמצעות פרוטוקול האוטומטי מוצג בחלונית (B). יום 15, בוצעה הערכה פולשנית של מכניקת הנשימה עם טכניקה תנודה בכפייה (פינג) כפי שתואר לעיל1. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

figure-results-6229
איור 2 . נציג זרימת אותות עכבר בריא BALB/c. הלוחות הצג עקבות הקלטה טיפוסי מתקבל על ידי כפולה תאיים plethysmography ב עכבר שליטה בתנאים בסיסית. זרימה בית החזה מוצג בחלונית העליונה, זרימה האף מוצג בחלונית התחתונה. ערכים שליליים במהלך השראה, ערכים חיוביים הם במהלך תפוגה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

figure-results-6821
איור 3 . חזר על הערכות של תפקוד מערכת הנשימה בעכברים BALB/c בהכרה. תפקוד מערכת הנשימה הבסיסית נאמד על ידי כפול-תא plethysmography (DCP) שליטה (סמלים פתוח) ועכברים אלרגית (סמלים מוצק) בימים 12, 13 ו- 14 לפרוטוקול מאויר באיור1. הפרמטרים DCP להערכת תפקוד הנשימה כללו נושם תדר ב (), בנפח (טלוויזיה) (B), דקה אוורור (MV) (C), סוף inspiratory להשהות (EIP) (D), זורמים (נפח expiratory אמצע-גאות EF50) ב (E), והתנגדות דרכי הנשימה ספציפיים (sRaw) ב (F). הערכים של נשימה תדר, טלוויזיה, MV, sRaw, EIP עבור כל עכבר היו שהערכים ממוצע שנרשם מעל 1.5 דקות. הערך של EF50 היה ערך מינימלי שהתקבל במהלך תקופה זו הקלטה. התוצאות מוצגות כפי קבוצה פירושה ± סטיית התקן (n = 5/קבוצה). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

figure-results-7931
איור 4 . בדיקת אתגור מבחן bronchoprovocation בעכברים BALB/c בהכרה. בדיקת אתגור תגובתיות היה מוערך על ידי כפול-תא plethysmography (DCP) שליטה (סמלים פתוח) ועכברים אלרגית (סמלים מוצק) בימים 12, 13 ו- 14 לפרוטוקול מאויר באיור1. הפרמטרים DCP להערכת התגובה כללה התנגדות ספציפית את דרכי הנשימה (sRaw) ב (א) דרך (C) זורם באמצע-גאות expiratory עוצמת הקול (EF50) (D) (F). Bronchoprovocation בוצע על ידי aerosolizing בדיקת אתגור בבית הבליעה ראש DCP 10 s בריכוזים מצטבר. התגובה היתה להשגחה במהלך 1.5 דקות לאחר כל הריכוז. הערך של sRaw עבור כל העכבר כל הריכוז היה שהערך הממוצע הקליט מעל 1.5 דקות. הערך של EF50 היה ערך מינימלי שהתקבל במהלך תקופה זו הקלטה. התוצאות מוצגות כפי קבוצה פירושה ± סטיית התקן (n = 5/קבוצה). הסימן כוכבית * מייעד הבדל משמעותי מבחינה סטטיסטית (p figure-results-8941 0.05). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

figure-results-9437
איור 5 . הערכת פולשנית של מכניקת הנשימה בעכברים BALB/c. מכניקת הנשימה הבסיסית, בתגובה בדיקת אתגור הוערך על ידי הטכניקה תנודה בכפייה (פינג) ביום 15 של פרוטוקול מאויר באיור1. את הפקד (סמלים פתוח) ואת העכברים אלרגית (סמלים מוצק) היו אותו הדבר כמו אלה נבדק על ידי כפול-תא plethysmography (DCP) בימים 12, 13, 14 הפרמטרים להערכת מכניקת הנשימה היו מהמחתרת הניוטונית (RN) (א), רקמת elastance (H) (B) ורקמות ריסון (G) ב (ג). Bronchoprovocation בוצע על ידי nebulizing מצטבר ריכוזי בדיקת אתגור ישירות לתוך הצינור אנדוטרכאליות של עכברים מרדימים tracheotomized, משותק, מונשמים במצב פרקדן. התגובה היתה להשגחה במהלך 5 דקות לאחר כל הריכוז. הערך עבור כל פרמטר עבור כל העכבר כל הריכוז היה הערך שיא שהתקבל במהלך תקופה זו הקלטה. התוצאות מוצגות כפי קבוצה פירושה ± סטיית התקן (n = 5/קבוצה). החלונית ' (D) מציגה המתאם בין התנגדות מסוימת את דרכי הנשימה (sRaw) שהיא נמדדת על ידי DCP ביום 14 ו RN נמדדת FOT ביום 15. הסמלים פתוח מייצג את הערכים בנקודת ההתחלה, הסמלים מוצק מייצג את הערכים מקסימלי-הריכוז הגבוה ביותר של בדיקת אתגור נבדק עבור הפקד (מעגלים) או העכברים אלרגית (ריבועים). שיבוץ מראה מקדם הדטרמינציה (r2). הסימן כוכבית * מייעד הבדל משמעותי מבחינה סטטיסטית (p ≤ 0.05). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

