למרות השימוש הנרחב במודל IRI מעיים זה, הוא אינו חף ממגבלותיו. לדוגמה, חסימה בלעדית של בסיס ה-SMA בלבד אינה חוסמת לחלוטין את זרימת הדם למעי. זה כנראה בגלל זרימת בטחונות נרחבת במזנטריה, אשר יכול לשאוב דם מענפים שכנים של אבי העורקים הבטן. במחקר אחד שנערך בחתולים, חסימת SMA הפחיתה את זרימת הדם ב-35% בתריסריון הפרוקסימלי, ב-61% בתריסריון הדיסטלי, ב-71% בג'ג'ונום ובאיליאום וב-63% במעי הגס הפרוקסימלי. זרימת הדם לא הופחתה במעי הגס האמצעי והדיסטלי, המקבלים חלק ניכר ממחזור הדם שלהם מעורק המזנטרי התחתון23. במכרסמים, הג'ג'ונום והאילאום מצוטטים לרוב כמקטעי המעי אשר גורמים לפגיעה המשמעותית ביותר ברקמה לאחר חסימת SMA9.
מגוון רחב של זמני איסכמיה לאחר חסימת SMA צוטטו בספרות, מ 1 עד 90 דקות או יותר. זמנים איסכמיים שונים גורמים לרמות שונות של פגיעה ברפרפוזיה; פארק ועמיתיו הבחינו בפגיעה ברפרפוזיה כאשר המרווח האיסכמי היה בין 40 ל -60 דקות, אך לא כאשר המרווח האיסכמי היה קצר או ארוך יותר24. תוצאות כאלה מצביעות על כך שזמנים קצרים יותר אינם מייצרים מספיק איסכמיה כדי לעורר פגיעה ברפרפוזיה, בעוד שזמנים ארוכים יותר פוגעים ברקמה בצורה כה חמורה עד כי לא ניתן להדגים את פגיעת הרפרפוזיה שבאה בעקבותיה. בנוסף, זמנים איסכמיים ארוכים יותר נושאים את הסיכון לתמותה מוגברת. כפי שניתן לראות במחקר שלנו, 50% (3/6) מהעכברים הראשונים שעברו איסכמיה של 60 דקות מתו לאחר 90 דקות בלבד של רפרפוזיה. קיצור זמן האיסכמיה ל-45 דקות הוריד את התמותה ל-20% (1/5) מבלי לשנות את ציוני הפגיעה ברקמות. בהתבסס על המחקר שלנו, נראה כי החלון האידיאלי של נזק איסכמי יכול להיות מושג על ידי חסימת SMA במשך כ 45 דקות.
משתנה נוסף הוא זמן הרפרפוזיה לפני איסוף הרקמות. בדומה לזמני איסכמיה, זמני הרפרפוזיה משתנים במידה רבה בין מחקרים, מ-60 דקות ועד מעל 24 שעות. מספר מאמרים דיווחו כי רירית המעי גורמת נזק מורפולוגי מקסימלי ב 2 עד 3 שעות של רפרפוזיה, עם תיקון מלא שהושג ב 24 שעות 25,26,27. איסוף רקמות לפני חלון זה של 2 עד 3 שעות מסתכן בכך שלא ילכוד את מלוא היקף הפגיעה ברפרפוזיה, בעוד רקמות שנקצרו קרוב יותר ל -24 שעות כבר החלו בתהליך התיקון. בתחילה בחרנו בזמן זילוח של 120 דקות, אך לאחר מכן שינינו ל-90 דקות במאמץ להפחית את התמותה. שינוי זה לא שינה את תוצאות הפגיעה ברקמות, מה שמרמז על כך שסטייה של 30 דקות מחלון הזמן של 2 עד 3 שעות מקובלת.
ריכוז החמצן הוא גם משתנה חשוב בהתפתחות IRI. Wilding et al. מצאו כי בהשוואה לעכברים שקיבלו 21% O2, אלה שהורדמו עם איזופלורן עם 100% O2 חוו חוסר התאמה בין אוורור לזילוח עקב אטלקטזיס. באותו מחקר, חולדות שקיבלו 100% O2 פיתחו חמצת נשימתית חריפה ולחץ עורקים ממוצע מוגבר28. שינויים פיזיולוגיים כאלה מוטב להימנע בעת גרימת פציעה כגון IRI, שבה מעורבים מספר גורמים מערכתיים. לפיכך, 21% O2 נראה מתאים יותר מאשר 100% O2 כמו גז המוביל עבור אספקת isoflurane.
