Name: laser doppler: a tool for measuring pancreatic islet microvascular vasomotion in vivo
Uploaded: 2018-03-08T13:00:00
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Este trabajo fue apoyado por subvenciones de Pekín Unión médica Colegio juventud fondos y los fondos de Investigación Fundamental para las universidades Central (Grant no. 3332015200).

Todos los experimentos en animales fueron ejecutados en cumplimiento de todas las directrices pertinentes, regulaciones y agencias reguladoras. El presente Protocolo se demostró fue realizado bajo la dirección y aprobación de la Instituto de microcirculación Animal ética Comité (IMAEC) en el colegio médico Unión de Pekín (PUMC).
1. los animales
<ol><li>Antes del inicio del experimento, mantener tres ratones BALB/c por jaula, con temperatura controlada (24 ± 1 ° C) y humedad (55 ±...

<ol>
	<li>Aalkjaer, C., Nilsson, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vasomotion:+cellular+background+for+the+oscillator+and+for+the+synchronization+of+smooth+muscle+cells.">Vasomotion: cellular background for the oscillator and for the synchronization of smooth muscle cells.</a> Br J Pharmacol. 144 (5), 605-616 (2005).</li><li>Serne, E. H., de Jongh, R. T., Eringa, E. C., IJzerman, R. G., Stehouwer, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microvascular+dysfunction:+a+potential+pathophysiological+role+in+the+metabolic+syndrome.">Microvascular dysfunction: a potential pathophysiological role in the metabolic syndrome.</a> Hypertension. 50 (1), 204-211 (2007).</li><li>Carmines, P. K. <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+renal+microvascular+dysfunction+in+type+1+diabetes:+potential+contribution+to+end+organ+damage.">Mechanisms of renal microvascular dysfunction in type 1 diabetes: potential contribution to end organ damage.</a> Curr Vasc Pharmacol. 12 (6), 781-787 (2014).</li><li>Holowatz, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+cutaneous+microvascular+ageing:+potential+insights+into+underlying+physiological+mechanisms+of+endothelial+function+and+dysfunction.">Human cutaneous microvascular ageing: potential insights into underlying physiological mechanisms of endothelial function and dysfunction.</a> J Physiol. 586 (14), 3301 (2008).</li><li>De Boer, M. 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S., Yun, H. M., Jung, I. M., Lee, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+Laser+Doppler+for+the+Evaluation+of+Pedal+Microcirculatory+Function+in+Diabetic+Neuropathy+Patients.">Role of Laser Doppler for the Evaluation of Pedal Microcirculatory Function in Diabetic Neuropathy Patients.</a> Microcirculation. 23 (1), 44-52 (2016).</li><li>Sun, P. C., 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=Microcirculatory+vasomotor+changes+are+associated+with+severity+of+peripheral+neuropathy+in+patients+with+type+2+diabetes.">Microcirculatory vasomotor changes are associated with severity of peripheral neuropathy in patients with type 2 diabetes.</a> Diab Vasc Dis Res. 10 (3), 270-276 (2013).</li><li>Pan, Y., 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=Effects+of+PEMF+on+microcirculation+and+angiogenesis+in+a+model+of+acute+hindlimb+ischemia+in+diabetic+rats.">Effects of PEMF on microcirculation and angiogenesis in a model of acute hindlimb ischemia in diabetic rats.