figure-results-11038
איור 6 . הנשימה ותפקוד מכניקת הנשימה פולשני בעכברים C57BL/6- התנגדות מסוימת את דרכי הנשימה (sRaw) היה מוערך על ידי כפול-תא plethysmography (DCP) בנקודת ההתחלה, בתגובה בדיקת אתגור שליטה (סמלים פתוח) ועכברים אלרגית (סמלים מוצק) בימים 12 (א), 13 (B), 14 (ג) של פרוטוקול מאויר באיור1. הניוטונית ההתנגדות (RN) בנקודת ההתחלה, בתגובה בדיקת אתגור היו מוערך על ידי הטכניקה תנודה בכפייה (פינג) ביום 15 (ד). Bronchoprovocations בוצעו כמתואר באיור 4 ו- 5 איור את DCP, את פינג, בהתאמה. התוצאות מוצגות כפי קבוצה פירושה ± סטיית התקן (n = 5/קבוצה). החלונית ' (E) מציגה המתאם בין sRaw נמדדים על ידי DCP על יום 14 ו- RN נמדדת FOT ביום 15. הסמלים פתוח מייצג את הערכים בנקודת ההתחלה, הסמלים מוצק מייצג את הערכים מקסימלי-הריכוז הגבוה ביותר של בדיקת אתגור נבדק עבור הפקד (מעגלים) או העכברים אלרגית (ריבועים). שיבוץ מראה מקדם הדטרמינציה (r2). הסימן כוכבית * מייעד הבדל משמעותי מבחינה סטטיסטית (p ≤ 0.05). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

פרמטריחידהתיאורמידע
Fbpmתדירות נשימהדפוס של אוורור
טלוויזיהmLנפח
MVmLאוורור דקה
Timsזמן inspiratory
טהmsזמן expiratory
PIFmL/sזרימה inspiratory שיא
PEFmL/sזרימה expiratory שיא
EVmLנפח expiratory
NTVmLנפח באף
נבmLנפח expiratory האף
EIPmsבסוף הפסקה inspiratory
צפצופים מקודדתmsהשהה expiratory סוף
dTmsהשהיית זמןשיבוש זרימת אוויר
sRawcmH2O·sהתנגדות מסוימת את דרכי הנשימה
sGaw1/cmH2O·sמוליכות ספציפית את דרכי הנשימה
EF50mL/sזורמים בעוצמה expiratory אמצע-גאות
Sr%אחוזי הצלחהבקרת איכות
Nמספר נשימות חוקי

טבלה 1. רשימת פרמטרים טיפוסי המתקבל כפול-תא plethysmography. הפרמטרים היו מקובצים לפי אופי המידע שהם מספקים במהלך הערכה תפקוד מערכת הנשימה.

יתרונותמגבלות
· חיות בהכרה· הצורך לשלוט הסביבה
· אוורור מדויקת הפרמטרים· להתאקלמות מוקדמת של חיות
· אינדקסים הבלתי מעורער של זרימת האוויר חסימה (sRaw, EF50)· דרישה להפריד את האף ואת בית החזה הזורם הרמטית
· ומצוידת גדלים מינים של בעלי חיים שונים· השתנות ערך מוחלט עבור פרמטרים מסוימים התוצאה
· שימוש ביישומים רבים של מחקר· sRaw לא מידת ההתנגדות האמיתית
· טכניקה פשוטה· נוכחות של דרכי הנשימה העליונות
· רגיש לשינוי· משלימים את המידות בהערכה פולשניים

בטבלה 2. רשימת היתרונות והמגבלות הקשורות כפול-תא plethysmography.

