2012年8月21日
膀胱压力测定是一种用于测量小型动物膀胱功能的有效技术 体内通过膀胱内导管以可控速率持续灌注膀胱,同时保持尿道自由排尿。该方法可实现膀胱的反复充盈与排空,并同步记录膀胱内压力和排尿量。
该实验的目的是确定化学化合物对膀胱储尿和排尿功能的影响。首先将导管植入膀胱,经过短暂的恢复期后,通过导管灌注对照溶液30分钟。
在另外30分钟内记录膀胱内压和排尿量的同时,向动物体内灌注感兴趣的化合物。最终,通过分析排尿频率,结果可揭示刺激性化学物质如何影响排尿模式。与现有方法(如离体膀胱收缩力记录)相比,该技术的主要优势在于可在更接近生理条件的情况下研究膀胱器官的功能。
例如,中枢神经系统调控功能得以保留。该方法的可视化演示至关重要,因为手术步骤难以掌握,涉及诸多需严格遵守的技术细节和操作手法,以确保实验成功。首先准备拟植入膀胱的导管,按所需长度截取一段PE 50导管,并将一小段18号导管的白色部分套接在主导管末端。
然后通过灼烧导管一端形成一个小套管,并用生理盐水冲洗以排除任何空气。接着对一只10至12周龄的雌性大鼠使用异氟烷进行麻醉。麻醉诱导后,调节异氟烷的维持浓度。
将动物仰卧位固定,并使用10 cc注射器制成的小型麻醉面罩。剃除腹部毛发并消毒皮肤后,继续进行手术。以下手术操作以相同方式适用于大鼠和小鼠。
首先进行下腹正中切口开腹手术,以暴露膀胱。接下来进入手术最关键的步骤。在手术显微镜下,使用不可吸收的单股6-0缝线,在膀胱顶部缝置荷包缝合。
接下来,使用针头在荷包缝合内进行小切口膀胱造瘘。将带袖套的PE 50导管由此切口插入。较细的导管(如PE 10)阻力更高且变异较大,因此不推荐使用。
使用外科结将荷包缝线固定在导管周围。然后轻柔地向外牵拉导管,直至带 cuff 的导管尖端正好位于缝线下方。将一段18号导管推向缝线处,以防止渗漏。
检查导管与膀胱之间是否有渗漏。用生理盐水轻柔灌注,若有渗漏,用额外缝线收紧。
现在,使用单丝缝合线闭合腹肌,在切口的上部为导管留出通道。使用中空金属棒将导管穿至肩胛间区域,以防止动物咬到导管。术后,应将金属棒置于皮下,并位于腹肌和背肌之上。
将导管经皮下推至肩胛间区域。使用不可吸收的单丝缝线缝合腹肌和皮肤,完成手术。此时,必须通过生理盐水冲洗检查植入导管的通透性和稳定性,此步骤至关重要。
输注溶液应从膀胱排出,流经尿道。皮下注射镇痛剂后,用塑料薄膜封闭导管的外端,并将导管固定在大鼠背部下方的皮肤上。最后,让动物恢复30分钟。
在开始流式细胞术之前,确保仪器已正确校准。将大鼠置于代谢笼中,代谢笼下方放置一个装有油的容器,容器置于电子天平上。下一步是将植入的导管通过鲁尔接头连接至三通旋塞。
应将导管连接至压力传感器和输液泵。压力传感器通过放大器连接至数据采集系统,计算机利用公开可用的软件通过启动输液泵向膀胱内灌注生理盐水,从而开始控制测量。在30分钟期间,将代谢笼悬置于电子天平上方,用于估算大鼠排出的尿液体积。
记录膀胱充盈和排空过程中的膀胱内压力。下一步可在另外30分钟的数据采集期间,通过全身给药或膀胱内给药的方式给予药物。实验结束后,应处死动物。
来自大鼠的典型压力曲线显示,在液体灌注过程中,膀胱内压力缓慢升高,直至达到某一阈值。随后膀胱发生收缩,尿道括约肌开放,使灌注液经尿道排出,从而实现膀胱排空。
收缩将停止,压力将再次下降至基础水平。从小鼠收集的数据具有完全相同的特征。采用流式细胞术来鉴定芥子油的分子靶点,芥子油(mo)是一种高反应性化合物,长期以来被用于内脏器官(如膀胱)炎症和内脏性痛觉过敏的实验模型中。
正如预期,10 毫摩尔 MO 的膀胱内灌注在野生型小鼠中引起收缩间期显著缩短。奇怪的是,在相同条件下,MO 受体 TRPA1 缺陷的小鼠表现出与野生型小鼠相似的结果。相比之下,MO 在 TRPV1 基因敲除小鼠中对系统性参数的诱导作用明显弱于野生型小鼠;而同时缺失 TRPA1 和 TRPV1 的双基因敲除小鼠对 MO 剂量几乎无反应。
数据表明,TRP V1可能在MO诱导的内脏刺激中发挥关键作用。MO膀胱内灌注前后平均瞬时排尿频率支持了这些数据,其平均频率相对于生理盐水灌注而言。
在进行该操作时,重要的是确保导管牢固地连接在膀胱上,以防止灌注液泄漏至腹腔。观看本视频后,您应能充分理解如何测量膀胱内压,该过程包括将导管植入膀胱,并将清醒或麻醉状态的动物置于受控膀胱灌注条件下的流式细胞仪检测装置中。
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膀胱压力测定是一种通过测量膀胱内压力和排尿量来评估小型动物体内膀胱功能的技术。该方法可在生理条件下研究膀胱的充盈与排空过程。
小型啮齿类动物的膀胱压力测定可通过在受控灌注条件下量化膀胱内压力和排尿量,从而实现对膀胱化学感受通路的机制性风险评估。该方法通过将化学刺激与功能性排尿输出相关联,支持在临床前模型中进行靶点验证,提高对神经源性膀胱和膀胱过度活动症等适应证的预测可信度。该技术通过保留孤立组织检测中缺失的自主神经调节,实现了基础生物学发现与转化应用价值之间的桥梁作用。
通过提供膀胱储尿和排尿功能的生理学读数,膀胱压力测定法被整合到从靶点假设验证、先导化合物鉴定到临床前验证的整个发现流程中。