השימוש בהפרין בפרוטוקול זה פתוח לדיון. הפרין ידוע כבעל השפעות נוגדות קרישה ואנטי דלקתיות29. מצאנו כי שינוי מאיסכמיה של 60 דקות ורפרפוזיה של 120 דקות לאיסכמיה של 45 דקות ורפרפוזיה של 90 דקות עם הפרין של 400 IU/kg לא שינה פגיעה מיקרוסקופית במעי, אך כן הוריד את התמותה. הסבר אפשרי אחד הוא שהפארין מנע תרומבואמבוליזם קטלני לאיברים מרוחקים כמו הריאות והמוח, אולם לא מצאנו עדות לכך על נקרופסי על ידי בדיקה גסה או מיקרוסקופית של שני העכברים הראשונים שמתו. שימוש באיסכמיה קצרה יותר ובזמני רפרפוזיה ללא הפרין עשוי להיות יעיל באותה מידה בהפחתת התמותה. אם זה היה המקרה, היה זה נבון לוותר על השימוש בהפרין כדי למזער את ההפרעה ל-IRI. עם זאת, הכללת הפרין בפרוטוקול עשויה להתאים למי שרוצה להדגים גורמים כירורגיים של IRI, שכן חולים כירורגיים מקבלים לעתים קרובות הפרין פרי-ניתוחי.
הוכח כי לאיזופלורן יש השפעות מגינות על רקמות במקרים של דלקת מעיים ואיסכמיה, והשימוש בו עלול להפריע למודל IRI רלוונטי מבחינה קלינית30,31,32. עם זאת, ממסים נדיפים אורגנופלואוריניים (כלומר, isoflurane, sevoflurane) הם חומרי הרדמה נפוצים הן ברפואה וטרינרית והן ברפואה אנושית. בנוסף, משך ההרדמה הנדרש לפרוטוקול זה עולה על 120 דקות, ולכן ממסים נדיפים מתאימים יותר מזריקה קצרת טווח אשר יהיה צורך במינון מחדש.
לא נמצאו נגעים מיקרוסקופיים במעי הגס, בכבד או בכליות הפרוקסימליים. היעדר שינויים מיקרוסקופיים נבע אולי מזמן הזלוף הקצר יחסית של 90 עד 120 דקות. בנוסף, המעי הגס הפרוקסימלי יש אספקת דם מן העורק mesenteric נחות. עם זאת, היעדר נזק נראה לעין אינו שולל פגיעה מערכתית. תגובת שרשרת פולימראז כמותית בשעתוק לאחור (RT-qPCR) היא ככל הנראה מתודולוגיה טובה יותר להדגמת פגיעה מערכתית על ידי מדידת ציטוקינים דלקתיים כגון TNF-α.
מספר וריאציות של מודל IRI מעיים זה פותחו במהלך השנים. בשנת 1990, Megison et al. הוכיחו כי חסימת כלי הדם הצדיים בנוסף ל- SMA הביאה לירידה עקבית יותר בזרימת הדם המזנטרית, אך לעלייה בשיעור התמותה33. מחקר עדכני יותר הראה כי במקום להסתיר את ה-SMA בבסיסו, קשירת הענפים ההיקפיים והצדיים שלו כדי לגרום לאיסכמיה באילאום הדיסטלי הניבה פגיעה ניתנת לשחזור ללא תמותה34. חסימה של ענפי העורקים המקומיים מבטיחה איסכמיה מקסימלית ועשויה לטפל בבעיה של הפחתה מולטיפוקלית ומגזרית של זרימת הדם הנראית עם קשירת SMA ממש בבסיסה. בעוד שלשיטה חלופית זו של מידול IRI במעי יש יישום למחקר על ההשפעות הרקמות המקומיות של IRI במעי, לא ידוע אם היא יכולה למדל במדויק את הדלקת המערכתית ואת הכשל הרב-מערכתי שיכול להיות קשור לפגיעה במעיים.
חסימת SMA אינה מודל מתאים לכל סוגי ה-IRI במעי. איסכמיה מזנטרית לא חסימתית, למשל, מאופיינת בהיפופרפוזיה ספלנצ'נית הנובעת מירידה בתפוקת הלב. לכן, טכניקה זו לא תהיה אופטימלית ללמוד IRI מעיים הנגרמת על ידי אוטם שריר הלב, אי ספיקת לב, אי ספיקת אבי העורקים, או מחלת כליות או כבד35. Kozar et al. דיווחו כי חסימת SMA היא, עם זאת, מודל רלוונטי מבחינה קלינית עבור IRI מעיים המושרה על ידי הלם36. למרות שהוא פחות חסכוני, השימוש במינים אחרים כגון חזירים עשוי להיות בעל יתרונות על פני מכרסמים למידול תנאי פגיעה מסוימים במעיים. סקירה מקיפה שנערכה על ידי Gonzalez et al. בשנת 2014 מתארת מודלים של בעלי חיים הנמצאים כיום בשימוש לחקירת IRI9 במעיים.
למרות מגבלותיה, הטכניקה של הסתרת SMA בבסיסו נותרה אחד המודלים הנפוצים ביותר של מכרסמים של איסכמיה מעיים9. מכיוון שהוא דורש רק מהדק כלי דם אחד והתקנה בסיסית, הניתוח עצמו הוא די פשוט. היא גם מניבה פגיעה הניתנת לשחזור, כפי שמעידים הנתונים המוצגים כאן. חסימת SMA במכרסמים יכולה למדל באופן אמין גורמים חוסמים של IRI במעי ויכולה להיות בעלת יישום מעשי הן ברפואה וטרינרית והן ברפואה אנושית. לכן, חשוב שההליכים שתיארנו כאן יבוצעו בעקביות.