זוגיות-תא Plethysmographyטכניקת תנודה בכפייה
. החיה במצב של הכרהשיבוטמרדימים (ושיתק בדרך כלל)
המיקום של חיהזקוףפרקדן
הנגישות של חיהכלוא בתוך החדרנגיש
שילוב בעלי חיים למכשיר מדידהחותם את האף או בצווארפיום קנה או למניעת צנרור
עץ דרכי הנשימה של חיהללא פגעחלקי – דרכי הנשימה העליונות קטע נשלל (מבצעת קרי האף, הלוע, הגרון)
נפח הריאות שבו מתקבלים הפרמטרים תוצאהמשתנה - נפח ספונטנית אימצה את החיהסטנדרטיזציה - גיוס מבוקרת תמרונים ובלחץ סוף-expiratory חיובי.
התדירות שבה העריכו את הפרמטרים תוצאהמשתנה - תדירות נשימה ספונטנית אימצה את החיהלשלוט - באמצעות ואת מראש בתדרים שצוין
תרומתו של דרכי הנשימה העליונות קטע הפרמטרים תוצאההיה צפוימצויין
האתר של תרסיס משלוחבתוך התא הראשיישירות בתוך קנה הנשימה
ההשפעה של דרכי הנשימה העליונות קטע על מינון בשאיפה / תרסיס התצהיר דפוסהיה צפוימנע
היכולת לזהות שינוי - בהתבסס על התוצאות של המחקר הנוכחינצפתהנצפתה
השתנות הטבועה של הטכניקה - בהתבסס על התוצאות של המחקר הנוכחיהתנודות של המקדם של וריאציה על sRaw בנקודת ההתחלה: 7.5-20.6%התנודות של המקדם של וריאציה עבור RN בנקודת ההתחלה: 3.6-13.4%

בטבלה 3. השוואה בין plethysmography כפול-הקאמרית וטכניקות תנודה בכפייה.

Discussion

היכולת למדוד את תפקוד הריאות בבעלי חיים בהכרה יש הצדקה בבירור במחקר בדרכי הנשימה. באופן כללי, DCP היא גישה מעניינת להעריך את הפונקציה אוורור של מערכת הנשימה בהכרה, נושם באופן ספונטני חיות26. ליתר דיוק, את DCP או variant הראש-אאוט שלו, לעיתים קרובות מכה איזון נכון בין האיכות של המידע הניתן את הרמה הרצויה של invasiveness3 (טבלה 2). הטכניקה ניתן להתאים מינים (למשל, עכבר, חולדה, קביה) או חיה בגדלים שונים, ניתן להשתמש ביישומי מחקר רבים. זה שימושי במיוחד להעריך בעלי חיים רבים בבת אחת בתכנון מחקר מקביל, כדי לנטר את פונקציית מערכת הנשימה בצורה חוזרת ונשנית וכדי ללכוד את קינטיקה של תגובה לאורך זמן. בנוסף, הטכניקה פשוטה, ניתן ללמוד באופן מסודר יחסית. נוהל העסקת DCP מדידות בעכברים המאמר הנוכחי, שימשה דוגמה לתיאור ההיבטים תרגולים של זה מרוסן plethysmography הטכניקה גם דיון לשלבים הקריטיים, הקשורים תוצאות.

בעת עבודה עם חיות בהכרה, זה חיוני כדי לשלוט לתנאי הסביבה (למשל, חדר שקט עם מספר מצומצם של אנשים או פעילות) על מנת ליצור תוצאות לשחזור. מאז restrainers בממדים שונים, חשוב להתחיל עם הגודל המתאים, כך שהתנועות נשימה בשלוות נפש. זה גם לעתים קרובות נדרש להסתגלות, לחיות הגדרת הניסוי ואת הנהלים, ומסייע גם היא מבוססת היטב בעכברים כי הרחקה משפיעה על תדירות נשימה12. בהתאם הנבחנים או תנאים, הפעלות מרובות של משכי הזמן המצטבר עשוי להיות נחוץ. לבסוף, המאפשר זמן תחילת ניסוי בבעלי חיים להתאים החדר שינוי וטיפול הנחוצים היא שיקול פשוטה אשר הוכיח יעיל להבטיח דפוס הנשימה באופן עקבי רגיל ונינוח בנקודת ההתחלה. עבודה בתנאים איפה החיות רגוע, סטוש נוחים גם יהיה מועיל מבחינת התוצאה השתנות ואיכות. זה גם מגביל כל מפגינות לשחרור קטכולאמין, אשר עשויים להגדיל את קוטר דרכי הנשימה, מטיילים bronchoconstriction המושרה.

