Method Article

التعريفي انخفاض حرارة الجسم قصيرة الأجل في الفئران باستخدام نماذج للدراسات دراسة الصلة السريرية والآليات

DOI:

10.3791/62325

⸱

March 3rd, 2021

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1School of Biomedical Sciences and Pharmacy, University of Newcastle, 2Department of Neurology, John Hunter Hospital, Hunter New England Local Health District

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

توضح هذه المقالة طريقتين لتحريض انخفاض حرارة الجسم لفترة قصيرة في الفئران. أول، طريقة التعريفي السريع، ويستخدم التبريد النشط باستخدام المراوح ورذاذ الإيثانول لانخفاض سريع في درجة الحرارة. الطريقة الثانية هي طريقة التبريد التدريجي. ويتحقق ذلك باستخدام مزيج من التخدير isoflurane والحد من إعدادات درجة الحرارة على حصيرة الحرارة المنزلية. وهذا يؤدي إلى انخفاض تدريجي في درجة حرارة الجسم الأساسية دون استخدام أي أجهزة التبريد الخارجية. 

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

انخفاض حرارة الجسم العلاجي (TH) هو استراتيجية قوية لاعصاب التي قدمت أدلة قوية على الحماية العصبية في الدراسات ما قبل السريرية للاضطرابات العصبية. على الرغم من الأدلة القوية قبل السريرية، لم تظهر TH فعالية في التجارب السريرية لمعظم الاضطرابات العصبية. كانت التجارب الناجحة الوحيدة التي تستخدم انخفاض حرارة الجسم العلاجي مرتبطة بسكتة قلبية لدى البالغين وإصابة نقص الأكز الإقفاري عند حديثي الولادة. هناك ما يبرر إجراء مزيد من التحقيقات في معايير استخدامه ، ومقارنات تصميم الدراسة بين الدراسات ما قبل السريرية والسريرية. توضح هذه المقالة طريقتين لتحريض انخفاض حرارة الجسم قصير المدة. الطريقة الأولى تسمح لسرعة انخفاض حرارة الجسم التعريفي في الفئران باستخدام رذاذ الإيثانول والمشجعين. تعمل هذه الطريقة عن طريق تبريد الجلد ، والذي كان أقل استخداما في التجارب السريرية وقد يكون له تأثيرات فسيولوجية مختلفة. التبريد هو أسرع بكثير مع هذه التقنية مما يمكن تحقيقه في المرضى البشر بسبب الاختلافات في مساحة السطح إلى نسبة الحجم. جنبا إلى جنب مع هذا، يتم تقديم طريقة ثانية أيضا، والذي يسمح لمعدل التبريد يمكن تحقيقه سريريا لانخفاض حرارة الجسم لفترات قصيرة. هذه الطريقة سهلة التنفيذ، قابلة للاستنساخ ولا تتطلب تبريد البشرة النشطة.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

TH هو ممارسة تبريد الجسم أو درجة حرارة الدماغ من أجل الحفاظ على صلاحية ووظيفة الجهاز / النظام1،2. وقد تم التحقيق في دور انخفاض حرارة الجسم في الحماية العصبية وأظهرت فوائد في مجموعة من النماذج ما قبل السريرية للأمراض العصبية مثل السكتة الدماغية3, نزيف تحت العنكبوتية4, وإصابات الدماغ الرضية5. من حيث التطبيقات السريرية، وقد أظهرت TH فعالية في المرضى بعد السكتة القلبية وفي إصابة نقص الأكز الإقفاريالوليدي 6.

يتم تحقيق تحريض TH باستخدام طرق التبريد السطحية أو بطانة الأوعية الدموية. غالبية دراسات انخفاض حرارة الجسم قبل السريرية إجراء التبريد السطحي عن طريق تطبيق الماء أو الإيثانول على الفراء الحيوان، أو باستخدام بطانية التبريد لتحقيق درجة الحرارةالمستهدفة 1. في البشر ، يتم تحقيق التبريد السطحي النظامي باستخدام حزم الثلج وبطانيات التبريد7،8. وقد ثبت التبريد أكثر سرعة في المرضى الذين يستخدمون أساليب الأوعية الدموية, التي زوجين ضخ التعريفي من المالحة الباردة من خلال القسطرة الوريدية أو داخل الشريان, مع وضع جهاز التبريد داخل الأوعية الدموية داخل الوريد كافا أدنى9,10. على سبيل المثال، يمكن الوصول إلى درجة حرارة مستهدفة معتدلة من 33 درجة مئوية في 1.5 ساعة مع التبريد تحت الأوعية الدموية مقارنة مع 3-4 ساعة مع التبريد السطحي في المرضى11. كما أصبح نهج الأوعية الدموية أكثر شعبية في السنوات الأخيرة لأنه تم الإبلاغ عن تقليل بعض الآثار الجانبية التي شوهدت في التبريد السطحي الجهازي ، مثل يرتجف12،13. الأوروبية متعددة المراكز، المرحلة العشوائية الثالثة التجارب السريرية لانخفاض حرارة الجسم للسكتة الدماغية (EUROHYP-1) تستخدم في الغالب سطح التبريد14. وأظهرت النتائج التي نشرت مؤخرا من هذه التجربة أن يرتجف كان تعقيدا كبيرا، وربما حدت من القدرة على تحقيق درجة الحرارة المستهدفة10. ومن المعروف أن الاستجابة يرتجف أن تكون مدفوعة في المقام الأول من درجة حرارة الجلد. وقد بذلت بعض الجهود لتطوير طريقة تبريد القوارض داخل الأوعية الدموية15، ولكن الطبيعة الغازية للغاية لهذه التقنية مقارنة بتلك المستخدمة في البشر ، ومخاطر الخلط بين أي نتائج تم الحصول عليها من هذا النموذج.

