Yanıt Merkezi sinir sistemi manipülasyonlar imzalat Sıçanlarda Böbrek sempatik sinir faaliyette akut değişiklikler miktarının
Summary
Sempatik ve kardiyovasküler Yanıt Merkezi sinir sistemi (MSS) manipülasyonlar ölçme yöntemleri ilerleyen nörolojik için önemlidir. Bu iletişim kuralı ile ölçme ve böbrek sempatik sinir etkinliği (RSNA) (hayatta kalma olmayan) imzalat sıçanlarda akut değişiklikler miktarının bilim adamları yardımcı olmak için geliştirilmiştir.
Abstract
Böbrek sempatik sinir etkinliği (RSNA) ve ortalama arteriyel basınç kardiyovasküler ve otonomik araştırmada önemli parametreler şunlardır; Ancak, sınırlı kaynakları bilim adamları ölçme ve bu değişkenlerin analiz teknikleri yönetmenlik vardır. Bu iletişim kuralı RSNA ve imzalat sıçanlarda ortalama arter basıncı ölçüm yöntemlerini açıklar. Protokolü de merkezi sinir sistemi (MSS) manipülasyon için RSNA kayıtlar sırasında beyin erişmek için yaklaşımları içerir. RSNA kayıt tekniği ile uyumludur farmakolojik, optogenetic, veya MSS elektrik stimülasyon. Bir dedektif kısa vadeli (min h) otonomik yanıt anatomik olarak CNS çekirdeği ile ilişkilendirmek için hayatta kalma sigara deneylerde ölçtüğünüzde yararlı bir yaklaşımdır. Yaklaşım içinde rats RSNA kronik (hayatta kalma) kayıtları elde etmek için kullanılmak üzere tasarlanmamıştır. RSNA, ortalama deşarj RSNA doğrultucu ve ortalama arteriyel basınç olabilir sayılabilir ve daha fazla parametrik istatistik testleri kullanılarak analiz. Venöz erişim, ortalama arteriyel basınç telemetrically kayıt ve beyin fiksasyon gelecekteki histolojik analizler için edinme yöntemleri de makalesinde açıklanmıştır.
Introduction
Kalp-damar sisteminin otonom kontrolü hakkında önceden klinik keşifler hipertansiyon, kalp yetmezliği ve kronik böbrek hastalığı gibi hastalıkları yönetme stratejileri bilgilendirmek. Sempatik sinir sistemi ve düşük kardiyak vagus aşırı aktivite yüksek kan basıncı (tansiyon)1olarak katkıda bulunur. Kronik olarak yükseltilmiş böbrek sempatik çıkış katekoiamin salgılanmasını artırır ve kalp-damar/böbrek sistemleri2,3zararlı sonuçları ile renal kan akımı azalır. Otonomik disfonksiyon için önde gelen nörobiyolojik yolları tanımlamak için çalışmalar Rodents nasıl düzenleyen merkezi sinir sistemi (MSS) nöronlar sempatik parametreleri belirlemek için önemlidir. Böbrek sempatik sinir etkinliği (RSNA) ölçme hakkında teknik bilgiler sağlamak için bu protokolü amacı olduğunu ve BP ve yanıt CNS manipülasyonlar imzalat sıçanlarda akut sempatik değişiklikleri miktarının teknikleri anahat.
Akut (hayatta kalma olmayan) RSNA ölçümleri (h kalıcı min) bilim adamları MSS araştıracağını farmakolojik, elektrikle, ya da optogenetically içinde belirli çekirdek işlevlerini belirlemek için fareler anestezi olduğunda yararlıdır. Bu yöntemler, yalnız çekirdek, periaqueductal gri, gibi yapıları kullanarak pedunculopontine tegmentum ve rostral ventrolateral medulla nörobiyolojik yolları sempatik parametreleri4düzenleyen tanımlamak için araştırdık, 5,6,7. Bu yaklaşım araştırılması için CNS hedefler belirlemek için önemlidir otonomik disfonksiyon8,9kronik modellerinde daha fazla. Bu deneyler tamamlamak için havya, cerrahi mikroskop, stereotaksik çerçeve, elektrot amplifikatör ve ses monitör laboratuvar gerektirir. Elektriksel gürültü için katkıda bulunan etkenleri bağlı olarak laboratuvarda mevcut, cerrahi/kayıt alan RSNA kayıt elektriksel gürültü azaltmak kafes/kayış topraklama bir Faraday gerektirebilir. Beyin analizleri doku fiksasyon gerektiriyorsa, perfüzyon pompa ve duman hood gereklidir. Veriler sayısallaştırılmış ve farklı analiz seçenekleri ve telemetric sinyalleri dahil etmek için uyumlulukları ile birden çok fizyolojik yazılım/veri toplama (analog-dijital çevirici) adet4,5, kullanarak kaydedilen .
