Uwagi ogólne:
Wszystkie czynności należy przeprowadzać pod pionowym mikroskopem stereoskopowym (Olympus, SZX10 z kolumną z korbą osi Z i statywem STU2 Stand Boom Stand), korzystając z koagulatora chirurgicznego (11). Grupy eksperymentalne powinny być w jak największym stopniu dopasowane pod względem wieku i masy ciała, aby zapewnić porównywalność wyników. Temperatura, ciśnienie krwi, znieczulenie oraz podawanie płynów powinny pozostać stabilne przez cały czas trwania procedury.
1. Znieczulenie i przygotowanie tchawicy
- Użyć myszy C57BL/6 w wieku co najmniej 10 tygodni o masie ciała 22-25 g. Indukować znieczulenie za pomocą pentobarbitalu sodowego w dawce 70 mg/kg masy ciała i.p. (6).
Utrzymywać znieczulenie, podając około 10 mg/kg/h pentobarbitalu sodowego. Należy zachować ostrożność, aby nie przekroczyć dawki, ponieważ może to znacząco obniżyć ciśnienie krwi.
Ponowne podanie pentobarbitalu – nawet po kilku godzinach – może prowadzić do gwałtownego wzrostu stężeń w osoczu.
- Po indukcji znieczulenia unieruchomić myszy w pozycji grzbietnej, przytwierdzając kończyny górne i dolne do stołu za pomocą taśmy oraz szwu
zamocowanego do kostek. Postąpić analogicznie z głową, mocując ją za pomocą zębów. Odpowiednie unieruchomienie jest kluczowe dla udanej intubacji i dobrze kontrolowanego
przebiegu operacji. Przed zabiegiem pokryć mysz olejem mineralnym, aby zmniejszyć ryzyko wystąpienia alergii na sierść myszy. W celu zapewnienia
stabilnej temperatury ciała przykryć myszy dostępną w handlu folią spożywczą.
- Umieścić myszy na stole grzewczym z kontrolą temperatury (RT, Effenberg, Monachium, Niemcy) z sondą termometru rektalnego podłączoną do kontrolera sprzężenia termicznego
w celu utrzymania temperatury ciała na poziomie 37°C.
- Chirurgicznie odsłonić tchawicę. Oddzielić tkankę łączną z bocznych i grzbietowych stron tchawicy i umieścić pod nią dwa jedwabne szwy chirurgiczne 3.0 (Harvard apparatus,
USA) o długości 10 cm każdy. Szwy powinny znajdować się w odstępach około 1 cm.
- Ostrożnie naciąć tchawicę 3–4 mm poniżej krtani, pomiędzy dwiema chrząstkami pierścieniowatymi, używając nożyczek McPhersona-Vannasa (8 cm, ostrze proste; World Precision Instruments, USA). Należy upewnić się, że nie doszło do krwawienia, ponieważ mogłoby to zakłócić parametry końcowe.
- Wykonać intubację tchawicy za pomocą tępej kaniuli polietylenowej (Insyte 22g, Beckton Dickinson, USA). Wprowadzić końcówkę kaniuli polietylenowej do tchawicy pod kątem 85 stopni. Następnie przechylić kaniulę tak, aby była w jednej linii z światłem tchawicy. Powoli przesuwać rurkę dalej w dół tchawicy, aż końcówka kaniuli zniknie w otworze klatki piersiowej. Utrwalić rurkę w tej pozycji za pomocą dwóch jedwabnych szwów chirurgicznych umieszczonych grzbietowo względem tchawicy (patrz 1.4).
2. Technika wywoływania uszkodzenia płuc indukowanego respiratorem
- Podłącz rurkę do respiratora. W celu wywołania uszkodzenia płuc stosujemy technikę wentylacji sterowanej ciśnieniem przy użyciu urządzenia Servo 900 C firmy Siemens (DRE Veterinary,
USA). Zwierzęta będą wentylowane przy szczytowym ciśnieniu wdechowym 45 mbar, częstotliwości 80 oddechów/min oraz dodatnim ciśnieniu końcowowydechowym 0-3 mbar przy
FiO2 = 1.0. Stosunek wdechu do wydechu powinien wynosić 1:1. Pomimo faktu, że Servo 900 C został zaprojektowany jako respirator dla ludzi, jego zastosowanie w
ustawieniach wentylacji sterowanej ciśnieniem sprawdza się znakomicie w wentylacji myszy.