חשוב להבין כי יש צורך להפריד כמו הרמטית ככל האפשר את האף ואת בית החזה הזורם. בהתאם למערכת או מינים למד, מנגנון איטום יכול להשתנות גם צורה כמו היעילות. ב- DCP אנו המתואר במסמך זה, החותם נוצר בין החוטם של החיה להתקן מרסנת. בעת הערכת פונקציית מערכת הנשימה על ידי DCP, זה גם חיוני לספק זרם הסטייה מספיק ומתמשך, כמו ירידה ברמת החמצן הזמינים לחיה יגרום תופעות משמעותיות. לקחת בחשבון לרווחתם של בעל החיים restrainer גבולות של הנטייה דליפות אוויר שנוצרו על-ידי עצבנות, ובכך מגדיל את איכות הנתונים. . Contrastingly, שבירת ב החותם תגרום datasets נדחה או על underestimation של מספר פרמטרים.

בנוסף כדי להפעיל את ההקלטה נפרדים של האות זרימה האף, לחדר הראשי משמש בדרך כלל כדי לחשוף את החיה לחומרים שידורה. כפי שמוצג במאמר זה, זה יכול להיות מנוצל כדי לבצע בדיקה bronchoprovocation להפגין דרגות שונות של תגובתיות. בניסויים כאלה, התאמת טווח ריכוזים שנבדקו עשוי להיות נחוץ בהתאם מינים, המתח, או מין החיות למד. כפי שהוכח בעבר8,9,10,27, נוכח התוצאות מציגות כי השינויים הנוצרות על-ידי בדיקת אתגור sRaw בקורלציה עם מדידות FOT פולשנית ההתנגדות דרכי הנשימה. התוצאות גם להוכיח כי הטכניקה DCP אינה רגישה כמו FOT בשל יכולתו לזהות חוסר תפקוד מערכת הנשימה, וכן לזיהוי מענה שינו לשפות אחרות בתוך התאים התחתון של הריאות (רקמת הריאה ו/או קטנים איירווייז היקפיים) . מאז איירווייז של החיה ללא פגע, הנוכחות של דרכי הנשימה העליונות, אשר מהווה החלק הגדול ביותר של המחתרת הנשימה הכולל זרימת האוויר28, יכול להשפיע על תרסיס הפצה ועל התצהיר בנוסף כדי לצנן את התרומה של דרכי הנשימה התחתונה כדי מדידה. 3 טבלה מסכמת הבדלים נוספים בין הטכניקה DCP את פינג. לבסוף, בעוד שזה יהיה באופן תיאורטי ניתן לאמוד את ההתנגדות הכוללת את דרכי הנשימה של החיה (כולל דרכי הנשימה העליונות) מיחידת מידה sRaw, מומלץ בדרך כלל כדי להשלים את ההערכה DCP עם שיטת מדידה פולשניות כגון FOT29 כדי לקבל מדידות ישירה של מכניקת הנשימה מפורט. בהתאם מטרות המחקר, מדידות של דרכי הנשימה העליונות התנגדות יכול להיות גם נחשב30,31,32.

מסקנה 
בשל שלה מידה מוגבלת של invasiveness, DCP הוא טכניקה שיגשים צריך חשובה במחקר בדרכי הנשימה. הוא מסוגל לספק קריאות מדויקות של אוורור דפוס בבעלי בהכרה במקביל כמה אינדקסים הבלתי מעורער של שיבוש זרימת אוויר. המידע הנקלט משלים זה גם באמת גישות פולשניות יותר.

