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Articolo metodologico

Roux-en-Y operazione di bypass gastrico in Rats

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DOI:

10.3791/3940

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11 giugno 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 questo articolo

Sommario

Numerosi studi che utilizzano modelli di ratto di bypass gastrico sono stati recentemente condotti per scoprire i meccanismi fisiologici alla base di Roux-en-Y operazioni di bypass gastrico. Questo articolo mira a dimostrare e discutere i dettagli tecnici e sperimentale del nostro modello di ratto pubblicato bypass gastrico per capire vantaggi e limiti di questo strumento sperimentale.

Abstract

Attualmente, la terapia più efficace per il trattamento dell'obesità patologica per indurre significativi e mantenuto la perdita di peso corporeo con un beneficio sulla mortalità provata è di 1,2 chirurgia bariatrica. Di conseguenza, si è registrato un costante aumento del numero di operazioni effettuate obesi in tutto il mondo negli ultimi anni, con la Roux-en-Y bypass gastrico (bypass gastrico) è la più comunemente eseguita funzionamento 3. In questo contesto, è importante comprendere i meccanismi fisiologici con cui bypass gastrico induce e mantiene la perdita di peso corporeo. Questi meccanismi non sono ancora pienamente compreso, ma possono includere la fame ridotti e una maggiore sazietà 4,5, l'aumento della spesa di energia 6,7, la preferenza per il cibo modificato ad alto contenuto di grassi e zuccheri 8,9, il sale e il trattamento dell'acqua alterata del rene 10 come così come alterazioni della flora intestinale 11. Tali cambiamenti osservati dopo bypass gastrico può almeno in parte derivano dal modo in cuila chirurgia altera l'ambiente ormonale bypass gastrico perché aumenta il rilascio postprandiale di peptide-YY (PYY) e glucagone-simile-peptide-1 (GLP-1), ormoni che vengono rilasciati dall'intestino in presenza di sostanze nutritive e che riducono mangiare 12.

Negli ultimi due decenni numerosi studi utilizzando ratti sono stati eseguiti per investigare ulteriormente cambiamenti fisiologici dopo bypass gastrico. Il bypass gastrico modello di ratto ha dimostrato di essere uno strumento prezioso, non sperimentale, almeno per quanto imita da vicino il profilo temporale e l'entità della perdita di peso umano, ma anche permette ai ricercatori di controllare e manipolare critici fattori anatomici e fisiologici, compreso l'uso di controlli adeguati. Di conseguenza, esiste una vasta gamma di modelli di ratto di bypass gastrici disponibili in letteratura recensione altrove in dettaglio 13-15. La descrizione della tecnica chirurgica esatta di questi modelli varia ampiamente e differisce per esempio in termini di dimensioni sacchetto, artolunghezze, e la conservazione del nervo vagale. Se riferito, i tassi di mortalità sembrano variare da 0 a 35% 15. Inoltre, la chirurgia è stata effettuata quasi esclusivamente in ratti maschi di ceppi differenti ed età. Diete pre-e post-operatorio varia anche in modo significativo.

Variazioni tecniche e sperimentali in modelli di bypass gastrico di ratto pubblicato complicare il confronto e l'identificazione dei potenziali meccanismi fisiologici coinvolti nel bypass gastrico. Non vi è alcuna chiara evidenza che uno di questi modelli è superiore, ma c'è un bisogno emergente per la standardizzazione delle procedure per ottenere dati omogenei e comparabili. Questo articolo si propone quindi di riassumere e discutere i dettagli tecnici e sperimentale del nostro modello validato e pubblicato rat bypass gastrico.

Protocollo

1. Cura preoperatoria

  1. Togliere gli alimenti dal ratto durante la notte prima dell'intervento.
  2. Indurre l'anestesia in camera con il 4-5% del flusso isoflurano e O2 di 2 l / min.
  3. Shave addome da sterno al bacino con rasoio elettrico.
  4. Mettere ratto anestetizzato in posizione supina sul pad riscaldamento isotermico.
  5. Applicare una pomata oculare (Vitagel) prima di mettere il muso dei ratti in dell'ogiva.
  6. Mantenere l'anestesia con isoflurano concentrazione del 2-3% e il flusso O2 di 2 l / min.
  7. Disinfettare la cute con Betadine-Solution.
  8. Confermare la profondità dell'anestesia, con un pizzico pinze tra le dita della zampa posteriore.
  9. Somministrare 5,7 mg / kg per via intraperitoneale Enrofloxacin come profilassi antibiotica perioperatoria, e 1 mg / kg Flunixin per l'analgesia.

