Name: evaluation of cerebral blood flow autoregulation in the rat using laser doppler flowmetry
Uploaded: 2020-01-19T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Cerebral Blood Flow Autoregulation in the Rat Using Laser Doppler Flowmetry at JoVE.com

ويعرب المؤلفون عن شكرهم الخالص لكالي كوزاك ، ميغان ستوبف ، وجاك بولليس لمساعدتهم المتميزة في إكمال هذه الدراسة واعداد المخطوطة. دعم المنح: المعاهد القومية للصحة #R01-HL128242 ، #R21-OD018309 ، و #R21-OD024781.

وافقت الكلية الطبية في ولاية ويسكونسن المؤسسية لرعاية الحيوانية واستخدامها (IACUC) جميع البروتوكولات الموصوفة في هذه الورقة وجميع الإجراءات هي في الامتثال للمعاهد الوطنية للصحة (المعاهد القومية للصحة) مكتب رعاية الماشية المختبرية (OLAW) الانظمه.
1. الحيوانية التجريبية والتحضير ...

تقييم الاستجابات تدفق الدم الانسجه مع الليزر دوبلر الجريان (df). كما ذكر أعلاه ، اشاره DF يتناسب مع عدد وسرعه الجزيئات المتحركة ، في هذه الحالة ار بي سي ، في دوران الاوعيه الدقيقة. وترتبط بشكل جيد قراءات df في أجهزه مختلفه معتدفق الدمالجهاز كله تقييمها من قبل الأساليب المعمول به...