درجة الحرارة هي المغير الرئيسي للعمليات البيولوجية في الجسم وينظم بإحكام من قبل التوازن. لذلك، أي تلاعب في درجة حرارة الجسم يمكن أن يكون لها مخاطر مرتبطة. مدة التبريد هو عامل قد حد من نجاح التجارب السريرية انخفاض حرارة الجسم. تستخدم هذه التجارب طريقة تبريد طويلة المدة ، مع العديد من الحفاظ على انخفاض حرارة الجسم من 24-72 ساعة11. هذه المدة الممتدة تشكل خطرا للعدوى خلال بروتوكول التبريد. الالتهاب الرئوي هو المضاعفات الأكثر شيوعا من انخفاض حرارة الجسم ، مما يؤثر على ما بين 40-50 ٪ من المرضى الذين يخضعون للعملية13. وهذا على النقيض مما ينظر إليه عادة في الدراسات الحيوانية لانخفاض حرارة الجسم حيث يتم استخدام نموذج قصير الأجل (1-6 ساعة)3. نجاح هذه الدراسات الحيوانية قبل السريرية من المرجح أن يؤدي إلى التكيف من انخفاض حرارة الجسم قصيرة الأجل للاستخدام في التجارب السريرية. ونتيجة لذلك، من الضروري أن يكون هناك نموذج حيواني لانخفاض حرارة الجسم قصير المدة يشبه معدلات التبريد للتجارب السريرية المستقبلية. وقد نوقشت تفاصيل أخرى تتعلق المعلمات درجة الحرارة الأخرى وصحة انخفاض حرارة الجسم قصيرة الأجل في العديد من المواد استعراض1،16،17،18.

أظهرت هنا هو نموذج تدريجي من التبريد الذي هو أكثر قابلية للتحقيق سريريا من نماذج انخفاض حرارة الجسم التجريبية الحالية. هذه الطريقة الجديدة لديها معدل أبطأ بكثير من التبريد، وبالتالي، فإن الوقت لاستهداف درجة الحرارة هو أقرب إلى مجموعة من تلك التي ينظر إليها في التجارب السريرية لانخفاض حرارة الجسم11. كما أنه يتجنب التبريد السطحي المباشر ، الذي له آثار فسيولوجية محددة ، وبالتالي ، قد يكون أكثر قابلية للمقارنة مع التبريد داخل الأوعية الدموية ، والذي كان طريقة التبريد الأكثر شيوعا في التجارب السريرية9،12. يسمح هذا النموذج لتبريد الحيوانات تدريجيا أكثر من 2 ساعة تليها فترة قصيرة من الصيانة في درجة الحرارة المستهدفة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم أيضا عرض طريقة انخفاض حرارة الجسم السريع قصيرة المدة19. تسمح طريقة التبريد السريع بتحقيق درجة الحرارة المستهدفة بسرعة بعد بداية انخفاض حرارة الجسم. في حين أن هذا النهج ليس وثيق الصلة سريريا مثل طريقة التبريد التدريجي ، إلا أنه مفيد للدراسات التي تهدف إلى استكشاف آليات الحماية العصبية لانخفاض حرارة الجسم لمحاكاة آثارها العصبية القوية الدوائية. هذه الطريقة لديها أيضا تطبيقات محتملة خارج علم الأعصاب ويمكن تكييفها مع أي عدد من الدراسات قبل السريرية. وثمة ميزة أخرى لكلا الأسلوبين مقارنة بالنهج الأخرى وهي أنها غير مكلفة ولا تحتاج إلى معدات متخصصة. وأخيرا ، يوضح هذا البروتوكول أيضا زرع بيانات درجة الحرارة ، نظرا لأن الاحترار بعد الجراحة ورصده مهمان لمنع انخفاض حرارة الجسم غير المقصود بعد العملية الجراحية ، مع قدرته على إرباك نتائجالدراسة 20.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وكانت جميع الإجراءات التجريبية وفقا لمدونة الممارسات الأسترالية لرعاية الحيوانات واستخدامها لأغراض علمية، ووافقت عليها لجنة رعاية الحيوان والأخلاق التابعة لجامعة نيوكاسل (A-2013-343 و A-2020-003). بالإضافة إلى أساليب تحريض انخفاض حرارة الجسم الموصوفة أدناه ، يتم تنفيذ البروتوكولات التالية بشكل روتيني بالتزامن مع انخفاض حرارة الجسم: علبة خط الفخذ لمراقبة ضغط الدم ومعدل ضربات القلب21، والسكتة الدماغية التجريبية22.

