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Methodenartikel

Roux-en-Y-Magenbypass Operation in Ratten

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DOI:

10.3791/3940

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11. Juni 2012

 ,  ,  ,  , 
1Department of Surgery, University Hospital Zürich, 2Zürich Centre for Integrative Human Physiology, University of Zürich, 3Institute of Veterinary Physiology, Vetsuisse Faculty, University of Zürich, 4Imperial Weight Centre, Department of Investigative Medicine, Imperial College London

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Zahlreiche Studien über Magen-Bypass-Ratte Modelle wurden erst kürzlich durchgeführt, um die zugrunde liegenden physiologischen Mechanismen der Roux-en-Y-Magenbypass-Operationen aufzudecken. Dieser Artikel soll zeigen, und diskutieren die technische und experimentelle Details unserer veröffentlichten Magen-Bypass-Ratten-Modell, um Vorteile und Grenzen dieser experimentelles Werkzeug zu verstehen.

Zusammenfassung

Derzeit ist die effektivste Therapie für die Behandlung der morbiden Adipositas, die signifikante und gepflegt Verlust an Körpergewicht mit einer bewährten Sterblichkeit Nutzen induzieren Adipositaschirurgie 1,2. Folglich hat es einen stetigen Anstieg der Zahl der bariatrischen Operationen getan in den letzten Jahren weltweit mit der Roux-en-Y-Magenbypass (Magenbypass) die am häufigsten durchgeführte Operation 3. Vor diesem Hintergrund ist es wichtig, die physiologischen Mechanismen, durch die Magen-Bypass induziert und hält den Verlust an Körpergewicht zu verstehen. Diese Mechanismen sind noch nicht vollständig verstanden, kann aber reduziert Hunger und zählen erhöhte Sättigung 4,5, 6,7 erhöhten Energieverbrauch, verändert Vorliebe für Lebensmittel mit hohem Fett-und Zucker 8,9, Salz und Wasser verändert Umgang mit der Niere 10 als sowie Änderungen in Darmmikrobiota 11. Solche Veränderungen nach Magen-Bypass gesehen kann zumindest teilweise aus, wie Stammzellendie Operation verändert die Hormonmilieu weil Magenbypass erhöht die postprandiale Freisetzung von Peptid-YY (PYY) und Glucagon-like-Peptid-1 (GLP-1), Hormone, die durch den Darm in Gegenwart von Nährstoffen freigesetzt werden und zu reduzieren essen 12.

In den letzten zwei Jahrzehnten zahlreiche Studien mit Ratten wurden zur weiteren Untersuchung physiologische Veränderungen nach Magen-Bypass durchgeführt. Der Magen-Bypass-Ratten-Modell hat sich als ein wertvolles experimentelles Werkzeug nicht zuletzt sein, wie es ahmt genau den zeitlichen Verlauf und das Ausmaß der menschlichen Gewichtsverlust, sondern auch ermöglicht es den Forschern zu kontrollieren und zu manipulieren kritische anatomische und physiologische Faktoren, einschließlich der Verwendung von geeigneten Kontrollen. Folglich gibt es eine breite Palette von Ratten-Magen-Bypass-Modelle sind in der Literatur, an anderer Stelle ausführlicher 13-15. Die Beschreibung der genauen Operationstechnik dieser Modelle ist sehr unterschiedlich und unterscheidet sich in Bezug auf die Größe zB Beutel, des KörpersLängen, und die Erhaltung der Vagusnerv. Wenn berichtet, scheinen die Sterblichkeitsrate auf 0 bis 35% 15 reichen. Darüber hinaus hat der Operation wurde fast ausschließlich bei männlichen Ratten verschiedener Stämme und Altersstufen durchgeführt. Prä-und postoperative Ernährung ebenfalls variiert erheblich.

Technische und experimentellen Variationen veröffentlicht Magen-Bypass-Ratte Modelle erschweren den Vergleich und die Identifizierung von potentiellen physiologischen Mechanismen im Magen-Bypass beteiligt. Es gibt keine eindeutigen Beweise dafür, dass jedes dieser Modelle überlegen ist, aber es ist ein aufstrebendes Notwendigkeit zur Standardisierung des Verfahrens, um einheitliche und vergleichbare Daten zu erzielen. Dieser Artikel soll daher darzulegen und zu diskutieren technische und experimentelle Details unserer zuvor validiert und veröffentlicht Magen-Bypass-Ratten-Modell.