Protocol
Representative Results
Discussion
RSNA ölçmek için önemli adımlar şunlardır: (1) kaçınarak renal arter ve sinirler, böbrek paraspinal kas ayıran zaman germe ve sinir segment üzerinde kayıt elektrotları yerleştirirken, böbrek sinir lifleri (2) dikkatle anatomi çevreleyen doku/gemi, doku, kan veya lenf sıvısı ve (4) önlenmesi sinir böbrek sinir ve silika jel sinir-elektrot birimine madeni yağ uygulayarak kurutma üzerinden ücretsiz (3) sağlanması bu elektrot teller var. Sorun giderme için kayıt sistemi yeterince topraklı olduğ…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışmada hemşirelik araştırma (K99/R00NR014369) için Ulusal Enstitüsü tarafından desteklenen bir durumdu.
Materials
| Stainless steel wire | A-M Systems; Sequim, WA | 791000 | RSNA electrode |
| Polyethylene (PE-50) tubing | VWR; Radnor, PA | 63019-048 | RSNA electrode; vessel cannulation |
| Miniature pin connector | A-M Systems; Sequim, WA | 520200 | RSNA electrode |
| Crimping tool | Daniels Manufacturing Corp.; Orlando, FL | M22520 | RSNA electrode |
| Connector strip | Amphenol; Clinton Township, MI | 221-2653 | RSNA electrode |
| J-B Kwik Epoxy | J-B Weld, Sulphur Springs, TX | 8270 | RSNA electrode |
| Silicone | Permatex; Hartford, CT | 2222 | RSNA electrode |
| Heparin sodium; Injectable (10 mL vial, 1000 U/mL) | KV Veterinary Supply; David City, NE | P03466 | Venous line patency |
| Phenylephrine HCl; Injectable (1 mL vial; 10 mg/mL) | ACE Surgical Supply; Brockton, MA | 950-6312 | Testing renal sympathoinhibition |
| Single-hook elastic surgical stays | Harvard Apparatus; Holliston, MA | 72-2595 | Incision |
| Silk surgical tape | 3M, Minneapolis, MN | 1538-0 | Secure surgical stays |
| Needles, 20 G | Sigma-Aldrich; St. Louis, MO | Z192554-100EA | Vessel cannulation |
| Dumont #7 curved forceps | Fine Science Tools; Foster City, CA | 11274-20 | Vessel cannulation |
| 5-0 silk suture ties | Braintree Scientific; Braintree, MA | SUT-S 106 | Vessel cannulation |
| Delicate hemostatic forceps | Roboz Surgical Instrument Co.; Gaithersburg, MD | RS-7117 | Vessel cannulation and RSNA surgery |
| Crile Hemostatic forceps | Fine Science Tools; Foster City, CA | 13004-14 | Needle bending |
| Telemetry transmitter | Data Sciences International; Minneapolis, MN | PA-10 | Mean arterial pressure monitoring (telemetry) |
| Re-gel syringe | Data Sciences International; Minneapolis, MN | 276-0038-001 | Transmitter reuse (telemetry) |
| Disposable pressure transducer | Transpac; San Clemente, CA | MI-1224 | Mean arterial pressure monitoring |
| Clear-Cuff pressure infuser | MILA International Inc.; Florence, KY | 2281339 | Mean arterial pressure monitoring |
| Vessel cannulation forceps | Fine Science Tools; Foster City, CA | 00574-11 | Catheter insertion |
| Black monofilament nylon 4-0 suture on reverse cutting needle | McKesson Medical-Surgical; San Francisco, CA | S661GX | Secure telemetry transmitter |
| Telemetry receiver | Data Sciences International; Minneapolis, MN | RPC-1 | Mean arterial pressure monitoring (telemetry) |
| LabChart Pro (software), PowerLab (acquisition hardware) | AD Instruments; Colorado Springs, CO | ML846, MX2 matrix 2.0 (Compatible with Data Science International telemetry) | 3 options for software/acquisition hardware |
| SciWorks (software), DataWave (acquisition hardware) | DataWave Technologies, Loveland, CO | N/A | |
