Name: visualization and analysis of blood flow and oxygen consumption in hepatic microcirculation: application to an acute hepatitis model
Uploaded: 2012-08-04T17:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Visualization and Analysis of Blood Flow and Oxygen Consumption in Hepatic Microcirculation: Application to an Acute Hepatitis Model at JoVE.com

Auteurs dank mevrouw Risa Otsuka voor technische bijstand en het helpen van experimenten. Dit onderzoek werd gedeeltelijk ondersteund door het Ministerie van Onderwijs, Wetenschap, Sport en Cultuur, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), 2010, 22700476, en Suzuken Memorial Foundation 2010 voor de KT en deze studie werd ondersteund door onderzoek en ontwikkeling van de volgende generatie geïntegreerde simulatie van de levende materie, een deel van de ontwikkeling en toepassing van de Next-Generation Supercomputer Project van MEXT, en deels door JST ERATO Suematsu Gas Biology Project.

1. Labeling Erytrocyten met fluoresceïne isothiocyanaat isomeer I (FITC) Alle experimentele protocollen gebruikten we zijn goedgekeurd door de Animal Care Comite van Keio University School of Medicine. <ol><li> Verdoof een donor muizen, en na het maken van een incisie celiotomy volbloed terug te trekken uit de vena cava inferior met een 1-ml spuit met kleine hoeveelheid heparine. De muis werd onmiddellijk door euthanasie natriumpentobarbital injectie (100 mg / kg ip). </li><li> Tweemaal w...

<ol>
	<li>Ishikawa, M., Sekizuka, E., Shimizu, K., Yamaguchi, N., Kawase, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+RBC+velocities+in+the+rat+pial+arteries+with+an+image-intensified+high-speed+video+camera+system.">Measurement of RBC velocities in the rat pial arteries with an image-intensified high-speed video camera system.</a> Microvasc. Res. 56, 166-172 (1998).</li><li>Tsukada, K., Sekizuka, E., Oshio, C., Tsujioka, K., Minamitani, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Red+blood+cell+velocity+and+oxygen+tension+measurement+in+cerebral+microvessels+by+double-wavelength+photoexcitation.">Red blood cell velocity and oxygen tension measurement in cerebral microvessels by double-wavelength photoexcitation.</a> J. Appl. Physiol. 96, 1561-1568 (2004).</li><li>Stern, O., Volmer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#220;ber+die+Abklingzeit+der+Fluoreszenz.">&#220;ber die Abklingzeit der Fluoreszenz.</a> Physik. Zeitschr. 20, 183-188 (1919).</li><li>Rumsey, W. L., Vanderkooi, J. M., Wilson, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+of+phosphorescence:+a+novel+method+for+measuring+oxygen+distribution+in+perfused+tissue.">Imaging of phosphorescence: a novel method for measuring oxygen distribution in perfused tissue.</a> Science. 241, 1649-1651 (1988).</li><li>Soga, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+metabolomics+reveals+ophthalmic+acid+as+an+oxidative+stress+biomarker+indicating+hepatic+glutathione+consumption.">Differential metabolomics reveals ophthalmic acid as an oxidative stress biomarker indicating hepatic glutathione consumption.</a> J. Biol. Chem. 281, 16768-16776 (2006).</li><li>Goda, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+heme+oxygenase+isoforms+in+rat+liver.+Topographic+basis+for+carbon+monoxide-mediated+microvascular+relaxation.">Distribution of heme oxygenase isoforms in rat liver. Topographic basis for carbon monoxide-mediated microvascular relaxation.</a> J. Clin. Invest. 101, 604-612 (1998).</li><li>Grote, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physiologie der Menschen. , 560 (1980).</li><li>Suganuma, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erythrocytes+with+T-state-stabilized+hemoglobin+as+a+therapeutic+tool+for+postischemic+liver+dysfunction.">Erythrocytes with T-state-stabilized hemoglobin as a therapeutic tool for postischemic liver dysfunction.</a> Antioxid Redox Signal. 8, 1847-1855 (2006).</li><li>Vanderkooi, J. M., Maniara, G., Green, T. J., Wilson, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+optical+method+for+measurement+of+dioxygen+concentration+based+upon+quenching+of+phosphorescence.">An optical method for measurement of dioxygen concentration based upon quenching of phosphorescence.</a> J. Biol. Chem. 262, 5476-5482 (1987).</li><li>Bernal, W., Auzinger, G., Dhawan, A., Wendon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+liver+failure.">Acute liver failure.</a> Lancet. 376, 190-201 (2010).</li><li>Hinson, J. A., Roberts, D. W., James, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+acetaminophen-induced+liver+necrosis.">Mechanisms of acetaminophen-induced liver necrosis.</a> Handb. Exp. Pharmacol. 169, 369-405 (2010).</li><li>Hinson, J. A., Reid, A. B., McCullough, S. S., James, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acetaminophen-induced+hepatotoxicity:+role+of+metabolic+activation,+reactive+oxygen/nitrogen+species,+and+mitochondrial+permeability+transition.">Acetaminophen-induced hepatotoxicity: role of metabolic activation, reactive oxygen/nitrogen species, and mitochondrial permeability transition.</a> Drug Metab. Rev. 36, 805-822 (2004).</li><li>Lieber, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Medical+disorders+of+alcoholism.">Medical disorders of alcoholism.</a> N. Engl. J. Med. 333, 1058-1065 (1995).</li><li>Zimmerman, H. J., Maddrey, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acetaminophen+(paracetamol)+hepatotoxicity+with+regular+intake+of+alcohol:+analysis+of+instances+of+therapeutic+misadventure.">Acetaminophen (paracetamol) hepatotoxicity with regular intake of alcohol: analysis of instances of therapeutic misadventure.</a> Hepatology. 22, 767-773 (1995).</li></ol>

