Roux-en-Y gastrisk bypass-operation i rotter

1. Præoperativ Care

1. Fjerne fødevaren fra rotte natten over forud for kirurgi.
2. Inducere anæstesi i kammeret med 4-5% isofluran og O2 flow på 2 l / min.
3. Shave maven fra brystbenet til bækken ved elektrisk barbermaskine.
4. Placer bedøvet rotte i liggende position på isotermisk varmepude.
5. Anvend øjensalve (Vitagel), før at placere rotternes snude i næsekeglens.
6. Opretholde anæstesi med isofluran koncentration på 2-3% og O2 flow på 2 l / min.
7. Desinficer huden med Betadine-Solution.
8. Bekræft dybden af ​​anæstesi med pincet knivspids mellem tæerne på bagben.
9. Administrere 5,7 mg / kg Enrofloxacin intraperitonealt som perioperativ antibiotisk profylakse og 1 mg / kg flunixin for analgesi.

2. Median Laparotomi

1. Udføre midtliniesnit hjælp skalpel begyndende umiddelbart under xyphoid fremgangsmåde (blad nr. 10).
2. Mobilisere hud omkredsen fra underlying mavemuskler med Metzenbaum saks.
3. Åbne bughulen.
4. Installer retraktorer at lette bedst mulige eksponering af operationen feltet.

3. Biliopancreatic og Alimentary Limb

1. Identificere, hvor duodenum eller proximale jejunum passerer under tyktarmen.
2. Tværsnit tyndtarmen cirka 10 cm aborally herfra og ligere de to ender af tarmen (PDS 5-0).
3. Anbring proximale stump af de to ender i øverste venstre kvadrant i maven, som det senere vil blive anvendt til at danne biliopancreatic led Roux-en-Y genopbygning.
4. Anbring distale stump af de to ender i højre øvre kvadrant af abdomen, som det senere vil blive anvendt til at danne fordøjelses led Roux-en-Y genopbygning.

4. Jejuno-jejunostomi

1. Identificer blindtarm med ileocoecal ventil og ileum.
2. Følg ileum mundtligt i ca 25 cm. Den Jejuno-jejunostomi vil placeres her som udgangspunkti den fælles kanal Roux-en-Y genopbygning.
3. Hent biliopancreatic lemmer fra øverste venstre kvadrant af maven, og placer det ved siden af ​​fælles kanal, hvor du planlægger at udføre Jejuno-jejunostomi.
4. Sikker biliopancreatic lemmer og fælles kanal retention søm (PDS 6-0).
5. Incise begge sløjfer end ca 10 mm ved hjælp af mikro saks.
6. Skaber Jejuno-jejunostomi ved at udføre side-til-side anastomose under anvendelse afbrudte suturer (PDS 6-0).
7. Første komplette dorsale side og derefter ventrale side af anastomose.

5. Gastrisk Pouch

1. Identificere gastro-øsofageal junction.
2. Mobilisere dette område ved at dissekere mave-hepatiske og mave-milt ledbånd ved hjælp Metzenbaum saks.
3. Flyt til venstre gastrisk arterie og vagus fibre af venstre para-øsofageal bundt lateralt at forebygge alvorlige blødninger og vagusnerven skader, når lille gastrisk pose er oprettet.
4. Expose gastro-øsofageal junction ved anbringelse bomuldsserviet retro-oesophageally.
5. Koagulere små fartøjer frontal maven ved hjælp af kommercielt tilgængelig kautering enhed - også for at forhindre blødninger.
6. Tværsnit mave ca 5 mm under gastro-øsofageal junction skabe gastrisk pose med en størrelse på ikke mere end 2-3% af den oprindelige maven hjælp af sarte, krum saks.
7. Luk gastrisk rest (PDS 5-0).