أليات التنظيم التلقائي في الدورة الدموية الدماغية تلعب دورا حاسما في الحفاظ علي التوازن والوظيفة الطبيعية في الدماغ. يتاثر التنظيم التلقائي لتدفق الدم الدماغي بعوامل متعددة بما في ذلك معدل ضربات القلب ، وسرعه الدم ، وضغط التروية ، وقطر شرايين المقاومة الدماغية ، ومقاومه الدوران المجهري ، وكلها تلعب دورا في الحفاظ علي إجمالي تدفق الدم الدماغي الثابت في الدماغ علي المدى الفسيولوجي لضغط الدم الجهازي. عندما يزيد الضغط الشرياني, هذه أليات الشريانية الدقيقة والشرايين المقاومة لمنع الزيادات الخطيرة في الضغط داخل الجمجمة. عندما ينخفض ضغط الدم الشرياني ، تمدد أليات التحكم المحلية الشرايين للحفاظ علي الانسجه الفوقية و O2 التسليم. الحالات المرضية المختلفة مثل hypercapnia ، صدمه أو العالمية أصابه الدماغ نقص الأكسجين ، واعتلال الاوعيه الدموية السكري1،2،3،4،5،6 قد يعطل قدره الدماغ علي تنظيم تدفق الدم تلقائيا. علي سبيل المثال, ارتفاع ضغط الدم المزمن يغير نطاق التنظيم التلقائي الفعال نحو الضغوط العالية7,8,9, والملح العالي (HS) النظام الغذائي لا يتداخل فقط مع تمدد البطانة الطبيعية المعتمدة في الدورة الدموية الدماغية10, ولكنأيضا يضعف قدره أليات التنظيم التلقائي في الدورة الدموية وضعف التنظيم الذاتي الدماغي أيضا في دال الفئران الحساسة للملح عندما يتم تغذيتها نظام غذائي HS12.
خلال التخفيضات في الضغط الشرياني ، وتمدد الشرايين المقاومة الدماغية والشريانية في البداية إرجاع تدفق الدم الدماغي للسيطرة علي القيم علي الرغم من انخفاض ضغط التروية. ومع انخفاض الضغط الشرياني ، يظل تدفق الدم الدماغي ثابتا عند الضغط المنخفض (مرحله الهضبة من الاستجابة التنظيمية التلقائية) حتى لا يمكن تمدد الاوعيه الدموية للحفاظ علي تدفق الدم عند الضغط المنخفض. والضغط الأدنى الذي يمكن فيه للجهاز الحفاظ علي تدفق الدم الطبيعي يسمي الحد الأدنى من التنظيم التلقائي (LLA). في الضغوط تحت LLA, انخفاض تدفق الدم الدماغي بشكل كبير من القيم يستريح والانخفاضات في الأزياء الخطية مع كل انخفاض في الضغط ترويهالشرياني 13,14. التحول التصاعدي في LLA ، كما لوحظ في ارتفاع ضغط الدم7،8،9، قد تزيد من خطر وشده الاصابه بنقص التروية خلال الظروف التي يتم فيها تقليل ضغط التروية الشريانية (علي سبيل المثال ، احتشاء عضله القلب ، السكتة الدماغية ، أو صدمه الدوران).
وقد ثبت ان df نهجا قيما للغاية لتقييم تدفق الدم في دوران الاوعيه الدقيقة تحت مجموعه متنوعة من الظروف ، بما في ذلك التنظيم التلقائي لتدفق الدم في الدورة الدموية الدماغية11،14،15. بالاضافه إلى تقييم الاستجابات التنظيمية التلقائية ، يمكن استخدام df لمراقبه تدفق الدم القشري عند التحقيق في الأيض ، العضلي ، البطانية ، أليات العصبية التي تنظم تدفق الدم الدماغي وتاثير مختلف التدخلات التجريبية والحالات المرضية علي تدفق الدم الدماغي10،16،17،18،19،20
يقيس DF التحول في ضوء الليزر ينعكس استجابه لعدد وسرعه الجسيمات المتحركة-في هذه الحالة ، خلايا الدم الحمراء (ربك). لدراسات التنظيم التلقائي للاوعيه الدموية الدماغية ، يتم تغيير ضغط الدم الشرياني اما عن طريق ضخ ناهض الفا الكظر لزيادة الضغط الشرياني (لان الدورة الدموية الدماغية نفسها غير حساسة لناهضات الاوعيه الدمويةالفاالكظر)12،15 أو عن طريق التحكم في حجم الدمالانسحابللحد من في هذه الدراسة ، يستخدم DF لإظهار اثار التخفيضات المتدرجة في ضغط الدم علي التنظيم التلقائي الدماغي في الفئران صحية. علي الرغم من ان طرق الجمجمة المفتوحة والمغلقة قد وصفت في الأدب22،23،24،25، توضح هذه الورقة اعداد الجمجمة المغلقة ، مما يسمح بتقييم تدفق الدم الدماغي دون اختراق الجمجمة أو تركيب حجره أو نافذه دماغيه.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3-0 braided black silk suture</td>
			<td>Midwest Vet</td>
			<td>193.73000.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arterial Pressure Transducer</td>
			<td>Merit Medical</td>
			<td>041516504A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automated Data Acquisition Systems (WINDAQ &#38; BIOPAC system)</td>
			<td>DATAQ Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blood Pressure Display Unit</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>50115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Circulating warm water pump</td>
			<td>Gaymar Industries</td>
			<td>T-pump</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>End-tidal CO2 monitor</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>Capstar-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin Sodium</td>
			<td>Midwest Vet</td>
			<td>191.46720.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipe</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>06-666A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Doppler Flow Meter</td>
			<td>Perimed</td>
			<td>PeriFlux 5000 LDPM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Doppler Refill Motility Standard</td>
			<td>Perimed</td>
			<td>PF1001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Tubing (PE240) (for trachea cannula)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>63018-828</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Tubing (PE50) (for femoral catheters)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>63019-048</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rodent Ventilator</td>
			<td>Cwe/Stoelting</td>
			<td>SAR-830/P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline</td>
			<td>Midwest Vet</td>
			<td>193.74504.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague-Dawley Outbred Rats</td>
			<td>Variable</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Rats were ordered from various companies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Rat Chow</td>
			<td>Dyets, Inc.</td>
			<td>113755</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic Instrument</td>
			<td>Cwe/Stoelting</td>
			<td>Clasic Lab Standard</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of cerebral blood flow autoregulation in the rat using laser doppler flowmetry