Het leveren van zuurstof naar weefsels is een essentiële rol van de microcirculatie, en een hoop papieren beschrijven ziekten die verband houden met microvaatjes anatomie en reologie 6. Bloeddoorstroming van de lever is een combinatie van arteriële en veneuze bloed. Ongeveer 30% van de bloedtoevoer naar de lever is goed zuurstofrijk bloed voorzien door de leverslagader en de andere 70%, op voorwaarde dat door de poortader, is het slecht zuurstofrijk bloed veneuze uitstroom uit de milt en maag-darmkanaal <su...

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van het serum </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td></tr><tr><td> Pd (II) meso-Tetra (4-carboxyfenyl) porfine </td><td> Frontier Scientific, Inc </td><td> PdT790 </td></tr><tr><td> Fluoresceïne isothiocyanaat isomeer ik </td><td> Sigma-Aldrich Co </td><td> F7250 </td></tr><tr><td> Acetaminophen </td><td> Sigma-Aldrich Co </td><td> A7085 </td></tr></tbody></table> <table border="1"><tbody><tr><td> Benaming van het apparaat </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Uitrusting </td></tr><tr><td> fotomultiplicator </td><td> Hamamatsu Photonics KK </td><td> H10722-20 </td></tr></tbody></table>

visualization and analysis of blood flow and oxygen consumption in hepatic microcirculation: application to an acute hepatitis model

Er is een grote discrepantie tussen zuurstof vraag en aanbod in de lever, omdat de lever zuurstofverbruik is relatief hoog, maar ongeveer 70% van de lever bloedtoevoer wordt onvoldoende zuurstof krijgen poortader bloed afgeleid van het maag-darmkanaal en de milt. Zuurstof wordt geleverd aan hepatocyten door het bloed stroomt uit een terminal tak van de poortader naar een centrale venule via sinusoiden, en dit maakt een zuurstof gradiënt in de lever melkklieren. De zuurstof gradiënt is een belangrijke fysische parameter die de expressie van enzymen upstream-en downstream in de lever microcirculatie, maar het gebrek aan technieken voor het meten van zuurstof-consumptie in de lever microcirculatie heeft vertraagd het ophelderen van mechanismen met betrekking tot zuurstof stofwisseling in de lever gaat. Daarom gebruikt FITC gemerkt erythrocyten de lever microcirculatie visualiseren gebruikte laser-assisted phosphorimetry de partiële zuurstofdruk in de microvaatjes zijn meten. Noncontact en continue optische meting kan kwantificeren bloedstroom snelheden, schip diameters, en zuurstof hellingen met betrekking tot het zuurstofverbruik in de lever. In een acute hepatitis-model dat we hebben gemaakt door het toedienen van paracetamol aan muizen hebben we waargenomen verhoogde zuurstofdruk in zowel de portal en het centrum van venulen, maar een verminderde zuurstof gradiënt in de sinusoïden, wat aangeeft dat necrose en in de pericentral zone kan de zuurstofdruk te verschuiven en beïnvloeden enzym expressie in de periportale zone. Tot slot kan onze optische methoden voor het meten van de lever hemodynamica en zuurstofverbruik onthullen mechanismen in verband met leveraandoeningen.