</a> Bioelectromagnetics. 34 (3), 180-188 (2013).</li><li>Jumar, A., 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=Early+Signs+of+End-Organ+Damage+in+Retinal+Arterioles+in+Patients+with+Type+2+Diabetes+Compared+to+Hypertensive+Patients.">Early Signs of End-Organ Damage in Retinal Arterioles in Patients with Type 2 Diabetes Compared to Hypertensive Patients.</a> Microcirculation. 23 (6), 447-455 (2016).</li><li>Nguyen, H. T., 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=Retinal+blood+flow+is+increased+in+type+1+diabetes+mellitus+patients+with+advanced+stages+of+retinopathy.">Retinal blood flow is increased in type 1 diabetes mellitus patients with advanced stages of retinopathy.</a> BMC Endocr Disord. 16 (1), 25-33 (2016).</li><li>Forst, T., 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=Retinal+Microcirculation+in+Type+1+Diabetic+Patients+With+and+Without+Peripheral+Sensory+Neuropathy.">Retinal Microcirculation in Type 1 Diabetic Patients With and Without Peripheral Sensory Neuropathy.</a> J Diabetes Sci Technol. 8 (2), 356-361 (2014).</li><li>Hu, H. F., Hsiu, H., Sung, C. J., Lee, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+laser-Doppler+flowmetry+measurements+with+spectral+analysis+to+study+different+microcirculatory+effects+in+human+prediabetic+and+diabetic+subjects.">Combining laser-Doppler flowmetry measurements with spectral analysis to study different microcirculatory effects in human prediabetic and diabetic subjects.</a> Lasers Med Sci. 31 (1), 1-8 (2016).</li><li>Klonizakis, M., Manning, G., Lingam, K., Donnelly, R., Yeung, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+diabetes+on+the+cutaneous+microcirculation+of+the+feet+in+patients+with+intermittent+claudication.">Effect of diabetes on the cutaneous microcirculation of the feet in patients with intermittent claudication.</a> Clin Hemorheol Microcirc. 61 (3), 439-444 (2015).</li><li>Khazraei, H., Shafa, M., Mirkhani, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+ranolazine+on+cardiac+microcirculation+in+normal+and+diabetic+rats.">Effect of ranolazine on cardiac microcirculation in normal and diabetic rats.</a> Acta Physiol Hung. 101 (3), 301-308 (2014).</li><li>Fujita, T., 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=Increased+inner+ear+susceptibility+to+noise+injury+in+mice+with+streptozotocin-induced+diabetes.">Increased inner ear susceptibility to noise injury in mice with streptozotocin-induced diabetes.</a> Diabetes. 61 (11), 2980-2986 (2012).</li><li>Wiernsperger, N., Nivoit, P., De Aguiar, L. G., Bouskela, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcirculation+and+the+metabolic+syndrome.">Microcirculation and the metabolic syndrome.</a> Microcirculation. 14 (4-5), 403-438 (2007).</li><li>Chawla, L. S., 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=Vascular+content,+tone,+integrity,+and+haemodynamics+for+guiding+fluid+therapy:+a+conceptual+approach.">Vascular content, tone, integrity, and haemodynamics for guiding fluid therapy: a conceptual approach.</a> Br J Anaesth. 113 (5), 748-755 (2014).</li></ol>

