Pomimo powszechnego stosowania tego jelitowego modelu IRI, nie jest on pozbawiony ograniczeń. Na przykład, zamknięcie samej podstawy SMA nie blokuje całkowicie przepływu krwi do jelita. Jest to prawdopodobnie spowodowane rozległym krążeniem obocznym w krezce, które może pobierać krew z sąsiednich gałęzi aorty brzusznej. W jednym z badań na kotach okluzja SMA zmniejszyła przepływ krwi o 35% w proksymalnej dwunastnicy, 61% w dystalnej dwunastnicy, 71% w jelicie czczym i jelicie krętym oraz o 63% w bliższej części okrężnicy. Przepływ krwi nie został zmniejszony w środkowej i dalszej części okrężnicy, które otrzymują większość swojego krążenia z tętnicy krezkowejdolnej 23. U gryzoni jelito czcze i jelito kręte są najczęściej wymieniane jako segmenty jelita, które powodują największe uszkodzenie tkanek po okluzji SMA9.
W literaturze podano szeroki zakres czasu niedokrwienia po okluzji SMA, od 1 do 90 minut lub więcej. Różne czasy niedokrwienne skutkują różnymi poziomami uszkodzenia reperfuzyjnego; Park i wsp. zaobserwowali uszkodzenie reperfuzyjne, gdy interwał niedokrwienny wynosił od 40 do 60 minut, ale nie wtedy, gdy odstęp niedokrwienny był krótszy lub dłuższy24. Takie wyniki sugerują, że krótsze czasy nie powodują wystarczającego niedokrwienia, aby wywołać uraz reperfuzyjny, podczas gdy dłuższe czasy uszkadzają tkankę tak poważnie, że niemożliwe jest wykazanie następującego po sobie uszkodzenia reperfuzyjnego. Ponadto dłuższy czas niedokrwienia niesie ze sobą ryzyko zwiększonej śmiertelności. Jak zaobserwowano w naszym badaniu, 50% (3/6) początkowych myszy, które przeszły 60-minutowe niedokrwienie, zmarło po zaledwie 90 minutach reperfuzji. Skrócenie czasu niedokrwienia do 45 minut obniżyło śmiertelność do 20% (1/5) bez zmiany oceny uszkodzenia tkanek. Na podstawie naszych badań wydaje się, że idealne okno uszkodzenia niedokrwiennego można osiągnąć poprzez okluzję SMA przez około 45 minut.
Kolejną zmienną jest czas reperfuzji przed pobraniem tkanki. Podobnie jak w przypadku czasu niedokrwienia, czas reperfuzji różni się znacznie w poszczególnych badaniach, od 60 minut do ponad 24 godzin. W kilku pracach stwierdzono, że błona śluzowa jelita ulega maksymalnym uszkodzeniom morfologicznym po 2 do 3 godzinach reperfuzji, z całkowitą naprawą osiągniętą po 24 godzinach 25,26,27. Pobranie tkanki przed upływem 2 do 3 godzin grozi nieuchwyceniem pełnego zakresu uszkodzenia reperfuzyjnego, podczas gdy tkanki pobrane bliżej 24 godzin już rozpoczną proces naprawy. Początkowo zdecydowaliśmy się na czas reperfuzji wynoszący 120 minut, ale potem zmieniliśmy go na 90 minut, aby obniżyć śmiertelność. Zmiana ta nie zmieniła wyników uszkodzenia tkanki, co sugeruje, że dopuszczalne jest 30-minutowe odchylenie od okna od 2 do 3 godzin.
Stężenie tlenu jest również ważną zmienną w rozwoju IRI. Wilding i wsp. stwierdzili, że w porównaniu z myszami otrzymującymi 21%O2, myszy znieczulone izofluranem dostarczane ze 100%O2 doświadczyły niedopasowania wentylacji i perfuzji z powodu niedodmy. W tym samym badaniu szczury otrzymujące 100%O2 rozwinęły ostrą kwasicę oddechową i podwyższone średnie ciśnienie tętnicze28. Takich zmian fizjologicznych najlepiej unikać w przypadku wywołania urazu, takiego jak IRI, w który zaangażowanych jest wiele czynników ogólnoustrojowych. Zatem 21%O2 wydaje się być bardziej odpowiednie niż 100%O2 jako gaz nośny do dostarczania izofluranu.
Stosowanie heparyny w tym protokole jest kwestią dyskusyjną. Wiadomo, że heparyna ma działanie przeciwzakrzepowe i przeciwzapalne29. Stwierdziliśmy, że zmiana z 60 min niedokrwienia i 120 min reperfuzji na 45 min niedokrwienia i 90-minutowej reperfuzji z 400 IU / kg heparyny nie zmieniła mikroskopijnego uszkodzenia jelit, ale zmniejszyła śmiertelność. Jednym z możliwych wyjaśnień jest to, że heparyna zapobiegała śmiertelnej chorobie zakrzepowo-zatorowej odległych narządów, takich jak płuca i mózg, jednak nie znaleźliśmy dowodów na to podczas sekcji zwłok poprzez ogólne lub mikroskopowe badanie pierwszych dwóch myszy, które zmarły. Stosowanie krótszych czasów niedokrwienia i reperfuzji bez heparyny może być równie skuteczne w zmniejszaniu śmiertelności. Gdyby tak było, rozsądnie byłoby zrezygnować ze stosowania heparyny w celu zminimalizowania zakłóceń IRI. Jednak włączenie heparyny do protokołu może być odpowiednie dla tych, którzy chcą modelować chirurgiczne przyczyny IRI, ponieważ pacjenci chirurgiczni często otrzymują heparynę w okresie okołooperacyjnym.