- Monitoruj częstość akcji serca za pomocą EKG (np. Hewlett Packard, B blingen, Niemcy). Upewnij się, że częstość akcji serca nie spadnie poniżej 400. Po wprowadzeniu wentylacji mechanicznej powinno być widoczne przesunięcie osi serca w prawo, co jest oznaką zwiększenia ciśnienia w tętnicy płucnej w następstwie wzrostu ciśnienia wewnątrzklatkowego. Jeśli u myszy rozwinie się bradykardia, sprawdź temperaturę oraz dawkę/stężenie środka znieczulającego. Znieczulenie ksylazyną/ketaminą indukuje częstość akcji serca na poziomie 250/min i dlatego nie jest zalecane.
- Zastosuj odpowiednią płynoterapię. Przed rozpoczęciem wentylacji należy przeprowadzić infuzję z soli fizjologicznej w tempie 0,1 ml/godzinę poprzez cewnik tętniczy lub żylny, aby zapewnić wystarczające napełnienie żylne. Ze względu na wysokie ciśnienia wentylacyjne powrót żylny do serca jest upośledzony, co może prowadzić do krytycznego spadku średniego ciśnienia tętniczego. Przed operacją można również podać dootrzewnowo bolus soli fizjologicznej w ilości 500 μl.
- Wprowadź cewnik do tętnicy szyjnej w celu ciągłego pomiaru ciśnienia tętniczego (27). Przed przystąpieniem do preparowania tętnicy przymocuj kończynę do ciała. Tętnica szyjna jest odsłaniana poprzez tępe rozczepianie mięśni przytchawiczych. Po dalszej ekspozycji i przy starannym unikaniu urazów tkanek (w szczególności nerwu błędnego), cewnik jest wprowadzany do naczynia przy użyciu dwóch szwów i małego zacisku (37). Pozwoli to na odsłonięcie dłuższego odcinka tętnicy. Załóż ligaturę na samym końcu tętnicy szyjnej. Przymocuj większy zacisk do końca nici, aby uzyskać napięcie, lub przymocuj nić do stołu za pomocą taśmy. Załóż kolejny szew wokół tętnicy i preparuj tętnicę aż do jej najbardziej dystalnego końca. W tym miejscu załóż mały zacisk. Używając mikronożyczek, wykonaj małe skośne nacięcie w tętnicy. Przytrzymaj otwór za pomocą precyzyjnej pęsety (Dumont, WPI) i wprowadź cewnik o odpowiedniej średnicy ręcznie lub za pomocą pęsety. Zawiąż węzeł drugim szwem i zabezpiecz tętnicę. Poluzuj zacisk i wprowadź cewnik dalej. Zabezpiecz cewnik kilkoma węzłami i taśmą. Alternatywnie, cewnik do tętnicy szyjnej można wprowadzić pod koniec eksperymentu w celu pobrania próbek krwi tętniczej do analizy gazometrii.
3. Odzyskiwanie próbek tkanek
Po 3 godzinach wentylacji mechanicznej pobiera się próbki w celu oceny stopnia uszkodzenia płuc. Zaleca się pobranie płynu z przemywania oskrzelowo-pęcherzykowego (BAL), krwi tętniczej oraz tkanki płucnej.
- Pobrać płyn z przemywania oskrzeli i pęcherzyków płucnych (BAL) na koniec eksperymentu. Po pogłębieniu anestezji przepłukać rurkę tchawiczą 1 ml soli fizjologicznej w buforze fosforanowym (PBS). Płyn powinien pozostać w tchawicy/płucach przez trzy sekundy przed odzyskaniem go za pomocą podłączonej strzykawki. Próbkę BAL należy gwałtownie zamrozić w ciekłym azocie i przechowywać w temperaturze -80°C do dalszych analiz. Należy pamiętać, że odzyskana objętość może być znacznie mniejsza niż 1 ml.
