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

Yazarlar Kaleigh Kozak, Megan Stumpf ve Jack Bullis'e bu çalışmanın tamamlanması ve el yazmasının hazırlanmasındaki olağanüstü yardımları için içten teşekkürlerini sunarlar. Hibe Desteği: NIH #R01-HL128242, #R21-OD018309 ve #R21-OD024781.

Wisconsin Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi Tıp Koleji (IACUC) bu yazıda açıklanan tüm protokolleri onayladı ve tüm prosedürler Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) Laboratuvar Hayvan Refahı Ofisi (OLAW) ile uyumludur Yönetmelik.
1. Deneysel hayvanlar ve kayıt için hazırlık
<ol><li>8-12 haftalık erkek Sprague-Dawley sıçanlarının 250-300 g ağırlığında olduğunu kullanın. Bu deneyler için, %0.4 NaCl, 200 g/kg kazein, 3 g/kg DL-metiyonin, 497,77 g/kg sakaroz, ...

Lazer Doppler Flowmetri (LDF) ile Doku Kan Akımı Yanıtlarının Değerlendirilmesi. Yukarıda belirtildiği gibi, LDF sinyali mikrosirkülasyonda, bu durumda RBC, hareketli parçacıkların sayısı ve hızı ile orantılıdır. Farklı organlarda LDF okumaları iyi elektromanyetik akış ölçerler ve radyoaktif mikroküreler30 gibi kurulan yöntemlerle değerlendirilen tüm organ kan akımı ile ilişkilidir ve genellikle kanüle arter preparatları aktif ton regülasyonu de?...

Serebral dolaşımdaki otodüzenleyici mekanizmalar homeostazın ve beyindeki normal fonksiyonun korunmasında önemli bir rol oynar. Serebral kan akımının otoregülasyonu kalp hızı, kan hızı, perfüzyon basıncı, serebral direnç arterlerin çapı ve mikrosirkülasyon direnci gibi birçok faktörden etkilenir, bunların hepsi sistemik kan basıncının fizyolojik aralığı üzerinde beyindeki toplam serebral kan akımı sabitinin korunmasında rol oynar. Arteriyel basınç arttığında, Bu mekanizmalar intrakraniyal basınçta tehlikeli artışları önlemek için arteriyol ve direnç arterleri daraltır. Arteriyel kan basıncı düştüğünde, lokal kontrol mekanizmaları doku perfüzyonu ve O2 doğum korumak için arteriyolleri dilfle. Hiperkapni gibi çeşitli patolojik koşullar, travmatik veya küresel hipoksik beyin hasarı, ve diyabetik mikroanjiyopati1,2,3,4,5,6 kan akışını otomatik düzenleme beynin yeteneğini bozabilir. Örneğin, kronik hipertansiyon yüksek basınçlar doğru etkili otodüzenleyici aralığı kaydırıyor7,8,9, ve yüksek tuz (HS) diyet sadece serebral mikrosirkülasyon normal endotel bağımlı dilatasyon ile müdahale10, ama aynı zamanda arteriyel basınç azaldığında doku perfüzyonu azaltmak ve korumak için serebral dolaşımda otodüzenleyici mekanizmaların yeteneğini bozar11. Serebral otoregülasyon da Bir HS diyet12beslenir dahl tuza duyarlı sıçanlarda bozulur.
Arteriyel basınç azalmaları sırasında, serebral direnç arterler ve arteriyollerin genişlemesi başlangıçta azaltılmış perfüzyon basıncına rağmen değerleri kontrol etmek için serebral kan akımı nı döndürür. Arteriyel basınç daha da azalır gibi, serebral kan akımı düşük basınçta sabit kalır (otodüzenleyici yanıt plato faz) vaskülatür artık düşük basınçta kan akışını korumak için genişledikçe kadar. Bir organın normal kan akışını koruyabileceği en düşük basınç, otoregülasyonun alt sınırı (LLA) olarak adlandırılır. LLA altındaki basınçlarda, serebral kan akımı istirahat değerlerinden önemli ölçüde azalır ve arteriyel perfüzyon basıncı nda her azalma ile doğrusal bir şekilde azalır13,14. LLA bir yukarı kayma, hipertansiyon gözlenen7,8,9, arteriyel perfüzyon basıncı azalır koşullar sırasında iskemik yaralanma riskini ve şiddetini artırabilir (örneğin, miyokard infarktüsü, iskemik inme, veya dolaşım şoku).
LDF serebral dolaşımda kan akışının otoregülasyonu da dahil olmak üzere çeşitli koşullar altında mikrosirkülasyon kan akışını değerlendirmek için son derece değerli bir yaklaşım olduğu kanıtlanmıştır11,14,15. Otodüzenleyici yanıtları değerlendirmeye ek olarak, LDF metabolik araştırırken kortikal kan akışını izlemek için kullanılabilir, miyojenik, endotel, humoral, veya serebral kan akışını düzenleyen nöral mekanizmalar ve serebral kan akımı üzerinde çeşitli deneysel müdahaleler ve patolojik koşulların etkisi10,16,17,18,19,20,21.
LDF, yansıyan lazer ışığındaki değişimi hareket eden parçacıkların sayısı ve hızına yanıt olarak ölçer- bu durumda, kırmızı kan hücreleri (RBC). Serebral vasküler otoregülasyon çalışmaları için, arteriyel kan basıncı arteriyel basıncı artırmak için bir alfa-adrenerjik agonist infüzyonu ile değiştirilir (çünkü beyin dolaşımı kendisi alfa-adrenerjik vazokonstriktör agonistler duyarsız olduğu için)12,15 veya arteriyel basıncı azaltmak için kontrollü kan hacmi çekilmesi yoluyla11,14. Bu çalışmada, LDF sağlıklı bir sıçanda serebral otoregülasyon üzerine kan basıncında dereceli azalmaetkilerini göstermek için kullanılmaktadır. Literatürde açık ve kapalı kafatası yöntemleri tanımlanmış olmasına rağmen22,23,24,25, Bu kağıt kapalı bir kafatası hazırlığı gösterir, serebral kan akışının kafatası nüfuz veya bir oda veya serebral pencere yüklemeden değerlendirilmesine izin.

