Nous présentons une méthode pour établir un modèle de sous-activité du détrusor par transsection du conus medullaris chez le rat. La sous-activité du détrusor a été stimulée avec succès chez ces animaux. Le modèle peut être utilisé pour étudier la fonction des voies urinaires.
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Article de méthode
Modèle de sous-activité de Detrusor chez le rat par transsection de Conus medullaris
* These authors contributed equally
Dans cet article
Résumé
Résumé
L’objectif du protocole présenté était d’établir un modèle de sous-activité du détrusor (UA) chez le rat par transsection du conus medullaris. La laminectomie a été réalisée sur un total de 40 rats Wistar femelles (groupe témoin: 10 rats; groupe test: 30 rats) pesant 200 à 220 g, et le conus medullaris a été transecté au niveau L4\u2012L5 dans le groupe test. Tous les rats ont été logés et nourris dans les mêmes conditions environnementales pendant six semaines. Dans le groupe test, la miction urinaire a été effectuée deux fois par jour pendant six semaines et le volume urinaire résiduel moyen a été enregistré. Un cystométrogramme a été réalisé dans les deux groupes. La capacité cystométrique maximale (CMC), la pression d’ouverture du détrusor (DOP) et la compliance de la vessie ont été enregistrées et calculées. Le groupe test a montré une rétention urinaire significative après la chirurgie, à la fois pendant et après le choc rachidien. Cependant, aucune anomalie n’a été observée dans le groupe témoin. Par rapport au groupe témoin, la CMC et la compliance de la vessie dans le groupe d’essai étaient significativement plus élevées que celles du groupe d’essai (3,24 ± 2,261 mL contre 1,04 ± 0,571 mL ; 0,43 ± 0,578 mL/cmH2O versus 0,032 ± 0,016 mL/cmH2O), tandis que la DOP dans le groupe d’essai était inférieure à celle du groupe témoin (20,28 ± 14,022cmH2O versus 35 ± 13,258cmH2 O). Cette méthode d’établissement d’un modèle animal d’UA par la transsection du conus medullaris offre une excellente occasion de mieux comprendre la physiopathologie de l’UA.
Introduction
La sous-activité du détrusor (UA) est un dysfonctionnement typique des voies urinaires inférieures qui est resté à l’étude. Même si l’UA a été définie par l’International Continence Society (ICS)1, de nombreuses terminologies différentes sont utilisées pour désigner cette maladie, par exemple, « défaillance du détrusor », « vessie acontractile », « aréflexie du détrusor »2. L’UA, telle que définie par l’International Continence Society (ICS) en 2002, est une contraction de force et de durée réduites, ce qui entraîne une augmentation prolongée du temps de vidange de la vessie, ce qui empêche d’obtenir une vidange complète de la vessie dans un délai normal.
L’UA peut toucher 48 % des hommes et 12 % des femmes (âgés de >70 ans)3 présentant des symptômes des voies urinaires inférieures. Il semble être multifactoriel, et aucun traitement efficace n’existe. Il est rapporté que l’UA est omniprésent chez les patients présentant un dysfonctionnement neurogène de la vessie, tel que la sclérose en plaques4, le diabète sucré5, la maladie de Parkinson6 ou l’accident vasculaire cérébral7. L’UA peut également être causée par des lésions nerveuses iatrogène, telles qu’une hystérectomie laparoscopique, une prostatectomie ou d’autres interventions chirurgicales dans le petit bassin8. Les changements physiopathologiques et les traitements disponibles de l’UA sont encore confus en raison de l’absence d’un modèle animal approprié pour l’étude.
Le réflexe mictionnel est contrôlé par les voies spino-bulbospinales qui combinent le centre mictionnel pontin, le noyau parasympathique sacré et les centres cortex plus âgés9. L’activation et le maintien du réflexe mictionnel dépendent principalement du transport régulier des signaux sensoriels de la vessie vers les centres cortex plus âgés. On peut postuler que le dysfonctionnement sensoriel contribue à l’UA.
