Artigo de método

In Vivo Telemetria para registrar parâmetros cardiovasculares, temperatura e atividade de longo prazo em modelos de rato com lesão medular

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DOI:

10.3791/69714

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2 de janeiro de 2026

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1Spinal Cord & Brain Injury Research Center, College of Medicine, University of Kentucky, 2Department of Physiology, College of Medicine, University of Kentucky, 3Department of Biomedical Engineering, Northwestern University, 4Division of Laboratory Animal Resources, University of Kentucky

Neste artigo

Resumo

Este artigo apresenta um protocolo passo a passo para a colocação de um implante telemétrico in vivo na aorta descendente de ratos, permitindo monitoramento contínuo e de longo prazo dos parâmetros cardiovasculares, da temperatura corporal central e da atividade animal antes e após lesão grave na medula espinhal torácica alta.

Resumo

Lesão medular (LME) em níveis mais altos acima do nível torácico 6 (T6) prejudica a função autonômica e contribui para complicações secundárias, incluindo flutuações na pressão arterial, frequência cardíaca e temperatura. Em ratos, a colocação de implantes telemétricos na aorta descendente oferece uma metodologia robusta para avaliar vários parâmetros cardiovasculares, como pressão sistólica e diastólica, pressão arterial média e frequência cardíaca. A temperatura central do corpo e a atividade animal também podem ser registradas após a colocação telemétrica do implante. Um rato com implante telemétrico é mantido na placa receptora conectada a um sistema de computador para registrar vários parâmetros. Registros contínuos de longo prazo em intervalos de tempo definidos permitem a quantificação de perturbações fisiológicas induzidas por lesões, incluindo variações dia-noite na função cardiovascular. Comparar registros pré-lesão (linha base) e pós-lesão permite que os pesquisadores avaliem o impacto das LMs nessas métricas fisiológicas. Este artigo metodológico descreve um procedimento detalhado passo a passo para a colocação telemétrica de implantes na aorta descendente (usando monooclusão da artéria) do rato, bem como o registro contínuo de telemetria após LME torácica grave alta (T3). Discutimos os desafios tipicamente encontrados ao realizar esse procedimento, além de uma seção dedicada à resolução de problemas. O processo de aquisição de dados usando o software Ponemah e suas diversas aplicações também são discutidos. Ratos apresentam anomalias cardiovasculares, de temperatura e atividade associadas a LME, e implantes telemétricos são dispositivos eficazes para estudar essas complicações pós-lesão e avaliar possíveis tratamentos.

Introdução

Lesão traumática da medula espinhal (LME) prejudica as funções sensoriais e motoras e prejudica a regulação cardiovasculare térmica 1,2,3,4. Lesões no nível T6 ou acima desregulam o controle supraespinhal da função autonômica, levando a alterações severas em várias respostas cardiovasculares, incluindo reflexos barorreceptores comprometidos, desregulação da pressão arterial, variabilidade da frequência cardíaca (bradicardia ou taquicardia), termodisregulação e diminuição da atividademotora 3,5,6,7,8,9,10 . Essas anomalias são observadas tanto na fase aguda quanto na crônica dalesão 2,3. Devido às mudanças demográficas relacionadas à idade ao longo dos anos, a disfunção cardiovascular tornou-se uma das principais causas de mortalidade e morbidade de longo prazo em indivíduos comLME. A fase aguda da lesão causa choque neurogênico, frequentemente caracterizado por hipotensão e bradicardia devido à perturbaçãosimpática, mas também pode levar à hipertensão em indivíduos com lesão acima do nívelT6 12,13. Durante a fase crônica, esses indivíduos frequentemente apresentam disreflexia autonômica (DA) e hipotensão ortostática (OH)5. A Alzheimer é uma condição potencialmente fatal definida como um aumento episódico súbito da pressão arterial sistólica (SBP) de 20-40 mmHg acima do iníciode 14,15. As pessoas podem apresentar uma variedade de sintomas, incluindo dor de cabeça intensa, rubor na pele, suoração, congestão nasal, piloereção, ansiedade e visãoembaçada 13,14,16. Se não tratada, a DA pode elevar a SBP até 300 mm Hg, potencialmente levando a convulsões, AVC, infarto do miocárdio ou mortesúbita 17,18. A OH é caracterizada por uma redução súbita da pressão arterial (BP) ao transitar da posição deitada ou sentada para ficar em pé, podendo resultar em tontura, tontura ou desmaios. É definida clinicamente como uma diminuição sustentada da pressão arterial sistólica de pelo menos 20 mmHg ou da pressão arterial diastólica (DBP) de pelo menos 10 mmHg dentro de 3 minutos após estar empé em 19,20. Assim, a fase crônica é caracterizada tanto por hipertensão quanto por episódios de hipotensão em indivíduos com LME torácica grave ou alta. Um entendimento detalhado da fisiologia cardiovascular, das flutuações da temperatura corporal central e da atividade em modelos animais é essencial para projetar intervenções direcionadas para tratar disfunção autonômica tanto nas fases aguda quanto crônica após a LME.