Disclosures

DB ו- AR מועסקים על-ידי SCIREQ ציוד מדעי Inc בדרכי הנשימה, ישות מסחרי מעורב נושאים הקשורים לתוכן של מאמר זה. DB יש גם מניות. SCIREQ בע מ הינה חברת טכנולוגיות emka.

Acknowledgements

SML נתמך על-ידי studentship מן המכון הקנדי של בריאות המחקר, MG נתמך על-ידי bursary מן הרשת בריאות הנשימה של FRQS (Fonds דה קוויבק רשרש – Santé) י. ב הוא תלמיד מחקר מ- FRQS.

התרומה םירצוי
כל המחברים תרמו התפיסה של כתב היד ו/או הוידאו. נ ו LD אסף את הנתונים. SML, LD, י. ב, מיט, DB ו- AR תרמו ניתוח נתונים, הדור של ספרות וכתיבה כתב היד. י. ב, AR, KL ו- MG היו מעורבים בהכנת קובץ ה-script וידאו. המהלך בוצע על ידי י. ב. כהן, מ ג.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Acetyl-β-methylcholine chloride Sigma-AldrichA-2251Methacholine
Phosphate buffered salineMulticell311-506-CLPBS 10X
House dust mite extractGREER290902HDM 
DCP complete system SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES
iox software SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES
Aerogen Aeroneb nebulizer SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES
flexiVent FX complete system SCIREQ Inc. /emka TECHNOLOGIES

