Bariatrische chirurgie is de meest efficiënte manier om het lichaamsgewicht te verminderen en de dodelijke metabole complicaties (diabetes, obesitas en dyslipidemie) die vaak gepaard gaan met morbide obesitas. Muismodellen van bariatrische chirurgie vormen een unieke aanwinst voor het ontcijferen van moleculaire mechanismen achter de gunstige effecten van deze operaties op diabetes, hypertensie en dyslipidemie.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Technieken van Sleeve Gastrectomie en Modified Roux-en-Y Gastric Bypass in Muizen
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Obesitas is een groot probleem voor de volksgezondheid, met een prevalentie van 4-28% voor mannen en 6,2-36,5% voor vrouwen in Europa (2003-2008). Morbide obesitas wordt vaak geassocieerd met metabolische complicaties, zoals type 2 diabetes, hypertensie en dyslipidemie, verminderen levensverwachting en kwaliteit. Aangezien een effectieve noninvasive behandelingen bariatrische chirurgie is een waardevolle therapeutische optie voor patiënten met morbide obesitas (body mass index (BMI)> 40 kg / m 2), wat leidt tot langdurige, aanhoudende gewichtsverlies en verbeteringen in metabolische complicaties . De onderliggende cellulaire en moleculaire mechanismen behoud van de gunstige effecten van bariatrische chirurgie nog niet volledig begrepen. Vanwege de vele genetisch gemodificeerde stammen beschikbaar, het muizenmodel het meest geschikt diermodel om de moleculaire mechanismen te onderzoeken achter de pleiotrope gunstige effecten van bariatrische chirurgie. Hier, gedetailleerde we de geoptimaliseerde healthczijn methoden en chirurgische protocollen bij muizen voor de twee meest gebruikte bariatrische chirurgie: de hoes gastrectomie en de gewijzigde Roux-en-Y gastric bypass. Het ontcijferen van de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de therapeutische effecten van bariatrische chirurgie biedt de belofte van het identificeren van nieuwe therapeutische targets.
Inleiding
De wereldwijde pandemie van obesitas en diabetes is verwoestende in ernst. Meer dan twee miljard volwassenen wereldwijd (30% van de bevolking) zijn overgewicht (BMI> 25 kg / m 2) of obesitas (BMI> 30 kg / m 2) 1. Dit kan komen samen met metabolische complicaties, zoals type 2 diabetes, hypertensie en dyslipidemie, wat leidt tot verhoogde morbiditeit en mortaliteit. Obesitas verhoogt de totale mortaliteit en het voorkomen van kanker 2. Vanwege het ontbreken van een effectieve niet-invasieve behandelingen bariatrische chirurgie is de enige optie die kan leiden tot lange-termijn aanhoudende gewichtsverlies 3, 4. Een aantal verschillende chirurgische werkwijzen ontwikkeld, maar de huls gastrectomie (SG) en Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) zijn de twee meest gebruikte procedures in de klinische praktijk. Tijdens de procedure SG, 80% van het oorspronkelijke volume van de maagverwijderd; dus deze techniek is één van de beperkende operaties die verzadiging bevordert. De RYGB is een van de beperkende-malabsorptive technieken. Tijdens RYGB wordt een kleine maagzakje (1-2% van de totale maagvolume) gemaakt en de darm wordt herschikt in een Y-vorm, die de spijsvertering en de opname van voedingsstoffen vertraagt. Deze twee technieken leiden tot significante verminderingen lichaamsgewicht en algemene verbeteringen in veelgebruikte geassocieerde comorbiditeiten (bijvoorbeeld hypertensie, type 2 diabetes, dyslipidemie en) 3, met een hogere efficiëntie gezien RYGB. De moleculaire mechanismen achter de pleiotrope gunstige effecten van de bariatrische operaties vaak niet volledig opgehelderd. Vanwege de vele genetisch gemodificeerde stammen beschikbaar, een muismodel het meest geschikt diermodel om de moleculaire mechanismen te onderzoeken.
Echter, bariatrische procedures zijn moeilijk om direct aan te passen aan kleine diermodellen en require hoge chirurgische handigheid. Terwijl SG gemakkelijk in knaagdieren kan worden uitgevoerd met een zeer goede overlevingskans, RYGB dodelijk bij muizen als gevolg van ernstige Darmobstructie 5. Verschillende gemodificeerde RYGB technieken zijn voorgesteld om dit probleem met name de oesojejunostomy 5 tegengaan. Hier presenteren we een ander alternatief: de gastrojejunostomie zonder maag uitsnijding. Deze gewijzigde RYGB reproduceert het grootste deel van de gunstige effecten waargenomen bij de mens (dwz een aanzienlijke hoeveelheid gewichtsreductie en een verbetering van glucose en lipiden homeostase).