1. زرع داتالوججر

ملاحظة: جهاز datalogger المستخدمة في هذا البروتوكول لم تكن قادرة على توفير الوقت الحقيقي القراءة من درجة حرارة الجسم. القراءة ممكنة بمجرد إزالة سجل البيانات من الحيوان وتوصيله مرة أخرى إلى الكمبيوتر. ونتيجة لذلك، يتم استخدام مسبار درجة حرارة المستقيم لتوفير معلومات في الوقت الحقيقي أثناء عملية التبريد وإعادة التدبير. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مسبار المستقيم حيوي أيضا لهذه الطريقة لأن حصيرة الحرارة الجراحية التي يوضع عليها الحيوان أثناء الإجراء ينظمها نظام مسبار المستقيم. يخدم سجل البيانات أيضا غرضا قيما يتمثل في توفير بيانات درجة الحرارة في الفئران المستيقظة المتحركة بحرية ، وهو مهم لضمان الحفاظ على درجة حرارة الجسم الطبيعية بعد إعادة الارتجام. لذلك، كلا أجهزة مراقبة درجة الحرارة مهمة لهذا البروتوكول.

  1. تخدير الذكور 10-12 أسبوعا من العمر تفوق الفئران Wistar مع isoflurane (5٪ للتحريض و 2-2.5٪ للصيانة) في 50٪ N2 و 50٪ O2 خليط.
  2. بعد التعريفي، ضع الجرذ في وضع عرضة على حصيرة الحرارة الجراحية.
  3. وضع الجرذ بحيث يكون الأنف جالسا في مخروط الأنف. تأمين الأنف مع الشريط الجراحي لضمان عدم وجود غازات الهروب.
  4. حلق الفراء من أسفل البطن الأيمن وحقن الموقع تحت الجلد مع مخدر موضعي، Bupivacaine 0.2 مل، 0.05٪.
  5. تطبيق محلول مطهر على المنطقة حلق حديثا.
  6. باستخدام أدوات جراحية معقمة، قم بعمل شق طولي بطول 2 سم على طول منطقة البطن اليمنى، على الفور إلى الفخذ الأيمن. جعل شق عميق بما يكفي لفضح الفضاء في تجعد الفخذ البطني.
  7. استخدام hemostats والمملقط لإنشاء 'جيب' تحت الجلد التي هي كبيرة بما يكفي لعقد الجهاز.
  8. أدخل جهاز تسجيل البيانات لرصد درجة الحرارة في الجيب واغلق العضلات والجلد باستخدام الغرز الحريرية 5-0. يفضل الأسلوب تحت الجلد الموصوف هنا على الطريقة داخل الصفاق لأنها أقل توغلا وتسمح بالشفاء بشكل أفضل بعد الإجراء.
  9. تأكد من معايرة ممعطيات مسبار المستقيم ومعايرة المتصازين لمراقبة درجة الحرارة (راجع المناقشة).
  10. تأكد من أن datalogger لا يستريح ضد حصيرة حرارة الحيوان بعد الإدراج ، لأن هذا سيؤثر على قراءات درجة الحرارة.

figure-protocol-1
الشكل 1: زرع جهاز datalogger. (A) لوحات من اليسار إلى اليمين تظهر شق من حوالي 2 سم تبذل على الجانب الأيمن من أسفل البطن من الفئران. (ب) تم إدخال سجل بيانات مراقبة درجة الحرارة تحت الجلد في شق الجيب. (ج)تم إغلاق الشق مع خياطة النايلون. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. تحريض نشط (سريع) انخفاض حرارة الجسم للدراسات الميكانيكية