2. La laparotomia mediana

  1. Eseguire un'incisione mediana con bisturi a partire proprio sotto processo xifoideo (lama n ° 10).
  2. Mobilitare la pelle circonferenzialmente da Sottolinying muscoli addominali con le forbici Metzenbaum.
  3. Aprire cavità addominale.
  4. Installare divaricatori per facilitare l'esposizione ottimale del campo operatorio.

3. Biliopancreatica e arti Alimentare

  1. Identificare dove duodeno o del digiuno prossimale passa sotto il colon.
  2. Transetto del piccolo intestino di circa 10 cm aborally da qui e legare entrambe le estremità del budello (PDS 5-0).
  3. Posizionare moncone prossimale delle due estremità in quadrante superiore sinistro dell'addome come sarà successivamente usate per formare la parte biliopancreatica di Roux-en-Y ricostruzione.
  4. Posizionare moncone distale delle due estremità in quadrante superiore destro dell'addome come sarà successivamente usate per formare la parte alimentare di Roux-en-Y ricostruzione.

4. Jejuno-digiunostomia

  1. Identificare con valvola ileocoecal cieco e l'ileo.
  2. Seguire ileo per via orale per circa 25 cm. Il Jejuno-digiunostomia verrà inserito qui come punto di partenzadel canale comune di Roux-en-Y ricostruzione.
  3. Recuperare arto biliopancreatica dal quadrante superiore sinistro dell'addome e posizionarla vicino al canale comune dove si prevede di eseguire Jejuno-digiunostomia.
  4. Biliopancreatica arto sicura e canale comune con ritenzione punto (PDS 6-0).
  5. Incidere entrambi i cicli più di circa 10 mm con micro con le forbici.
  6. Creare Jejuno-digiunostomia eseguendo da lato a lato anastomosi con suture interrotte PDS (6-0).
  7. Primo lato dorsale e completa poi il lato ventrale della anastomosi.

5. Tasca gastrica

  1. Identificare giunzione gastro-esofagea.
  2. Mobilitare questa area dissezione gastro-epatiche e gastro-splenica legamenti con le forbici Metzenbaum.
  3. Spostare a sinistra dell'arteria gastrica e fibre vagali di sinistra para-esofagea fascio lateralmente per evitare sanguinamenti maggiori e danni del nervo vagale quando piccola tasca gastrica è stato creato.
  4. Esporre gastro-esofageo junction mettendo un batuffolo di cotone retro-oesophageally.
  5. Coagulare piccoli vasi dello stomaco frontale mediante dispositivo di cauterizzazione disponibile in commercio - anche per prevenire emorragie.
  6. Transetto stomaco circa 5 mm al di sotto gastro-esofageo giunzione creando tasca gastrica di una dimensione non superiore al 2-3% della dimensione originale utilizzando stomaco delicati, forbici curve.
  7. Chiudi gastrico residuo (PDS 5-0).

6. Gastro-digiunostomia

  1. Recuperare arto alimentare dal quadrante superiore destro dell'addome e posizionarla vicino al tasca gastrica.
  2. Creare Gastro-digiunostomia eseguendo end-to-side anastomosi (PDS 7-0).
  3. Prima lato posteriore completa e poi il lato anteriore di anastomosi.

7. Chiusura addominale

  1. Ridurre l'anestesia, riducendo la concentrazione isoflurano a 1,5%.
  2. Primo strato muscolare della parete addominale con suture continue PDS (4-0).
  3. Somministrare 100 pl di 0,3 mg / mlsoluzione di buprenorfina per via sottocutanea per analgesia.
  4. Inoltre ridurre la concentrazione di isoflurano fino a 1%.
  5. Chiudere la pelle con punti staccati Vicryl (4-0).