Dit manuscript wil vatten en bespreken de technische en experimentele gegevens van SG en RYGB in muizen en deze procedures met behulp van video vergemakkelijken. Een bijzondere highlight wordt gemaakt met betrekking tot het optimaliseren van de pre- en postoperatieve zorg protocollen die de reductie van vitamine en ijzerdeficiënties mogelijk.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Dier en huisvesting: Verkrijg 8 weken oude C57BL / 6 mannelijke muizen. Op 10 weken oud, geven de C57BL / 6 muizen vrije toegang tot water en een vetrijk dieet (DIO dieet: 35% kcal uit vet, 25,8% caseïne, 1,30% minerale AIN, 1,30% vitaminen, 1,70% dicalciumfosfaat, 0,7 % calciumcarbonaat, 2,10% citraat kalium, 0,026% choline bitartraat, 8,9% sucrose, 0,384% cystine, 6,5% cellulose, 31,7% reuzel, 3,3% sojaolie, en 16,29% maltodextrine) voor 8 (SG) of 14 (RYGB) weken voor de obese operaties. Om gewichtstoename te bevorderen, geven de muizen gewijd aan de RYGB operatie (sham & RYGB) water dat 20% fructose (w / v) naast het vetrijke dieet.
Ethiek Verklaring: Alle protocol hieronder beschreven stappen volgen de richtlijnen van de ethische commissie voor Dierproeven van de Pays de la Loire onder het goedkeuringsnummer 01.953,01.
1. Algemeen Preoperatieve Voorbereiding
- Snel de muizen gedurende 6 uur voor de operatie. gel diet voedsel werd gegeven 3 dagen voor de operatie en uitsluitend een dag voor de operatie. Induceren anesthesie in een kamer met 5% isofluraan (0,4 l / min) en O2 (dizuurstof, 0,4 l / min). Voer een teen-snuifje test om te bevestigen dat de verdoving effectief is. Dien analgetica (0,1 mg / kg buprenorfine), antibiotica (10 mg / kg marbofloxacine), en pro-kinetiek (1 mg / kg metoclopramide) via subcutane injectie.
- Wijs een specifieke werkgebied voor chirurgische procedures (ver van het laboratorium verkeer en ventilatoren). Maak de chirurgische gebied met gewijd hard oppervlak ontsmettingsmiddelen. Plaats een verwarming pad op de werkruimte gebied muis homeothermie te houden tijdens de operatie. Breng een schone, absorberende onderlegger boven de verwarming pad.
- Scheer de buik van borstbeen tot het bekken met behulp van een elektrisch scheerapparaat. Wikkel de muis buik in gesteriliseerde plastic wrap (figuren 1A en 2A) en plaats de muis in rugligging op de verwarming padvertentie.
- Toepassen dierenarts zalf op de ogen te voorkomen droogheid terwijl onder verdoving. Plaats de muis in de neuskegel en anesthesie met 2% isofluraan (0,4 l / min) en O2 (0.4 L / min) te handhaven.
- Voor het begin van de operatie, op een steriel onderzoek toga, een wegwerp scrubs cap, een gezichtsmasker en steriele handschoenen. Open een autoclaaf gesteriliseerd pakket met een chirurgisch instrument set, die is vereist voor alle stappen van de operatie. Snij een venster in de gesteriliseerde plasticfolie en desinfecteren van de huid met 2 opeenvolgende povidonjood oplossingen.
2. Mouw Gastrectomie: Chirurgische Procedure
- Mediane laparotomie (Figuur 1B)
- Onder een binoculaire microscoop en met een scalpel, uitvoeren van een middellijn incisie van het borstbeen tot het midden van de buik naar de buikholte (niet de buikspieren niet beschadigen) openen. Bescherm de huid met een steriele kompres gedrenkt met 37 ° C zoutoplossing.
- Blootstelling maag (figuur 1C)
- Voorzichtig mobiliseren de maag met behulp van vochtige-wattenstaafjes. Bevrijd de maag van de laterale dicht bindweefsel bijlagen met behulp van bevochtigde wattenstaafjes of micro schaar.
- Voorzichtig, externaliseren de maag volledig en plaats een hemostatische collageen comprimeren achter de maag. Hechtdraad de pylorus en slokdarm schepen langs de grote curvatuur maag met 8,0 niet absorbeerbare hechtingen toekomst te voorkomen bloeding (figuur 1D en E). Opmerking: Hemostat gebruik kan weefselschade veroorzaken, zorg ervoor om alleen te gebruiken op weefsel dat doel te worden weggesneden.