6. Gastro-jejunostomi

1. Hent fordøjelsessystemet lemmer fra højre øvre kvadrant af maven, og placer det ved siden af ​​gastrisk pose.
2. Opret Gastro-jejunostomi ved at udføre end-to-side anastomose (PDS 7-0).
3. Første komplette bagsiden og derefter forsiden af ​​anastomose.

7. Abdominal lukning

1. Reducere anæstesi ved at reducere isofluran koncentration på 1,5%.
2. Luk muskel lag af bugvæggen ved hjælp af løbende sutur (PDS 4-0).
3. Administrere 100 ul 0,3 mg / mlbuprenorphin opløsning subkutant analgesi.
4. Yderligere reducere isofluran koncentration ned til 1%.
5. Lukke huden med afbrudte suturer (Vicryl 4-0).

8. Postoperative pleje

1. Stop isofluran og fortsætte med O2.
2. Anvend 5 ml varmt saltvand for væskeerstatning i tre subkutane depoter.
3. Position rotte under rødt lys, indtil fuld helbredelse.
4. Retur rotten til hjemmet bur.

9. Repræsentative resultater

Dyr og boliger

Wistar-hanrotter (Harlan Laboratories Inc., Blackthorn, England. Elevage Janvier, Le-Genest-St Isle, Frankrig) med en vægt mellem 350 og 500 g blev huset individuelt i en 12 h / 12 timers lys-mørke cyklus ved stuetemperatur 21 ± 2 ° C. Vand og standard chow var til rådighed ad libitum, medmindre andet er angivet. Alle forsøg blev udført under en licens udstedt af Home Office, Storbritannien (PL70-6669) eller godkendt af Veterinærkontor Canton Zürich, Schweiz. Alle rotter fik en uges akklimatisering, før de blev randomiseret til gastrisk bypass eller sham-operation. Efter operationen fik rotterne flydende diæt i 3 dage før adgang til normal foder blev geninstalleret.

Kropsvægt

Data i vores rotte gastrisk bypass model er i overensstemmelse med tidligere resultater, gastrisk bypass kirurgi er effektiv til at reducere legemsvægt og især for at opretholde vægttab (figur 2). Gennemsnitlig præ-kirurgisk kropsvægt af rotter brugt til gastrisk bypass og sham-operationer var ens (simuleret injektion: 433,4 ± 8,3 g vs bypass: 420,7 ± 8,4 g, p = 0,28). Fem dage efter kirurgi sham-opererede kontroller vejet signifikant mere end gastrisk bypass rotter (sham: 422,2 ± 8,3 g mod bypass: 374,7 ± 7,6 g, p <0,001). Den postoperative dag 60, var forskellen i kropsvægt næsten 170 g (sham: 533,2 ± 8,1 g mod bypass: 366,2 ± 10,8 g, p <0,001).

Fødeindtagelse

Fødeindtagelse efterfulgt lignende mønstre, som legemsvægt og blev reduceret i gastrisk bypass rotter sammenlignet med sham-opererede ad libitum fodrede rotter. Figur 3 viser den gennemsnitlige daglige fødeindtagelse for begge grupper (postoperative dage 1-60). Daglig indtagelse af fødevarer var konsekvent lavere efter gastrisk bypass (falsk: 29,9 ± 0,2 g vs bypass: 25,7 ± 0,3 g, p <0,001).

Gut hormoner

Blod fra alle rotter blev indsamlet på dagen for undersøgelsen opsigelse ^8,16. Dyr havde ad libitum adgang fødevarer natten før og blev dekapiteret ved begyndelsen af ​​lyset cyklus på postoperative dag 60. Blod blev opnået straks centrifugeret ved 3000 rpm i 10 minutter ved 4 ° C og opbevaret ved -20 ° C indtil prøverne blev analyseret in duplo i en enkelt kørsel. PYY-lignende immunreaktivitet blev MEAsured med en specifik og følsom radioimmunoassay, som måler både fuld længde (PYY1-36), og fragmentet (PYY3-36). GLP-1 blev målt ved etableret in-house radioimmunoassays ^17,18. Forskelle i fødeindtagelse kan til dels forklares ved øgede postprandiale plasma niveauer af peptid YY (PYY) og glucagon-lignende peptid 1 (GLP-1) som gastrisk bypass rotter udviste betydeligt højere niveauer for PYY (humbug: 26 ± 2 pmol / L vs . bypass: 141 ± 14 pmol / L, p <0,001) og GLP-1 (falsk: 40 ± 5 pmol / L forhold bypass: 215 ± 23 pmol / L, p <0,001, figur 4).