| Spike 2 (software), Micro1401-3 | Cambridge Electronic Design Ltd., London UK | 1401-3 | |
| Micro-drill | Roboz Surgical Instrument Co.; Gaithersburg, MD | RS-6300 | CNS surgery |
| Stereotaxic surgery frame | Stoelting; Wood Dale, IL | 51600 | CNS surgery |
| Microelectrode amplifier with 10X pre-amplifier | A-M Systems; Sequim, WA | 1800-2 | RSNA recording |
| Retractors | Fine Science Tools; Foster City, CA | 17009-07 | RSNA surgery |
| Micro-dissecting tweezers | Fine Science Tools; Foster City, CA | 11251-10 | RSNA surgery |
| Micro-hook | Fine Science Tools; Foster City, CA | 10064-14 | RSNA surgery |
| Mineral oil | Fisher Scientific; Waltham, MA | 8042-47-5 | RSNA surgery |
| Audio monitor | A-M Systems; Sequim, WA | 3300 | RSNA surgery |
| Silica gel | Wacker, Munchen; Germany | RT601A-B | RSNA surgery |
| Electrical clips | Tyco Electronics; Schaffhausen, Switzerland | EB0283-000 | Grounding or securing perfusion needle |
| Bonn scissors, straight/sharp points | Roboz Surgical Instrument Co; Gaithersburg, MD | RS-5840 | Perfusion |
| Gavage needle | Harvard Apparatus; Holliston, MA | 75-0286 | Perfusion |
| Masterflex perfusion pump | Cole-Parmer; Vernon Hills, IL | 7524-10 | Perfusion |
| Masterflex platinum-cured silicone tubing | Cole-Parmer; Vernon Hills, IL | 96410-15 | Perfusion |
| Formalin (10% buffered solution; 4 L) | Sigma-Aldrich; St. Louis, MO | HT501128 | Perfusion |
| Sucrose | Sigma-Aldrich; St. Louis, MO | S0389 | Cryoprotection |
Referenzen
- Mancia, G., Grassi, G. The autonomic nervous system and hypertension. Circulation Research. 114 (11), 1804-1814 (2014).
- Kannan, A., Medina, R. I., Nagajothi, N., Balamuthusamy, S. Renal sympathetic nervous system and the effects of denervation on renal arteries. World Journal of Cardiology. 6 (8), 814-823 (2014).
- Johns, E. J., Kopp, U. C., DiBona, G. F. Neural control of renal function. Comprehensive Physiology. 1 (2), 767 (2011).
- Fink, A. M., Dean, C., Piano, M. R., Carley, D. W. The pedunculopontine tegmentum controls renal sympathetic nerve activity and cardiorespiratory activities in Nembutal-anesthetized rats. PLoS One. 12 (11), e0187956 (2017).
- Dean, C. Endocannabinoid modulation of sympathetic and cardiovascular responses to acute stress in the periaqueductal gray of the rat. American Journal of Physiology, Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 300 (3), R771-R779 (2011).
- Seagard, J. L., et al. Anandamide content and interaction of endocannabinoid/GABA modulatory effects in the NTS on baroreflex-evoked sympathoinhibition. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 286 (3), H992-H1000 (2004).
- Ferreira, C. B., Cravo, S. L., Stocker, S. D. Airway obstruction produces widespread sympathoexcitation: Role of hypoxia, carotid chemoreceptors, and NTS neurotransmission. Physiological Reports. 6 (3), (2018).
- Stocker, S. D., Muntzel, M. S. Recording sympathetic nerve activity chronically in rats: Surgery techniques, assessment of nerve activity, and quantification. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 305 (10), H1407-H1416 (2013).
- Miki, K., Kosho, A., Hayashida, Y. Method for continuous measurements of renal sympathetic nerve activity and cardiovascular function during exercise in rats. Experimental Physiology. 87 (1), 33-39 (2002).
- Huetteman, D. A., Bogie, H. Direct blood pressure monitoring in laboratory rodents via implantable radio telemetry. Methods in Molecular Biology. 573, 57-73 (2009).