Protokoll

1. Präoperative Betreuung

  1. Entfernen Sie Lebensmittel aus Ratte über Nacht vor der Operation.
  2. Induzieren Anästhesie in der Kammer mit 4-5% Isofluran und O2-Flow von 2 l / min.
  3. Shave Bauch vom Brustbein bis zum Becken mit elektrischen Rasierer.
  4. Platzieren Sie narkotisierten Ratte in Rückenlage auf isotherme Heizkissen.
  5. Bewerben Augensalbe (Vitagel), bevor die Ratten "Schnauze in Nasenkonus.
  6. Aufrechterhaltung der Narkose mit Isofluran-Konzentration von 2-3% und O2-Flow von 2 l / min.
  7. Desinfizieren Sie die Haut mit Betadine-Lösung.
  8. Bestätigen Tiefe der Anästhesie mit einer Pinzette Prise zwischen den Zehen der Hinterhand.
  9. Verwalten 5,7 mg / kg Enrofloxacin intraperitoneal als perioperative Antibiotikaprophylaxe und 1 mg / kg Flunixin zur Analgesie.

2. Mediane Laparotomie

  1. Führen Medianschnitt mit Skalpell ab knapp unter Schwertfortsatz (Blade Nr. 10).
  2. Mobilisieren Haut Umfang von Unterlying Bauchmuskeln mit Metzenbaum-Schere.
  3. Öffnen Sie Bauchhöhle.
  4. Installieren Sie Retraktoren auf bestmögliche Belichtung des Operationsfeldes zu erleichtern.

3. Biliopankreatische und Ernährungskultur Limb

  1. Identifizieren Sie, wo das Duodenum oder proximalen Jejunum verläuft unter dem Doppelpunkt.
  2. Transekt Dünndarm etwa 10 cm aboral von hier und Ligieren der beiden Enden des Darms (PDS 5-0).
  3. Platzieren Sie proximalen Stumpf der beiden Enden im linken oberen Quadranten des Bauches, wie sie später verwendet werden soll, um die biliopankreatischer Schenkel des Roux-en-Y-Rekonstruktion zu bilden.
  4. Platzieren Sie distalen Stumpf der beiden Enden in im rechten oberen Quadranten des Bauches, wie sie später verwendet werden soll, um die alimentäre Schenkel der Roux-en-Y-Rekonstruktion zu bilden.

4. Jejuno-Jejunostomie

  1. Identifizieren Blinddarm mit ileocoecal Ventil und Ileum.
  2. Folgen Sie Ileum mündlich für ca. 25 cm. Die Jejuno-Jejunostomie wird hier als Ausgangspunkt platziert werdendes gemeinsamen Kanals von Roux-en-Y-Rekonstruktion.
  3. Abrufen biliopankreatischer Glied vom linken oberen Quadranten des Bauches und positionieren Sie es neben dem gemeinsamen Kanal, wo Sie planen, Jejuno-Jejunostomie durchzuführen.
  4. Sichere biliopankreatischer Leib und gemeinsamen Kanal mit Retention Stich (PDS 6-0).
  5. Inzision beide Schleifen über annähernd 10 mm mit Mikro-Schere.
  6. Erstellen Jejuno-Jejunostomie, indem Sie Seite-an-Seit-Anastomose mit Einzelknopfnähten (PDS 6-0).
  7. Erste komplette dorsale Seite und dann Ventralseite Anastomose.

5. Magentasche

  1. Identifizieren gastroösophagealen Übergangs.
  2. Mobilisieren Sie diesen Bereich durch Sezieren Magen-Leber-und Magen-Milz-Bänder mit Metzenbaum-Schere.
  3. Bewegen Sie gastrica sinistra und Vagusfasern von links para-Ösophagus-Bündel seitlich zu starken Blutungen und Vagusnerv Schaden, wenn kleine Magentasche erstellt wird, zu verhindern.
  4. Expose gastroösophagealer junction indem Wattestäbchen Retro-ösophageal.
  5. Gerinnen kleinen Gefäßen der frontalen Magen durch Verwendung von handelsüblichen Kauterisierungsvorrichtung - auch, um Blutungen zu verhindern.
  6. Transekt Magen etwa 5 mm unter gastro-ösophagealen Übergang schaffen Magentasche mit einer Größe von nicht mehr als 2-3% der ursprünglichen Größe Magen mit feinen, gebogenen Schere.
  7. Schließen Restmagen (PDS 5-0).

6. Gastro-Jejunostomie

  1. Abrufen alimentäre Schenkel von rechten oberen Quadranten des Bauches und positionieren Sie es neben Magentasche.
  2. Erstellen Gastro-Jejunostomie durch Ausführen Ende-zu-Seite-Anastomose (PDS 7-0).
  3. Erste komplette Rückseite und dann Vorderseite der Anastomose.

7. Bauchdeckenverschluss

  1. Reduzieren Sie Anästhesie durch die Reduzierung Isofluran-Konzentration auf 1,5%.
  2. Schließen Sie Muskelschicht der Bauchwand mit kontinuierlichen Fäden (PDS 4-0).
  3. Administrieren 100 ul 0,3 mg / mlBuprenorphin-Lösung subkutan zur Analgesie.
  4. Weitere Reduzierung Isofluran-Konzentration auf 1%.
  5. Schließen Sie die Haut mit Einzelknopfnähten (Vicryl 4-0).