<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

Serebral kan akışını düzenleyen vücudun mekanizmaları araştırırken, mikrosirkülasyon kan akışının göreceli bir ölçüm lazer Doppler flowmetry kullanılarak elde edilebilir (LDF). Bu kağıt, serebral kan akışının kafatasını delmeden veya bir oda veya serebral pencere kurmadan değerlendirilmesini sağlayan kapalı bir kafatası hazırlığı göstermektedir. Otodüzenleyici mekanizmaları değerlendirmek için, aynı anda LDF istihdam ederken dereceli kanama yoluyla kontrollü kan basıncı azaltma modeli kullanılabilir. Bu dolaşımdaki kan hacminin çekilmesi ile üretilen arteriyel kan basıncında azalmayanıt olarak kan akışında göreceli değişikliklerin gerçek zamanlı izleme sağlar. Bu paradigma arteriyel kan basıncında azalma sırasında serebral kan akımı otoregülasyonu incelemek için değerli bir yaklaşımdır ve protokolde küçük değişiklikler ile, hemorajik şok deneysel bir model olarak da değerlidir. Otodüzenleyici yanıtları değerlendirmeye ek olarak, LDF, serebral kan akışını ve çeşitli deneysel etkileri düzenleyen metabolik, miyojenik, endotel, humoral veya nöral mekanizmaları araştırırken kortikal kan akışını izlemek için kullanılabilir serebral kan akımına müdahaleler ve patolojik durumlar.

Şekil 2, standart laboratuvar yemekle beslenen 10 erkek Sprague-Dawley sıçanında yapılan deneylerin sonuçlarını özetlemektedir. Bu deneylerde ortalama LCBF, ortalama arteriyel basınç LLA'ya ulaşana kadar ilk üç kan hacmi çekilmesinden sonra premoraji değerinin %20'sinde muhafaza edildi. LLA'nın altındaki basınçlarda sonraki kan hacmi çekilmeleri LCBF'nin ilerleyici bir azalmaya neden oldu, serebral dolaşımın artık düşük perfüzyon basınçlarında serebral kan ak?...

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

Bu makalede, arteriyel kan basıncında azalma sırasında kan akışını otomatik düzenleme serebral dolaşımın yeteneğini değerlendirmek için lazer Doppler flowmetry kullanımını göstermektedir.