Wykazano, że izofluran ma działanie ochronne tkanek w przypadkach zapalenia jelit i niedokrwienia, a jego stosowanie może kolidować z klinicznie istotnym modelem IRI 30,31,32. Jednak inhalacje fluoroorganiczne (tj. izofluran, sewofluran) są powszechnie stosowanymi środkami znieczulającymi zarówno w medycynie weterynaryjnej, jak i ludzkiej. Ponadto długość znieczulenia wymagana w tym protokole przekracza 120 minut, a zatem środek wziewny jest bardziej odpowiedni niż krócej działający zastrzyk, który musiałby zostać ponownie dawkowany.
Nie stwierdzono żadnych zmian mikroskopowych w bliższej części jelita grubego, wątrobie ani nerkach. Brak zmian mikroskopowych był być może spowodowany stosunkowo krótkim czasem reperfuzji wynoszącym od 90 do 120 minut. Ponadto okrężnica proksymalna ma dopływ krwi z tętnicy krezkowej dolnej. Brak widocznych uszkodzeń nie wyklucza jednak urazu ogólnoustrojowego. Ilościowa reakcja łańcuchowa polimerazy z odwrotną transkrypcją (RT-qPCR) jest prawdopodobnie lepszą metodologią wykazywania uszkodzeń ogólnoustrojowych poprzez pomiar cytokin zapalnych, takich jak TNF-α.
Na przestrzeni lat opracowano kilka wariantów tego jelitowego modelu IRI. W 1990 roku Megison i wsp. wykazali, że zamknięcie naczyń pobocznych oprócz SMA spowodowało bardziej konsekwentne zmniejszenie przepływu krwi w krezce, ale wzrost śmiertelności33. Nowsze badanie wykazało, że zamiast zamykać SMA u podstawy, podwiązanie jego gałęzi obwodowych i pobocznych w celu wywołania niedokrwienia w dystalnym odcinku jelita krętego dawało powtarzalne obrażenia bez śmiertelności34. Niedrożność lokalnych gałęzi tętniczych zapewnia maksymalne niedokrwienie i może rozwiązać problem wieloogniskowych, segmentowych redukcji przepływu krwi obserwowanych przy podwiązywaniu SMA tuż u jego podstawy. Chociaż ta alternatywna metoda modelowania IRI jelitowego ma zastosowanie w badaniach nad lokalnymi skutkami tkankowymi IRI jelitowego, nie wiadomo, czy może ona dokładnie modelować ogólnoustrojowy stan zapalny i niewydolność wielonarządową, które mogą być związane z uszkodzeniem jelit.
Okluzja SMA nie jest odpowiednim modelem dla wszystkich typów IRI jelitowych. Na przykład nieokluzyjne niedokrwienie krezki charakteryzuje się hipoperfuzją splanchniczną wynikającą ze zmniejszonego rzutu serca. Dlatego ta technika nie byłaby optymalna do badania IRI jelit spowodowanych zawałem mięśnia sercowego, zastoinową niewydolnością serca, niewydolnością aorty lub chorobą nerek lub wątroby35. Kozar i wsp. stwierdzili, że okluzja SMA jest jednak klinicznie istotnym modelem dla IRI jelit wywołanych wstrząsem36. Chociaż jest to mniej ekonomiczne, wykorzystanie innych gatunków, takich jak świnie, może przynieść korzyści w porównaniu z gryzoniami w modelowaniu niektórych stanów urazów jelit. Kompleksowy przegląd przeprowadzony przez Gonzaleza i wsp. w 2014 r. opisuje modele zwierzęce obecnie używane do badania jelitowego IRI9.
Pomimo swoich ograniczeń, technika zamykania SMA u jego podstawy pozostaje jednym z najczęściej stosowanych modeli niedokrwienia jelit u gryzoni9. Ponieważ wymaga tylko jednego zacisku naczyniowego i podstawowej konfiguracji, sama operacja jest dość prosta. Powoduje to również powtarzalne uszkodzenia, o czym świadczą przedstawione tutaj dane. Okluzja SMA u gryzoni może niezawodnie modelować okluzyjne przyczyny IRI jelit i może mieć praktyczne zastosowanie zarówno w medycynie weterynaryjnej, jak i ludzkiej. W związku z tym ważne jest, aby opisane przez nas procedury były przeprowadzane w sposób konsekwentny.