  1. إعداد لانخفاض حرارة الجسم (انظر الشكل 2). وضع اثنين من المعوجة تقف مع المشابك على جانبي جسم الجرذ.
  2. إرفاق مروحة 60 ملم 12 v/130 mA إلى كل موقف المعوجة ضمان أن المشجعين تهدف نحو أسفل الظهر من الفئران. المسافة بين المشبك والجرذ حوالي 20 سم. يجب أن تبلغ سرعة المروحة المستخدمة 4000 دورة في الدقيقة.
  3. يكون مصباح حرارة الحيوان جاهزة إما في الجانب أو على موقف المعوجة الثالثة.
  4. بدء انخفاض حرارة الجسم عن طريق ضبط حصيرة حرارة الحيوان لدرجة الحرارة المستهدفة المطلوبة. في هذا المثال، 32.5 درجة مئوية هي درجة الحرارة المستهدفة (3.75 على وحدة التحكم في درجة الحرارة).
  5. تشغيل كل من المراوح وتطبيق ثلاثة إلى أربعة بخاخات من الإيثانول 70٪ (زجاجة رذاذ البلاستيك القياسية) على الجزء الخلفي السفلي من الفئران. كشكشة فرو الحيوان عند الرش لسرعة التعريفي التبريد.
    ملاحظة: يستخدم الإيثانول كحل مفضل على الماء لأنه يحتوي على معدل أسرع من التبخر وبالتالي يؤدي إلى تحريض أسرع لانخفاض حرارة الجسم.
  6. الحرص على عدم الإفراط في تشبع الفراء، لأن هذا يمكن أن تسهم في تجاوز درجة الحرارة المستهدفة.
    ملاحظة: سوف المشجعين تسريع تبخر الإيثانول وعملية التبريد.
  7. السماح فترات قصيرة بين تطبيقات الإيثانول مع إبقاء العين عن كثب على درجة حرارة المستقيم من الفئران.
  8. وقف أي تطبيق آخر للإيثانول بمجرد أن تصل درجة حرارة المستقيم إلى درجة حرارة 1 درجة مئوية من درجة الحرارة المستهدفة.
  9. إيقاف كلا المراوح بمجرد أن تصل درجة الحرارة في حدود 0.5 درجة مئوية من درجة الحرارة المستهدفة (33 درجة مئوية في هذه الحالة).
    ملاحظة: يساعد إيقاف تشغيل المراوح قبل الوصول إلى درجة الحرارة المستهدفة على منع الفئران من التبريد الزائد بعد درجة الحرارة المطلوبة.
  10. السماح لانخفاض درجة الحرارة إلى 32.5 درجة مئوية.
    1. إذا لم يحدث التبريد الزائد، استخدم مصباح حرارة الحيوان لتسخين الحيوان مرة أخرى إلى الهدف. يمكن استخدام مساعدة أحد المعجبين لمنع تجاوز إعادة الإعادة.
  11. بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المستهدفة واستقرارها ، استمر في مراقبة درجة الحرارة. درجة الحرارة عادة ما تبقى مستقرة جدا لبقية فترة انخفاض حرارة الجسم دون الحاجة إلى الرش، واستخدام المراوح أو استخدام مصباح الحرارة.
  12. لإعادة warm الحيوان في نهاية انخفاض حرارة الجسم، وضبط درجة حرارة حصيرة الحرارة مرة أخرى إلى 37 درجة مئوية (6 على وحدة التحكم في درجة الحرارة المستخدمة في هذا المثال) والسماح للحيوان لthermregulate على مدى فترة 30 دقيقة.
    ملاحظة: قد تختلف إعدادات درجة الحرارة على وحدات التحكم في درجة الحرارة، ولذلك قد يكون من الضروري تحديد إعدادات لانخفاض حرارة الجسم المستهدف و normothermia على الأجهزة الفردية.

3. تحريض انخفاض حرارة الجسم التدريجي يمكن تحقيقه سريريا دون تبريد الجلد النشط

  1. تحقيق انخفاض حرارة الجسم عن طريق خفض درجة حرارة درجة الحرارة الأساسية ينظم حصيرة الحرارة المنزلية في زيادات صغيرة لدرجة الحرارة المستهدفة المطلوبة. في المثال التوضيحي(الشكل 3B)،تم استخدام زيادة بمقدار درجة مئوية واحدة كل 30 دقيقة.
  2. تبريد الحيوان لاستهداف درجة الحرارة خلال الفترة المطلوبة (2 ساعة في المثال الموصوف). مرة واحدة تبريد، والحفاظ على الهدف للفاصل الزمني المطلوب. عادة، لا يلزم تدخل آخر إذا تم الحفاظ عليها على حصيرة الحرارة المنزلية المحددة لدرجة الحرارة المستهدفة المطلوبة.
  3. لا يوجد تبريد خارجي ضروري مع هذا البروتوكول حيث يمنع التخدير التنظيم الطبيعي لدرجة حرارة الجسم الأساسية.
    ملاحظة: تنخفض متطلبات Isoflurane مع انخفاض حرارة الجسم. في معظم الحيوانات، يمكن تخفيض تركيز ايزوفلوران بدءا من 2٪ في زيادات 0.1٪ كل 20-30 دقيقة إلى 1.5٪ للحفاظ على معدل التنفس مستقرة (>50 نفسا / دقيقة)، ومعدل ضربات القلب وضغط الدم، والحفاظ على قمع الاستجابات منعكس.
  4. لإعادة warm الحيوان بعد انخفاض حرارة الجسم، وضبط حصيرة الحرارة للسماح للحيوان لإعادةwarm على الفاصل الزمني المطلوب. وفي المثال، تم إعادة الارتشاء بتعديل واحد إلى 37 درجة مئوية (6 درجات مئوية في وحدة التحكم في درجة الحرارة في درجة الحرارة المستخدمة في المثال) على مدى فترة 30 دقيقة.
    1. بالنسبة للدراسات طويلة الأجل التي تتطلب استعادة الحيوان، احتفظ بالحيوانات في قفص يوضع نصفه فوق حصيرة حرارية للسماح للحيوان بالحرارة وتجنب انخفاض حرارة الجسم غير المقصود بعد الجراحة.
    2. يمكن إعطاء الباراسيتامول المستقيم (250 ملغم / كجم) للتعافي وتخفيف الألم في ovrenight. يمكن أيضا إعطاء الحقن الملحية تحت الجلد (2 × 1.5 مل) لمنع الجفاف من التخدير والإجراءات الجراحية.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الشكل 3A هو تمثيل لكيفية استجابة فأر Wistar لانخفاض حرارة الجسم باستخدام نهج التبريد السريع. يتحقق تحريض انخفاض حرارة الجسم من خلال استخدام المراوح ورذاذ الإيثانول بنسبة 70٪. يتم تحقيق انخفاض حرارة الجسم إلى هدف 32.5 درجة مئوية في 15 دقيقة. يجب توخي الحذر لضمان التفاعل الدقيق بين استخدام المراوح / مصباح الحرارة ورذاذ الإيثانول للحفاظ على درجة الحرارة المستهدفة. كما يمكن أن نرى من الشكل 3A، لوحظ تجاوز طفيف في درجة الحرارة ، والذي قد يحدث إذا لم يتم إيقاف التبريد من حوالي 0.5 درجة مئوية فوق درجة الحرارة المستهدفة. يتم الحفاظ على الهدف وتثبيته عند علامة 30 دقيقة ويتم بدء إعادة الإعادة في 1.5 ساعة.