Lazer Doppler Flowmetry Kullanarak Sıçanserebral Kan Akımı Otoregülasyon Değerlendirilmesi

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

Bu protokol, normal ve patolojik koşullar altında kan basıncı değişiklikleri sırasında kendi kan akışını düzenlemek için serebral mikrosirkülasyon yeteneğini değerlendirmek için idealdir. LDF, diğer yöntemlerle mümkün olmayan çeşitli koşullar altında serebral kan akışının sürekli izlenmesi için nispeten non-invaziv bir yöntem sağlar. Lazer Doppler flowmetry non-invaziv kan akımı değerlendirmesi için kullanılabilir.Örneğin, sağlıklı genç kadınlarda bozulmuş kan akımı düzenleme üzerinde yüksek tuz diyetetkilerini değerlendirmek için. LDF, insan ve hayvanların birçok farklı vasküler yataklarında kan akışının kolayca izlenmesini sağlar ve çok çeşitli çalışmalarda kullanılabilir. Adrienne Allen ile prosedürü gösteren Megan Stumpf, benim araştırma teknoloji ve laboratuvar yöneticisi olacak.İşleme başlamadan önce, 37 santigrat derece tutulan dolaşan bir su battaniyesi üzerine sıçan yerleştirin ve anestezili deneysel sıçan da pedal refleks yanıt eksikliği onaylamak. Hayvanların gözlerine merhem uygulayın ve kafatası, ventral boyun bölgesi ve femoral üçgenlerin üst tıraş. Maruz kalan cilt herhangi bir saç dökülmesi kaldırın.Ve alkol sürtünerek cildi dezenfekte edin. Dolaşan bir sıcak su pompası ile bir ısıtma yastığı için sıçan taşıyın. Ve fareyi geçici olarak supine pozisyonunda sabitlemek için tıbbi bant kullanın.İzotonik sodyum klorür çözeltisinde mL başına iki PE 50 kanülü heparin başına bir ünite doldurun. Ve arterlere yerleştirilmelerini kolaylaştırmak için kateterlerin açık ucunu cerrahi makasla besle. Dikkatle bir diseksiyon mikroskop altında çevre dokudan femoral arterler ayırdıktan sonra, izole femoral arter segmentinin distal ucunu ligate ve düğümleri sıkma olmadan arterin orta ve proksimal uçları etrafında iki ek dikişler yerleştirin.Kanül sabitlenene kadar damarı tıkamak için arterin altına ataştan yapılmış V şeklinde bir tel yerleştirin. Sonra distal ligasyon yakınındaki femoral arter küçük bir kesi yapmak için vannas makas kullanın. Kanülün yontma ucunu kesiye yerleştirin ve kanülü femoral artere doğru ilerletin.Ataş çıkarın. Yerde kanül güvenli kanül üzerinde kanül üzerinde orta ligature düğüm sıkın. Kaldırma ligatür üzerinde gerginlik bırakın, sonra proksimal ligature sıkın ve kesi kapatın.Kanüller yerleştirildikten hemen sonra hayvanı sert bir konuma getirin. Ve kateterleri yerinden çıkarmamaya özen takınarak kafayı stereotaksik bir cihaza sabitle. Kafatasıkapsayan deride eliptik bir kesi yapın.Ve herhangi bir bağ dokusu kaldırmak için bir pamuklu bez kullanın, kafatası temiz ve kuru olduğundan emin olun. Herhangi bir kanamayı durdurmak için kafa derisi üzerinde kesi etrafında küçük, haddelenmiş kağıt parçası yerleştirin ve diseksiyon mikroskobu altında, sıçan boyutuna bağlı olarak, sol veya sağ somatosensoriyel korteks üzerinde parietal alanda kemik 0,5 ila 1 cm alan inceltmek için 2.15mm matkap ucu ile uygun büyüklükte bir matkap kullanın. Kafatasına girmemek için kemiği yavaşça ve dikkatlice inceltin.Bu adımı gerçekleştirirken, alanın aşırı ısınmasını önlemek için tuzlu çözelti serbestçe uygulanmalıdır. Alan pembe bir görünüme sahip olduğunda ve/veya kan damarları görüntülenebilirse, inceltilmiş kemiği mineral yağile kaplayın. Lazer doppler sondasını maruz kalan serebral mikrosirkülasyonüzerine konumlandırmak için bir mikromanipülatör kullanın, böylece sondanın ucu mineral yağ havuzunun tepesine dokunuyor.İlk sonda yerleşimi için, sondanın mikro sirkülasyon üzerinde konumlandırıldığından emin olmak için yaklaşık 150 birimlik bir sinyalle başlamak en iyisidir. Lazer doppler flowmetry probu yerinde olduğunda, 30 saniyelik bir süre içinde uygun femoral arter kanül1.5mL kan çekmeden önce 30 ila 45 dakikalık bir eşitlik süresi için hayvan dinlenme için izin verin. Kateter patentini korumak için, her kan alındıktan sonra kanüle izotonik tuzlu heparin inmülin başına 100 birim heparin aşılayın.Sıçan iki dakika kurtarmak için izin verin ve daha sonra iki dakika boyunca her 30 saniyede LDF ve kan basıncı ölçmek. Kan basıncı ve LDF ölçümlerinden sonra, hayvan yaklaşık 20mmHg ortalama arteriyel basınca ulaşana kadar her iki dakikada bir kan hacmi çekilmesi tekrarlayın. Bu temsili deneylerde, standart laboratuvar chow beslenen 10 Sprague-Dawley sıçanların ortalama lazer serebral kan akımı, ortalama arteriyel basınç otoregülasyon alt sınırına ulaşana kadar, ilk üç kan hacmi çekilmesinden sonra kanama öncesi değerin %20'si içinde muhafaza edilmiştir.Otoregülasyon alt sınırının altındaki basınçlarda sonraki kan hacmi çekilmesi, serebral dolaşımın artık alt profüzyon basınçlarında serebral kan akımı sabitini korumak için vazodilatasyon yeterli düzeyde üretmek mümkün olduğunu gösteren lazer serebral kan akımının ilerleyici bir azalma neden oldu. Otoregülasyonalt sınırının üstündeki veya üzerindeki basınçlarda, lazer serebral kan akımı ile arteriyel basınç arasında anlamlı bir korelasyon yoktu, bu da lazer serebral kan akışının otodüzenleyici eğrinin plato aralığındaki arteriyel basınçtan bağımsız olduğunu gösteriyordu. Otoregülasyon alt sınırının altında, lazer serebral kan akımı arteriyel basınç ilişkisi olumsuz bir eğim vardı.Ve lazer serebral kan akımı arteriyel basınçla anlamlı bir şekilde ilişkiliydi. Hatırlanması gereken en önemli şey kafatasını çok dikkatli bir şekilde inceltmek ve LDF sondasının aynı doku bölgesine sıkıca bağlı kaldığından emin olmaktır. Bu prosedür karotis arter yoluyla retrograd infüzyon sonrası çeşitli ajanların mikrosirkülasyon reaktivitesini test etmek için kullanılabilir, ya da serebral dolaşımda fonksiyonel hiperemi ve nörovasküler kaplin değerlendirmek için.Bu teknik, farklı ilaçların ve anesteziklerin serebral dolaşım üzerindeki etkilerinin ve hipertansiyon gibi hastalık modellerinde serebral otoregülasyondaki değişikliklerin araştırılmasını sağlamıştır.