Figur 1. Gastrisk bypass anatomi. Skematisk illustration af tyndtarmen anatomi før (A) og efter (B) gastrisk bypass-operation. De forskellige nuancer af røde ca repræsenterer tilsvarende dele af tyndtarmen med mediet røde repræsenterer formave(Spiserør, mavesæk duodenum og den proximale jejunum), den lyserøde repræsenterer mellemtarmen (proximale og midten jejunum, proksimal ileum) og den mørkerøde repræsenterer stortarmen (ileum, coecum).

Figur 2. . Vægttab efter gastrisk bypass operation i rotter Kropsvægt ændring for en repræsentativ gruppe af rotter efter gastrisk bypass (-) (n = 52) og skinopererede rotter (-) (n = 52) i hele en observationsperiode på 60 dage. Data blev opsamlet fra tidligere publikationer ^6,8-10 og er vist som middelværdier ± SEM (*** = p <0,001).

Figur 3. Gennemsnitlig indtagelse af fødevarer efter gastrisk bypass operation i rotter. Gennemsnitlig daglig føde indtag af en repræsentativ gruppe af rotter efter gastrisk bypass (sort, n = 52) og skinopererede rotter (hvid, n = 52) gennem enpostoperative periode på 60 dage. Data blev opsamlet fra tidligere publikationer ^6,8-10 og er vist som middelværdier ± SEM.

Figur 4. Postprandial PYY og GLP-1 serumniveauer efter gastrisk bypass kirurgi hos rotter. Postprandial PYY og GLP-1 serumniveau for gastrisk bypass rotter (sort, n = 18) og sham-opererede rotter (White, n = 22). Data blev opsamlet fra tidligere publikationer ^8,16 og er vist som middelværdier ± SEM.

Den Roux-en-Y gastrisk bypass procedure hos mennesker blev første gang beskrevet af Mason i 1967 og ændret til sin nuværende form af Torres i 1983 ^19. Dag, fremgangsmåden består af en lille gastrisk pose og bypass af den proximale tyndtarm. En skematisk illustration af præ-og postoperativt anatomi er angivet i figur 1.

Gastric bypass hos mennesker fremkalder og fastholder vægttab på ca 15-30% ^2. Størstedelen af kropsvægten er tabt i løbet af de første måneder efter operationen dels på grund af reduceret fødeindtagelse, ændret mad præference og formentlig øget energi udgifter ^4-6,8-10. I lighed med hvad der er blevet observeret hos mennesker, er vores gastrisk bypass rottemodel inducerer en signifikant reduktion i fødeindtagelse og legemsvægt. I modsætning hertil viser gastrisk bypass modeller af andre konstant vægtforøgelse parallelt med legemsvægten af ​​sham-opererede kontroller kort efter gastriskbypass med ingen forskelle i fødeindtagelse mellem skinopereret og gastrisk bypass opereret rotter ^20.