En los casos que implican la disfunción microvascular (p. ej., diabetes, pancreatitis aguda, enfermedades microvasculares periféricas, etcetera), algunas enfermedades llevan a la reducción del flujo sanguíneo. Aparte de cambios en el flujo de sangre, hay indicadores importantes, como el AMPc microvascular, que reflejan el estado funcional de la microcirculación. El indicador específico, AMPc microvascular, se define generalmente como la oscilación del tono microvascular en lechos microvasculares....

Como un parámetro del estado funcional de la microcirculación, AMPc microvascular asume la responsabilidad de la entrega y el intercambio de oxígeno, nutrientes y hormonas y es fundamental para la eliminación de productos metabólicos, tales como dióxido de carbono y residuos celulares 1. microvascular AMPc también regula la distribución del flujo sanguíneo y la perfusión del tejido, afectando microcirculatoria local de la presión arterial y respuestas a los inflamación, que puede inducir edema en muchas enfermedades. Por lo tanto, es extremadamente importante para mantener la función fisiológica de órganos2,3,4, tejidos y células componentes AMPc microvascular. La debilitación de la vasomoción microvascular podría ser uno de los pasos clave en el desarrollo de enfermedades relacionadas con la microcirculación5.
Láser Doppler fue inicialmente desarrollado para la observación y cuantificación en el ámbito de la microcirculación investigación6. Esta técnica, junto con otros enfoques técnicos (p. ej., láser de punto7, oxígeno transcutáneo, etcetera), ha sido considerada como el estándar de oro para evaluar el flujo sanguíneo en la microcirculación. La justificación que la perfusión de sangre de la microcirculación local (es decir, los capilares, arteriolas, vénulas, etc.) puede ser determinada por el aparato equipado con láser Doppler, se basa en el principio de Doppler shift. La longitud de onda y frecuencia de la emisión estimulada de luz cambian cuando partículas ligeras encuentran movimiento glóbulos en microvasos, o permanecen sin cambios. Por lo tanto, en la microcirculación, el número y la velocidad de las células sanguíneas son los factores claves relativos a la magnitud y la distribución de frecuencias de la luz cambió de puesto de Doppler, mientras que la dirección del flujo sanguíneo microvascular es irrelevante. Utilizando diferentes métodos, se han utilizado una variedad de tejidos para estudios micro circulatorio, incluyendo los entresijos y dorsal plicometro cámaras de ratones, ratas, hámsteres e incluso los seres humanos8. Sin embargo, en el protocolo actual, nos centramos en el funcional estado de AMPc microvascular del islote pancreático, que es evaluada usando láser Doppler y un sistema de parámetro de evaluación hecha en casa.
Microcirculación del islote pancreático se compone principalmente de microvasos del islote pancreático y exhibe características distintivas. Una red capilar de islote pancreático muestra una densidad cinco veces mayores que la red capilar de su contraparte exocrine9. Proporcionar un conducto para el suministro de entrada de la glucosa y la insulina difusión, células endoteliales del islote suministrar oxígeno a las células metabólicamente activas en islote las células β. Además, también emergentes evidencia demuestra que islote microvessels están involucrados no sólo en la regulación de la expresión de gene de la insulina y la supervivencia de la célula β, sino también en que afectan a la función de las células β; promover la proliferación de células β; y producir un número de crecimiento y angiogénicos sustancias vasoactivas, factores de10. Por lo tanto, en este sentido, se infiere que el estado funcional de islotes pancreáticos microvascular AMPc puede afectar la función de las células β del islote y conseguir implicado en la patogenia de enfermedades como la pancreatitis aguda, crónica, diabetes y otras enfermedades relacionadas con el páncreas.
Analizando los cambios patológicos del estado funcional del islote pancreático microvascular AMPc podría ser una estrategia factible para determinar las contribuciones de la microcirculación de islotes pancreáticos para las enfermedades antes mencionadas. Un procedimiento detallado paso a paso que describe el enfoque para determinar islotes pancreáticos AMPc microvascular en vivo ofrecen aquí. Las medidas típicas de entonces se muestran en los Resultados de representante. Finalmente, los beneficios y limitaciones del método se destacan en la discusión, junto con más aplicaciones.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>MoorVMS-LDF2</td>
			<td>Moor Instruments</td>
			<td>GI80</td>
			<td>PeriFlux 5000 (Perimed Inc.) can be used as an alternative apparatus to harvest data</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MoorVMS-PC Software</td>
			<td>Moor Instruments</td>
			<td>GI80-1</td>
			<td>Software of MoorVMS-LDF2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration stand</td>
			<td>Moor Instruments</td>
			<td>GI-cal</td>
			<td>Calibration tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration base</td>
			<td>Moor Instruments</td>
			<td>GI-cal</td>
			<td>Calibration tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration flux standard</td>
			<td>Moor Instruments</td>
			<td>GI-cal</td>
			<td>Calibration tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>One Touch UltraEasy glucometer</td>
			<td>Johnson and Johnson</td>
			<td>#1955685</td>
			<td>Confirm hyperglycemia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>One Touch UltraEasy strips</td>
			<td>Johnson and Johnson</td>
			<td>#1297006</td>
			<td>Confirm hyperglycemia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptozotocin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S0130</td>
			<td>Dissolve in sodium citrate buffer (pH 4.3)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital sodium</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P3761</td>
			<td>Working concentration 3 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Sinopharm Inc.</td>
			<td>200121</td>
			<td>Working concentration 75 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>335</td>
			<td>Working concentration 10 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical gauze</td>
			<td>China Health Materials Co.</td>
			<td>S-7112</td>
			<td>Surgical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt-nose forceps</td>
			<td>Shang Hai Surgical Instruments Inc.</td>
			<td>N-551</td>
			<td>Surgical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical tapes</td>
			<td>3M Company</td>
			<td>3664CU</td>
			<td>Surgical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauze sponge</td>
			<td>Fu Kang Sen Medical Device CO.</td>
			<td>BB5447</td>
			<td>Surgical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>Yu Lin Surgical Instruments Inc.</td>
			<td>175C</td>
			<td>Surgical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Skin scissor</td>
			<td>Carent</td>
			<td>255-17</td>
			<td>Surgical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture</td>
			<td>Ning Bo Surgical Instruments Inc.</td>
			<td>3325-77</td>
			<td>Surgical</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe and 25-G needle</td>
			<td>MISAWA Inc.</td>
			<td>3731-2011</td>
			<td>Scale: 1 ml</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