La plupart des études expérimentales sur les animaux liées aux dysfonctionnements des voies urinaires inférieures se sont concentrées sur les modèles de vessie hyperactive (vessie hyperactive)10. Ces modèles fournissent une compréhension raisonnable de la physiopathologie et du pronostic de la vessie hyperactive. Cependant, seuls quelques modèles d’UA ont été rapportés, p. ex. lésion supraspinale (lésions locales, décérébration et occlusion de l’artère cérébrale moyenne), transsection ou contusion de la moelle épinière, administration systémique (p. ex. cyclophosphamide) ou intravésicale d’agents irritants ou inflammatoires (p. ex. acide, acroléine et lipopolysaccharide)11,12,13,14 . Parmi ces méthodes, seule la méthode de la transsection de la moelle épinière ou des lésions de contusion peut être utilisée pour établir un modèle animal d’UA13. Les tentatives impliquant la blessure du centre de miction pontine et des centres cortex supérieurs ont été abandonnées en raison du traumatisme grave. Ainsi, une attention accrue est accordée à la recherche d’un emplacement précis dans le centre de réflexe mictionnel pour induire l’UA avec un minimum d’effets secondaires.
Comme mentionné précédemment, l’un des mécanismes d’induction de l’UA est de blesser la moelle épinière pour endommager la voie de signalisation du réflexe de miction. La méthode de perte de poids d’Allen a été développée pour établir des animaux de laboratoire avec des moelles épinières blessées15. Cependant, il n’y a pas d’autres données expérimentales disponibles sur cette méthode. De plus, étant donné que certaines parties des animaux ont récupéré la fonction rachidienne après un AVC sans UA, cela ne peut pas être considéré comme une méthode parfaite pour générer un modèle animal à l’UA16.
En 1987, Bregman a excogité un processus de transectation de la moelle épinière pour générer le modèle animal DU et a acquis des données expérimentales17. Néanmoins, cette méthode n’a pas été appliquée pour établir le modèle animal de l’UA. À cette époque, les chercheurs étaient encore confus au sujet de la pathogenèse de l’UA. Comme les emplacements dans la moelle épinière associés à l’induction de la vessie hyperactive ou de l’UA sont adjacents les uns aux autres, ils n’ont pas été en mesure de trouver le site précis des dommages à la moelle épinière pour induire l’UA17. La vessie hyperactive et l’UA ont été introduites ensemble ou séparément par cette méthode. Ainsi, bien que cette méthode ait introduit l’UA, elle était imprécise et ne pouvait pas être utilisée pour comprendre l’occurrence et le traitement de l’UA.
Comme indiqué ci-dessus, l’absence d’un modèle animal approprié d’UA est l’un des principaux obstacles à l’étude de l’UA. Les chercheurs sont continuellement à la recherche d’un modèle précis et gérable capable de simuler la pathologie de l’UA. Même les options de traitement de l’UA ne se sont pas améliorées de manière significative au cours des 20 dernières années. Collectivement, il y a un grand besoin de décrire un protocole standard pour établir un modèle animal d’UA.
Ainsi, dans cet article, nous décrivons une méthode pour établir avec succès un modèle de rat de l’UA par transsection du conus medullaris. La transsection a été réalisée au niveau L4\u2012L5 pour séparer le conus medullaris. La capacité cystométrique maximale (CMC), la pression d’ouverture du détrusor (DOP) et la compliance de la vessie ont été enregistrées et analysées pour valider le protocole. Le protocole décrit ci-dessous combine à la fois la faisabilité et la fiabilité d’une manière normalisée pour établir le modèle animal d’UA, simulant l’apparition et le traitement de l’UA. Le protocole peut être utilisé comme technique pour une étude plus approfondie de l’UA.
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Protocole
Tous les rats ont été utilisés conformément aux protocoles approuvés par le Comité d’expérimentation animale de l’hôpital de l’amitié de Pékin, Capital Medical University.
1. Préparation chirurgicale, anesthésie et techniques chirurgicales
REMARQUE : Un total de 40 rats Wistar femelles, pesant de 200 à 220 g, ont été obtenus commercialement pour la présente étude. Sur les 40 rats, 10 ont été choisis au hasard comme groupe témoin, et les autres ont été traités comme groupe test. Tous les animaux ont été logés dans un environnement stérile dans les installations animalières de l’hôpital de l’amitié de Pékin, Capital Medical University.