ويبين الشكل 3B البروتوكول التدريجي الذي تصل فيه درجة الحرارة المستهدفة إلى 33 درجة مئوية عند 2 ساعة وتحتفظ بها لمدة 30 دقيقة قبل أن تتراوح سرعتها من جديد إلى 2.5 ساعة. هنا، يتم تعديل درجة الحرارة بزيادات مما يطيل المدة اللازمة للوصول إلى درجة الحرارة المستهدفة. تمثل الخطوط المنقطة العمودية في كلا الرسمين البيانيين مدة التبريد.

الشكل 3A والشكل 3B يتم الحصول عليها من جهاز datalogger. في بداية التجربة ، تتم برمجة مسجل البيانات لبدء التسجيل قبل الزرع. في نهاية التجربة ، تتم إزالة datalogger من الحيوان وتوصيله بقارئ درجة الحرارة المقدم عبر منفذ USB. يقرأ البرنامج (eTemperature مثلا) البيانات ويولدها، ويمكن تصديرها بعد ذلك إلى برنامج جدول بيانات.

figure-results-1
الشكل 2: تم إعداد بروتوكول التبريد السريع. (A) تم وضع مراوح اثنين (سهم أسود) فوق منطقة أسفل الظهر من الفئران. عند بدء انخفاض حرارة الجسم ، تم تشغيل كلا المراوح وتم تطبيق رذاذ الإيثانول على أسفل الظهر. مزيج من الإيثانول ومروحة يسهل ويسرع انخفاض حرارة الجسم لتحقيق درجة الحرارة المستهدفة بسرعة. (ب)تم استخدام مصباح حراري (سهم أبيض) لمنع تجاوز انخفاض حرارة الجسم. بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المستهدفة ، تم استخدام مصباح الحرارة لمنع درجة حرارة الفئران الأساسية من الانخفاض. بمجرد استقرار الهدف ، تم إيقاف تشغيل مصباح الحرارة و / أو المروحة المتبقية.

figure-results-2
الشكل 3:تم الوصول إلى درجةحرارة الجسم المستهدفة باستخدام أساليب نشطة (A) وتدريجية (B) في 15 دقيقة باستخدام عملية التبريد النشطة وتم الحفاظ عليها لمدة 60 دقيقة في المثال أعلاه قبل إعادة warmed الحيوان. (ب)تم الوصول إلى درجة الحرارة المستهدفة في 2 ساعة باستخدام طريقة التبريد التدريجي وتم الحفاظ عليها لمدة 30 دقيقة قبل إعادة warmed الحيوان. تمثل المناطق المظللة في كلا الرسمين البيانيين النقاط الزمنية التي تم الحفاظ فيها على درجة الحرارة المستهدفة. تشير الخطوط المتعامدة المنقطة في كلا الرسمين البيانيين إلى مدة التبريد الإجمالية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الإجراءات المذكورة هنا يتم تنفيذها بسهولة، غير الغازية، وتوفير انخفاض موثوق بها وقابلة للاستنساخ في درجة حرارة الجسم الأساسية لدرجة الحرارة المستهدفة المطلوبة.

