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

Авторы выражают искренную благодарность Калей Козак, Меган Стампф и Джеку Буллису за их выдающуюся помощь в завершении этого исследования и подготовке рукописи. Грантовая поддержка: NIH #R01-HL128242, #R21-OD018309 и #R21-OD024781.

Медицинский колледж Висконсина Институциональный комитет по уходу за животными и использованию (IACUC) одобрил все протоколы, описанные в настоящем документе, и все процедуры соответствуют Национальным институтам здравоохранения (NIH) Управление лабораторного благосостояния животных (OL...

Оценка тканевого кровотока Ответы с лазерной доплера Flowmetry (LDF). Как отмечалось выше, сигнал LDF пропорционален количеству и скорости движущихся частиц, в данном случае РБК, в микроциркуляции. LDF чтения в различных органах хорошо коррелируют с цельным кровотоком органов оценивае?...

Авторегуляторные механизмы в мозговой циркуляции играют решающую роль в поддержании гомеостаза и нормальной функции в головном мозге. На аутореерегрецию мозгового кровотока влияют многочисленные факторы, включая частоту сердечных приступов, скорость крови, перфузионное давление, диаметр артерий мозгового сопротивления и микроциркуляторационное сопротивление, которые играют роль в поддержании общего мозгового кровотока в головном мозге в течение физиологического диапазона системных кровяных давлений. Когда артериальное давление увеличивается, эти механизмы сужают артериолы и артерии сопротивления, чтобы предотвратить опасное повышение внутричерепного давления. Когда артериальное кровяное давление уменьшается, местные механизмы контроля удаляются артериолы для поддержания перфузии тканей и O2 доставки. Различные патологические условия, такие как гиперкапния, травматические или глобальные гипоксические повреждения головного мозга, и диабетической микроангиопатии1,2,3,4,5,6 может нарушить способность мозга к ауторегулированию его кровотока. Например, хроническая гипертензия смещает эффективный ауторегуляторный диапазон в сторону более высокого давления7,8,9,а диета с высоким содержанием соли (ГС) не только мешает нормальному эндотелиево-зависимому расширению в микроциркуляции головного мозга10,но и ухудшает способность ауторегуляторных механизмов в мозговой циркуляции расплещеть и поддерживать перфузию тканей при снижении артериального давления на11. Церебральный авторегуляции также нарушается в Dahl соль чувствительных крыс, когда они кормят Диета СС12.
Во время снижения артериального давления, расширение артерий и артериол церебральной резистентности первоначально возвращает мозговой кровоток для контроля значений, несмотря на снижение перфузионного давления. По мере того как артериальное давление уменьшено более далее, церебральный кровоток остает постоянн на более низком давлении (фаза плато autoregulatory реакции) до тех пор пока сосуд не не сможет no longer удлинить для поддержания кровотока на более низком давлении. Наименьшее давление, при котором орган может поддерживать нормальный кровоток, называется нижним пределом авторегуляции (LLA). При давлении ниже LLA, мозговой кровоток значительно уменьшается от значений отдыха и уменьшается линейным способом с каждым снижением артериального перфузионного давления13,14. Восходящий сдвиг в ЛПЛА, как это наблюдается при гипертонии7,8,9,может увеличить риск и тяжесть ишемической травмы в условиях снижения артериального перфузионного давления (например, инфаркт миокарда, ишемический инсульт или кровеносный шок).
LDF оказался чрезвычайно ценным подходом к оценке кровотока в микроциркуляции при различных обстоятельствах, включая ауторегулирование кровотока в мозговой циркуляции11,14,15. В дополнение к оценке ауторегуляторных реакций, LDF может быть использован для мониторинга коркового кровотока при исследовании метаболических, миогенных, эндотелиальных, гуморальных или нейронных механизмов, которые регулируют мозговой кровоток и влияние различных экспериментальных вмешательств и патологических условий на мозговой кровоток10,16,17,18,19,20,21.
LDF измеряет сдвиг в отраженном лазерном свете в ответ на количество и скорость движущихся частиц - в данном случае, эритроциты (РБК). Для исследований авторегуляции церебральных сосудов артериальное давление изменяется либо путем вливания альфа-адренергического агониста для повышения артериального давления (потому что само кровообращение нечувствительно к альфа-адренергическим вазонсукторамов)12,15 или с помощью контролируемого вывода объема крови для снижения артериального давления11,14. В настоящем исследовании, LDF используется, чтобы продемонстрировать влияние градуированных снижение артериального давления на церебральный авторегуляции у здоровой крысы. Хотя открытые и закрытые методы черепа были описаны в литературе22,23,24,25, в настоящее время документ демонстрирует закрытый препарат черепа, что позволяет мозгового кровотока для оценки без проникновения черепа или установки камеры или мозгового окна.

