Name: urinary bladder distention evoked visceromotor responses as a model for bladder pain in mice
Uploaded: 2014-04-27T14:00:00
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Nos gustaría agradecer a los Dres. Robert Gereau, Henry Lai, y Lara Crock por su valiosa asistencia en la creación de este sistema. También nos gustaría agradecer a las fuentes de financiamiento para este trabajo (BJK - Asociación Internacional para el Estudio del Dolor Early Career Beca de Investigación por el Scan | Fundación de Diseño de Inger &amp; Jens BRUUN y la Hunkele Fondo terrible enfermedad Duquesne University).

El siguiente protocolo ha sido aprobado por el Comité de Cuidado de Animales institucional y el uso en la Universidad de Duquesne y está en consonancia con las directrices de los Institutos Nacionales de Salud. 1. Implante quirúrgico de alambre Electrodos y vejiga urinaria Catéter utilizando técnicas estériles (tiempo total de 5 a 10 min) <ol><li> Los siguientes artículos deben estar preparados antes de la cirugía de partida: <ol><li> Activamente controlar y ajustar la temperatura ...

<ol>
	<li>Merskey, H., Bogduk, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Classification of Chronic Pain. , (1994).</li><li>Gureje, O., Korff, M. V., Simon, G. E., Gater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peristent+pain+and+well-being.+A+World+Health+Organization+study+in+primary+care.">Peristent pain and well-being. A World Health Organization study in primary care.</a> J. Am. Med. Assoc. 280, 147-151 (1998).</li><li>Gaskin, D. J., Richard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+economic+costs+of+pain+in+the+United+States.">The economic costs of pain in the United States.</a> J. Pain. 13, 715-754 (2012).</li><li>Berry, S. 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Urol. 187, 148-152 (2012).</li><li>Tettamanti, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+smoking,+coffee,+and+tea+consumption+on+Bladder+Pain+Syndrome+in+female+twins.">Influence of smoking, coffee, and tea consumption on Bladder Pain Syndrome in female twins.</a> Urology. 77, 1313-1317 (2011).</li><li>Warren, J. W., et al., Longo, D. 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F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+distension+control+device+useful+for+quantitative+studies+of+hollow+organ+sensation.">A distension control device useful for quantitative studies of hollow organ sensation.</a> Physiol. Behav. 41, 635-638 (1987).</li><li>Dimitrakov, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacologic+Management+of+Painful+Bladder+Syndrome/Interstitial+Cystitis:+A+Systematic+Review.">Pharmacologic Management of Painful Bladder Syndrome/Interstitial Cystitis: A Systematic Review.</a> Arch. Intern. Med. 167, 1922-1929 (2007).</li><li>Qin, C., Van Meerveld, B. G. r. e. e. n. w. o. o. d. -., Foreman, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+neuronal+responses+to+urinary+bladder+stimulation+in+rats+with+corticosterone+or+aldosterone+onto+the+amygdala.">Spinal neuronal responses to urinary bladder stimulation in rats with corticosterone or aldosterone onto the amygdala.</a> J. Neurophysiol. 90, 2180-2189 (2003).</li><li>Randich, A., Mebane, H., DeBerry, J. J., Ness, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rostral+ventral+medulla+modulation+of+the+visceromotor+reflex+evoked+by+urinary+bladder+distension+in+female+rats.">Rostral ventral medulla modulation of the visceromotor reflex evoked by urinary bladder distension in female rats.</a> J. Pain. 9, 920-926 (2008).</li></ol>

En los seres humanos, la cistitis / vejiga síndrome de dolor intersticial (IC / BPS) representa un problema clínico importante porque los pacientes han dolor que es a menudo no responde al tratamiento del dolor regular de 15 debilitante. Uno de los principales retos en la comprensión y tratamiento de última instancia, el dolor crónico de la vejiga es entender los procesos neuronales normales que están implicados en la respuesta a la distensión de la vejiga nocivo. Con el fin de superar este reto, un mo...