- Effectuer une anesthésie générale en administrant du pentobarbital sodique par voie intrapéritonéale (40 mg/kg). Alternativement, induire l’anesthésie en utilisant 3% -4% isoflurane et le maintenir à 1%-3% (inhalé). Appliquez une pommade ophtalmique sur les yeux pour prévenir la sécheresse. Ensuite, placez le rat sur la plate-forme chirurgicale et fournissez un soutien thermique.
REMARQUE : Administrer des analgésiques tels que la buprénorphine, 0,05 mg/kg, SC, 0,1-0,2 mL au début de la procédure. - Vérifiez la profondeur de l’anesthésie par l’absence de réponse au pincement de l’orteil. Rasez la fourrure de toute la zone du dos avec un rasoir.
- Stérilisez le site chirurgical avec au moins 3 cycles d’un gommage en deux étapes tel que la chlorhexidine ou la povidone iodée suivie d’alcool isopropylique. Fixez les membres avec du ruban chirurgical et faites une incision médiane d’environ 3 cm sur le dos avec des ciseaux chirurgicaux.
- Approfondissez l’incision à travers les tissus sous-cutanés à l’aide de ciseaux chirurgicaux et coupez les muscles attachés à la colonne vertébrale.
- Identifiez visuellement et exposez la 13e côte (l’espace intervertébral relié àcette côte est l’intervalle T13\u2012L1). Marquez la 13ème côte à l’aide d’une suture.
- Après identification, réséquez soigneusement les muscles attachés à la colonne vertébrale et exposez la colonne vertébrale. Réséquer le ligament sus-épineux et le ligament interépineux pour une identification précise de la colonne vertébrale. Exposez le niveau de L4\u2012L5 avec des ciseaux chirurgicaux et des forceps.
REMARQUE: Le ligament susépineux peut être identifié facilement en raison de la présence de tissu sous-cutané mince. Après la résection du ligament susépineux, le ligament entre le processus épineux est le ligament interépineux. - Disséquez soigneusement l’apophyse épineuse vertébrale L4\u2012L5 et certaines parties du processus transversal à l’aide d’une pince Kelly pour exposer la moelle épinière (Figure 1).
- Exposez complètement le conus medullaris au niveau L4\u2012L5 et transectez totalement le conus medullaris avec des ciseaux d’iridectomie. Insérez un peu de tissu pour bloquer la récupération de la moelle épinière.
- Fermez le muscle et la peau sus-jacents sur la couche externe de la peau à l’aide d’une suture non résorbable 4-0.
- Pour le groupe témoin, effectuez les étapes 1.1 à 7 et laissez le conus medullaris intact. Fermez l’incision conformément à l’étape 1.9.
2. Récupération des animaux
- Gardez les rats dans un incubateur à température contrôlée (37 °C) pendant la première heure suivant l’opération et surveillez-les jusqu’à ce qu’ils soient sternaux ou en mouvement actif.
REMARQUE: Il faut environ une demi-heure pour une récupération totale. - Transférez l’animal dans une cage propre avec suffisamment de nourriture et d’eau. Gardez les rats dans des cages séparées.
NOTE: Le succès de la transsection est indiqué lorsque les rats du groupe test ne se déplacent qu’à l’aide des pattes antérieures, alors que les rats du groupe témoin peuvent marcher normalement.
3. Gestion post-opération
- Injectez de la pénicilline G, un antibiotique (50 000 U/mL par animal) par voie intrapéritonéale. Administrer des analgésiques tels que la buprénorphine, 0,05 mg / kg, SC, 0,1-0,2 mL toutes les 6-12 heures pendant 48 heures après l’opération.
- Comprimer la vessie au niveau de l’hypogastrium pour aider à la miction. Effectuez cela deux fois par jour à la même heure (8 h et 20 h) pendant six semaines.
NOTE: La perte de constriction normale du détrusor est le symbole de l’UA. - Hébergez tous les rats dans des cages métaboliques, chacune contenant un entonnoir de collecte d’urine placé sur un papier absorbant préalablement pesé pour surveiller la miction et l’incontinence.
- Recueillir et noter séparément le changement de poids du papier absorbant, qui indique le volume vidé (VV) et le volume urinaire résiduel.
