المشبك hyperinsulinemic – سوي سكر الدم ، أو المشبك الانسولين ، هي المعيار الذهبي لتقييم عمل الانسولين<em> في الجسم الحي</em>. يوصف أسلوب لأداء المشابك الانسولين في الفئران. وهذا يشمل طريقة لقسطرة الشرايين الذي يسمح التجارب التي يتعين القيام بها في الفئران ، واعية غير المقيد مع الإجهاد الحد الأدنى.
ويتميز السكري من النوع 2 من خلل في عمل الأنسولين. ويعتبر على نطاق واسع ، المشبك hyperinsulinemic سوي سكر الدم ، أو المشبك الانسولين ، و "المعيار الذهبي" لتقييم طريقة عمل الانسولين في الجسم الحي. خلال المشبك الانسولين ، ويتحقق من فرط ضخ الانسولين ثابتا. يتم الاحتفاظ سوائية سكر الدم عن طريق ضخ الجلوكوز يصاحب ذلك بمعدل متغير. ويحدد هذا المتغير معدل ضخ الجلوكوز (جير) عن طريق قياس نسبة السكر في الدم على فترات قصيرة في كافة مراحل التجربة وضبط جير تبعا لذلك. وجير يدل على عمل الانسولين في الجسم بأكمله ، والفئران مع تعزيز عمل الانسولين تتطلب أكبر جير. يمكن أن تدمج الإدارة المشبك الأنسولين من 2 النظائر [14 جيم] deoxyglucose لتقييم الأنسجة محددة امتصاص الغلوكوز و[3-3 H] الجلوكوز لتقييم قدرة الانسولين لقمع معدل ظهور الجلوكوز الذاتية (endoRa) ، وهو علامة على إنتاج السكر في الكبد ، وحفزمعدل السكر في اختفاء كامل الجسم (الثالثة).
أدى التصغير من المشبك الانسولين لاستخدامها في نماذج الماوس الجيني للأمراض الأيضية لتقدم كبير في مجال البحوث السكري. طرق لأداء المشابك الأنسولين تتفاوت بين المختبرات. ومن المهم أن نلاحظ أن الطريقة التي يتم تنفيذ المشبك الانسولين يمكن أن تؤثر بشكل كبير على النتائج التي تم الحصول عليها. لقد نشرنا تقييم شامل لمناهج مختلفة لأداء المشابك الأنسولين في الفئران واعية 1 وكذلك تقييم الاستجابة الأيضية شيوعا من أربعة سلالات الفطرية الماوس باستخدام تقنيات مختلفة المشبك 2. هنا نطرح على بروتوكول لأداء الأنسولين المشابك على الفئران ، واعية الجامحة التي وضعها مركز فاندربيلت ماوس Phenotyping الاستقلابية (MMPC ؛ URL : www.mc.vanderbilt.edu / mmpc). وهذا يشمل وصفا للطريقة التي استخدمت خلال زرع القسطرة المشبك الانسولين. البروتوكول التي يستخدمهافاندربيلت MMPC يستخدم نظام فريد لمدة 3 القسطرة. يتم إدخال القسطرة واحدة في الوريد الوداجي لدفعات. يتم إدخال القسطرة الثانية في الشريان السباتي ، والذي يسمح لأخذ عينات الدم من دون الحاجة إلى كبح أو التعامل مع الماوس. هذه التقنية توفر ميزة كبيرة إلى الأسلوب الأكثر شيوعا للحصول على عينات من الدم أثناء المشابك الأنسولين الذي هو نموذج من طرف قطعت الذيل. خلافا لهذا الأسلوب الأخير ، وأخذ العينات من القسطرة الشريانية ليست ضاغطة على الماوس 1. وصفنا أيضا أساليب لاستخدام النظائر ضخ التتبع لتقييم الأنسجة محددة عمل الانسولين. كما نقوم بتوفير مبادئ توجيهية مناسبة لعرض النتائج التي تم الحصول عليها من المشابك الانسولين.