El dolor crónico se define oficialmente como el dolor que persiste durante aproximadamente tres meses, o por más tiempo que el tiempo normal de curación de los tejidos 1. Este tipo de dolor es una de las principales razones por las que las personas se ven obligadas a buscar atención médica de 2 y puede llegar a costar hasta $ 635 mil millones de dólares anuales 3. Las estrategias de afrontamiento del dolor crónico actual se consideran arcaica; después de décadas de avances médicos, los AINE (medicamentos anti-inflamatorios no esteroideos) y los opiáceos siguen siendo los principales tratamientos prescritos por los médicos. Sin embargo, estos tratamientos se dirigen a todos los diferentes tipos de dolor de la misma manera, proporcionar efectos analgésicos en todo el cuerpo en lugar de centrado específicamente en la causa de ese incidente exacta dolor. Con el fin de ayudar mejor a las personas que sufren de dolor crónico, atención de la investigación debe ser desplazado hacia la etiología y los posibles tratamientos para el dolor específico asociado con las causas más comunes de dolor crónico. El objetivo de este manuscript es describir un modelo utilizado para comprender mejor una condición conocida como síndrome de la cistitis intersticial / dolorosa de la vejiga (IC / BPS). IC / BPS es una condición debilitante que afecta a millones de personas, principalmente mujeres mayores de 40 años 4. Las causas exactas de la IC / BPS no se conocen, sin embargo la prevalencia se ha relacionado con la genética 5, dietas específicas, y altos niveles de estrés 6 . Los síntomas de la IC / BPS incluyen pero no se limitan a: Aumento de la urgencia de orinar, aumento de la frecuencia de la micción, dolor, perforación, o ardor durante el llenado de la vejiga y la micción, nicturia y 7. Los pacientes que experimentan estas condiciones tienen mayores niveles de estrés y son más ansiosos 8. Esto aumentó el estrés resulta en un aumento del dolor, lo que aumenta los niveles de estrés originales. Los estudios han demostrado que los niveles de depresión y ansiedad disminuyen siguientes tratamientos que alivian el dolor urinaria, rompiendo así eficazmente este ciclo de retroalimentación positiva <sup&gt; 9. Uno de los retos en el descubrimiento de nuevos tratamientos para IC / BPS ha sido la escasez de una comprensión de la ciencia básica de dolor en la vejiga. Con el fin de estudiar las contribuciones del sistema nervioso a la condición, se han desarrollado muchos modelos animales para imitar el dolor y los síntomas asociados con IC / BPS. Tradicionalmente, la cistitis se ha recreado en animales con la introducción de diversos productos químicos tales como aceite de mostaza, acetona, lipopolisacárido, ácido clorhídrico, y ciclofosfamida en la vejiga. Sin embargo no hay agentes extranjeros están presentes en la orina estéril de pacientes IC / BPS, cuestionando así la validez de estos modelos. Otro modelo murino de dolor urológico es la distensión de la vejiga urinaria (UBD) 10. En este modelo, el aire comprimido de una presión determinada se entrega a la vejiga de un animal despierto o ligeramente anestesiados durante un período determinado de tiempo. Durante todo el procedimiento, los alambres en el oblicuo músculos abdominales registro activ eléctrico superiordad del músculo (con un electromiograma (EMG)). Esta actividad se conoce como la respuesta visceromotor (VMR) y es fiable medida, reproducible de la nocicepción 10. Similar distensión órgano hueco (por ejemplo, la vejiga, el recto) en voluntarios humanos sanos produce sentimientos de malestar y aumentos significativos en el dolor reportado 11,12, rasgos que se utilizan a menudo para diagnosticar IC / BPS. Por lo tanto, en conjunción con métodos eléctricos, farmacológicos, y optogenetic de estimulación o inhibición, UBD es un modelo útil y válida para comprender tanto los componentes del sistema nervioso periférico y central de la nocicepción y el dolor de la vejiga. Aquí se describe el procedimiento para UBD que se utiliza actualmente en nuestro laboratorio dentro de los miembros femeninos de la cepa de ratón común, C57Bl/6J. Debido a las dificultades en el proceso de cateterismo de machos, este procedimiento se lleva a cabo principalmente en ratones hembra. Este protocolo ha sido adaptado de la desarrollada por Ness &lt;em&gt; et al 10. y publicado previamente en nuestro laboratorio 13. El siguiente protocolo describe cuatro componentes principales de este modelo en animales anestesiados: (1) del catéter de la vejiga y cirugía electrodo de registro (2) inducción de la anestesia parcial (3) distensión de la vejiga y de grabación VMR, y (4) de análisis de datos de huellas primas VMR / EMG . Las diferencias sutiles en el procedimiento UBD-VMR debido a la elección del organismo, la profundidad de la anestesia y la inducción, y la temperatura corporal se discuten a continuación.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Infrared heating blanket and monitoring system</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>Right-Temp System&#160;</td>
			<td>This system is setup to monitor two separate temperatures.&#160; This should include the animal and the heating blanket.&#160; In addition, the system can automatically adjust the temperature to maintain a set temp.&#160; However, this automatic function produces electrical interference during EMG recording and must be turned off.&#160; Kent can provide a battery pack for the heating pad for use during the riEMG recording part of the experiment.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane vaporizer</td>
			<td>Draeger</td>
			<td>Vapor 19.1</td>