- Przeprowadzić analizę gazometryczną krwi na koniec eksperymentu. W tym celu należy wykonać nacięcie bezpośrednio poniżej mostka. Przytrzymać mostek kleszczykami i rozszerzyć nacięcie wzdłuż klatki piersiowej. Następnie naciąć przeponę na krawędziach i wyciąć ją z żeber. W ten sposób uzyskano otwarty widok na dolny otwór klatki piersiowej. Podnieść mostek kleszczykami i otworzyć klatkę piersiową, wykonując długie nacięcia po prawej i lewej stronie (jak najdalej bocznie), tak aby cała przednia ściana klatki piersiowej była odchylona do góry. Należy to zrobić, gdy zwierzę doświadczalne jest wciąż wentylowane mechanicznie. Lewą komorę nakłuć igłą 27 ½G i przeprowadzić analizę krwi tętniczej za pomocą systemu i-STAT (Abbott, USA). Jeśli przeprowadzana jest analiza gazometryczna krwi tętniczej, nie można pobrać próbki BAL, ponieważ stanowiłoby to istotny czynnik zakłócający wyniki.
- Alternatywnie do powyższej metody, próbki krwi tętniczej można pobrać za pomocą cewnika tętnicy szyjnej. Należy jednak zrobić to przed pobraniem BAL.
- Wyciąć płuca en-bloc, podciągając serce i przecinając tchawicę. Przygotować kawałek materiału chłonnego do usuwania krwi, aby miejsce operacyjne było widoczne. Odciągnąć serce w stronę brzucha i ostrożnie przeciąć wzdłuż kręgosłupa, aby zmobilizować wszystkie organy klatki piersiowej. Przeciąć aortę, usunąć organy klatki piersiowej i ułożyć je na czystym stole operacyjnym.
- Odciąć serce i główne naczynia z próbki tkankowej. Upewnić się, że do płuc nie jest już przytwierdzona tkanka grasicy. Rozdzielić płuca nożyczkami, umieścić w oddzielnych probówkach i gwałtownie zamrozić. Przechowywać w temperaturze -80°C do dalszych analiz.
4. Pomiar uszkodzenia płuc
Zalecamy zastosowanie następujących parametrów oceny w celu określenia zakresu uszkodzenia płuc: należy wykonać test ELISA dla albuminy (Bethyl Laboratories, USA) oraz test ELISA dla mieloperoksydazy (MPO) (Hycult Biotechnology, USA), aby ocenić stopień dysfunkcji bariery oraz liczbę komórek zapalnych w płycie BAL. Test ELISA dla MPO należy wykonać również z tkanki płucnej. W przypadku pomiaru stosunku masy mokrej do suchej nie pobiera się płynu BAL i nie przepłukuje krążenia płucnego (patrz 3.3). Należy zmierzyć masę płuc po wycięciu. Następnie płuca liofilizuje się przez 48 h i ponownie waży tkankę płucną. Stosunek masy mokrej do suchej oblicza się jako mg wody na mg suchej tkanki (5).

Rycina 1. Zawartość białek w BAL w odpowiedzi na VILI. Myszy znieczulono pentobarbitalem, następnie wdrożono wentylację mechaniczną z zastosowaniem ustawień sterowanych ciśnieniem (ciśnienie inspiracyjne 45 mbar, dodatnie ciśnienie końcowowydechowe 3 mbar, stężenie tlenu w mieszaninie wdechowej 100%). Po 0, 1, 2 i 3 godzinach wentylacji pobrano BAL i określono zawartość białek za pomocą testu kwasu bicinchoninowego (test BCA). Przedstawiono względną zmianę zawartości białek znormalizowaną względem 0 godzin wentylacji (n=4 na grupę, * oznacza p < 0,05 w porównaniu z kontrolą, średnia ±SEM)