هناك العديد من الخطوات الحاسمة في طريقة التبريد السريع والتي تشمل ما يلي. لا تفرط في بخاخ الإيثانول - يجب الحرص على عدم نقع الحيوان في الإيثانول ، لأن هذا سيتداخل مع النتائج. مراقبة الحيوان أثناء تحريض انخفاض حرارة الجسم - يجب توخي الحذر لمراقبة استجابات الحيوانات عن كثب للتحريض السريع على انخفاض حرارة الجسم. من المهم مراقبة درجة حرارة المستقيم عن كثب لضمان عدم انخفاض درجة الحرارة إلى ما دون الهدف المطلوب - إذا حدث ذلك ، قم بإيقاف تشغيل المراوح والسماح للمصباح الحراري بإعادة warm الحيوان بلطف إلى الهدف المطلوب.

في كلتا الطريقتين، الرصد الفسيولوجي مهم لضمان التكيف المناسب للجرعة المخدرة. للتبريد لفترات طويلة، قد جرعة مخدر غير كافية إطالة مدة التبريد. في هذه الحالة، يمكن زيادة تركيز الأيزوفلوران حتى يتم تحقيق معدل تبريد كاف. خطوة أخرى حاسمة هي المعايرة المتبادلة لأجهزة درجة الحرارة. عند استخدام مسبار درجة الحرارة منظم حصيرة الحرارة و datalogger في نفس التجربة، فمن الأفضل ممارسة لمعايرة عبر datalogger مع التحقيق المستقيم، في الجسم الحي، لأنه قد يكون هناك اختلافات طفيفة في درجة الحرارة المسجلة من الجهازين.

هذه الطرق مناسبة للدراسات التي ترغب في استكشاف استخدام انخفاض حرارة الجسم كعلاج محتمل للاضطرابات العصبية. وينبغي أن يملي الهدف المحدد للدراسة الطريقة المستخدمة. يمكن تصنيف كلا الطريقتين على أنها تبريد سطحي نظامي ، ولكن الطريقة الثانية لا تتطلب أي تبريد نشط. نموذج التبريد التدريجي المذكور أعلاه له تطبيقات محتملة هامة لاستخدام انخفاض حرارة الجسم في علاج السكتة الدماغية. انخفاض حرارة الجسم لمدة طويلة والمضاعفات الناجمة عنها تشكل تحديا لمرضى السكتة الدماغية المسنين. وعلاوة على ذلك، فإن الاستجابة يرتجف يجعل من الصعب تحقيق درجة الحرارة المستهدفة في بعض المرضى10. في حين أن الأدوية المضادة للرجفة يمكن أن تساعد في الحد من استجابة الرجفة ، فإن التبريد التدريجي قصير المدة يمكن أن يخفف من المشكلة بشكل أكثر فعالية. وجود فترة تبريد أقصر من المرجح أيضا أن يقلل من حدوث الالتهاب الرئوي غالبا ما يتم الإبلاغ عنها في التجارب. فائدة محتملة أخرى من هذه الطريقة قصيرة المدة هو أن سرعة إعادة الارتهام قد لا تكون بنفس الأهمية بالمقارنة مع التبريد طويل المدة. وجدت الدراسات السريرية المبكرة جدا من التبريد طويل الأمد في مرضى السكتة الدماغية مع احتشاءات كبيرة أن إعادة الارتشاء السريع أدى إلى ارتفاعات كبيرة في الضغط داخل الجمجمة (ICP)، مما أدى إلى تفاقم النتيجة وكان قاتلا في كثير من الأحيان. وأدى ذلك إلى تطوير نماذج إعادة التدوام التدريجي، مما زاد من تمديد المدة الإجمالية للبرد. يحافظ التبريد قصير المدة على درجة الحرارة المستهدفة فقط لفترة قصيرة وقد يؤدي إلى انتعاش برنامج المقارنات الدولية. وقد أظهرت العمل السابق الذي حقق في علاج انخفاض حرارة الجسم لارتفاع برنامج المقارنات الدولية ، وذلك باستخدام بروتوكول التبريد وإعادة الحرب السريعة مماثلة لتلك الموصوفة هنا ، أي ارتفاع برنامج المقارنات الدولية انتعاش بعد إعادةwarming23،24.

لم تتمكن التجارب السريرية لانخفاض حرارة الجسم لعلاج السكتة الدماغية من ترجمة فوائد انخفاض حرارة الجسم التي يتم الإبلاغ عنها في الدراسات التجريبية. عدم التطابق في معدلات التبريد والمدة بين النماذج التجريبية والمرضى ، هي متغيرات مهمة قد تفسر هذا التناقض. وجود نموذج تجريبي لانخفاض حرارة الجسم الذي يشبه بشكل أفضل المعدل السريري لالتبريد سيسمح بإجراء تحقيق أكثر استنارة في فوائد انخفاض حرارة الجسم كإجراء علاجي لمرضى السكتة الدماغية.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تمويل هذا المشروع من قبل جامعة نيوكاسل، معهد هنتر للبحوث الطبية (HMRI) دالارا زمالة الباحث الوظيفي للبحوث المبكرة، وزمالة أبحاث الصحة في وقت مبكر منتصف منتصف نيو ساوث ويلز، والمجلس الوطني للصحة والبحوث الطبية (NHMRC) أستراليا.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
الإيثانول المطلقThermoFisher Scientific / Ajax FinechemAJA214-20LPLمخفف بالماء منزوع الأيونات لإعطاء محلول مطهر للإيثانول بنسبة 70
٪ (كلورهيكسيدين)ديفيد كريجA2957
مخدر (ماركين)أسبنPS13977
محرك مروحة بدون فرشSiroccoYX25052 × 12 فولت / 130 مللي أمبير
حراريالزواحف واحدAC220240 فولت 50/60 هرتز
وسادة حراريةFHC، Inc40-90-2
مسبار المستقيمFHC، Inc40-90-5D-02
وحدة تحكم في درجة الحرارةFHC، Inc40-90-8D
مسجل بيانات درجة الحرارةمكسيمDS1922L-F5
مصباح