laser doppler: a tool for measuring pancreatic islet microvascular vasomotion in vivo

Como un estado funcional de la microcirculación, AMPc microvascular es importante para el suministro de oxígeno y nutrientes y la eliminación de dióxido de carbono y productos de desecho. La debilitación de la vasomoción microvascular podría ser un paso crucial en el desarrollo de enfermedades relacionadas con la microcirculación. Además, los islotes pancreáticos altamente vascularizado está adaptado para apoyar la función endocrina. En este sentido, parece posible inferir que el estado funcional de islotes pancreáticos microvascular AMPc podría afectar la función de islotes pancreáticos. Analizar los cambios patológicos de la situación funcional de AMPc microvascular islote pancreático puede ser una estrategia factible para determinar las contribuciones que la microcirculación de islote pancreático hace relacionados con enfermedades, como diabetes mellitus, pancreatitis, etcetera. Por lo tanto, este protocolo describe el uso de un monitor de flujo de sangre Doppler de láser para determinar el estado funcional del islote pancreático AMPc microvascular y establecer los parámetros (incluida la perfusión de la sangre media, amplitud, frecuencia y relativa velocidad de AMPc microvascular del islote pancreático) para la evaluación del estado funcional microcirculación. En un modelo de ratón diabético inducida, observamos un estado funcional deterioro de AMPc microvascular del islote pancreático. En conclusión, este enfoque para la evaluación de islote pancreático AMPc microvascular en vivo puede revelar mecanismos relativos a las enfermedades del islote pancreático.

Una fotografía del láser de medición de AMPc microvascular Doppler aparato equipado con un diodo de láser de semiconductor se muestra en la figura 1A. Software de interfaz de usuario se presenta en la figura 1B. Usando el método mencionado anteriormente, los parámetros hemodinámicos de AMPc microvascular islote pancreático fueron detectados de ratones diabéticos y no diabéticos control. Una variedad de técnicas, incluy...

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Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo

Láser Doppler: Una herramienta para medir islote pancreático AMPc Microvascular en Vivo

Islote pancreático microvascular AMPc regula la distribución de sangre del islote y mantiene la función fisiológica de las células β del islote. Este protocolo describe el uso de un monitor Doppler láser para determinar el estado funcional del islote pancreático AMPc microvascular en vivo y para evaluar las contribuciones de la microcirculación de islotes pancreáticos para enfermedades relacionadas con el páncreas.

As a functional status of microcirculation, microvascular vasomotion is important for the delivery of oxygen and nutrients and the removal of carbon ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Intraluminal la arteria cerebral media de oclusión (MCAO) Modelo para el ictus isquémico con Orientación flujometría láser Doppler en ratones

Stroke is the third leading cause of death and the leading cause of disability in the world, with an estimated cost of near $70 billion 
in the United ...

Investigación

Medicina

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La endotelina-1 inducida por la arteria cerebral media oclusión Modelo para el ictus isquémico con Orientación flujometría láser Doppler en la rata

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in ...

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