- Resectie van de cardiale regio maag (fundus)
- Voer een gastrotomie op de anatomische lijn aanwezig is tussen de pyloric regio (corpus) en de cardiale regio maag (fundus) (Figuur 1F).
- Resten eten met 2 bevochtigde wattenstaafjes naar elkaar toezijde van de maag. Met behulp van micro schaar, knip de maag langs de grens tussen de fundus en het corpus van de maag (figuur 1G).
- Druk op een hemostatische collageen comprimeren gedurende 2 minuten in het geval van grote bloeden. Sluit de maag opening 8,0 niet absorbeerbare hechtdraden uit de gastro-oesofageale overgang naar het einde van de insnijding (Figuur 1H).
- Resectie van de pyloric regio maag (corpus)
- Voltooi de maag resectie langs de grote curvatuur teneinde ongeveer 80% van de maag (figuur 1 I) te verwijderen. Standaardiseren van de breedte van de SG 3 mm. Druk op een hemostatische collageen comprimeren gedurende 2 minuten in het geval van grote bloeden.
- Sluit de opening van de pylorus regio van de maag met 8,0 niet absorbeerbare hechtdraad (figuur 1J). Schud 2 bevochtigde wattenstaafjes aan elke zijde van de maag zodat de hechtdraad is lekvrij.
- Compleet met 8,0 niet absorbeerbare hechtdraden bij lekkage. Verwijder de hemostatische collageen kompressen en terugkeer van de maag naar de buikholte. Laat een hemostatische collageen comprimeren tegen de hechtdraad.
- abdominale sluiting
- Sluit de spierlaag van de buikwand met 5,0 niet absorbeerbare hechtingen (figuur 1K). Verminder anesthesie doordat het isofluraan concentratie tot 1%. Sluit de huid met behulp van 5,0 niet resorbeerbare hechtingen (Figuur 1L).
3. Roux-en-Y Gastric Bypass: Chirurgische Procedure
- mediaan laparotomie
- Onder een binoculaire microscoop en met een scalpel, uitvoeren van een middellijn incisie van het borstbeen tot het midden van de buik naar de buikholte (niet de buikspieren niet beschadigen) openen. Bescherm de huid met een steriele kompres gedrenkt met 37 ° C zoutoplossing (Figuur 2B).
- Biliopancreatic ledemaat en voedings ledematen
- Externalize de darm (figuur 2C). Meet 8 cm van de pylorus en twee ligaturen uitvoeren van de darm met 5,0 niet absorbeerbare hechtingen (figuur 2D).
- Snijd de darm tussen de twee ligaturen (figuur 2E). Plaats de proximale onderdeel van de twee uiteinden in de linker kwadrant van de buik. Opmerking: Dit zal gebruikt worden als de voedings ledematen (figuur 2F).
- Plaats de distale onderdeel van de twee uiteinden tegenover de voedings ledematen 6 cm onder de proximale ledematen (figuur 2F).
LET OP: Dit zal gebruikt worden als de gal ledemaat.
- Jejuno-jejunostomie
- Snijd zowel het proximale been en de darm lus met behulp van micro schaar en uitvoeren antimesenteric twee insnijdingen even lang (figuur 2G en 2H).
- Voer side-to-side anastomose met twee 8,0niet absorbeerbare hechtingen. Voer de dorsale zijde anastomose eerst (figuur 2I), gevolgd door de ventrale zijde anastomose (Figuur 2J).
- Schud 2 bevochtigde wattenstaafjes aan elke zijde van de anastomose zodat de hechtdraad is lekvrij. Compleet met 8,0 niet absorbeerbare hechtdraden bij lekkage.
- Gastro-jejunostomie
- Voorzichtig mobiliseren de maag met behulp van bevochtigde wattenstaafjes. Bevrijd de maag van de laterale dicht bindweefsel bijlagen met behulp van bevochtigde wattenstaafjes of micro schaar.
- Voorzichtig, externaliseren de maag volledig, het plaatsen van een re-absorbeerbare hemostatische collageen comprimeren achter de maag. Voer een ligatuur van de pylorus onder toepassing van een 5,0 niet absorbeerbare hechtdraad doorgegeven via de omentum via gebogen micro pincet (Figuur 2K en 2L).