- Jespersen, B., Knupp, L., Northcott, C. A. Femoral arterial and venous catheterization for blood sampling, drug administration and conscious blood pressure and heart rate measurements. Journal of Visualized Experiments. (59), 3496 (2012).
- Paxinos, G., Watson, C. . The rat brain in stereotaxic coordinates. , (2014).
- Scislo, T. J., Augustyniak, R. A., O’Leary, D. S. Differential arterial baroreflex regulation of renal, lumbar, and adrenal sympathetic nerve activity in the rat. American Journal of Physiology. 275, R995-R1002 (1998).
- Kopp, U. C., Jones, S. Y., DiBona, G. F. Afferent renal denervation impairs baroreflex control of efferent renal sympathetic nerve activity. American Journal of Physiology, Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 295 (6), R1882-R1890 (2008).
- Guild, S. J., et al. Quantifying sympathetic nerve activity: problems, pitfalls and the need for standardization. Experimental Physiology. 95 (1), 41-50 (2010).
- Stocker, S. D., Hunwick, K. J., Toney, G. M. Hypothalamic paraventricular nucleus differentially supports lumbar and renal sympathetic outflow in water-deprived rats. Journal of Physiology. 15 (563 Pt 1), 249-263 (2005).
- Stocker, S. D., Gordon, K. W. J. Glutamate receptors in the hypothalamic paraventricular nucleus contribute to insulin-induced sympathoexcitation. Neurophysiology. 113 (5), 1302-1309 (2015).
- Saponjic, J., Radulovacki, M., Carley, D. W. Injection of glutamate into the pedunculopontine tegmental nuclei of anesthetized rat causes respiratory dysrhythmia and alters EEG and EMG power. Sleep and Breathing. 9 (2), 82-91 (2005).
- DiBona, G. F., Jones, S. Y. Dynamic analysis of renal nerve activity responses to baroreceptor denervation in hypertensive rats. Hypertension. 37 (4), 1153-1163 (2001).
- Kunitake, T., Kannan, H. Discharge pattern of renal sympathetic nerve activity in the conscious rat: spectral analysis of integrated activity. Journal of Neurophysiology. 84 (6), 2859-2867 (2000).
- Machado, B. H., Bonagamba, L. G. Microinjection of L-glutamate into the nucleus tractus solitarii increases arterial pressure in conscious rats. Brain Research. 576 (1), 131-138 (1992).
- Murakami, M., et al. Inhalation anesthesia is preferable for recording rat cardiac function using an electrocardiogram. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 37 (5), 834-839 (2014).
- Nakamura, T., Tanida, M., Niijima, A., Hibino, H., Shen, J., Nagai, K. Auditory stimulation affects renal sympathetic nerve activity and blood pressure in rats. Neuroscience Letters. 416 (2), 107-112 (2007).
- Bardgett, M. E., McCarthy, J. J., Stocker, S. D. Glutamatergic receptor activation in the rostral ventrolateral medulla mediates the sympathoexcitatory response to hyperinsulinemia. Hypertension. 55 (2), 284-290 (2010).
- Brozoski, D. T., Dean, C., Hopp, F. A., Seagard, J. L. Uptake blockade of endocannabinoids in the NTS modulates baroreflex-evoked sympathoinhibition. Brain Research. 1059 (2), 197-202 (2005).
- Barman, S. M. What can we learn about neural control of the cardiovascular system by studying rhythms in sympathetic nerve activity?. International Journal of Psychophysiology. 103, 69-78 (2016).
- Charkoudian, N., Wallin, B. G. Sympathetic neural activity to the cardiovascular system: integrator of systemic physiology and interindividual characteristics. Comprehensive Physiology. 4 (2), 825-850 (2014).
- Malpas, S. C. Sympathetic nervous system overactivity and its role in the development of cardiovascular disease. Physiological Reviews. 90 (2), 513-557 (2010).
- Chen, W. W., Xiong, X. Q., Chen, Q., Li, Y. H., Kang, Y. M., Zhu, G. Q. Cardiac sympathetic afferent reflex and its implications for sympathetic activation in chronic heart failure and hypertension. Acta Physiologica. 213 (4), 778-794 (2015).
- Linz, D., et al. Modulation of renal sympathetic innervation: Recent insights beyond blood pressure control. Clinical Autonomic Research. , (2018).