			<td>Any isoflurane vaporizer will work, but it is helpful to have one that has mutliple notches between 0 and 2% isoflurane.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100% Oxygen air tank</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td>For ventilation of animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air breathing grade</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td>For bladder distention</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24GA 0.56inch IV catheter</td>
			<td>BD biosciences&#160;</td>
			<td>381411</td>
			<td>For bladder catheterization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgilube (sterile)</td>
			<td>Savage Laboratories</td>
			<td>0281-0205-02</td>
			<td>Any surgical grade lubricate would work fine.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mineral oil (sterile)</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline (sterile)</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AG8W Silver Wire, 2 m, 0.20 mm (.008&#34;) D, L, No Insulation&#160;</td>
			<td>Warner Instruments</td>
			<td>W4 64-1318&#160;</td>
			<td>Any silver wire with these specifications will work.&#160; Wire does not need to be &#34;chlorinated.&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>opthalamic ointment</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small surgical scissors</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sharp forceps</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>21 Ga needle</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grass amplifier P511 with 3-lead input cable</td>
			<td>Grass Instruments</td>
			<td>P511 (F-P5IC3/REV1)</td>
			<td>This is the &#34;amplifier&#34; used in the protocol.&#160; Amplifier with the following settings: Calibrator = 1 mV; Lo freq = 300 Hz; Amplification = 20; Hi freq = 10 kHz; Line filter = in.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cambridge Electronic Design (CED) 1401 Plus (or equivalent)</td>
			<td>Cambridge Electronic Design</td>
			<td>1401 Plus</td>
			<td>This is the &#34;digitizer&#34; used in the protocol.&#160; Other digitizer systems from WINDAQ or other companies would work fine; Need inputs for pressure signal, EMG, and stimulus signal.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CED Spike2 software</td>
			<td>Cambridge Electronic Design</td>
			<td>Spike 2</td>
			<td>This is the the &#34;digitizer software&#34; used in the protocol.&#160; Should be from same manufacturer as digitizer.&#160; Program should be setup with 3 channels for pressure (0-100 mmHg scale), EMG signal (typically -5 to +5 V range), and stimulus marker (0-2 V) range.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow chart from air tank to bladder catheter</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Sequence of connections from pressurized air tank to animal bladder:&#160; Air tank to 1/4 inch tubing to Gilmont flowmeter to Y connector.&#160; Branch 1 of y connector to to sphygmomanometer.&#160; Branch 2 to a single input on the 4-way gang valve to 4-way valve output to the timed pressure regulator to 3/32 tubing from timed pressure regulator to 2nd Y connector (branch 1 to sphygmomanometer) with branch 2 to 3/32 tubing&#160; to a 3rd Y connector.&#160; Branch 1 of Y connector to a 3rd sphygmomanometer and branch 2 to animal bladder catheter.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gilmont Flowmeter&#160;</td>
			<td>Gilmont</td>
			<td>GF8321-1401</td>
			<td>Multiple brands of flowmeters will work.&#160; For bladder distention air, flow meter should be able to handle high pressures (such as this Gilmont meter).&#160; For breathing air, flow rate should be adjustable down to 100 cc/min (typical mouse rate is 500-1000 cc/min).&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-way gang valve</td>
			<td>Elite</td>
			<td></td>
			<td>This is a specific piece of equipment.&#160; The Elite gang valve is designed for fish tanks at low air pressures.&#160; In the bladder distention setup, this valve acts as a safety valves in case the pressure spikes.&#160; Too high pressure during initial turning on of the tank will ruin the pressure transducer in the Timed pressure regulator and/or the sphygnometers. In addition, by providing a small amount of leak in the system, this valve makes it easier to adjust the pressure between 10-80 mmHg.&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/4 inch tubing</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3/32 inch tubing</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#34;Y&#34; connectors (1/4 and 3/32 inch)</td>
			<td>Multiple</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sphygmomanometer</td>
			<td>CVS</td>
			<td></td>
			<td>Any analog sphygmomanometer from a drug store will work for this application.&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Timed Pressure Regulator</td>
			<td>Custom</td>
			<td></td>
			<td>This is a custom built machine (Washington University in St. Louis Machine shop) that allows for automated pressure delivery including digitization of air pressure, control of trial length, inter-trial interval automation, control of trial number, and stimulus onset digital signal.&#160; However, the basic components of the system (pressure on and off for a given trial period) could be controlled with a simple on/off in-line switch.&#160;&#160; Such analog control of a trial would necessitate additional analysis parameters (see below section 4).&#160; In addition, one would have to manually assign the pressure based on the analog sphygmomanometer during data analysis.&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IGOR Pro</td>
			<td>Wavemetrics</td>
			<td>n/a</td>
			<td>For analysis of EMG signal. Many different types of software can be used for data analysis in these experiments.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