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Therapeutic hypothermia for ischemic stroke; pathophysiology and future promise. Neuropharmacology. 134, Pt B 302-309 (2018).">Kurisu, K., Yenari, M. A. Therapeutic hypothermia for ischemic stroke; pathophysiology and future promise. Neuropharmacology. 134, Pt B 302-309 (2018).
  2. Induced hypothermia and fever control for prevention and treatment of neurological injuries. Lancet. 371 (9628), 1955-1969 (2008).">Polderman, K. H. Induced hypothermia and fever control for prevention and treatment of neurological injuries. Lancet. 371 (9628), 1955-1969 (2008).
  3. Hypothermia in animal models of acute ischaemic stroke: a systematic review and meta-analysis. Brain. 130, Pt 12 3063-3074 (2007).">vander Worp, H. B., Sena, E. S., Donnan, G. A., Howells, D. W., Macleod, M. R. Hypothermia in animal models of acute ischaemic stroke: a systematic review and meta-analysis. Brain. 130, Pt 12 3063-3074 (2007).
  4. Hypothermia as a neuroprotective strategy in subarachnoid hemorrhage: a pathophysiological review focusing on the acute phase. Neurological Research. 27 (3), 229-237 (2005).">Thomé, C., Schubert, G. A., Schilling, L. Hypothermia as a neuroprotective strategy in subarachnoid hemorrhage: a pathophysiological review focusing on the acute phase. Neurological Research. 27 (3), 229-237 (2005).
  5. Prolonged therapeutic hypothermia after traumatic brain injury in adults: a systematic review. Journal of the American Medical Association. 289 (22), 2992-2999 (2003).">McIntyre, L. A., Fergusson, D. A., Hébert, P. C., Moher, D., Hutchison, J. S. Prolonged therapeutic hypothermia after traumatic brain injury in adults: a systematic review. Journal of the American Medical Association. 289 (22), 2992-2999 (2003).
  6. Therapeutic hypothermia: Applications in adults with acute ischemic stroke. Brain Circulation. 5 (2), 43-54 (2019).">Kuczynski, A. M., Demchuk, A. M., Almekhlafi, M. A. Therapeutic hypothermia: Applications in adults with acute ischemic stroke. Brain Circulation. 5 (2), 43-54 (2019).
  7. Whole-body hypothermia for neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy. New England Journal of Medicine. 353 (15), 1574-1584 (2005).">Shankaran, S., et al. Whole-body hypothermia for neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy. New England Journal of Medicine. 353 (15), 1574-1584 (2005).
  8. Whole-body hypothermia for term and near-term newborns with hypoxic-ischemic encephalopathy: a randomized controlled trial. Archives of Pediatrics and Adolescent Medicine. 165 (8), 692-700 (2011).">Jacobs, S. E., et al. Whole-body hypothermia for term and near-term newborns with hypoxic-ischemic encephalopathy: a randomized controlled trial. Archives of Pediatrics and Adolescent Medicine. 165 (8), 692-700 (2011).
  9. Results of the ICTuS 2 Trial (Intravascular cooling in the treatment of stroke 2). Stroke. 47 (12), 2888-2895 (2016).">Lyden, P., et al. Results of the ICTuS 2 Trial (Intravascular cooling in the treatment of stroke 2). Stroke. 47 (12), 2888-2895 (2016).
  10. Therapeutic hypothermia for acute ischaemic stroke. Results of a European multicentre, randomised, phase III clinical trial. European Stroke Journal. 4 (3), 254-262 (2019).">vander Worp, H. B., et al. Therapeutic hypothermia for acute ischaemic stroke. Results of a European multicentre, randomised, phase III clinical trial. European Stroke Journal. 4 (3), 254-262 (2019).
  11. Hypothermia for acute ischaemic stroke. Lancet Neurology. 12 (3), 275-284 (2013).">Wu, T. C., Grotta, J. C. Hypothermia for acute ischaemic stroke. Lancet Neurology. 12 (3), 275-284 (2013).
  12. Intravenous thrombolysis plus hypothermia for acute treatment of ischemic stroke (ICTuS-L): final results. Stroke. 41 (10), 2265-2270 (2010).">Hemmen, T. M., et al. Intravenous thrombolysis plus hypothermia for acute treatment of ischemic stroke (ICTuS-L): final results. Stroke. 41 (10), 2265-2270 (2010).
  13. Determinants of pneumonia risk during endovascular hypothermia. Therapeutic Hypothermia and Temperature Management. 3 (1), 24-27 (2013).">Lyden, P., Ernstrom, K., Raman, R. Determinants of pneumonia risk during endovascular hypothermia. Therapeutic Hypothermia and Temperature Management. 3 (1), 24-27 (2013).