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

Fare lazer Doppler flowmetre Rehberlik İskemik İnme intraluminal Orta Serebral Arter Tıkanıklığı (MCAO) Model

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

Sıçan Modelinde Transkraniyal Odaklanmış Ultrason kullanarak Kan-beyin bariyeri MRG eşliğinde bozulması

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

Rat Lazer Doppler Flowmetri Rehberlik ile İskemik İnme için Endotelin-1 Bağlı Orta Serebral Arter Tıkanıklığı Modeli

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

Intraluminar Orta Serebral Arter Tıkanıklığı ve Sıçan Strok Model Serebral Perfüzyon İzleme için Optimize Sistemi

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

Oncolytic virüs klinik öncesi Değerlendirme Çalışmaları Pamuk Rat Taşıma

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

LC-MS / MS kullanarak Kurutulmuş Kan Spotlar Immünosupresan Tacrolimus Niceleme

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

Sıçan Dilinin Mekanik ve Viskoelastik Özelliklerinin In Vivo Değerlendirilmesi

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

Lazer Doppler: pankreas adacık mikrovasküler Vasomotion Vivo içinde ölçüm için bir araç

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

İnsan Kan Akışını Taklit Eden Akış Döngüsü Modelinde Kanla Temas Eden İmplantların Hemokomuuyum Testi

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

Fare Hindlimb Lazer Doppler Perfüzyon Görüntüleme

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