Postoperative variationer i løbet af kropsvægt og fødeindtagelse mellem publicerede rotte modeller kan delvist være relaterede til forskelle i gastrisk pose størrelser. Store pose størrelser er blevet rapporteret at forårsage utilstrækkelig vægttab eller vægtforøgelse hos mennesker ^21. Etablering af en lille gastrisk pose i rotter er teknisk krævende, men mulig og en række forskellige teknikker er blevet beskrevet ^15. Posen Størrelsen af gastrisk bypass modeller i rotte litteraturen spænder fra <5% til mere end 20% af den oprindelige maven størrelse ^15. Mens vi bruger buede mikrokirurgiske saks, at størstedelen af forfatterne tværsnit maven ved anvendelse af humane hæftemaskine indretninger, hvilket resulterer i en konserveret gastrisk pose på mindst 20% af det oprindelige maven volumen ^{7,15,20,22-24.} Dette er i modsætning til, hvor gastrisk bypass procedure usually udført i mennesker, hvor mindst 90% af maven bypasses ²⁵ og mange kirurger rapporterer, at kun 1-2% af maven efterlades sammenhængende med tyndtarmen ^26. Vores rottemodel af gastrisk bypass derfor nøje efterligner den kirurgiske procedure, der anvendes hos mennesker ved at skabe en meget lille gastrisk pose bestående af <5% af den oprindelige maven bind ^27. Således, i vores rottemodellen og i humane patienter, bevæger føde direkte i jejunum stedet for at blive fortyndet i posen med andre fødevarer og væsker før det er derefter langsomt transporteres ind i jejunum. Således, hvis venstre for stor, kan den gastriske posen bevarer nogle lagerkapacitet, hvilket vil resultere i en anden fysiologisk tilstand sammenlignet med human gastrisk bypass. Følgelig har gastrisk bypass rotter med en pose størrelse på 20% eller mere af den oprindelige maven størrelse har vist sig at stadig bevare indtagne kontrastmiddel i deres pose længe efter indtagelse er stoppet ^7. Interessant, differences i den gastriske posen størrelse har også vist sig at påvirke vægttab hos mennesker ^21. Derfor kan forskelle i gastrisk pose størrelser påvirke transittiden af ​​fødevarer til tyndtarmen, hvilket kan påvirke fødeindtagelse og fødevarer præferencer efter gastrisk bypass.

Ændrede niveauer af tarm hormoner efter gastrisk bypass hos mennesker er konsekvent blevet påvist ^4,5,28, mens nogle, men ikke alle de offentliggjorte rotte modeller af gastrisk bypass rapporteret forandringer i tarmen hormonniveauer ^15. Hvis der undersøges, blev forhøjede niveauer af PYY og GLP-1 findes i både fastende og rotter efter gastrisk bypass ^15, som er i overensstemmelse med resultaterne i vores gastrisk bypass model ^8,16,27. Forhøjede niveauer af PYY og GLP-1 er tidligere blevet påvist at øge mættelse og reducere sult delvist medieres gennem aktioner på hypothalamus arcuate kernen og paraventrikulære kerne, henholdsvis ^{29 <}/ Sup>, men også dels gennem vagus afferente ^30. Imidlertid er det uklart, om omgå hormonalt aktive duodenum og den proximale jejunum eller om at forøge leveringen af ​​ufortyndet galde og ufordøjede fødevarer til den distale tyndtarm eller begge stimulere enteroendocrine L-celler til at udskille mere tarm hormoner, såsom PYY og GLP -1 efter gastrisk bypass ^31,32. Effekten af gastric bypass kirurgi på tarmen hormonniveau er systematisk blevet revideret andetsteds ^33.

Konsekvenserne af de forskellige intestinale lemmer længder i form af vægttab hos mennesker er stadig kontroversiel debat ^34-36, og der er også betydelige forskelle i de lemmer længder på tværs af de tilgængelige gastrisk bypass rotte modeller med en ernæringsmæssig benlængde varierer mellem 10 cm og 50 cm, biliopancreatic benlængde på mellem 10 cm og 40 cm og en fælles kanal mellem 18 cm og 34 cm ^15. En relativt kort cÆLLES kanal på 25-30 cm karakteriserer vores gastrisk bypass model, som kan antyde, at den observerede vægttab delvis kan være resultatet af kalorieindholdet malabsorption, men vi mener, at kaloriefattige malabsorption ikke er en vigtig mekanisme for vægttab i vores rottemodel fordi bombe kalorimetri viste ingen forskelle i frisk fækal masse og kalorieindhold mellem gastrisk bypass og skinopererede kontrol rotter, når fodret med normalt lavt fedtindhold chow ^6. Men andre rapporterede en lille grad af fedt malabsorption i gastrisk bypass modeller med en længere fælles kanal (ca. 50 cm), når rotter fik en kost med højt fedtindhold ^7. Således kan brændværdi malabsorption relatere mere til kosten fedtindhold end til benlængde.

