$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Ta seria eksperymentów wykazała, że wstrzyknięcie PEG-SOD do lewego i środkowego płata doprowadziło do znacznego zmniejszenia uwalniania ALT, peroksydacji lipidów błon komórkowych (MDA) i utrzymania glutationu (GSH) w porównaniu z grupą kontrolną (normalna sól fizjologiczna). Aminotransferazy tkankowe wątroby, w tym aminotransferaza alaninowa (AlAT), są ustalonymi markerami uszkodzenia komórek wątrobowych. Zmniejszenie aktywności AlAT po wstrzyknięciu PEG-SOD do lewego płata sugeruje ochronne działanie PEG-SOD. Zwiększone MDA w tkankach wskazuje na zwiększoną peroksydację lipidów i jest uważane za marker stresu oksydacyjnego i uszkodzenia tkanek. Nadprodukcja reaktywnych form tlenu powoduje wzrost produkcji MDA26. Znaczne zmniejszenie tkankowego MDA w lewym i środkowym płacie zwierzęcia po wstrzyknięciu PEG-SOD wykazuje ochronne działanie PEG-SOD. Jest to zgodne z obecnym zrozumieniem, że PEG-SOD chroni komórki przed uszkodzeniami spowodowanymi przez częściowo zredukowane reaktywne formy tlenu27. Dodatkowo, w obecności reaktywnych form tlenu, dwusiarczek glutationu ulega redukcji do glutationu (GSH)28. Utrzymanie się GSH w lewym i środkowym płacie wątroby, do której wstrzyknięto PEG-SOD, dodatkowo wzmacnia ochronne działanie PEG-SOD. Dodatkowo wykazano, że w tkance narażonej na uszkodzenie niedokrwienno-reperfuzyjne występuje zwiększona rozszczepiona kaspaza-3, produkt apoptozy. Zmniejszenie rozszczepionej kaspazy-3 w lewym płacie podczas leczenia PEG-SOD sugeruje, że PEG-SOD prowadzi do zmniejszenia apoptozy.
Dysmutaza ponadtlenkowa (SOD) jest kluczowym enzymem w detoksykacji reaktywnych form tlenu. Enzym katalizuje przemianę dwóch anionów ponadtlenkowych w nadtlenek wodoru i wodę. Enzym katalaza następnie przekształca nadtlenek wodoru w wodę i tlen, kończąc proces25. Okres półtrwania natywnego SOD ograniczał jego zastosowanie w modelach eksperymentalnych do czasu opracowania sprzężonej dysmutazy ponadtlenkowej glikolu polietylenowego (PEG-SOD). Sprzężenie SOD z glikolem polietylenowym wydłuża jego okres półtrwania z 6 min do 14 h. Nguyen i wsp. wykazali jego zdolność do łagodzenia peroksydacji lipidów w niedokrwieniu wątroby w modelu szczurzym, przy użyciu dostarczania ogólnoustrojowego29.
Istnieje wiele potencjalnych modyfikacji techniki opisanych w tym miejscu, a niektóre z nich zostały już wcześniej opisane w literaturze. W zależności od zastosowanego modelu cząsteczki były dostarczane za pomocą inhalacji11, wlewu zewnątrzoponowego12, iniekcji dootrzewnowej 17,18,21,22, podania dożylnego 10,14,15,19,23,24 lub wstrzyknięcia do obwodowej żyły krezkowej górnej 8.
W tym protokole jest kilka krytycznych kroków. Najważniejsza jest kaniulacja żyły wrotnej. Należy uważać, aby otwór wycięty w żyle nie był zbyt duży. Tkanka jest bardzo elastyczna, a otwór sam się powiększy. Zalecamy zacząć od wycięcia otworu o wielkości 0,5 mm nożyczkami mikrochirurgicznymi. Kaniula może być wprowadzana przez otwór za pomocą instrumentu, co pozwala na większą zwinność niż w przypadku próby wykonania tej części zabiegu ręcznie. Dodatkowo, początkowo zasilając kaniulę, powinna być ona skierowana bezpośrednio w stronę rozwidlenia lewej i prawej żyły wrotnej, aby uniknąć wybicia w tylnej ścianie żyły. Kiedy końcówka kaniuli dotrze do rozwidlenia, może być następnie podawana specjalnie do lewej żyły. Po wprowadzeniu kaniuli do lewej żyły wrotnej, która zaopatruje zarówno lewy, jak i środkowy płat, jej położenie można potwierdzić ręcznie, wyczuwając ją wewnątrz żyły. Jego pozycję można również potwierdzić, wstrzykując niewielką ilość zimnej soli fizjologicznej i obserwując efekt blanszowania na zaopatrywane segmenty wątroby.
Model klamry wnękowej wątroby u szczura stanowi powtarzalną i stabilną platformę do wykazywania uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego wątroby. Zmienne modele zacisków wnękowych zostały wykorzystane przez naukowców do badania ochronnego działania przeciwutleniaczy i innych małych cząsteczek 6,7,8,9,10,11,12,13,14. Punkty zmienności obejmują, które naczynia są zaciśnięte, które segmenty są niedokrwione, czy przewód żółciowy jest włączony, czy nie, oraz długość okresu reperfuzji 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18 ,19,20,21. Dodatkowo, gdy model ten jest używany do badania wpływu podania cząsteczki, droga podania jest również niejednorodna 8,10,11,12,14,15,17,18,19,21,22,23,24 . Opisane podejście ma kilka zalet. Po pierwsze, bezpośrednia kaniulacja dopływu wrotnego do segmentu niedokrwiennego pozwala na bezpośrednie segmentowe dostarczanie badanej substancji farmakologicznej do wątroby. Pozwala to na wykorzystanie innych płatów wątroby jako kontroli wewnętrznej. Po drugie, segmentowa kaniulacja wątroby pozwala na zmniejszenie objętości dystrybucji badanej cząsteczki. Takie podejście zmniejsza w ten sposób ryzyko wystąpienia ogólnoustrojowych działań niepożądanych, ponieważ substancja jest wstrzykiwana bezpośrednio do interesującego segmentu wątroby. Bezpośrednia kaniulacja odcinka wątrobowego pozwala na dostarczenie substancji przed niedokrwieniem, dokrwiennym lub po niedokrwieniu. Pozwala to na badanie wpływu cząsteczki w dowolnym momencie cyklu uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego. Wraz ze wzrostem czasu niedokrwienia i zwiększonego poziomu uszkodzenia dostępna byłaby dodatkowa możliwość badania regeneracji wątroby.
Istnieją również pewne ograniczenia tego podejścia. Pierwszym z nich jest koszt rozpoczęcia działalności. Zakup mikroskopu chirurgicznego może być znacznym kosztem początkowym dla laboratorium, które jeszcze go nie posiada. Ta technika może być trudna lub niemożliwa bez mikroskopu. Drugi to czas krzywej uczenia się. Chociaż ta procedura jest stosunkowo prosta, wymaga pewnej praktyki i jest prawdopodobne, że nowicjusz będzie wymagał znacznej liczby procedur, aby stać się ekspertem.
Podsumowując, model ten pozwala na stworzenie powtarzalnej, prostej i opłacalnej platformy do badania uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego wątroby. Chociaż w opisanym tutaj protokole zastosowano dysmutazę ponadtlenkową glikolu polietylenowego, wymiatacza wolnych rodników25, model ten można wykorzystać do podawania wielu różnych substancji farmakologicznych w celu oceny ich wpływu na uszkodzenie I/R w wątrobie.