8. Postoperative Pflege

  1. Stoppen Isofluran und fahren Sie mit O2.
  2. Verwalten 5 ml warmer Kochsalzlösung für Flüssigkeitsersatz in drei subkutanen Depots.
  3. Position Ratte unter Rotlicht bis zur vollständigen Genesung.
  4. Liefert die Ratte zu Hause Käfig.

9. Repräsentative Ergebnisse

Tiere und Gehäuse

Männliche Wistar-Ratten (Harlan Laboratories Inc., Schlehe, UK;. Elevage Janvier, Le Genest-St-Isle, Frankreich) mit einem Gewicht zwischen 350 und 500 g wurden einzeln unter einem 12 h / 12 h Hell-Dunkel-Zyklus bei einer Raumtemperatur untergebracht von 21 ± 2 ° C. Wasser und standardmäßigem Futter waren ad libitum zur Verfügung, sofern nicht anders angegeben. Alle Experimente wurden unter einer Lizenz von der Startseite Offi ausgestellt durchgeführtce, UK (PL70-6669) oder genehmigt durch das Veterinäramt des Kantons Zürich, Schweiz. Alle Ratten wurden eine Woche der Akklimatisation, bevor sie randomisiert, um Magen-Bypass-oder Sham-Operation gegeben. Nach der Operation erhielten die Ratten flüssige Nahrung für 3 Tage vor dem Zugang zum normalen Futter wurde neu installiert.

Das Körpergewicht

Daten unserer Ratte Magen-Bypass-Modell stehen im Einklang mit früheren Befunden, dass Magenbypass-Operation wirksam, um das Körpergewicht zu reduzieren und vor allem auf den Verlust an Körpergewicht (Abbildung 2) zu halten ist. Durchschnittliche präoperative Körpergewicht der Ratten, die für Magen-Bypass-und Sham-Operationen verwendet wurde, war ähnlich (Sham: 433,4 ± 8,3 g vs Bypass: 420,7 ± 8,4 g, p = 0,28). Fünf Tage nach der Operation scheinoperierten Kontrollen wog deutlich mehr im Vergleich zum Magen-Bypass-Ratten (Sham: 422,2 ± 8,3 g vs Bypass: 374,7 ± 7,6 g, p <0,001). Am ersten postoperativen Tag 60, wurde Unterschied im Körpergewicht fast 170 g (Sham: 533,2 ± 8,1 g vs Bypass: 366,2 ± 10,8 g, p <0,001).

Die Nahrungsaufnahme

Die Nahrungsaufnahme folgen ähnlichen Mustern wie Körpergewicht und wurde im Magen-Bypass-Ratten reduziert, wenn zu Sham-ad libitum gefütterten Ratten verglichen. Abbildung 3 zeigt die durchschnittliche tägliche Nahrungsaufnahme für beide Gruppen (postoperativen Tag 1-60). Tägliche Nahrungsaufnahme war durchweg niedriger nach Magenbypass (Sham: 29,9 ± 0,2 g vs Bypass: 25,7 ± 0,3 g, p <0,001).

Darmhormone

Blut aus allen Ratten wurde am Tag der Beendigung Studie 8,16 erhoben. Tiere hatten ad libitum Zugang zu Nahrung in der Nacht vor und wurden zu Beginn des Zyklus Licht am postoperativen Tag 60 enthauptet. Blut wurde von unmittelbar bei 3000 UpM für 10 Minuten bei 4 ° C zentrifugiert und bei -20 ° C, bis die Proben wurden in doppelter Ausführung in einem einzigen Durchlauf getestet. PYY-like Immunreaktivität war meagemessen mit einem spezifischen und sensitiven Radioimmunoassay, die misst sowohl die volle Länge (PYY1-36) und das Fragment (PYY3-36). GLP-1 wurde geschaffen durch in-house Radioimmunoassays 17,18 gemessen. Unterschiede in der Nahrungsaufnahme kann teilweise durch eine erhöhte postprandiale Plasmaspiegel von Peptid YY (PYY) und Glucagon-like Peptide 1 (GLP-1) als Magen-Bypass-Ratten erklären zeigten signifikant höhere Werte für PYY (Sham: 26 ± 2 pmol / l vs . Bypass: 141 ± 14 pmol / l, p <0,001) und GLP-1 (Sham: 40 ± 5 pmol / l vs Bypass: 215 ± 23 pmol / l, p <0,001; Abbildung 4).