4. Tests urodynamiques
- Six semaines après l’opération, effectuer un cystométrogramme à l’aide de l’équipement de mesure urodynamique comme suit.
- Anesthésier les rats en injectant 10 % d’hydrate de chloral dans la cavité péritonéale (3 mL/kg).
- Comprimez la vessie pour la miction, puis fixez le rat à la plate-forme chirurgicale à l’aide d’un ruban adhésif.
- Insérez le cathéter épidural (3F) dans la vessie et connectez l’équipement de mesure urodynamique, le cathéter épidural et la pompe à perfusion par le tube à trois membres.
- Pomper une solution saline physiologique à une vitesse de 0,2 mL/min pour la mesure urodynamique (voir le tableau des matériaux). Enregistrer le MCC et le DOP, et la compliance de la vessie (calculée en divisant δ volume de la vessie par δ pression du détrusor).
5. Analyse statistique
- Effectuer des analyses statistiques à l’aide de logiciels disponibles dans le commerce.
- Utilisez le test de Kolmogorov-Smirnov pour tester la normalité des données.
- Exprimer les variables normalement distribuées sous forme de valeurs moyennes avec des écarts-types. Utilisez les tests t bilatéraux appariés de Student pour comparer les paramètres du cystométrogramme dans les deux groupes.
NOTE: p < 0,05 indique que la différence avait une signification statistique.
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Résultats
L’ensemble de la procédure de transsection du conus medullaris peut être complété en 45 minutes par des chirurgiens expérimentés. Notre laboratoire a effectué plus de 100 cas de chirurgies de transsection du conus médullaris. Le taux de réussite est supérieur à 95%, tel que défini par la survie des rats et l’induction réussie de l’UA. Le test urodynamique a confirmé l’induction de l’UA.
Sur la base de notre expérience, l’induction de l’UA peut être évaluée au préalable par le volume urinaire r...
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Discussion
L’UA est une cause fréquente de symptômes des voies urinaires inférieures chez les hommes et les femmes. Il s’agit d’une constellation complexe de symptômes avec peu d’options de traitement qui peuvent diminuer considérablement la qualité de vie (Qol) des personnes touchées18. Bien que l’on pense que l’UA est multifactoriel, la compréhension de sa pathogenèse reste rudimentaire. Des études ont montré que la pathogenèse de l’UA pourrait être liée à des facteurs myogéniques et neurogènes.
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 0,9 % saline | Wuhan Prosai Company | EY-C1178 | pompe pour la mesure urodynamique |
| 10 % hydrate de chloral | Shandong Yulong Co., Ltd | H37022673 | 3mL/kg, administré par voie intrapéritonéale |
| Chlorhydrate de buprénorphine Injection | Tianjin Pharmaceutical Research Institute Pharmaceutical Co. LTD | H12020275 | 0,05mg/kg par voie sous-cutanée 24h et 48h postopératoire |
| Cathéter péridural | Shandong Xinghua Co, Ltd | VABR3L | pour la mesure urodynamique |
| Pénicilline G | Alta Technology Co., Ltd | 1ST5637 | 50 000 unités/ml par animal |
| pentobarbital | Beijing solabo Technology Co., Ltd | NK-WF0001 | 40 mg/kg, administré par voie intrapéritonéale |
| Ligne de suture(4-0) | ETHICON | VCP422H | suturer la lésion |
| Tube à trois branches | Shandong Xinghua Co, Ltd | VAB3T | pour la mesure urodynamique |
| Pompe à perfusion à l’état de traces | Zhejiang Smith Medical Instrument Co., Ltd | 20162540335 | Pompez la solution saline à une vitesse de 0,2 ml/min pour la mesure urodynamique |
| Équipement de mesure urodynamique | Medical Measurement SystemsB.V. | 08-0467 | peut non seulement aider au diagnostic de la dysurie, mais également fournir des matériaux objectifs pour le traitement et l’effet thérapeutique. C’est la méthode d’examen la plus couramment utilisée dans le diagnostic clinique et le traitement des maladies fonctionnelles des voies urinaires inférieures |
| Wistar Rats | HFK Biotechnology Co., Pékin, Chine | SCXK2012-0023 | 200-220g |
Références
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Réimpressions et autorisations