8. Cura postoperatoria

  1. Fermare isoflurano e continuare con O2.
  2. Somministrare 5 ml di soluzione salina calda per la sostituzione del fluido in tre depositi sottocutanei.
  3. Rat posizione sotto la luce rossa fino al recupero completo.
  4. Ritorna il ratto alla gabbia a casa.

9. Risultati rappresentativi

Animali e abitazioni

Ratti maschi Wistar (Harlan Laboratories Inc., Prugnolo, UK;. Elevage Janvier, Le-Genest-St Isola, Francia) di peso compreso tra 350 e 500 g sono stati alloggiati individualmente sotto un h 12/12 h ciclo luce-buio a temperatura ambiente di 21 ± 2 ° C. Acqua e standard di chow erano disponibili ad libitum, salvo diversa indicazione. Tutti gli esperimenti sono stati eseguiti sotto una licenza rilasciata dalla Casa Office, UK (PL70-6669) o approvati dal veterinario del Cantone di Zurigo, Svizzera. Tutti i ratti hanno dato una settimana di ambientamento prima di essere randomizzati a bypass gastrico o sham-operation. Dopo l'intervento chirurgico, i ratti hanno ricevuto una dieta liquida per 3 giorni prima l'accesso alla normalità Chow è stato reinstallato.

Peso corporeo

I dati del nostro modello bypass gastrico ratto sono coerenti con i precedenti risultati che la chirurgia di bypass gastrico è efficace per ridurre il peso corporeo e in particolare per mantenere la perdita di peso corporeo (Figura 2). Media pre-operatoria di peso corporeo di ratti utilizzati per il bypass gastrico e sham-operazioni è stata simile (sham: 433,4 ± 8,3 g vs bypass: 420,7 ± 8,4 g, p = 0,28). Cinque giorni dopo l'intervento sham comandi azionati pesato significativamente più rispetto ai ratti di bypass gastrico (sham: 422,2 ± 8,3 g vs bypass: 374,7 ± 7,6 g, p <0,001). Il giorno postoperatorio 60, la differenza del peso corporeo era quasi 170 g (sham: 533,2 ± 8,1 g vs bypass: 366,2 ± 10,8 g, p <0,001).

Assunzione di cibo

L'assunzione di cibo andamento simile come peso corporeo e ridotta nei ratti bypass gastrico rispetto al sham azionati ad libitum ratti alimentati. Figura 3 mostra il consumo medio giornaliera cibo per entrambi i gruppi (postoperatoria giorni 1-60). L'assunzione di cibo giornaliera è stata costantemente inferiore dopo bypass gastrico (sham: 29,9 ± 0,2 g vs bypass: 25,7 ± 0,3 g, p <0,001).

Gut ormoni

Sangue da tutti i ratti sono stati raccolti il giorno del termine dello studio 8,16. Gli animali avevano ad libitum l'accesso al cibo la sera prima e sono stati decapitati all'inizio del ciclo di luce giorno post-operatorio 60. Il sangue è stato ottenuto, immediatamente centrifugati a 3000 rpm per 10 minuti a 4 ° C, e conservato a -20 ° C fino a quando i campioni sono stati analizzati in duplicato in un unico passaggio. PYY immunoreattività simile era meavati con un saggio radioimmunologico specifico e sensibile, che misura, sia la lunghezza (PYY1-36) e il frammento (PYY3-36). GLP-1 è stata misurata mediante stabilito in-house radioimmunologici 17,18. Le differenze di assunzione di cibo può essere in parte spiegato da un aumento dei livelli plasmatici postprandiali di peptide YY (PYY) e il peptide glucagone-simile 1 (GLP-1) come ratti di bypass gastrico hanno mostrato livelli significativamente più elevati per PYY (Sham: 26 ± 2 pmol / L vs . bypass: 141 ± 14 pmol / L, p <0,001) e GLP-1 (sham: 40 ± 5 pmol / L vs bypass: 215 ± 23 pmol / L, p <0,001; Figura 4).

figure-protocol-1
Figura 1. Anatomia di bypass gastrico. Schema di anatomia piccolo intestino prima (A) e dopo (B) un'operazione di bypass gastrico. Le diverse sfumature di rosso rappresentano approssimativamente corrispondenti segmenti del piccolo intestino con il rosso che rappresenta il mezzo di foregut(Esofago, stomaco, duodeno e digiuno prossimale), la luce rossa che rappresenta il midgut (digiuno prossimale e media, ileo prossimale) ed il rosso scuro che rappresenta la hindgut (ileo, cieco).