عند التحقيق في أليات الجسم لتنظيم تدفق الدم الدماغي ، يمكن الحصول علي قياس نسبي لتدفق الدم في الاوعيه الدموية الدقيقة باستخدام الليزر دوبلر الجريان (DF). توضح هذه الورقة اعداد الجمجمة المغلقة التي تسمح بتقييم تدفق الدم الدماغي دون اختراق الجمجمة أو تركيب حجره أو نافذه دماغيه. لتقييم أليات التنظيمية التلقائية ، يمكن استخدام نموذج للحد من ضغط الدم المتحكم به عن طريق النزف المتدرج اثناء الاستخدام المتزامن لل DF. وهذا يتيح تتبع الوقت الحقيقي للتغيرات النسبية في تدفق الدم استجابه للتخفيضات في ضغط الدم الشرياني الناتجة عن سحب حجم الدم المتداول. هذا النموذج هو نهج قيم لدراسة التنظيم التلقائي لتدفق الدم الدماغي خلال التخفيضات في ضغط الدم الشرياني ، ومع التعديلات الطفيفة في البروتوكول ، هو أيضا قيمه كنموذج تجريبي من الصدمة النزفية. بالاضافه إلى تقييم الاستجابات التنظيمية التلقائية ، يمكن استخدام DF لمراقبه تدفق الدم القشري عند التحقيق في أليات الايضيه ، العضلية ، البطانية ، القرنية ، أو العصبية التي تنظم تدفق الدم الدماغي وتاثير التجارب المختلفة التدخلات والحالات المرضية علي تدفق الدم الدماغي.

ويلخص الشكل 2 نتائج التجارب التي أجريت في 10 من الذكور الفئران sprague-dawley تغذيه المختبر القياسية تشاو. وفي تلك التجارب ، تم الحفاظ علي النسبة المئوية لهذا النزيف في حدود 20 في المائة من قيمه النزف السابق للدماء بعد السحب الأول لحجم الدم الثلاثة ، إلى ان وصل الضغط الشرياني المتوس...

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Cerebral Blood Flow Autoregulation in the Rat Using Laser Doppler Flowmetry at JoVE.com

Evaluation of Cerebral Blood Flow Autoregulation in the Rat Using Laser Doppler Flowmetry

توضح هذه المقالة استخدام الليزر دوبلر الجريان لتقييم قدره الدورة الدموية الدماغية لتنظيم تدفق الدم تلقائيا خلال التخفيضات في ضغط الدم الشرياني.

تقييم التنظيم التلقائي لتدفق الدم الدماغي في الفئران باستخدام الليزر دوبلر الجريان

When investigating the body&#39;s mechanisms for regulating cerebral blood flow, a relative measurement of microcirculatory blood flow can be obtained ...