Watch this Scientific Journal Video about Visualization and Analysis of Blood Flow and Oxygen Consumption in Hepatic Microcirculation: Application to an Acute Hepatitis Model at JoVE.com

Visualization and Analysis of Blood Flow and Oxygen Consumption in Hepatic Microcirculation: Application to an Acute Hepatitis Model

Een optisch systeem ontwikkeld lever microcirculatie visualiseren met FITC-gelabelde erythrocyten en de partiële zuurstofdruk in de microvaatjes meten laser-assisted phosphorimetry. Deze methode kan worden gebruikt om fysiologische en pathologische mechanismen onderzoeken te analyseren microvasculaire structuur diameter snelheid van de bloedstroom en zuurstofspanning.

Visualisatie en analyse van de bloedstroom en zuurstofverbruik in de lever microcirculatie: Toepassing op een acute hepatitis Model

There is a considerable discrepancy between oxygen supply and demand in the liver because hepatic oxygen consumption is relatively high but about 70% of ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Murine Bioluminescent Hepatic Tumour Model

Murine Bioluminescent Lever Tumor Model

This video describes the establishment of liver metastases in a mouse model that can be subsequently analysed by bioluminescent imaging. Tumour cells are ...

Heterotopic Auxiliary Rat Liver Transplantation With Flow-regulated Portal Vein Arterialization in Acute Hepatic Failure

Heterotopische Auxiliary Rat Liver Transplantation Met Flow-gereguleerd poortader Arterialization in acuut leverfalen

In acute hepatic failure auxiliary liver transplantation is an interesting alternative approach. The aim is to provide a temporary support until the ...

The Rabbit Blood-shunt Model for the Study of Acute and Late Sequelae of Subarachnoid Hemorrhage: Technical Aspects

De Rabbit Bloed-shunt model voor de studie van Acute en Late Late gevolgen van subarachnoïdale bloeding: Technische aspecten

Early brain injury and delayed cerebral vasospasm both contribute to unfavorable outcomes after subarachnoid hemorrhage (SAH). Reproducible and ...

Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury

Contrast Enhanced Imaging Ultrasound voor de Beoordeling van Spinal Cord Blood Flow in Experimentele Spinal Cord Injury

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an ...

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Zuurstof-Glucose beroving en reoxygenatie als een<em&gt; In Vitro</em&gt; Ischemie-reperfusie letsel model voor de studie bloed-hersenbarrière Dysfunction

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is known to contribute significantly to the morbidity and mortality associated with ischemic strokes. Ischemic ...

An Acute Retinal Model for Evaluating Blood Retinal Barrier Breach and Potential Drugs for Treatment

Een acute retinale model voor het evalueren van Blood Retina Barrier Breach en potentiële geneesmiddelen voor de behandeling

A low-cost, easy-to-use and powerful model system is established to evaluate potential treatments that could ameliorate blood retinal barrier breach. An ...

Optimized Analysis of In Vivo and In Vitro Hepatic Steatosis

Optimized Analysis of In Vivo and In Vitro Hepatic Steatosis

Geoptimaliseerd Analyse van<em&gt; In Vivo</em&gt; en<em&gt; In Vitro</em&gt; Leversteatose

Establishing a system of procedures to qualitatively and quantitatively characterize in vivo and in vitro hepatic steatosis is important for metabolic ...

A Chronic Cardiac Ischemia Model in Swine Using an Ameroid Constrictor

Een Model van de chronische cardiale ischemie in varkens met behulp van een Ameroid-Constrictor

Cardiovascular disease remains the number one cause of mortality in the United States. There are numerous approaches to treating these diseases, but ...

Analyzing Oxygen Consumption Rate in Primary Cultured Mouse Neonatal Cardiomyocytes Using an Extracellular Flux Analyzer

Analyseren van zuurstof verbruik tarief in neonatale Cardiomyocytes primaire gekweekte muis met behulp van een extracellulaire Flux-Analyzer

Mitochondria and oxidative metabolism are critical for maintaining cardiac muscle function. Research has shown that mitochondrial dysfunction is an ...

Hemocompatibility Testing of Blood-Contacting Implants in a Flow Loop Model Mimicking Human Blood Flow

Hemocompatibiliteittesten van bloedcontactimplantaten in een Flow Loop-model dat menselijke bloedstroom nabootst

The growing use of medical devices (e.g., vascular grafts, stents, and cardiac catheters) for temporary or permanent purposes that remain in the ...