figure-protocol-1
Abbildung 1. Magen-Bypass-Anatomie. Schematische Darstellung des Dünndarms vor Anatomie (A) und nach (B) Magen-Bypass-Operation. Die verschiedenen Schattierungen von rot ca. repräsentieren entsprechenden Segmente des Dünndarms mit dem Medium Rot die Vorderdarm(Speiseröhre, Magen und Zwölffingerdarm proximalen Jejunum), das Licht rot, die den Mitteldarm (proximalen und mittleren Jejunum, Ileum proximalen) und die dunkelrote, die den Enddarm (Ileum, Caecum).

figure-protocol-2
Abbildung 2. . Verlust an Körpergewicht nach Magenbypass-Operation bei Ratten Veränderung des Körpergewichts bei einer repräsentativen Gruppe von Ratten nach Magenbypass (-) (n = 52) und Sham-Ratten (-) (n = 52) über einen Beobachtungszeitraum von 60 Tage. Die Daten wurden aus früheren Publikationen 6,8-10 gebündelt und sind als Mittelwerte ± SEM dargestellt (*** = p <0,001).

figure-protocol-3
Abbildung 3. Durchschnittliche Nahrungsaufnahme nach der Magenbypass-Operation bei Ratten. Durchschnittliche tägliche Nahrungsaufnahme von einer repräsentativen Gruppe von Ratten nach Magenbypass (schwarz, n = 52) und Sham-Ratten (weiß, n = 52) über einpostoperativen Zeitraum von 60 Tagen. Die Daten wurden aus früheren Veröffentlichungen 6,8-10 gepoolt und sind als Mittelwerte ± SEM dargestellt.

figure-protocol-4
Abbildung 4. Postprandiale PYY und GLP-1-Serumspiegel nach Magenbypass-Operation bei Ratten. Postprandiale PYY und GLP-1-Serumspiegel für Magen-Bypass-Ratten (schwarz, n = 18) und Sham-Ratten (weiß, n = 22). Die Daten wurden aus bisherigen Veröffentlichungen 8,16 gebündelt und sind als Mittelwerte ± SEM dargestellt.

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Diskussion

Der Roux-en-Y-Magenbypass Verfahren beim Menschen wurde erstmals von Mason im Jahr 1967 beschrieben und modifiziert, um seiner jetzigen Form von Torres im Jahr 1983 19. Derzeit besteht das Verfahren aus einem kleinen Magentasche und den Bypass des proximalen Dünndarms. Eine schematische Darstellung der prä-und postoperativen Anatomie ist in Abbildung 1 wiedergegeben.

Magenbypass bei Menschen hervorruft und unterhält Gewichtsverlust von etwa 15-30% 2. De...

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Offenlegungen

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Danksagungen

Marco und Florian Seyfried Bueter wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt. Thomas Lutz A wurde durch den Schweizerischen Nationalfonds (SNF) unterstützt. Marco Bueter und Thomas Lutz Eine weitere Mittel aus dem National Institute of Health (NIH) und aus dem Zürcher Zentrum für Integrative Humanphysiologie (ZIHP). Carel W le Roux wurde von einem Department of Health Clinician Scientist Award unterstützt. Imperial College London wird unterstützt von der NIHR Biomedical Research Centre Förderprogramm.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Generische Bezeichnung Markenname Firma Katalog-Nummer
Enrofloxacin Baytril 2,5% Provet AG 1036
Flunixin Finadyne Graeub 908040
Buprenorphin Temgesic Reckitt Benckiser 138976
Isofluran Isoflo Graeub 902035
Vitamin A Vitagel Bausch & Lomb 690
Jod-Lösung Betadine Mundipharma 111141
NaCl 0,9% NaCl 0,9% B. Braun 534534

Tabelle 1. Drogen.

Name Größe Firma Katalog-Nummer
PDS II 4-0 Ethicon Z924H
PDS II 5-0 Ethicon Z925H
PDS II 6-0 Ethicon PUU2971E
PDS II 7-0 Ethicon Z1370E
Vicryl 4-0 Ethicon V451H

Tabelle 2. Nahtmaterial.

Name Firma Katalog-Nummer
Skalpellgriff Nr. 3 Aesculap BB073R
Skalpellklingen Keine. 10 Swann-Morton 0301
Nadelhalter Aesculap BM124R
Chirurgische Pinzette Aesculap BD555R
Metzenbaum Schere, gerade Aesculap BC022R
Metzenbaum-Schere, gebogen Aesculap BC023R
Zarte Schere, gebogen Aesculap BC061R
Arterienklemme, gebogen Aesculap BH109R
Arterienklemme, gebogen, 1x2 Zähne Aesculap BH121R
Probe-, Doppel-ended Aesculap BN113R
Micro Nadelhalter Aesculap FM 541R
Mikropinzetten Aesculap FM571R
Micro Schere AescUlap FM470R
Einweg-Augen-Kauter John Weiss Internationalen 0111122
Wattestäbchen Hartmann AG 9679369

Tabelle 3. Chirurgische Geräte.

Referenzen

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