A colocação de um implante telemétrico na aorta descendente permite o registro eficiente do impacto da LM na pressão arterial sistólica e diastólica, pressão arterial média (MAP), frequência cardíaca, temperatura corporal central e atividade em modelos de LME experimental em roedores. Compreender a metodologia robusta e sensível para a colocação de implantes telemétricos é crucial para obter dados fisiológicos confiáveis após a LME. Técnicas telemétricas para registro da pressão arterial oferecem várias vantagens em relação a técnicas não telemétricas (por exemplo, a técnica do punho de cauda). As vantagens incluem monitoramento contínuo e em tempo real, redução de artefatos induzidos pelo estresse, maior precisão e reprodutibilidade dos dados, melhora no bem-estar animal e adequação para modelos pequenos ou sensíveis, como modelos de doenças, animais grávidos eneonatos 21,22,23. Devido a esses benefícios, as técnicas telemétricas facilitam a reprodutibilidade experimental e aumentam a relevância translacional na pesquisa de LM ao possibilitar a modelagem de respostas autonômicas e neurais semelhantes às humanas em animais livres e sem restrições.

O presente manuscrito apresenta uma metodologia detalhada e passo a passo para a colocação telemétrica do implante na aortadescendente 24, seguida por um procedimento grave de contusão torácica alta da lesãomedular (LMS) 25,26. Ela demonstra como vários parâmetros cardiovasculares, da temperatura corporal central e comportamentais podem ser registrados usando o software Ponemah. O manuscrito também descreve os desafios associados ao procedimento e oferece possíveis soluções. Além disso, destaca as diversas aplicações da telemetria in vivo na pesquisa sobre LME.

Protocolo

A aprovação ética foi obtida do Comitê de Cuidados e Uso Institucionais de Animais da Universidade de Kentucky, e os procedimentos foram seguidos rigorosamente, seguindo as diretrizes do protocolo. Fêmeas adultas de rato Wistar (11-13 semanas, 250-300 g, n = 3) foram alojadas na instalação de animais da Divisão de Pesquisa de Laboratório (Universidade de Kentucky, EUA) sob condições padrão de habitação (12/12 luz: ciclo escuro, umidade 30%-70%, temperatura 22 ± 2 °C) com alimento e água ad libitum. Os reagentes e os equipamentos utilizados estão listados na Tabela de Materiais.

1. Procedimento cirúrgico para colocação telemétrica de implante

NOTA: A colocação do implante telemétrico foi adaptada de Rabchevsky et al. e otimizada para minimizar complicações emortalidade 24. A duração da anestesia e do cuidado pré-cirúrgico é de aproximadamente 10 minutos. O procedimento cirúrgico de implantação telemétrica varia de 15 a 30 minutos. O fechamento das incisões abdominais e cutâneas e o cuidado pós-cirúrgico levam de 15 a 20 minutos. A duração total do procedimento cirúrgico de colocação telemétrica do implante é de 40 a 60 minutos. Os reagentes e os equipamentos usados para a cirurgia de implantação telemétrica estão listados na Tabela de Materiais.