References

  1. McGovern, T. K., Robichaud, A., Fereydoonzad, L., Schuessler, T. F., Martin, J. G. Evaluation of respiratory system mechanics in mice using the forced oscillation technique. J Vis Exp. (75), e50172(2013).
  2. Bates, J. H. T. CORP: Measurement of lung function in small animals. J Appl Physiol (1985). 123 (5), 1039-1046 (2017).
  3. Bates, J. H., Irvin, C. G. Measuring lung function in mice: the phenotyping uncertainty principle. J Appl Physiol. 94 (4), 1297-1306 (2003).
  4. Lim, R., et al. Measuring respiratory function in mice using unrestrained whole-body plethysmography. J Vis Exp. (90), e51755(2014).
  5. Enhorning, G., van Schaik, S., Lundgren, C., Vargas, I. Whole-body plethysmography, does it measure tidal volume of small animals? Can J Physiol Pharmacol. 76 (10-11), 945-951 (1998).
  6. Vijayaraghavan, R., Schaper, M., Thompson, R., Stock, M. F., Alarie, Y. Characteristic modifications of the breathing pattern of mice to evaluate the effects of airborne chemicals on the respiratory tract. Arch Toxicol. 67 (7), 478-490 (1993).
  7. Willis, D. N., Liu, B., Ha, M. A., Jordt, S. E., Morris, J. B. Menthol attenuates respiratory irritation responses to multiple cigarette smoke irritants. FASEB J. 25 (12), 4434-4444 (2011).
  8. Neuhaus-Steinmetz, U., et al. Sequential development of airway hyperresponsiveness and acute airway obstruction in a mouse model of allergic inflammation. Int Arch Allergy Immunol. 121 (1), 57-67 (2000).
  9. Glaab, T., et al. Tidal midexpiratory flow as a measure of airway hyperresponsiveness in allergic mice. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 280 (3), L565-L573 (2001).
  10. Glaab, T., et al. Noninvasive measurement of midexpiratory flow indicates bronchoconstriction in allergic rats. J Appl Physiol (1985). 93 (4), 1208-1214 (2002).
  11. Pennock, B. E., Cox, C. P., Rogers, R. M., Cain, W. A., Wells, J. H. A noninvasive technique for measurement of changes in specific airway resistance. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 46 (2), 399-406 (1979).
  12. DeLorme, M. P., Moss, O. R. Pulmonary function assessment by whole-body plethysmography in restrained versus unrestrained mice. J Pharmacol Toxicol Methods. 47 (1), 1-10 (2002).
  13. Flandre, T. D., Leroy, P. L., Desmecht, D. J. Effect of somatic growth, strain, and sex on double-chamber plethysmographic respiratory function values in healthy mice. J Appl Physiol (1985). 94 (3), 1129-1136 (2003).
  14. Criee, C. P., et al. Body plethysmography--its principles and clinical use. Respir Med. 105 (7), 959-971 (2011).
  15. Robichaud, A., et al. Automated full-range pressure-volume curves in mice and rats. J Appl Physiol (1985). 123 (4), 746-756 (2017).
  16. Mizutani, N., Goshima, H., Nabe, T., Yoshino, S. Complement C3a-induced IL-17 plays a critical role in an IgE-mediated late-phase asthmatic response and airway hyperresponsiveness via neutrophilic inflammation in mice. J Immunol. 188 (11), 5694-5705 (2012).
  17. Nabe, T., et al. Roles of basophils and mast cells infiltrating the lung by multiple antigen challenges in asthmatic responses of mice. Br J Pharmacol. 169 (2), 462-476 (2013).
  18. Morris, J. B., et al. Immediate sensory nerve-mediated respiratory responses to irritants in healthy and allergic airway-diseased mice. J Appl Physiol (1985). 94 (4), 1563-1571 (2003).
  19. Merazzi, D., Mortola, J. P. Effects of changes in ambient temperature on the Hering-Breuer reflex of the conscious newborn rat. Pediatr Res. 45 (3), 370-376 (1999).
  20. Rao, R., Nagarkatti, P. S., Nagarkatti, M. Delta(9) Tetrahydrocannabinol attenuates Staphylococcal enterotoxin B-induced inflammatory lung injury and prevents mortality in mice by modulation of miR-17-92 cluster and induction of T-regulatory cells. Br J Pharmacol. 172 (7), 1792-1806 (2015).
  21. Agrawal, A., et al. Inhibition of mucin secretion with MARCKS-related peptide improves airway obstruction in a mouse model of asthma. J Appl Physiol (1985). 102 (1), 399-405 (2007).
  22. Mabalirajan, U., Aich, J., Agrawal, A., Ghosh, B. Mepacrine inhibits subepithelial fibrosis by reducing the expression of arginase and TGF-beta1 in an extended subacute mouse model of allergic asthma. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 297 (3), L411-L419 (2009).
  23. Desmet, C., et al. Treatment of experimental asthma by decoy-mediated local inhibition of activator protein-1. Am J Respir Crit Care Med. 172 (6), 671-678 (2005).
  24. Zang, N., et al. Pulmonary C Fibers Modulate MMP-12 Production via PAR2 and Are Involved in the Long-Term Airway Inflammation and Airway Hyperresponsiveness Induced by Respiratory Syncytial Virus Infection. J Virol. 90 (5), 2536-2543 (2015).
  25. Shukla, M., et al. Carryover of cigarette smoke effects on hematopoietic cytokines to F1 mouse litters. Mol Immunol. 48 (15-16), 1809-1817 (2011).
  26. Murphy, D. J. Respiratory function assessment in safety pharmacology. Curr Protoc Pharmacol. , Chapter 10 Unit10 19 (2003).
  27. Lofgren, J. L., et al. Restrained whole body plethysmography for measure of strain-specific and allergen-induced airway responsiveness in conscious mice. J Appl Physiol (1985). 101 (5), 1495-1505 (2006).
  28. DiMaria, G. U., Wang, C. G., Bates, J. H., Guttmann, R., Martin, J. G. Partitioning of airway responses to inhaled methacholine in the rat. J Appl Physiol (1985). 62 (3), 1317-1323 (1987).
  29. Hoymann, H. G. Lung function measurements in rodents in safety pharmacology studies. Front Pharmacol. 3, 156(2012).
  30. Agrawal, A., Singh, S. K., Singh, V. P., Murphy, E., Parikh, I. Partitioning of nasal and pulmonary resistance changes during noninvasive plethysmography in mice. J Appl Physiol (1985). 105 (6), 1975-1979 (2008).
  31. McLeod, R. L., Young, S. S., Erickson, C. H., Parra, L. E., Hey, J. A. Characterization of nasal obstruction in the allergic guinea pig using the forced oscillation method. J Pharmacol Toxicol Methods. 48 (3), 153-159 (2002).
  32. Miyahara, S., Miyahara, N., Takeda, K., Joetham, A., Gelfand, E. W. Physiologic assessment of allergic rhinitis in mice: role of the high-affinity IgE receptor (FcepsilonRI). J Allergy Clin Immunol. 116 (5), 1020-1027 (2005).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

137Plethysmographymidexpiratory

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved