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
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Les auteurs remercient Mme Risa Otsuka pour l&#39;assistance technique et les expériences d&#39;aide. Cette recherche a été partiellement soutenu par le Ministère de l&#39;Education, la Science, des Sports et de la Culture, Grant-in-Aid pour jeunes scientifiques (B), 2010, 22700476 et Suzuken Memorial Foundation 2010 pour KT et cette étude a été soutenue par la recherche et le développement de la simulation de la prochaine génération intégrée de la matière vivante, une partie de la mise au point et l&#39;utilisation du projet superordinateur de la prochaine génération du MEXT, et en partie par JST ERATO Suematsu projet Biologie gaz.

1. Étiquetage érythrocytes avec l&#39;isothiocyanate de fluorescéine isomère I (FITC) Tous les protocoles expérimentaux que nous avons utilisées ont été approuvées par le Comité de protection des animaux de Keio University School of Medicine. <ol><li> Anesthésier un souris donneuses, et après avoir fait une incision coeliotomie retirer le sang total de la veine cave inférieure avec une seringue de 1 ml contenant petite quantité d&#39;héparine. La souris a été immédiatemen...

<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>

Fournir de l&#39;oxygène vers les tissus est un rôle essentiel de la microcirculation, et beaucoup de documents décrivent les maladies liées à l&#39;anatomie et la rhéologie des microvaisseaux 6. Le flux sanguin du foie est une combinaison de sang artériel et veineux. Environ 30% du flux sanguin vers le foie est bien oxygéné du sang fourni par l&#39;artère hépatique et l&#39;autre 70%, fourni par la veine porte, est la sortie du sang mal oxygéné veineux de la rate et du tractus gastro 7.</su...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom du réactif </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td></tr><tr><td> Pd (II) méso-tétra (4-carboxyphényl) porphine </td><td> Frontier Scientific, Inc </td><td> PdT790 </td></tr><tr><td> Isothiocyanate de fluorescéine isomère I </td><td> Sigma-Aldrich Co. </td><td> F7250 </td></tr><tr><td> L&#39;acétaminophène </td><td> Sigma-Aldrich Co. </td><td> A7085 </td></tr></tbody></table> <table border="1"><tbody><tr><td> Nom de l&#39;équipement </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Équipement </td></tr><tr><td> Tube photomultiplicateur </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

Il ya un écart considérable entre l&#39;offre et la demande en oxygène dans le foie, car la consommation d&#39;oxygène hépatique est relativement élevé, mais environ 70% de l&#39;approvisionnement sanguin hépatique est mal oxygéné sang de la veine portail dérivé du tractus gastro-intestinal et la rate. L&#39;oxygène est livrée à des hépatocytes par le sang s&#39;écoulant d&#39;une branche terminale de la veine porte à une veinule centrale via sinusoïdes, ce qui rend un gradient d&#39;oxygène en lobules hépatiques. Le gradient d&#39;oxygène est un paramètre important physique qui implique l&#39;expression d&#39;enzymes en amont et en aval de la microcirculation hépatique, mais le manque de techniques pour mesurer la consommation d&#39;oxygène dans la microcirculation hépatique a retardé l&#39;élucidation des mécanismes relatifs à métabolisme de l&#39;oxygène dans le foie. On a donc utilisé marqué FITC érythrocytes de visualiser la microcirculation hépatique et utilisé assistée par laser Phosphorimétrie pour mesurer la pression partielle d&#39;oxygène dans le microvaisseaux là. Noncontact et continue de mesure optique permet de quantifier les vitesses d&#39;écoulement de sang, les diamètres des navires, et les gradients d&#39;oxygène liés à la consommation d&#39;oxygène dans le foie. Dans un modèle de l&#39;hépatite aiguë nous avons fait en administrant de l&#39;acétaminophène pour les souris que nous avons observées pression d&#39;oxygène a augmenté dans les deux veinules portales et central, mais un gradient d&#39;oxygène a diminué dans les sinusoïdes, indiquant que la nécrose des hépatocytes dans la zone péricentral pourrait modifier la pression d&#39;oxygène et affecter l&#39;expression de l&#39;enzyme dans la zone périportale. En conclusion, nos méthodes optiques pour l&#39;hémodynamique hépatique de mesure et de la consommation d&#39;oxygène peut révéler des mécanismes liés à la maladie hépatique.

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

Un système optique est développé pour visualiser la microcirculation hépatique avec érythrocytes FITC marqués et pour mesurer la pression partielle d&#39;oxygène dans le microvaisseaux avec assistée par laser Phosphorimétrie. Cette méthode peut être utilisée pour étudier les mécanismes physiologiques et pathologiques en analysant la structure microvasculaire, le diamètre, la vitesse d&#39;écoulement du sang, et la tension d&#39;oxygène.

Visualisation et analyse du flux sanguin et la consommation d&#39;oxygène dans la microcirculation hépatique: Application à un modèle de l&#39;hépatite aiguë

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

Modèle murin Bioluminescent tumeurs hépatiques

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

Recherche

Médecine

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

Hétérotopique auxiliaire Rat Liver Transplantation avec un débit régulé veine porte artérialisation dans l&#39;insuffisance hépatique aiguë

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

Le lapin de sang-shunt modèle pour l&#39;étude de aiguë et les séquelles tardives de hémorragie méningée: Aspects techniques

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

Contraste échographie amélioré pour l&#39;évaluation de la moelle épinière flux sanguin dans la partie expérimentale Traumatisme médullaire

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

Oxygène-glucose privation et réoxygénation comme un<em&gt; In Vitro</em&gt; Ischémie-reperfusion modèle pour étudier la dysfonction barrière hémato-encéphalique

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

Un modèle aigu rétinienne pour l&#39;évaluation sanguin rétinien barrière Breach et potentiels médicaments pour le traitement

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

Analyse optimisée des<em&gt; In Vivo</em&gt; et<em&gt; In vitro</em&gt; Stéatose hépatique

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

Un modèle d’ischémie cardiaque chronique chez les porcs à l’aide d’un Constrictor Améroïde

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

Analyse des taux de consommation d’oxygène dans les Cardiomyocytes néonatals cultivés primaires de souris à l’aide d’un analyseur de Flux extracellulaire

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

Test d’hémocompatibilité des implants de contact sanguin dans un modèle de boucle de flux imitant le flux sanguin humain

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