هذا البروتوكول هو مناسبة بشكل مثالي لتقييم قدرة دوران الأوعية الدماغية الدقيقة لتنظيم تدفق الدم الخاصة به أثناء تغيرات ضغط الدم في ظل الظروف الطبيعية والمرضية. يوفر LDF طريقة غير الغازية نسبيًا للمراقبة المستمرة لتدفق الدم الدماغي في ظل مجموعة متنوعة من الظروف التي لا يمكن مع طرق أخرى. يمكن استخدام قياس تدفق دوبلر الليزر لتقييم تدفق الدم غير الغازية.على سبيل المثال، لتقييم آثار اتباع نظام غذائي عالي الملح على ضعف تنظيم تدفق الدم لدى الشابات الأصحاء. يسمح LDF بمراقبة تدفق الدم بسهولة في العديد من أسرة الأوعية الدموية المختلفة للبشر والحيوانات ، ويمكن استخدامه في مجموعة واسعة من الدراسات. إظهار الإجراء مع أدريان ألن سيكون ميغان Stumpf، بلدي التكنولوجيا البحوث ومدير المختبر.قبل البدء في الإجراء ، ضع الجرذ على بطانية مياه متداولة يتم الحفاظ عليها عند 37 درجة مئوية وتأكد من عدم الاستجابة لردود الفعل الدواسة في فأر تجريبي مُجرّد. تطبيق مرهم على عيون الحيوانات وحلق الجزء العلوي من الجمجمة، منطقة الرقبة البطنية، والمثلثات الفخذ. إزالة أي فقدان الشعر من الجلد المكشوفة.وتطهير الجلد مع فرك الكحول. نقل الفئران إلى وسادة التدفئة مع مضخة المياه الدافئة المتداولة. واستخدم الشريط الطبي لتأمين الجرذ مؤقتا في موضعه الووبيين.ملء اثنين PE 50 cannulas مع وحدة واحدة لكل مل من الهيبارين في محلول كلوريد الصوديوم متساوي التوتر. وت شطب الطرف المفتوح من القسطرة بمقص جراحي لتسهيل إدخاله في الشرايين. بعد فصل الشرايين الفخذية بعناية من الأنسجة المحيطة تحت المجهر تشريح، ligate نهاية القاصي من الجزء الشريان الفخذي المعزول ووضع اثنين من الغرز إضافية حول نهايات منتصف وقريب من الشريان دون تشديد عقدة.أدخل سلكًا على شكل حرف V على شكل مقطع ورقي تحت الشريان لتكديس الوعاء حتى يتم تأمين القنية. ثم استخدام مقص vannas لإجراء شق صغير في الشريان الفخذي بالقرب من الربط القاصي. أدخل الطرف المشططوف من القنية في الشق وتقدم القنية في الشريان الفخذي.قم بإزالة مشبك الورق. تشديد عقدة في الرباط الأوسط على القنية لتأمين القنية في مكان. الافراج عن التوتر على شد الرباط، ثم تشديد الرباط القريب وإغلاق شق.مباشرة بعد أن تكون القنية في مكانها ، ضع الحيوان في وضع صارم. وتأمين الرأس في جهاز ستيريو مع الحرص على عدم طرد القسطرة. إجراء شق بيضاوي الشكل في الجلد تغطي الجمجمة.واستخدم مسحة قطنية لإزالة أي نسيج الضام، مما يضمن أن الجمجمة نظيفة وجافة. ضع قطعة صغيرة من ورق الأنسجة المدومة المدوية حول الشق على فروة الرأس لوقف أي نزيف وتحت المجهر التشريحي ، استخدم حفرًا مناسبًا مع بت حفر 2.15 مم لرقيقة مساحة 0.5 إلى 1 سم من العظام في منطقة الجدار الجداري على القشرة السفلية اليسرى أو اليمنى ، اعتمادًا على حجم الجرذ. رقيقة العظام ببطء وبعناية لتجنب اختراق الجمجمة.أثناء تنفيذ هذه الخطوة، يجب تطبيق محلول ملحي بشكل متحرر لمنع المنطقة من أكثر من التدفئة. عندما يكون للمنطقة مظهر وردي و / أو يمكن تصور الأوعية الدموية ، قم بتغطية العظم الرقيق بالزيت المعدني. واستخدام ميكرومانبولاتور لوضع مسبار دوبلر الليزر على دوران الدماغ المجهرية المكشوفة بحيث غيض من التحقيق هو مجرد لمس الجزء العلوي من بركة من النفط المعدني.بالنسبة لوضع المسبار الأولي، من الأفضل البدء بإشارة من حوالي 150 وحدة لضمان وضع المسبار على الدورة الدموية الدقيقة. عندما يكون مسبار قياس تدفق الدوبلر بالليزر في مكانه، اسمح للحيوان بالراحة لفترة توازن تتراوح بين 30 و45 دقيقة قبل سحب 1.5 مل من الدم من كانية الشريان الفخذي المناسبة على مدى 30 ثانية. للحفاظ على براءة اختراع القسطرة، ضخ 100 وحدة لكل مل من الهيبارين في محلول ملحي متساوي التوتر في القنية بعد كل سحب الدم.السماح للجرذ لاسترداد لمدة دقيقتين ومن ثم قياس LDF وضغط الدم كل 30 ثانية لمدة دقيقتين. بعد ضغط الدم وقياسات LDF، كرر سحب حجم الدم كل دقيقتين حتى يصل الحيوان إلى ضغط شرياني متوسط يبلغ حوالي 20 ممHg. في هذه التجارب التمثيلية، تم الحفاظ على متوسط تدفق الدم الدماغي بالليزر من 10 فئران Sprague-Dawley تغذية تشاو المختبر القياسية في غضون 20٪ من قيمة ما قبل النزيف بعد أول ثلاثة سحبات حجم الدم، حتى وصل متوسط ضغط الشرايين الحد الأدنى من التنظيم التلقائي.في وقت لاحق سحب حجم الدم في الضغوط أقل من الحد الأدنى من التنظيم التلقائي، تسبب في انخفاض تدريجي لتدفق الدم الدماغية الليزر مما يدل على أن الدورة الدموية الدماغية لم تعد قادرة على إنتاج مستوى كاف من توسع الأوعية للحفاظ على استمرار تدفق الدم الدماغي في انخفاض الضغوط الزائد. عند الضغوط عند أو أعلى الحد الأدنى للتنظيم التلقائي، لم يكن هناك ارتباط كبير بين تدفق الدم الدماغي بالليزر وضغط الشرايين، مما يشير إلى أن تدفق الدم الدماغي بالليزر كان مستقلاً عن الضغط الشرياني في نطاق الهضبة من منحنى التنظيم التلقائي. تحت الحد الأدنى من التنظيم التلقائي، وكان الليزر تدفق الدم الدماغي العلاقة الضغط الشرياني منحدر سلبي.وتدفق الدم الدماغي بالليزر كان مرتبطاً بشكل كبير بضغط الشرايين. أهم الأشياء التي يجب تذكرها هي أن نثني الجمجمة بعناية فائقة وأن تتأكد من أن مسبار LDF لا يزال راسخًا على نفس المنطقة من الأنسجة. يمكن استخدام هذا الإجراء لاختبار تفاعل دوران الأوعية الدقيقة لمختلف العوامل بعد التسريب الرجعي عبر الشريان السباتي ، أو لتقييم فرط الدم الوظيفي والاقتران العصبي الوعائي في الدورة الدموية الدماغية.وقد مكنت هذه التقنية من التحقيق في آثار الأدوية المختلفة والتخدير على الدورة الدموية الدماغية والتغيرات في التنظيم التلقائي الدماغي في نماذج الأمراض مثل ارتفاع ضغط الدم.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