urinary bladder distention evoked visceromotor responses as a model for bladder pain in mice

Aproximadamente 3-8 million de personas en Estados Unidos sufren de síndrome de cistitis dolor / vejiga intersticial (IC / BPS), una condición debilitante que se caracteriza por el aumento de la urgencia y la frecuencia de la micción, así como la nicturia y dolor pélvico general, especialmente en el llenado de la vejiga o micción. A pesar de años de investigación, la causa de la IC / BPS sigue siendo difícil de alcanzar y las estrategias de tratamiento no son capaces de proporcionar un alivio completo a los pacientes. Con el fin de estudiar las contribuciones del sistema nervioso a la condición, se han desarrollado muchos modelos animales para imitar el dolor y los síntomas asociados con IC / BPS. Uno de estos modelos murinos es la distensión de la vejiga urinaria (UBD). En este modelo, el aire comprimido de una presión determinada se entrega a la vejiga de un animal ligeramente anestesiados durante un período determinado de tiempo. Durante todo el procedimiento, los cables de los músculos abdominales oblicuos superiores registran la actividad eléctrica del músculo. Esta actividad se conoce como la respuesta visceromotor (VMR) eisa medida fiable y reproducible de la nocicepción. A continuación, describimos los pasos necesarios para llevar a cabo esta técnica en ratones, incluyendo manipulaciones quirúrgicas, grabación fisiológica, y el análisis de datos. Con el uso de este modelo, la coordinación entre las neuronas sensoriales primarias, la médula espinal aferentes secundarias, y áreas del sistema nervioso central superior que participan en dolor de la vejiga puede ser descifrado. Este conocimiento básico de la ciencia puede entonces ser clínicamente traducido para el tratamiento de pacientes que padecen IC / BPS.

Un ejemplo de la configuración general UBD-VMR se puede ver en la Figura 1A. El aumento de las medidas de presión inducen un aumento en la VMR en bruto (es decir, EMG) (Figura 1B). La VMR prima, la presión, y la señal de marcador de estímulo que debe ser observado durante la grabación usando el software digitalizador se puede ver en la Figura 2. El canal superior visto en La figura 2 es la huella EMG (en V). La señal de fondo de la traza...

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Urinary Bladder Distention Evoked Visceromotor Responses as a Model for Bladder Pain in Mice

Aproximadamente 3-8 million de personas en Estados Unidos sufren de síndrome de dolor cistitis intersticial / vejiga (IC / BPS), una condición debilitante que se caracteriza en parte por el dolor pélvico. Con el fin de estudiar las contribuciones del sistema nervioso a la condición, un modelo fisiológico de dolor en la vejiga urinaria se utiliza en ratones y ratas.

Las respuestas de la Vejiga Urinaria Distensión Evocados visceromotor como modelo para la vejiga Dolor en ratones

Approximately 3-8 million people in the United States suffer from interstitial cystitis/bladder pain syndrome (IC/BPS), a debilitating condition ...

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