Évaluation de la fonction respiratoire chez des souris conscientes par pléthysmographie Double-chambre

Les résultats des évaluations répétées de la fonction respiratoire par DCP, effectué en conditions basales sur trois jours consécutifs (les jours 12, 13 et 14 du protocole illustré à la Figure 1) dans le contrôle et les souris BALB/c allergiques, sont présentées dans Figure 3 . Les paramètres qui ont été choisis pour évaluer le modèle de respiration inclus respiration fréquence (Figure 3 a), le volume de marée (Figure 3 b), la ventilation minute (Figure 3) et pause inspiratoire-fin (Figure 3D). Les paramètres utilisés pour évaluer l’obstruction des voies respiratoires étaient EF50 (Figure 3E) et sRaw (Figure 3F). Les résultats de chaque paramètre sélectionné ont été stables au cours de ces trois jours consécutifs dans les deux groupes, sans effet apparent causée par l’inflammation allergique. Le degré de réceptivité à la méthacholine a été évalué par DCP jours successifs (les jours 12, 13 et 14 du protocole illustré à la Figure 1) en contrôle et allergiques souris BALB/c. Les résultats, illustrés à la Figure 4, affichent les modifications dans les deux paramètres qui sont sensibles à l’obstruction des voies respiratoires, nommément sRaw (Figure 4 a, B et C) et EF50 (Figure 4, E et F). Comme prévu, concentrations incrémentielles de méthacholine une augmentation progressive du sRaw et diminué progressivement EF50. Ces réponses sont potentialisées par l’inflammation allergique, surtout à la concentration finale, qui atteste la présence de l’hyperréactivité. Les résultats démontrent également que le degré exagéré de réactivité se limitait au premier jour (jour 12), car il n’était pas observé lors des deux évaluations ultérieures (c.-à-d., 13 et 14 jours). Les résultats de l’évaluation de la mécanique respiratoire par l’OFT, effectué le dernier jour du protocole expérimental (jour 15 ; La figure 1) en contrôle et souris BALB/c allergiques, sont indiquées à la Figure 5. Ces expériences ont été inclus dans l’étude pour compléter les évaluations de la DCP. L’OFT est reconnu comme une approche plus précise pour évaluer la fonction respiratoire2. Un de ses points forts est qu’il donne un aperçu topographique quant aux sites du poumon (direction d’orchestre airways versus peripheral airways et du tissu pulmonaire) sont affectés par les interventions éprouvées (p. ex., allergène et la méthacholine). La méthode recommandée pour évaluer la mécanique respiratoire avec l’OFT a été précédemment décrit1. Ici, trois paramètres FOT ont été utilisées pour décrire les changements dans la mécanique respiratoire induite par la méthacholine et l’inflammation allergique. Ces paramètres compris : la résistance 1-Newton (RN; Figure 5 a), un paramètre pour lequel les changements de valeur principalement tenir compte des variations de la résistance des des grandes voies ; 2-tissu amortissement (G ; Figure 5 b), un paramètre pour lequel les changements de valeur surtout refléter les variations de résistance tissulaire ; et 3-tissu élastance (H ; ( Figure 5), un paramètre pour lequel les changements de valeur principalement reflètent les variations de raideur des tissus2. Comme prévu, il y avait une augmentation de chacun de ces paramètres en réponse à des concentrations incrémentielles de la méthacholine. Compatible avec le sRaw et EF50 résultats obtenus avec la DCP depuis la veille (jour 14 ; Figure 1), les changements dans RN induite par la méthacholine (Figure 5 a) étaient comparables entre le contrôle et les souris allergiques. En effet, les valeurs de sRaw au jour 14 corrélées avec les valeurs de RN au jour 15 (Figure 5). La montée en H induite par la méthacholine est également similaire entre le contrôle et les souris allergiques (Figure 5 b). Toutefois, l’augmentation induite par la méthacholine G était significativement plus élevée chez les souris allergiques (Figure 