  1. Preparações pré-cirúrgicas e na mesa cirúrgica
    1. Instrumentos cirúrgicos de autoclave, esponjas de gaze de 16 camadas, aplicadores de ponta de algodão e fios de oclusão. Preencha a ponta do cateter de pressão do implante telemétrico com gel usando uma seringa.
    2. Esterilize os implantes imergindo-os sequencialmente por 24 horas cada em detergente, esterilizante frio e cloreto de sódio 0,9%.
    3. Mantenha o implante submerso em cloreto de sódio 0,9% em um tubo rotulado com o número do implante.
    4. Coloque uma bolsa térmica sobre a mesa cirúrgica e ajuste entre 37-38 °C. Cubra a almofada térmica com almofadas cirúrgicas, seguidas de toalhas estéreis para a cortina, para manter o campo estéril durante o procedimento.
  2. Anestesia e cuidados pré-cirúrgicos
    1. Anestesie o rato com isoflurano (3%-4%) e mantenha a anestesia em 2% usando um vaporizador eletrônico de baixo fluxo.
    2. Administrar buprenorfina (0,02 mg/kg; analgésico), meloxicam (1 mg/kg; anti-inflamatório) e 5 mL de soro fisiológico normal 0,9% por via subcutânea antes da cirurgia. Aplique gel lubrificante em ambos os olhos para evitar a desidratação da córnea.
  3. Preparação do local cirúrgico, incisão e exposição à aorta descendente
    1. Raspe a área abdominal de 1 cm acima do orifício uretral até a parte média do abdômen usando uma máquina de barbear elétrica. Limpe a pele exposta três vezes com absorventes de preparação para álcool, seguida da aplicação do antisséptico povidona-iodo. Coloque uma barreira de pressão e vedação no animal e corte uma pequena abertura para expor o local cirúrgico.
    2. Faça uma incisão cutânea na linha média de 4,5-5 cm começando de 1 a 1,5 cm acima do orifício uretral, depois realize uma incisão abdominal. Fixe os órgãos viscerais com esponjas de gaze de 16 fios esterilizadas e embebidas em soro. Use retratores metálicos para proteger ainda mais os órgãos e manter a visibilidade da região a ser operada.
    3. Use duas pinças finas (pinças de microdissecação e pinças de acabamento espelhado) para separar suavemente os corpos de gordura e expor a aorta descendente e a veia cava. Mantenha uma pinça estável para segurar os corpos de gordura e use a outra para dissecar.
  4. Dissecação contundente e oclusão
    1. Realize a dissecação contundente usando as pinças mencionadas acima, aproximadamente 0,5 cm abaixo da artéria renal (usada como ponto de referência) para separar a aorta descendente da veia cava. Além disso, separe a aorta descendente dos corpos de gordura subjacentes para criar espaço para a inserção de pinças em ângulo.
    2. Insira pinças angulares sob a aorta descendente, pelo espaço dissecado entre a aorta e a veia cava, para garantir que o fio de oclusão possa passar.
    3. Passe um fio de seda 4-0 estéril por baixo da aorta descendente pelo espaço dissecado e prenda ambas as extremidades do fio usando um hemostato.