- Snijd zowel de ventrale zijde van de maag, 1,5 cm van de pylorus en het distale ledematenmet behulp van micro schaar, creëren van twee insnijdingen even lang (Figuur 2M).
- Uitvoeren side-to-side anastomose met twee 8,0 niet absorbeerbare hechtingen. Begin met de dorsale zijde anastomose (figuur 2 N), en voer vervolgens de buikzijde anastomose (figuur 2O). Schud 2-bevochtigde wattenstaafjes aan elke zijde van de anastomose zodat de hechtdraad is lekvrij. Compleet met 8,0 niet absorbeerbare hechtdraden bij lekkage.
- abdominale sluiting
- Sluit de spierlaag van de buikwand met behulp van niet 5,0-absorbeerbare hechtdraden (Figuur 2P). Verminder de anesthesie doordat het isofluraan concentratie tot 1%. Sluit de huid met behulp van 5.0 niet absorbeerbare hechtingen (Figuur 2T) .Administer 25 ml / kg van warme zoutoplossing via subcutane injectie.
4. Algemene postoperatieve zorg
- stop met isofluraanen verder met een O 2 stroom van 0,8 l / min, totdat de muis volledig wakker. Laat de muis niet onbeheerd achter totdat het motorische controle, aangegeven door het dier te beginnen rond de kooi te bewegen en te kunnen staan en lopen zonder te vallen herwint.
- Plaats de muis (slechts één muis per kooi) in een incubator onder 30 ° C temperatuuromstandigheden gedurende 5 dagen.
- De hoeveelheid ijzer (0,5 mg / kg / dag subcutane injectie) en vitamine (800 mg / 180 ml in water) aanvullingen in de RYGB muizen tot het einde van het protocol.
- Terug vrije toegang tot gel dieet (vetrijk dieet gel: 10% reuzel, 10% vloeibare suiker, 57% water) gedurende 5 dagen na de operatie. Opnieuw een stevig dieet 3 dagen na de operatie.
- Subcutaan injecteren buprenorfine (0,1 mg / kg, tweemaal daags, van dag 0 tot dag 3 na de operatie), meloxicam (1 mg / kg van dag 0 tot dag 3 na de operatie), metoclopramide (1 mg / kg van dag 0 tot dag 5 na operatie) en marbofloxacine (10 mg / kg van dag 0 tot dag 3 afte r chirurgie).
5. Postoperatieve metabole parameters Assessment
- Voedselinname meting
- Laat de muizen herstellen gedurende 1 week na de operatie. Het huis van de muizen één per kooi. Meet de hoeveelheid vast voedsel geplaatst in de kooi. Gewicht van de resterende eten 24 uur later. Herhaal deze stap zo lang als nodig.
- Orale glucose tolerantie test
- Snel de muizen gedurende 6 uur voor de mondelinge bolus. Oogst van een druppel bloed uit de staart tip en toe te passen op een glucose-strip ingevoegd in een glucometer om de tijd 0 bloedglucosewaarde te bepalen.
- Dien een orale bolus van 20% D-glucose-oplossing (2 g / kg). Meet de bloedglucosespiegel 15, 30, 60 en 120 minuten na gavage.
- Hemoglobinegehalte analyse
- Met behulp van een hematologie-systeem, meten 20 pi van vers bloed naar het hemoglobinegehalte proeven.
- Verdoven de muizen door intraperitoneale injectie van een xylazine / ketamine oplossing (10/80 mg / kg). Voer een cervicale dislocatie. Controleer de volledige euthanasie door ervoor te zorgen dat het hart niet klopt en de oogbol knipperreflex verloren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Algemene voorwaarden
De gemiddelde operatieve tijd voor de SG procedure was 49,3 ± 1,5 min. Wij verwijderden 62,8 ± 5,0 mg maag, die ongeveer 80% procent van de maag voorstelt. Geen muizen stierven tijdens de operatie of gedurende de volgende zeven dagen. Een muis (7,1%) stierf op de 11e dag na de operatie als gevolg van een maag obstructie veroorzaakt door een bezoar.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De groeiende epidemie van zwaarlijvigheid te overwinnen, de eerste bariatric chirurgische procedures ontstaan in 1960 in de Verenigde Staten. Sindsdien is het aantal procedures uitgevoerd wereldwijd elk jaar nog steeds te verhogen, en vandaag, deze technieken vertegenwoordigen de beste therapeutische optie voor de behandeling van morbide obesitas 6. Van de ontwikkelde procedures, SG en RYGB zijn de twee meest populaire methoden in de klinische praktijk 4. Diermodellen, i...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren geen belangenconflicten.