Til dato, er relevansen af ​​vagusnerven for vægttab efter gastric bypass ufuldstændigt forstået. Vi har derfor selektivt adskille og ligere venstre mavens fartøjer i vores gastrisk bypass model af to grunde: For det førstetil at forebygge større blødninger og for det andet, at bevare det vagale fibrene i den dorsale vagus stammen. Vi kunne påvise, at denne selektive teknik fører til større og mere vedvarende vægttab i gastrisk bypass rotter tyder på, at bevare vagus fibre af dorsale vagus stammen under gastrisk bypass operationer kan være vigtig ^27. Denne observation er konsistent med tidligere rapporter, der viser, at fjernelse af det vagale-hjernestammen-hypothalamisk pathway dæmper de inhibitoriske virkninger af PYY og GLP-1 på fødeindtagelse ³⁰ og den specifikke vagal deafferentiering ophæver spise inhiberende virkning af intraperitonealt injiceret GLP-1 ³⁷ . Imidlertid, mens mindre interferens med maven formodentlig forårsager mindre skade på vagusnerven, i hvilket omfang vagus afferente beskadiges ved modeller med en større gastrisk pose end vores model endnu ikke eksplicit testes ^27.

Den gastriske bypass-relaterede mortaheden af vores model er cirka 15% ^27. Dødeligheden efter gastrisk bypass operationer i rotter er sjældent angivet af forfatterne, men synes at variere fra 0 til 35% ^15. I vores hænder dødeligheden var overvejende på grund af lækage eller stenose af mave-jejunal anastomose, blødning efter transection i maven, sår komplikationer, anæstesiologisk hændelser og vedvarende overdrevne vægttab fører til nedsat dyrevelfærd ^15.

Vi er klar over, at vores gastrisk bypass model indebærer forskellige begrænsninger. For det første, selv om vi stærkt ind for dannelsen af ​​en lille gastrisk pose, der ikke foreligger formelle beviser, om posen stadig indeholder maveslimhinden blevet gjort endnu. Desuden har den faktiske virkning af gastrisk pose størrelse som en enkelt variabel ikke blevet analyseret. For det andet kan den store tekniske krav for den lille pose teknikken i vores model i forhold til hæftemaskinen teknik benyttes af andre begrænser dets nytteevne til forskergrupper, der har en tilstrækkeligt uddannet og dygtig operatør på deres tilgængelighed. For det tredje, mange forskergrupper fokusere på ændringer i glukose homøostase efter gastrisk bypass operation. Men hidtil har vi ikke bruge vores model til at undersøge postoperativ glucose eller lipidprofiler, og derfor egnetheden af ​​vores model til at besvare sådanne spørgsmål er fortsat ukendt. Endelig blev de fleste af vore eksperimenter udført i dyr fodret en standard fedtfattig chow kost.

Som konklusion er der et stort udvalg af gastrisk bypass rottemodeller. Flere komponenter, der handler i fællesskab føre til de observerede fysiologiske ændringer efter gastric bypass, men det relative bidrag af disse komponenter og deres samspil er fortsat ukendt. Sorten i offentliggjorte rotte gastrisk bypass modeller komplicerer identifikationen af ​​specifikke fysiologiske mekanismer involveret i vægttab efter gastric bypass. Der er således en spirende behov for standardisering af proceduren til enchieve sammenhængende og sammenlignelige data. Hidtil er der ingen beviser for, at nogen af ​​modellerne er overlegen.