<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

При исследовании механизмов организма для регулирования мозгового кровотока, относительное измерение микроциркулятора кровотока может быть получено с помощью лазерной доплеровской течететрии (LDF). В этой статье показан закрытый препарат черепа, который позволяет оценивать мозговой кровоток без проникновения в череп или установки камеры или окна головного мозга. Для оценки механизмов авторегуляторов, модель контролируемого снижения артериального давления через градуированные кровоизлияния могут быть использованы при одновременном использовании LDF. Это позволяет в режиме реального времени отслеживать относительные изменения в кровотоке в ответ на снижение артериального кровяного давления, вызванного выводом циркулирующего объема крови. Эта парадигма является ценным подходом к изучению саморегуляции мозгового кровотока во время снижения артериального кровяного давления и, с незначительными изменениями в протоколе, также ценна как экспериментальная модель геморрагического шока. В дополнение к оценке ауторегуляторных реакций, LDF может быть использован для мониторинга коркового кровотока при исследовании метаболических, миогенных, эндотелиальных, гуморальных или нейронных механизмов, которые регулируют мозговой кровоток и влияние различных экспериментальных вмешательства и патологические состояния мозгового кровотока.

Рисунок 2 обобщает результаты экспериментов, проведенных в 10 самцах крыс Спраг-Доули, которых кормили стандартной лабораторной чау. В этих экспериментах среднее значение LCBF сохранялось в пределах 20% от значения предварительного кровотечения после первых трех изъятий о...

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

Данная статья демонстрирует использование лазерной доплеровской течетметрии для оценки способности мозгового кровообращения ауторегулировать его кровоток во время снижения артериального артериального давления.

Оценка саморегуляции мозгового кровного потока в Крысе с помощью лазерной доплеровской флоуметрии