    4. Peça para outro experimentador segurar o hemostado em um ângulo aproximado de 45 graus, faça ajustes angulares para minimizar ou eliminar o retorno sanguíneo.
    5. Monooclusão temporariamente a aorta descendente proximal ao ponto de inserção do cateter, no ponto de separação da aorta descendente com a veia cava
  5. Inserção e fixação do implante
    1. Retire o implante a partir de cloreto de sódio 0,9%, inspecione a ponta do cateter de pressão para detectar bolhas ou espaços de ar, e adicione gel se houver algum desses antes da inserção.
    2. Perfure a parede superior da aorta descendente usando uma agulha torcida de 21-G, como demonstrado no vídeo, e insira a ponta do cateter de pressão (diâmetro de 0,74 mm) do implante telemétrico. Se a ponta do cateter de pressão não entrar na aorta, guie-a usando um palheta-veia no local da perfuração.
    3. Insira a ponta do cateter 1,5-2 cm na aorta descendente. Limpe qualquer sangue ao redor do local de inserção e aplique algumas gotas de cola de tecido para fixar o implante e evitar sangramento. Verifique se há algum vazamento de sangue antes de prosseguir.
    4. Fixe o corpo do implante na parede abdominal de forma subcutânea, ligeiramente afastado do local da incisão, suturando a costela da sutura com pontos não absorvíveis para garantir estabilidade durante todo o experimento.
  6. Fechamento da parede abdominal e da incisão
    1. Feche a parede abdominal usando pontos absorvíveis em padrão interrompido com nós quadrados. Feche a pele usando uma técnica de sutura contínua e intradérmica.
    2. Limpe a área da incisão com peróxido de hidrogênio para remover qualquer resíduo de sangue. Em seguida, aplice uma solução de povidona-iodo e, em seguida, um creme antibiótico triplo contendo sulfato de polimixina B, bacitracina de zinco e neomicina sulfato para facilitar a cicatrização.
  7. Cuidados pós-cirúrgicos
    1. Imediatamente após a cirurgia, injete o antibiótico enrofloxacina (5 mg/kg) por via subcutânea. Coloque o rato em uma gaiola doméstica com uma almofada térmica embaixo, posicionado em posição deitada, até que ele se recupere da anestesia.
      NOTA: A maioria dos animais se recupera imediatamente da anestesia, mas alguns podem levar de 5 a 10 minutos.
    2. Quando o rato estiver acordado, coloque uma coleira eletrônica por 3 dias no pescoço para evitar mordidas nos pontos abdominais.
    3. Para termorregulação, mantenha o animal em almofadas alfa em uma gaiola de recuperação com uma almofada aquecedora a 37-38 °C por baixo por pelo menos 24-72 horas. Posicione metade da gaiola na almofada térmica, permitindo que os animais se afastem do calor se necessário.
    4. Administre medicamentos pós-operatórios por via subcutânea: buprenorfina e meloxicam (duas vezes ao dia por 3 dias) e enrofloxacina (uma vez ao dia por 5 dias) para controlar dor, inflamação e infecção. Ofereça comida e água à vontade.