  14. EuroHYP-1: European multicenter, randomized, phase III clinical trial of therapeutic hypothermia plus best medical treatment vs. best medical treatment alone for acute ischemic stroke. International Journal of Stroke. 9 (5), 642-645 (2014).">vander Worp, H. B., et al. EuroHYP-1: European multicenter, randomized, phase III clinical trial of therapeutic hypothermia plus best medical treatment vs. best medical treatment alone for acute ischemic stroke. International Journal of Stroke. 9 (5), 642-645 (2014).
  15. Novel method for inducing rapid, controllable therapeutic hypothermia in rats using a perivascular implanted closed-loop cooling circuit. Journal of Neuroscience Methods. 267, 55-61 (2016).">Lamb, J. A., Rajput, P. S., Lyden, P. D. Novel method for inducing rapid, controllable therapeutic hypothermia in rats using a perivascular implanted closed-loop cooling circuit. Journal of Neuroscience Methods. 267, 55-61 (2016).
  16. Still cooling after all these years: Meta-analysis od pre-clinical trials of therapeutic hypothermia for acute ischemic stroke. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 36 (7), 1157-1164 (2016).">Dumitrascu, O. M., Lamb, J., Lyden, P. D. Still cooling after all these years: Meta-analysis od pre-clinical trials of therapeutic hypothermia for acute ischemic stroke. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 36 (7), 1157-1164 (2016).
  17. Hypothermia neuroprotection against ischemic stroke: The 2019 update. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 40 (3), 461-481 (2020).">Wu, L., et al. Hypothermia neuroprotection against ischemic stroke: The 2019 update. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 40 (3), 461-481 (2020).
  18. Hypothermia after acute ischemic stroke. Journal of Neurotrauma. 26 (3), 387-391 (2009).">Hemmen, T. M., Lyden, P. D. Hypothermia after acute ischemic stroke. Journal of Neurotrauma. 26 (3), 387-391 (2009).
  19. An automated system for regulating brain temperature in awake and freely moving rodents. Journal of Neuroscience Methods. 67 (2), 185-190 (1996).">Colbourne, F., Sutherland, G. R., Auer, R. N. An automated system for regulating brain temperature in awake and freely moving rodents. Journal of Neuroscience Methods. 67 (2), 185-190 (1996).
  20. Magnesium treatment and spontaneous mild hypothermia after transient focal cerebral ischemia in the rat. Brain Research Bulletin. 77 (5), 320-322 (2008).">Campbell, K., Meloni, B. P., Zhu, H., Knuckey, N. W. Magnesium treatment and spontaneous mild hypothermia after transient focal cerebral ischemia in the rat. Brain Research Bulletin. 77 (5), 320-322 (2008).
  21. Femoral arterial and venous catheterization for blood sampling, drug administration and conscious blood pressure and heart rate measurements. Journal of Visualized Experiments. (59), e3496(2012).">Jespersen, B., Knupp, L., Northcott, C. A. Femoral arterial and venous catheterization for blood sampling, drug administration and conscious blood pressure and heart rate measurements. Journal of Visualized Experiments. (59), e3496(2012).
  22. Middle cerebral artery occlusion allowing reperfusion via common carotid artery repair in mice. Journal of Visualized Experiments. (143), e58191(2019).">Trotman-Lucas, M., Kelly, M. E., Janus, J., Gibson, C. L. Middle cerebral artery occlusion allowing reperfusion via common carotid artery repair in mice. Journal of Visualized Experiments. (143), e58191(2019).
  23. Short-duration hypothermia after ischemic stroke prevents delayed intracranial pressure rise. International Journal of Stroke. 9, 553-559 (2014).">Murtha, L. A., et al. Short-duration hypothermia after ischemic stroke prevents delayed intracranial pressure rise. International Journal of Stroke. 9, 553-559 (2014).
  24. Intracranial pressure elevation after ischemic stroke in rats: cerebral edema is not the only cause, and short-duration mild hypothermia is a highly effective preventative therapy. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 35 (4), 592-600 (2015).">Murtha, L. A., et al. Intracranial pressure elevation after ischemic stroke in rats: cerebral edema is not the only cause, and short-duration mild hypothermia is a highly effective preventative therapy. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 35 (4), 592-600 (2015).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Therapeutic HypothermiaHypothermia InductionRat ModelsNeuroprotectionRapid CoolingGradual CoolingEthanol SprayClinical RelevanceTemperature MonitoringIschemic Stroke

Related Articles