ويعتبر على نطاق واسع ، المشبك hyperinsulinemic سوي سكر الدم ، أو المشبك الانسولين ، و "المعيار الذهبي" لتقييم طريقة عمل الانسولين في الجسم الحي. وقد تم تطبيق هذه التقنية على العديد من الأنواع ، بما في ذلك البشر الفئران والكلاب والفئران. نظرا للعدد المتزايد من نماذج الماوس المعدلة وراثيا لعلاج الاضطرابات الأيضية ، وفرت تقنية التصغير لاستخدامها في الماوس تقدما كبيرا للبحث عن التمثيل الغذائي.
في حين أن المفاهيم الكامنة وراء الشبك الأنسولين هي واضحة ، في الممارسة العملية هناك أساليب مختلفة لأداء التجارب المشبك الانسولين. هذه ليست نقطة تافهة ، لأن الطريقة التي يتم تنفيذ التجربة يؤثر على النتائج التي تم الحصول عليها 1. هنا نقدم البروتوكول المستخدم من قبل MMPC فاندربيلت. الفرق الرئيسي بين البروتوكول ورأينا أن الآخرين هو أننا استخدام القسطرة الشريانية للحصول على عينات الدم. هذا هو على النقيض من نهج أكثر تستخدم على نطاق واسع من OBTaining عينات الدم عن طريق قطع غيض من الذيل 4 ، 7 ، 11 ، 12 ، 14-17. ميزة لأخذ العينات من القسطرة الشريانية هي أن تجري التجربة في ماوس واعية وغير المقيد. أخذ العينات من الذيل وغالبا ما يتطلب ضبط النفس ويزيد من مؤشرات التوتر عندما يتم الحصول على عينات دم كبيرة 1. هرمونات الاجهاد تحفيز إنتاج السكر المحلية وتضعف التخلص من الجلوكوز 18 و 19 مما قد يعطي مظهر الأنسولين مقاومة النمط الظاهري. قد أخذ العينات من الذيل قطعت خاصة تتطلب رعاية الحيوان المؤسسية واستخدم موافقة اللجنة بسبب طبيعته المجهدة. وقد وضعت إجراءات القسطرة الشريانية لتجنب الضغط على الفأرة لقطع الذيل.
أحد الجوانب الرئيسية لأداء المشابك الانسولين هو القدرة على الحفاظ على سوائية سكر الدم. لا توجد الخوارزميات التي يمكن أن يتنبأ بشكل صحيح كيف ينبغي تعديل جير استنادا قراءات السكر في الدم. مثل الجراحة ،وسوف تجري تجارب الأفراد المشبك الانسولين إتقان في الحفاظ على سوائية سكر الدم معقولة إلا من خلال التجربة. ومن المهم أن نلاحظ أنه بسبب ارتفاع معدل الأيض البيانات التي تم الحصول عليها من دراسات الماوس سوف تكون صاخبة بطبيعتها. هذا يجعل العرض الشامل للبيانات ، بما في ذلك الدورات وقت الجلوكوز وجير والقيم المطلقة للأنسولين البلازما ، endoRa ، شارع وRg وحاسمة بالنسبة لقدرة أي قارئ لتفسير النتائج. تدفق الجلوكوز في ارتفاع معدلات الماوس (حوالي 5 مرات أعلى من المعدل في البشر) تبرر ارتفاع وتيرة أخذ العينات الجلوكوز. في حين يقتصر حجم الدم من الفأرة ، وتردد لا تقل عن مرة واحدة كل 10 دقيقة من الضروري أن تكون على يقين من أنه قد تم حققت المشبك كافية.