2. Procedimento cirúrgico para lesão por contusão torácica (T3)

NOTA: O procedimento de contusão T3 foi adaptado de Squair et al.26. A duração total do procedimento de lesão por contusão T3 é de aproximadamente 40 a 45 minutos. Os materiais necessários para a contusão T3 estão listados na Tabela de Materiais. Realize a contusão T3 pelo menos duas semanas após a colocação do implante telemétrico. A janela de 2 semanas foi otimizada com base em observações de que a maioria dos animais se recupera do sofrimento cirúrgico e retorna à pressão arterial basal em 7 a 10 dias. No entanto, alguns animais podem demorar um pouco mais.

  1. Preparativos pré-cirúrgicos
    1. Anestesie o rato com cetamina intraperitoneal (80 mg/kg) e xilazina (7 mg/kg). Administre buprenorfina (0,02 mg/kg), meloxicam (1 mg/kg) e 5 mL de soro fisiológico normal 0,9% por via subcutânea antes da cirurgia.
    2. Raspe a superfície dorsal da região cervical até a região torácica média usando uma máquina de barbear elétrica. Limpe a pele três vezes com absorventes de álcool, seguidas da aplicação de solução de povidona-iodo a 5%. Use gel lubrificante para os olhos para evitar a desidratação da córnea.
    3. Coloque o rato em uma almofada térmica com almofadas cirúrgicas cobertas por toalhas estéreis, como feito durante o procedimento cirúrgico telemétrico.
  2. Incisão, dissecação contundente e laminectomia
    1. Identifique o processo espinhoso T2 pelo seu espinho dorsal proeminente e marque-o. Faça uma incisão na linha média dorsal de C8 a T5 e fixe a área com retratores musculares.
    2. Realize dissecação contundente usando tesouras finas e pequenas e uma cureta através da musculatura paraespinhal superficial e profunda. Evite a corona mortis venosa ao redor do T4/T5 durante a dissecação, pois danificá-la pode causar a morte imediata do animal.
    3. Realize uma laminectomia T3 para expor o segmento espinhal T3.
  3. Contusão medular
    1. Fixe o animal nos processos espinais T2 e T4 usando fórceps Allis no estádio impactador IH.
    2. Alinhe a ponta do impactador sobre a linha média usando o sistema de coordenadas 3D para garantir um acerto preciso na linha média. Defina os parâmetros conforme necessário (Força = 400 kdyn com 5 s de tempo de permanência).
  4. Fechamento da incisão e cuidados pós-cirúrgicos
    1. Suture os músculos paraespinhales com pontos absorvíveis e sele o local da incisão com grampos. Remova quaisquer resíduos de sangue próximos à área da incisão usando peróxido de hidrogênio.
    2. Prossiga com a aplicação de solução de povidona-iodo e depois passe um creme antibiótico triplo contendo sulfato de polimixina B, bacitracina de zinco e neomicina sulfato para facilitar a cicatrização. Administrar enrofloxacina (5 mg/kg) por via subcutânea, imediatamente após a lesão. Coloque o rato em almofadas alfa em gaiolas de recuperação com almofadas térmicas embaixo.
    3. Ofereça cuidados pós-operatórios, incluindo buprenorfina e meloxicam (duas vezes ao dia por 3 dias) e enrofloxacina (uma vez ao dia por 5 dias). Exprima manualmente a bexiga (manobra de Crede). Ofereça comida e água à vontade.

3. Configurações para gravação e exportação de dados

NOTA: As configurações para registrar e exportar parâmetros cardiovasculares, temperatura corporal central, atividade animal, pré e pós-LM usando o software Ponemah (versão 6.51) são mencionadas.

  1. Registro de dados
    1. Para registrar os vários parâmetros, clique em Criar na aba Experimento e rotule o experimento.
    2. Vá até a aba Hardware, clique em Editar Configuração de APR, selecione o APR e clique em Adicionar para movê-lo para a região disponível. Depois, clique em Editar PhysioTel/HD MX2 Configuração na aba de hardware para selecionar o MX-2, clique em Adicionar e confirme se ele aparece no painel esquerdo.
      1. Adicione implantes atribuídos a diferentes animais do estoque de implantes do lado direito até o painel do meio. O número de implantes que podem ser adicionados depende do número de placas receptoras conectadas ao sistema. Clique em cada implante adicionado (rotulado com número de animal) no painel esquerdo e conecte-o a uma placa receptora diferente. Salve e saia assim que todas as conexões forem feitas.
    3. Vá na aba de Configurar e depois escolha Configurar Experimento, clique em Ativar Página e depois clique no fundo preto. Escolha o sujeito, adicione pressão no rótulo, mude a unidade para mmHg, defina os valores baixo e alto e escolha uma cor para exibir os traços de pressão arterial.
    4. Vá na aba de Configuração e depois escolha Configuração de Animais. Clique no número do animal, selecione o gênero e a espécie, depois clique em Pressão para ativar parâmetros. Se precisar mostrar a frequência cardíaca, clique em Frequência Cardíaca. Aplique configurações de canal a canais semelhantes e clique em OK. Isso abre uma janela com diferentes implantes dispostos em ordem vertical.
    5. Clique em Tudo Contínuo no topo para visualizar os traços de registro da pressão arterial na tela.
  2. Exportação de dados
    1. Comece navegando até a aba Experimento , clicando em Abrir e selecionando os dados da pasta pretendida.
    2. Vá até a aba Ação, clique em Iniciar Revisão e selecione o número do sujeito, tipos de sinais desejados e intervalo de tempo verificando os resultados pretendidos. Note que o software exporta até 3GB de dados por vez. Os dados podem ser obtidos definindo a taxa de registro na aba de ações, que determina como os dados são segmentados (em segundos, minutos ou horas).
    3. Após as seleções, clique na aba Arquivo , depois escolha Salvar Seções Marcadas seguida de Salvar Dados Derivados.
    4. Por fim, vá para a aba Ações e clique em Fechar Sessão de Revisão para encerrar a exportação de dados.