الشريان الدماغي الأوسط انسداد داخل اللمعة (MCAO) النموذجي للاصابة بالسكتة الدماغية مع توجيه الليزر دوبلر Flowmetry في الفئران

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 ...

MRI-guided Disruption of the Blood-brain Barrier using Transcranial Focused Ultrasound in a Rat Model

التصوير بالرنين المغناطيسي موجهة تعطيل حاجز الدم في الدماغ باستخدام الموجات فوق الصوتية المركزة عبر الجمجمة في نموذج الفئران

Focused ultrasound (FUS) disruption of the blood-brain barrier (BBB) is an increasingly investigated technique for circumventing the BBB1-5. The BBB is a ...

Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Rat

Endothelin-1 المستحثة انسداد الشريان الدماغي الأوسط نموذج للالسكتة الدماغية مع التوجيه بالليزر Flowmetry دوبلر في الجرذ

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 ...

Optimized System for Cerebral Perfusion Monitoring in the Rat Stroke Model of Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion

الأمثل نظام لرصد الإرواء الدماغي في نموذج الفئران من السكتة الدماغية داخل اللمعة انسداد الشريان الدماغي الأوسط

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal ...

Handling of the Cotton Rat in Studies for the Pre-clinical Evaluation of Oncolytic Viruses

التعامل مع الفأر القطن في الدراسات لتقييم ما قبل السريرية من حال الورم الفيروسات

Oncolytic viruses are a novel anticancer therapy with the ability to target tumor cells, while leaving healthy cells intact.  For this strategy to be ...

Quantification of the Immunosuppressant Tacrolimus on Dried Blood Spots Using LC-MS/MS

الكمي للمناعة tacrolimus على وبقع الدم الجافة عن طريق LC-MS / MS

The calcineurin inhibitor tacrolimus is the cornerstone of most immunosuppressive treatment protocols after solid organ transplantation in the United ...

In Vivo Evaluation of the Mechanical and Viscoelastic Properties of the Rat Tongue

In Vivo Evaluation of the Mechanical and Viscoelastic Properties of the Rat Tongue

في فيفو تقييم الخصائص الميكانيكية و اللزجة من اللسان الجرذ

The tongue is a highly innervated and vascularized muscle hydrostat on the floor of the mouth of most vertebrates. Its primary functions include ...

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

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

دوبلر الليزر: أداة لقياس البنكرياس جزيرة فاسوموشن ميكروفاسكولار في فيفو

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

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

اختبار توافق الدم من زرع الدم الاتصال في نموذج حلقة تدفق محاكاة تدفق الدم البشري

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

Laser Doppler Perfusion Imaging in the Mouse Hindlimb

الليزر دوبلر Perfusion التصوير في هندليمب الماوس

Blood flow recovery is a critical outcome measure after experimental hindlimb ischemia or ischemia-reperfusion. Laser Doppler perfusion imaging (LDPI) is ...