figure-protocol-2
Figura 2. . Perdita di peso corporeo dopo chirurgia di bypass gastrico nei ratti cambio del peso del corpo per un gruppo rappresentativo di ratti dopo bypass gastrico (-) (n = 52) e sham-operati ratti (-) (n = 52) durante un periodo di osservazione 60 giorni. I dati sono stati raccolti da pubblicazioni precedenti 6,8-10 e sono mostrati come valori medi ± SEM (*** = p <0,001).

figure-protocol-3
Figura 3. Assunzione di cibo media dopo l'intervento chirurgico di bypass gastrico nei ratti. Media giornaliera di alimenti di un gruppo rappresentativo di ratti dopo bypass gastrico (nero, n = 52) e sham-operati ratti (bianco, n = 52) per tutta laperiodo post-operatorio di 60 giorni. I dati sono stati raccolti da pubblicazioni precedenti 6,8-10 e sono mostrati come valori medi ± SEM.

figure-protocol-4
Figura 4. Postprandiale PYY e GLP-1 i livelli sierici dopo l'intervento chirurgico di bypass gastrico post-prandiale nei ratti. PYY e il livello di GLP-1 nel siero per i ratti di bypass gastrico (nero, n = 18) e sham-operati ratti (bianco, n = 22). I dati sono stati raccolti da pubblicazioni precedenti 8,16 e sono mostrati come valori medi ± SEM.

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Discussione

La Roux-en-Y bypass gastrico procedura per l'uomo è stato descritto da Mason nel 1967 e modificato nella sua forma attuale Torres nel 1983 19. Attualmente, la procedura consiste in una piccola tasca gastrica e il bypass dell'intestino prossimale di piccole dimensioni. Una illustrazione schematica dell'anatomia pre-e post-operatoria è riportato in figura 1.

Il bypass gastrico nell'uomo induce e mantiene la perdita di peso corporeo di circa il 15-30%...

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Dichiarazioni

Non ci sono conflitti di interesse dichiarati.

Ringraziamenti

Marco Bueter e Florian Seyfried sono stati sostenuti dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Thomas A Lutz è stato sostenuto dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca (FNS). Marco Bueter e Thomas Lutz A ulteriore beneficiare di un finanziamento dal National Institute of Health (NIH) e dal Centro Zurigo Integrativa Fisiologia Umana (ZIHP). Carel Le Roux W è stata sostenuta da un Dipartimento di Salute premio scienziato medico. Imperial College di Londra riceve il sostegno del regime di finanziamento NIHR Biomedical Research Centre.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Nome generico Marca Azienda Numero di catalogo
Enrofloxacina Baytril 2,5% Provet AG 1036
Flunixin Finadyne Graeub 908040
Buprenorfina Temgesic Reckitt Benckiser 138976
Isoflurano IsoFlo Graeub 902035
Vitamina A Vitagel Bausch & Lomb 690
Soluzione di iodio Betadine Mundipharma 111141
NaCl 0,9% NaCl 0,9% B. Braun 534534

Tabella 1. Droga.

Nome Dimensione Azienda Numero di catalogo
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

Tabella 2. Punti di sutura.

Nome Azienda Numero di catalogo
Scalpel maniglia No. 3 Aesculap BB073R
Lame di bisturi No. 10 Swann-Morton 0301
Porta aghi Aesculap BM124R
Tessuto pinza Aesculap BD555R
Forbici Metzenbaum, diritto Aesculap BC022R
Metzenbaum forbici, curvo Aesculap BC023R
Forbici curve delicate, Aesculap BC061R
Pinza arteria, curvo Aesculap BH109R
Pinze arterie, curve, denti 1x2 Aesculap BH121R
Probe, doppio attacco Aesculap BN113R
Porta aghi Micro Aesculap FM 541R
Micro pinza Aesculap FM571R
Micro forbici AESCulap FM470R
Occhio cautery monouso John Weiss internazionale 0111122
Cotton fioc Hartmann AG 9679369

Tabella 3. Attrezzature chirurgiche.

Riferimenti

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