Dankbetuigingen
We danken Gilles Mithieux en Aude Barataud (INSERM U1213, Lyon, Frankrijk) en Marie Liabeuf en Stephanie Lemarchand-Minde (Dierfaciliteit, l'Institut du Thorax, Nantes, Frankrijk) voor hun hulp met het protocol voor dierzorg. Dit werk werd ondersteund door subsidies van La région des Pays de la Loire, de Fondation d'Avenir en de Casden Bank. We willen Catherine Postic, Fadila Benhamed en Michelle Cauzac van l'institut Cochin bedanken voor hun gastvrijheid en hun hulp tijdens het filmproces.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Geneesmiddelen | |||
| High Fat diet | DIO diet | Veilig | |
| Isofluraan | Forane | Baxter | |
| Buprenorfine | Buprecare | Animalcare | |
| Marbofloxacine | Marbocyl | Vetoquinol | |
| Ammonium ijzer citraat, vitaminen PP-B12 | Fercobsang | Vetoquinol | |
| Vitaminen A-D3-E-K-B | Vita Rongeur | Virbac | |
| NaCl 0,9% | NaCl 0,9% | ||
| Povidonoplossing | Betadine Scrub | Betadine | |
| Povidonoplossing | Betadine Solution | Betadine | |
| Carboptol 980 NF | Ocrygel | TVM | |
| Naam | Referenties | Bedrijf | Opmerkingen |
| Hechtmaterialen | |||
| Prolene® | 8.0, 6,5 mm | Ethicon | |
| Prolene® | 5.0, 13 mm | Ethicon | |
| Naam | Referenties | Bedrijf | Opmerkingen |
| Chirurgische instrumenten | |||
| Scharen | FST | ||
| Naaldhouder | Olsen-Hegar | FST | |
| Micro scharen | Vannas | FST | |
| Micro pincetten | Graefe | FST | |
| Gebogen micro pincetten | Graefe | FST | |
| Gebogen micro naaldhouder | Castroviejo | FST | |
| Hemostatische collageenkompres | Pangen | Urgo | |
| Absorbeerbare onderleggers | VWR | ||
| Naam | Referenties | Bedrijf | Opmerkingen |
| Specifieke instrumenten | |||
| Hematologie systeem | Hemavet 950FS | Hemavet | |
| Glucose strips en glucometer | One touch Verio | Life scan | |
| Stereomicroscoop | MZ6 | Leica |
Referenties
- Ng, M., Fleming, T., et al. Global, regional, and national prevalence of overweight and obesity in children and adults during 1980-2013: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2013. The Lancet. 384 (9945), 766-781 (2014).
- Calle, E. E., Thun, M. J., Petrelli, J. M., Rodriguez, C., Heath, C. W. Body-mass index and mortality in a prospective cohort of U.S. adults. The New England Journal of Medicine. 341 (15), 1097-1105 (1999).
- Sjöström, L., Lindroos, A. K., et al. Lifestyle, diabetes, and cardiovascular risk factors 10 years after bariatric surgery. The New England Journal of Medicine. 351 (26), 2683-2693 (2004).
- Buchwald, H., Avidor, Y., et al. Bariatric surgery: a systematic review and meta-analysis. JAMA. 292 (14), 1724-1737 (2004).
- Yin, D. P., Gao, Q., et al. Assessment of different bariatric surgeries in the treatment of obesity and insulin resistance in mice. Annals of surgery. 254 (1), 73-82 (2011).
- Buchwald, H., Oien, D. M. Metabolic/Bariatric Surgery Worldwide 2008. Obesity Surgery. 19 (12), 1605-1611 (2009).
- Liu, W., Zassoko, R., et al. Establishment of duodenojejunal bypass surgery in mice: A model designed for diabetic research. Microsurgery. 28 (3), 197-202 (2008).
- Lan, Z., Zassoko, R., et al. Development of techniques for gastrojejunal bypass surgery in obese mice. Microsurgery. , (2010).
- Schlager, A., Khalaileh, A., et al. A mouse model for sleeve gastrectomy: Applications for diabetes research. Microsurgery. 31 (1), 66-71 (2011).
- Troy, S., Soty, M., et al. Intestinal Gluconeogenesis Is a Key Factor for Early Metabolic Changes after Gastric Bypass but Not after Gastric Lap-Band in Mice. Cell Metabolism. 8 (3), 201-211 (2008).
- Seyfried, F., Lannoo, M., et al. Roux-en-Y gastric bypass in mice--surgical technique and characterisation. Obesity surgery. 22 (7), 1117-1125 (2012).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
