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Asthma

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Ganzkörperplethysmographie (WBP)

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Einführung

Asthma gilt allgemein als eine Krankheit, die durch eine chronische Entzündung der Atemwege, eine Überempfindlichkeit der Atemwege und einen Umbau der Atemwege gekennzeichnet ist. Mehrere Zellen sind an der Entstehung beteiligt. Das Epithel der Atemwege steht in direktem Kontakt mit Allergenen und ist an der Entstehung von Asthma beteiligt, das möglicherweise eng mit Asthma, chronischer Entzündung der Atemwege und Atemwegsumbau zusammenhängt. Die Hyperreagibilität der Atemwege (AHR) ist die reversible Behinderung des Luftstroms, die durch verschiedene pharmakologische, chemische und physikalische Faktoren verursacht wird und ein wichtiger Indikator für die therapeutische Wirkung von Asthma ist.

Die Ganzkörper-Plethysmographie (WBP) wird zur Überwachung der Atmungsfunktion und der Hyperreaktivität der Atemwege bei Versuchstieren eingesetzt, die sich bei Bewusstsein und frei bewegen können, ohne dass sie gefesselt oder betäubt sind. Es vermeidet die Auswirkungen eines traumatischen Luftröhrenschnittes und einer Narkose, und die Tiere überleben nach dem Experiment, es ist eine ideale experimentelle Methode für die Langzeitforschung. Sie kann mehrere Tiere gleichzeitig testen und ist die beste Wahl für Screening-Experimente.

Das WBP-System kann für die Asthmaforschung eingesetzt werden und eignet sich besonders für Hochdurchsatz- und Langzeit-Tracking-Forschungen wie das primäre Wirkstoffscreening, die Analyse der pharmakologischen Wirksamkeit und die Toxikologie. Atemfrequenz, Tidalvolumen, Spitzenexspirationsvolumen, Spitzeninspirationsvolumen und intensivierte Atemintervalle (Penh), die indirekt den Atemwegswiderstand darstellen und mit diesem System gemessen werden, korrelieren in hohem Maße mit den Ergebnissen klassischer Lungenfunktionstests.

Material und Modellierungsmethoden

Materialien:

Aluminiumhydroxid, Ovalbumin, Acetylcholin (0, 3,125, 6,25, 12,5, 25, 50mg/mL);

Versuchstiere: BALB/c (sauberer Grad 6-8 Wochen), männlich, 20 ± 2g;

Positives Medikament: Dexamethason; Versuchsmedikamente;

Ganzkörperplethysmographie (WBP, TOW-INT Tech).

Modellierung:

In 8 aufeinanderfolgenden Wochen wird jeweils montags eine subkutane Injektion einer Allergenlösung durchgeführt (Verhältnis der Allergenlösung: 100ug OVA+20ug

AL (OH) 3; aufgelöst in 200 ul physiologischer Kochsalzlösung), die Blindgruppe injiziert das gleiche Volumen physiologischer Kochsalzlösung;

Eine Woche nach der 8. Injektion beginnen Sie mit der Vernebelung mit einer 5%igen OVA-Lösung für 45 Minuten pro Tag an 10 aufeinander folgenden Tagen. Die Blindgruppe wurde mit physiologischer Kochsalzlösung mit gleichem Volumen und gleicher Dauer besprüht.

Bronchialprovokationstest - Test der Hyperreagibilität der Atemwege

Vor dem offiziellen Beginn des Versuchs wurden die Mäuse dreimal zur Adaptation in die WBP-Testkammer gebracht, wobei jede Maus 30-60 Minuten pro Versuch adaptiert wurde.

Während des Versuchs wurden die Mäuse einer Ganzkörperplethysmographie unterzogen und 5 Minuten lang adaptiert. Dann, einer nach dem anderen, vernebeln Mch von 0 bis 50mg/mL für die Stimulation, und die Tiere ruhen für 10 Minuten nach der Simulation von jeder Konzentration, führen Penh Analyse auf die gesammelten Daten nach dem Experiment.

Penh-Erläuterung:

Penh ist ein Indikator zur Quantifizierung des Grades der Bronchialverengung: ein Indikator zur Quantifizierung der Skalierbarkeit der Bronchien und der Luftröhre, der auch als Wert des Exspirationsintervalls bekannt ist. Penh ist ein ohne Einheit berechneter Wert, der den Atemwegswiderstand widerspiegelt.

Die Methode zur Berechnung der prozentualen Veränderung des Penh-Wertes lautet: (Penh-Wert angeregt durch Mch - Penh-Wert angeregt durch NS) / Penh-Wert angeregt durch NSx100%.

Schlussfolgerung

Während der Anwendung von Mch in bronchialen Stimulationstests zeigten sowohl die Mäuse der normalen Kontrollgruppe als auch die der Modellgruppe mit zunehmender Mch-Konzentration allmählich eine offene Mundatmung, eine verlangsamte Atmung, eine vertiefte Amplitude und das Auftreten von Bauchatmung, zusammen mit Veränderungen der Atmungswellenformen, die bei den Mäusen der Modellgruppe signifikanter sind (Abbildung 2). Nach dem Stimulationstest zeigten die Penh-, EF50-, Vt- und Pausenwerte in den Lungenfunktionsmesswerten der Modellgruppenmäuse einen signifikanten Anstieg im Vergleich zu den Mäusen der normalen Kontrollgruppe, während andere Werte nicht signifikant waren. Bei den Mäusen der normalen Kontrollgruppe, die vor und nach der Stimulation mit Mch verglichen wurden, stiegen die Penh-, EF50-, Pause- und PEF-Werte signifikant an, während andere Lungenfunktionsmesswerte keine signifikanten Veränderungen aufwiesen.

Das Ganzkörperplethysmographiesystem (WBP) ist bequem und effektiv in der Anwendung und kann den Prozess der dynamischen Veränderungen kontinuierlich erfassen und beobachten. Es kann für groß angelegte Tierversuche und das Screening von Arzneimitteln eingesetzt werden und eignet sich besonders für die Erkennung von Veränderungen der Lungenfunktion bei Tieren mit chronischen Lungenerkrankungen, die eine gezielte Forschung erfordern. Der Penh-Wert zeigt eine gute Dosis-Wirkungs-Beziehung bei der Erkennung der durch Mch induzierten Hyperreaktivität des Maus-Asthmamodells und ist ein Indikator für die Lungenfunktion von Tieren, der die AHR effektiv widerspiegeln kann.

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Referenzen

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[5] Zhao Wei, Yu Bing, Zhang Shuijuan, etc Application of unconstrained whole body plethysmography system to detect lung function in mice [J] Experimental Animals and Comparative Medicine, 2017, 37(5):7.DOI:CNKI:SUN:SHSY.0.2017-05-008.