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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Autoren danken Frau Risa Otsuka für technische Unterstützung und helfen Experimente. Diese Arbeit wurde teilweise durch das Ministerium für Bildung, Wissenschaft, Sport und Kultur, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), 2010, 22700476 und SUZUKEN Memorial Foundation 2010 für KT und diese Studie wurde vom Forschungs-und Entwicklungszentrum der unterstützten Die Next-Generation Integrierte Simulation lebender Materie, ein Teil der Entwicklung und Nutzung der Next-Generation-Supercomputer-Projekt von MEXT, und zum Teil durch JST ERATO Suematsu Gas Biologie-Projekt.

1. Beschriften Erythrozyten mit Fluoresceinisothiocyanat Isomer I (FITC) Alle experimentellen Protokolle verwendet, wir wurden von der Animal Care Committee der Keio University School of Medicine zugelassen. <ol><li> Anesthetize ein Donor-Mäusen, und nach Herstellung einer Celiotomie Einschnitt zurückzuziehen Vollblut aus der Vena cava inferior mit einer 1-ml-Spritze mit kleinen Menge von Heparin. Die Maus wurde sofort von Natriumpentobarbital Injektion (100 mg / kg ip) euthanasiert. </l...

<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>

Bereitstellung von Sauerstoff zu Geweben ist eine wesentliche Rolle der Mikrozirkulation, und eine Menge Papiere beschreiben Krankheiten im Zusammenhang mit microvessel Anatomie und Rheologie 6. Leberdurchblutung ist eine Kombination von arteriellen und venösen Blut. Etwa 30% des Blutflusses zur Leber ist gut sauerstoffreiches Blut durch die Leberarterie und die andere 70%, durch die Pfortader vorgesehen ist, ist das schlecht sauerstoffreiches Blut venösen Abfluss aus der Milz und Magen-Darm-7. L...

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenzes </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td></tr><tr><td> Pd (II) meso-Tetra (4-carboxyphenyl) porphin </td><td> Frontier Scientific, Inc. </td><td> PdT790 </td></tr><tr><td> Fluoresceinisothiocyanat Isomer I </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> Bezeichnung des Geräts </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Ausrüstung </td></tr><tr><td> Photovervielfacherröhre </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

Es besteht eine erhebliche Diskrepanz zwischen Sauerstoffversorgung und-bedarf in der Leber, weil Leber Sauerstoffverbrauch ist relativ hoch, aber etwa 70% der Blutversorgung der Leber ist schlecht Pfortader Blut aus dem Magen-Darmtrakt und Milz ableiten Sauerstoff angereichert. Sauerstoff wird durch Hepatozyten Blut fließt von einem Terminal Zweig der Pfortader an eine zentrale Venole über Sinusoide geliefert, und das macht eine Sauerstoff-Gradienten in Leberläppchen. Der Sauerstoff-Gradienten ist eine wichtige physikalische Parameter, der die Expression von Enzymen vor und hinter der hepatischen Mikrozirkulation, aber das Fehlen von Techniken zur Messung von Sauerstoff Verbrauch in der hepatischen Mikrozirkulation verzögerte sich die Aufklärung der Mechanismen in Bezug auf Sauerstoff-Stoffwechsel in der Leber verbunden ist. Deshalb FITC-markierten Erythrozyten verwendet, um die hepatische Mikrozirkulation visualisieren und verwendet laserunterstützte phosphorimetry, um den Partialdruck von Sauerstoff in den Mikrogefäßen dort zu messen. Noncontact und kontinuierliche optische Messung kann quantifizieren Blutflussgeschwindigkeiten, Gefäßdurchmesser und Sauerstoff-Gradienten in Bezug auf den Sauerstoffverbrauch in der Leber. Bei einer akuten Hepatitis-Modell haben wir durch die Gabe von Paracetamol bei Mäusen beobachteten wir erhöhte Sauerstoff-Druck in beiden zentralen Portal und Venolen aber eine verminderte Sauerstoff-Gradienten in den Sinusoiden, was darauf hinweist, dass Hepatozyten-Nekrose im perizentralen Zone könnte den Sauerstoffdruck Hochschalten und Enzym-Expression beeinflussen in der periportalen Zone. Abschließend können unsere optischen Methoden zur Messung der hepatischen Hämodynamik und Sauerstoffverbrauch zeigen Mechanismen im Zusammenhang mit Lebererkrankungen.

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

Ein optisches System wurde entwickelt, um hepatischen Mikrozirkulation mit FITC-markierten Erythrozyten visualisieren und die Sauerstoff-Partialdruck in der Mikrogefäße laserunterstützte phosphorimetry messen. Diese Methode kann verwendet werden, um physiologische und pathologische Mechanismen durch die Analyse von mikrovaskulären Struktur, Durchmesser, Blutflussgeschwindigkeit, und Sauerstoff-Partialdruck zu untersuchen.

Visualisierung und Analyse des Blutflusses und der Sauerstoffverbrauch in hepatischen Mikrozirkulation: Anwendung auf eine akute Hepatitis-Modell

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 Leber Tumor-Modell

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

Forschung

Medizin

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

Heterotope Hilfs Ratte Leber-Transplantation mit strömungs geregelt Pfortader Arterialisation in akutes Leberversagen

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

Das Kaninchen Blut-Shunt-Modell für die Untersuchung von akuten und Spätfolgen Subarachnoidalblutung: Technische Aspekte

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

Kontrastverstärkten Ultraschall-Bildgebung zur Beurteilung der Spinal Cord Blood Flow in Experimental Rückenmark-Verletzung

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

Sauerstoff-Glukose Deprivation und Reoxygenierung als<em&gt; In-vitro-</em&gt; Ischämie-Reperfusion Injury Modell zum Studium der Blut-Hirnschranke 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

Eine akute Retinal Modell zur Bewertung von Blut Retinal Barrier Breach und potenzielle Medikamente für die Behandlung

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

Optimierte Analyse von<em&gt; In Vivo</em&gt; und<em&gt; In Vitro</em&gt; Hepatosteatose

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

Ein chronischer kardialer Ischämie-Modell bei Schweinen, die mit einem 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

Analyse von Sauerstoff-Verbrauch im primären kultivierten Maus neonatale Herzzellen mit einer extrazellulären 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

HämokompatibilitätSprüfung von blutverfälschten Implantaten in einem Flow Loop-Modell, das den menschlichen Blutfluss imitiert

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