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

Этот протокол идеально подходит для оценки способности микроциркуляции головного мозга регулировать собственный кровоток во время изменения артериального давления при нормальных и патологических условиях. LDF обеспечивает относительно неинвазивный метод для непрерывного мониторинга мозгового кровотока в различных условиях, что невозможно с другими методами. Лазерная доплеровая тектерметрия может быть использована для неинвазивной оценки кровотока.Например, оценить влияние высокосолевой диеты на нарушение регуляции кровотока у здоровых молодых женщин. LDF позволяет легко контролировать кровоток во многих различных сосудистых кроватях людей и животных, и может быть использован в самых разнообразных исследованиях. Демонстрацией процедуры с Адриенн Аллен будет Меган Стампф, мой научный технолог и руководитель лаборатории.Перед началом процедуры поместите крысу на циркулирующее водное одеяло при 37 градусах по Цельсию и подтвердите отсутствие реакции на педаль рефлекса у обезболивающей экспериментальной крысы. Нанесите мазь на глаза животных и побрить верхнюю часть черепа, область брюшной шеи и бедренные треугольники. Удалите любые потери волос от открытой кожи.И дезинфицировать кожу спиртом. Переместите крысу на грелку с циркулирующим тепло водяным насосом. И использовать медицинскую ленту, чтобы временно обеспечить крысу в положении на спине.Заполните две канюли PE 50 с одной единицей на мл гепарина в растворе изотонического хлорида натрия. И скошен открытый конец катетеров с хирургическими ножницами для облегчения вставки в артерии. После тщательного отделения бедренных артерий от окружающих тканей под рассечением микроскопа, ligate дистальный конец изолированных бедренной артерии сегмента и место двух дополнительных швов вокруг среднего и проксимального конца артерии без затягивания узлов.Вставьте V-образный провод, вылепленный из замядлой зажима под артерией, чтобы окклюдить сосуд до тех пор, пока канюля не будет защищена. Затем используйте ножницы vannas, чтобы сделать небольшой разрез в бедренной артерии вблизи дистальной перевязки. Вставьте скошенный конец канюли в разрез и заранее канюли в бедренную артерию.Удалите зажим. Затяните узел в средней лигатуре над канюлей, чтобы закрепить канюлю на месте. Сьте напряжение на подъемную лигатуру, затем затяните проксимальную лигатуру и закройте разрез.Сразу после того, как канюли на месте, поместите животное в кормовое положение. И закрести голову в стереотаксисе, заботясь о том, чтобы не выбить катетеры. Сделайте эллиптические разрезы в коже, покрывающие череп.И использовать ватный тампон, чтобы удалить любые соединительной ткани, гарантируя, что череп чистый и сухой. Поместите небольшой, свернутый удлиненный кусок бумаги ткани вокруг разреза на кожу головы, чтобы остановить кровотечение и под рассечением микроскопа, используйте соответствующий размер сверла с 2,15 мм сверла бит тонкой 0,5 до 1 см области кости в теменной области над левой или правой соматосенсной коры, в зависимости от размера крысы. Тонкие кости медленно и осторожно, чтобы избежать проникновения черепа.При выполнении этого шага, солевой раствор должен быть применен либерально, чтобы предотвратить область от чрезмерного нагрева. Когда область имеет розовый вид и / или кровеносные сосуды могут быть визуализированы, покрыть истонченные кости с минеральным маслом. И использовать микроманипулятор для позиционирования лазерного доплеровского зонда над открытой микроциркуляцией головного мозга, чтобы кончик зонда просто касался верхней части бассейна минерального масла.Для первоначального размещения зонда, лучше всего начать с сигнала около 150 единиц, чтобы убедиться, что зонд расположен над микро циркуляции. Когда лазерный доплеровский зонд flowmetry находится на месте, дайте животному отдохнуть в течение 30-45 минут периода эквилибриции, прежде чем снять 1,5 мл крови из соответствующей канюли бедренной артерии в течение 30 секунд. Чтобы сохранить патент на катетер, влить 100 единиц на мл гепарина в изотоническом солевом растворе в канюлю после каждого анализа крови.Разрешить крысы восстановить в течение двух минут, а затем измерить LDF и кровяное давление каждые 30 секунд в течение двух минут. После измерения артериального давления и LDF, повторяйте вывод объема крови каждые две минуты, пока животное не достигнет среднего артериального давления около 20 мм/г. В этих репрезентативных экспериментов, средний лазерный мозговой кровоток 10 Sprague-Dawley крыс кормили стандартной лаборатории чау поддерживается в пределах 20% от доморрагивания значение после первых трех снятия объема крови, пока среднее артериальное давление достигло нижнего предела ауторегуляции.Последующие снятия объема крови при давлении ниже нижнего предела ауторегуляции, вызвало постепенное сокращение лазерного мозгового кровотока, демонстрируя, что мозговое кровообращение уже не в состоянии производить достаточный уровень вазодилатации для поддержания мозгового кровотока постоянной при более низком давлении изобилия. При давлении на уровне или выше нижнего предела ауторегляции не было существенной корреляции между лазерным мозговым кровотоком и артериальным давлением, что указывает на то, что лазерный мозговой кровоток не зависит от артериального давления в диапазоне плато автоматической кривой. Ниже нижнего предела ауторегуляции, лазерный мозговой кровоток артериального давления отношения имели отрицательный наклон.А лазерный мозговой кровоток значительно коррелировал с артериальным давлением. Наиболее важные вещи, чтобы помнить, чтобы разжижать череп очень тщательно и убедиться, что зонд LDF остается твердо закреплены над той же области ткани. Эта процедура может быть использована для проверки реактивности микроциркуляции различных агентов после ретроградного вливания через сонную артерию, или для оценки функциональной гиперемии и нервно-сосудистых совок в мозговой циркуляции.Этот метод позволил изукоризвести влияние различных препаратов и анестезии на мозговое кровообращение и изменения в церебральной ауторегуляции в моделях заболеваний, таких как гипертония.

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

Внутрипросветный средней мозговой артерии (MCAO) Модель развития ишемического инсульта с лазерной допплеровской флоуметрии Руководство у мышей

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

МРТ наведением Нарушение гематоэнцефалический барьер использованием транскраниальной сфокусированным ультразвуком в крысиной модели

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

Эндотелина-1 Индуцированные средней мозговой артерии модели развития ишемического инсульта с лазерной доплеровской флоуметрии руководство в Крысы

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

Оптимизированная система для мониторинга церебральный перфузии у крыс хода модели внутрипросветного окклюзии средней мозговой артерии

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

Обращение с хлопковых крыс в исследованиях для доклинических оценки онколитических вирусов

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

Количественная оценка иммуносупрессором такролимуса на сухих пятен крови с использованием 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

In Vivo Оценка механических и вязкоупругих свойств крысиного языка

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

Лазерная допплеровская: Инструмент для измерения поджелудочной островок микрососудистой Vasomotion In Vivo

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

Гемосовместимость Тестирование кровоконтактных имплантатов в модели петли потока, имитирующей поток крови человека

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

Лазерная доплеровский перфузионной визуализации в мыши Hindlimb

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