كما هو مبين في الشكل (4) ، يمكن لمستويات الانسولين المشبك تكون مختلفة بين المجموعات. ويمكن لعوامل مثل النظام الغذائي التدخلات ، التلاعب وراثيا أو الاختلافات في سلالات الخلفية تؤثر فاسمستويات الانسولين تينغ ، والتي يمكن أن تؤثر على مستويات الانسولين في وقت لاحق المشبك. ويمكن تفسير النتائج عند مستويات الانسولين المشبك مختلفة يكون إشكاليا. ويمكن تناول هذه التجربة من خلال إجراء التجارب الرائدة لتحديد معدلات ضخ الانسولين التي تحقق ما يعادل مستويات الانسولين المشبك بين المجموعات. بدلا من ذلك ، يمكن استخدام السوماتوستاتين لتثبيط إفراز هرمون البنكرياس ، ويمكن استبدال الأنسولين والجلوكاجون بمعدلات تسيطر تجريبيا. هو الأكثر شيوعا القيام به في هذا النهج الأخير المشابك الانسولين على الفئران من الفئران. اذا لم يتم اتخاذ هذه الأساليب التجريبية ، يمكن تطبيع جير الحالة المستقرة إلى المشبك مستوى الانسولين ، أو يمكن اشتقاق مؤشر الحساسية للانسولين (S I) من البيانات كما المشبك S I = جير / (G • ΔI) ، حيث G هو تركيز السكر المطرد للدولة وΔI هو الفرق بين الصيام وتركيزات الانسولين المشبك. افتراض واحد إما مع النهج هو أن مستوى الأنسولين تحقيقه هو المشبكضمن النطاق حيث يرتبط خطيا الحساسية للانسولين لمستوى الانسولين وفقا للمجموعة التي تجري دراستها. قد يكون هذا الافتراض الأخير لا ينطبق عند المقارنة بين مقاومة الانسولين والانسولين المجموعات الحساسة. من الناحية المثالية ، ينبغي إنشاء منحنى الاستجابة للجرعة الانسولين لتحديد ضخ الانسولين المناسبة. ومع ذلك ، بسبب الحاجة إلى مزيد من التجارب ، ويتم هذا إلا نادرا.
براعة تقدمها قسطرة الشرايين يمتد إلى ما بعد النهج التجريبي المشابك سوي سكر الدم. على سبيل المثال ، يمكن استخدام المشابك فرط سكر الدم ، التي غرست الجلوكوز في معدل متغير للحفاظ على ارتفاع السكر في الدم بالنسبة للغلوكوز الصوم ، لتقييم وظيفة البنكرياس الذاتية في الجسم الحي 2 و 20 و 21. قياس إفراز الأنسولين في المرحلة الأولى خلال هذا الاختبار يتطلب اكتساب المتكرر للعينات الدم (أي كل دقيقة 2-5) ، والتي ليس من الممكن الحصول على عينات من عند طرف الذيل. علاوة على ذلك ،يمكن الكاتيكولامينات مرتفعة الناتجة عن أخذ العينات الذيل يضعف افراز الانسولين والجلوكاجون تعزيز إفراز 22. ويمكن أيضا بروتوكول المشبك الانسولين يمكن تعديل للسماح لمستويات الجلوكوز في الانخفاض النسبي لنقص السكر في الدم لتقييم مكافحة التنظيمية استجابة 2 ، 23 ، 24. ويمكن أيضا قسطرة الشرايين يمكن استخدامها لتقييم ديناميات استقلاب الجلوكوز أثناء ممارسة 25-30. هذا هو مفيد بشكل كبير خلال الأساليب التقليدية التي أجريت في نقاط مرة واحدة قبل وبعد ممارسة معزولة أو في فيفو السابقين العضلات. ويمكن أيضا التقنيات المقدمة هنا يمكن استخدامها لتقييم ليس فقط الجلوكوز ، ولكن أيضا الدهنية استقلاب حمض 31.
The authors have nothing to disclose.
وأيد هذا العمل عن طريق المنح – 5 – U24 DK059637 – 10 في مركز فاندربيلت ماوس Phenotyping الأيض.