5). Ce résultat démontre la présence d’un phénotype hyperréactive persistant chez les souris allergiques au jour 15, qui n’a pas décelé des DCP évaluations effectuées sur les deux jours précédents. L’ensemble de l’étude a été répétée avec des souris C57BL/6. Les résultats des évaluations successives DCP de sRaw, à jours 12, 13 et 14 du protocole (Figure 1) et de l’évaluation de la FOT de RN, au jour 15, sont indiquées à la Figure 6. Cette souche de souris spécifiques, la réponse exagérée de la métacholine observée chez les souris allergiques a été maintenue pendant trois jours consécutifs (Figure 6 a, Bet C). Ce phénotype hyperréactive était également représenté avec l’OFT à 15 jours par une augmentation de RN induite par la méthacholine qui était plus prononcée chez les souris allergiques (Figure 6E). Ceux-ci étaient en contraste avec les résultats obtenus avec les souris BALB/c, où un déclin progressif de l’hyperréactivité a eu lieu de jours 12 à 14 (Figure 4) et une absence de différence dans l’augmentation induite par la méthacholine RN a été observée au jour 15 (Figure 5 a). Ensemble, ces résultats montrent un effet instationnaire de l’allergène sur la réponse induite par la méthacholine entre les deux souches de souris. Ce qui est important, cette différence de souche a été dépeinte par le RSD tant l’OFT. Aujourd’hui, les valeurs de sRaw mesurée par le RSD au jour 14 corrélées avec les valeurs de RN mesurée par FOT au jour 15 (Figure 6F), a été observée avec les souris BALB/c (Figure 5). Figure 1 . Protocoles utilisés pour induire une inflammation pulmonaire allergique et d’évaluer le degré de réceptivité à la méthacholine. Cette étude a été menée sur les femelle BALB/c et souris C57BL/6 de 7 à 9 semaines d’âge. L’enchaînement des interventions effectuées sur l’ensemble de l’étude est indiqué sur le panneau (A). La moitié des souris a été exposé à 50 µg de maison-acariens (HDM) extrait par voie intranasale sur 14 jours consécutifs pour induire une inflammation pulmonaire allergique. L’autre moitié a été exposée à une solution saline et utilisé comme témoin. La fonction respiratoire a été évaluée par pléthysmographie double-chambre (DCP) à trois reprises (jours 12, 13 et 14 ; cercles noirs) après une session d’acclimatation (jour 11 ; cercle gris) qui comprenait un défi avec une solution saline en aérosol. Au cours de chaque session, la fonction respiratoire de base ainsi que la réponse à la méthacholine ont été évalués en utilisant le protocole automatisé montré dans le graphique (B). Au jour 15, une envahissante de la mécanique respiratoire avec la technique d’oscillation forcée (OFT) a été effectuée comme précédemment décrit1. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Figure 2 . Signaux de flux représentant par un sain de souris BALB/c. Les panneaux présentent des traces d’enregistrement typique obtenus par pléthysmographie double-chambre chez une souris de contrôle en conditions basales. Thoracique flux s’affiche dans le panneau supérieur et l’écoulement nasal est affiché dans le panneau inférieur. Les valeurs négatives sont pendant l’inspiration et des valeurs positives pendant l’expiration. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Figure 3 . Répété des évaluations de la fonction respiratoire chez des souris BALB/c conscientes. Fonction respiratoire de base a été évaluée par pléthysmographie double-chambre (DCP) contrôle (symboles ouverts) et des souris allergiques (symboles solide) jours 12, 13 et 14 du protocole illustré à la Figure 1. Les paramètres DCP utilisés pour évaluer la fonction respiratoire incluse respiratoires fréquence dans (A), volume de marée (TV) (B), ventilation minute (VM) en (C), fin inspiratoire pause (EIP) (D), débit à mi marée volume expiratoire maximal ( EF50) in (E) et la résistance des voies aériennes spécifiques (sRaw) dans (F). Les valeurs de fréquence, TV, MV, sRaw et EIP de respiration pour chaque souris étaient que les valeurs moyennes enregistrement pendant 1,5 min. La valeur de EF50 était la valeur minimale obtenue au cours de cette période d’enregistrement. Les résultats sont présentés comme le groupe moyen ± écart-type (n = 5/groupe). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Figure 4 . Test ergospirométrie méthacholine consciente souris BALB/c. Méthacholine réactivité a été évaluée par pléthysmographie double-chambre (DCP) contrôle (symboles ouverts) et des souris allergiques (symboles solide) jours 12, 13 et 14 du protocole illustré à la Figure 1. Les paramètres DCP utilisés pour évaluer la réponse inclus la résistance des voies spécifiques (sRaw) en (A) à (C) et le débit à mi marée volume expiratoire maximal (EF50) en (D) à (F). La bronchoprovocation a été réalisée par capilaires méthacholine dans la Chambre siège de DCP pour 10 s à des concentrations incrémentielles. La réponse a été suivie pendant 1,5 min après chaque concentration. La valeur de sRaw pour chaque souris à chaque concentration était que la valeur moyenne enregistrée pendant 1,5 min. La valeur de EF50 était la valeur minimale obtenue au cours de cette période d’enregistrement. Les résultats sont présentés comme le groupe moyen ± écart-type (n = 5/groupe). Le symbole astérisque * désigne une différence statistiquement significative (p 0.05). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Figure 5 . Évaluation envahissante de la mécanique respiratoire chez la souris BALB/c. Mécanique respiratoire au départ et en réponse à la méthacholine a été évaluée par la technique d’oscillation forcée (OFT) sur 15 jour du protocole illustré à la Figure 1. Le contrôle (symboles ouverts) et les souris allergiques (symboles solide) étaient les mêmes que celles testées par pléthysmographie double-chambre (DCP) 12, 13 et 14 jours. Les paramètres utilisés pour évaluer la mécanique respiratoire ont été résistance newtonienne (RN) (A), tissu élastance (H) (B) et tissus d’amortissement (G) en (C). La bronchoprovocation a été réalisée par nébulisation concentrations incrémentielles de méthacholine directement dans la sonde endotrachéale de souris anesthésiés, trachéotomisés, paralysés et sous ventilation mécanique en position couchée. La réponse a été suivie pendant 5 min après chaque concentration. La valeur de chaque paramètre pour chaque souris à chaque concentration est la valeur maximale obtenue au cours de cette période d’enregistrement. Les résultats sont présentés comme le groupe moyen ± écart-type (n = 5/groupe). Panneau (D) montre la corrélation entre la résistance des voies aériennes spécifiques (sRaw) mesurée par DCP le 14e jour et RN mesurée par FOT le 15e jour. Les symboles ouverts représentent les valeurs de base et les solides symboles représentent les valeurs maximales à la concentration maximale de la méthacholine testée pour le contrôle (cercles) ou les souris allergiques (carrés). L’encart montre le coefficient de détermination (r2). Le symbole astérisque * désigne une différence statistiquement significative (p ≤ 0,05). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Figure 6 . Fonction respiratoire et la mécanique respiratoire invasive chez les souris C57BL/6. La résistance des voies aériennes spécifiques (sRaw) a été évaluée par double-chambre pléthysmographie (DCP) au départ et en réponse à la méthacholine contrôle (symboles ouverts) et des souris allergiques (symboles solide) 12 (A), 13 (B) et 14 (C) jours de la Protocole, illustré à la Figure 1. Newtonienne résistance (RN) au départ et en réponse à la méthacholine ont été évaluées par la technique d’oscillation forcée (FOT) au jour 15 (D). Les bronchoprovocations ont été effectuées comme indiqué dans la Figure 4 et Figure 5 pour le DCP et l’OFT, respectivement. Les résultats sont présentés comme le groupe moyen ± écart-type (n = 5/groupe). Panneau (E) montre la corrélation entre sRaw mesurée par DCP le jour 14 et RN mesurée par FOT le 15e jour. Les symboles ouverts représentent les valeurs de base et les solides symboles représentent les valeurs maximales à la concentration maximale de la méthacholine testée pour le contrôle (cercles) ou les souris allergiques (carrés). L’encart montre le coefficient de détermination (r2). Le symbole astérisque * désigne une différence statistiquement significative (p ≤ 0,05). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure. Paramètre Unité Description Informations F BPM Fréquence respiratoire Modèle de ventilation TV mL Volume de marée MV mL Ventilation minute TI MS Temps inspiratoire Te MS Temps expiratoire PARTENAIRES D’ENVOL mL/s Débit inspiratoire de pointe PEF mL/s Débit expiratoire de pointe EV mL Volume expiratoire maximal NTV mL Volume de marée nasale NEV mL Volume expiratoire nasal EIP MS Pause inspiratoire fin EEP MS Pause expiratoire de fin dT MS Temps de retard Obstruction de la circulation de l’air sRaw cmH2O·s Résistance des voies aériennes spécifiques sGaw 1/cmH2O·s Conductance des voies spécifiques EF50 mL/s Flow au milieu-tidal volume expiratoire maximal SR % Taux de réussite Contrôle de la qualité N Nombre de respirations valides Tableau 1. Liste des paramètres typiques provenant de double-chambre pléthysmographie. Les paramètres ont été regroupés selon la nature des informations qu’ils fournissent au cours d’une évaluation de la fonction respiratoire. Avantages Limites · Animaux conscients · Nécessité de contrôler le milieu environnant · Paramètres de ventilation exacte · Acclimatation préalable des animaux · Index incontestés de l’obstruction de l’écoulement d’air (sRaw, EF50) · Obligation de séparer hermétiquement les flux nasales et thoraciques · Adaptable à différentes tailles d’espèces et animal · Variabilité de la valeur absolue de certains paramètres de résultat · Utilisé dans de nombreuses applications de la recherche · sRaw pas une vraie mesure de la résistance · Technique simple · Présence des voies respiratoires supérieures · Sensibles au changement · Complétant les mesures avec une évaluation invasive Le tableau 2. Liste des avantages et des limites associées à double-chambre pléthysmographie. Double-chambre pléthysmographie Technique d’Oscillation forcée État de l’animal de la conscience Inchangée Anesthésiés (et généralement paralysé) Position de l’animal Position verticale En position couchée Accessibilité de l’animal Enfermé dans la chambre Accessible Animale intégration à l’appareil de mesure Joint de nez ou du cou Trachéotomie ou oral intubation Arbre bronchique de l’animal Intact Partielle-segment des voies aériennes supérieures exclus (c’est-à-dire nasale effectue, du pharynx et du larynx) Au cours de laquelle les paramètres de résultats sont obtenus du volume pulmonaire Variable – volume spontanée par l’animal adopté Standard – à l’aide de manoeuvres de recrutement contrôlé et une pression positive résiduelle expiratoire. Fréquence à laquelle les paramètres de résultats sont évalués Variable – fréquence de respiration spontanée par l’animal adopté Contrôlé – en utilisant des formes d’onde prédéfinies à fréquences spécifiées Contribution du segment des voies aériennes supérieures aux paramètres de résultat S’attendre à ce Contourné Site de livraison de l’aérosol À l’intérieur de la chambre de la tête Directement dans la trachée Effet du segment des voies aériennes supérieures sur la dose inhalée / profil de dépôt aérosol S’attendre à ce A empêché Capacité à détecter les changements – basé sur les résultats de cette étude Observé Observé Variabilité inhérente de la technique – basée sur les résultats de cette étude Variation du coefficient de variation pour sRaw au départ : 7,5-20,6 % Variation du coefficient de variation pour RN au départ : 3,6-13,4 % Tableau 3. Comparaison entre le double-chambre pléthysmographie et techniques de l’oscillation forcée.