Resultados

A colocação de um implante telemétrico na aorta descendente permite medir a disreflexia autonômica e vários parâmetros cardiovasculares, incluindo pressão arterial sistólica (SBP), pressão arterial diastólica (DBP), pressão arterial média (MAP) e frequência cardíaca (FC), pré e pós-LME. O implante também mede a temperatura e a atividade central do corpo. Comparar dados pré-e pós-lesão revela como os desfechos cardiovasculares, a temperatura e a atividade são afetados após LME. A Figura 1 apresenta o desenho experimental (Figura 1A-C) e desfechos representativos, incluindo disreflexia autonômica (Figura 1D), parâmetros cardiovasculares, incluindo pressão arterial sistólica (SBP; Figura 1E (i)), pressão arterial diastólica (DBP; Figura 1E (ii)), pressão arterial média (MAP; Figura 1E (iii)), e frequência cardíaca (FC; Figura 1E (iv)), temperatura corporal central (Figura 1E (v)), atividade animal (Figura 1E (vi)), lesão pré e pós-medula espinhal (Figura 1E). Para minimizar o uso animal, os dados da Figura 1 foram retirados de um estudo em andamento envolvendo ratos fêmeas; no entanto, o mesmo procedimento pode ser aplicado a ratos machos.

O gráfico representativo na Figura 1D mostra a pressão arterial sistólica 1 minuto antes do estímulo, durante o estímulo e 1 minuto após a aplicação do estímulo em ratos com lesão por contusão T3 após 8 semanas após a LM usando distensão colorretal (DRC). A DRC utiliza a inserção de um cateter balão no ânus do rato para estimular oreto 24. O balão é inflado assim que a linha de base estabiliza, e o estímulo é aplicado por 1 minuto. Um aumento de pelo menos 20 mm Hg de SBP durante a estimulação em relação ao SBP basal (antes da estimulação) mostra o desenvolvimento de DA na fase crônica da lesão (8 semanas).

Os gráficos na Figura 1E comparam gravações feitas 48 horas antes da lesão por contusão T3 e durante os dois primeiros dias após a lesão (48 horas após a lesão). Após a LME, os gráficos mostram pressão arterial elevada indicada por aumento da PSB, DP e MAP (Figuras 1E (i), (ii), (iii)). Os resultados pós-LM mostraram aumento das flutuações da frequência cardíaca (Figura 1E (iv)), irregularidades na temperatura corporal central (Figura 1E (v)) e redução da atividade (Figura 1E (vi)). Além disso, a LME interrompeu os ritmos dia-noite em SBP, DBP, MAP, FC, temperatura corporal central e atividade.

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Figura 1: Esquema da colocação e aplicação do implante por telemetria após uma lesão por contusão torácica grave a alta (T3). Inserção de um implante telemétrico in vivo na aorta descendente de um rato (A), seguida por lesão grave por contusão torácica alta (T3) usando um impactador IH (Força = 400 kdyn com tempo de permanência de 5 s) 2 semanas depois (B). Configuração representativa da gravação telemétrica usando um sistema de monitoramento computadorizado com o software Ponemah (C). Traço representativo (dados adquiridos com taxa de registro de 2 s) de ratas fêmeas apresentando disreflexia autonômica (DA) 8 semanas após lesão medular (LM). A linha verde pontilhada indica um estímulo (D) de distensão colorretal (DRC) de 1 minuto, e uma média representativa de 48 h. i. pressão arterial sistólica (SBP), ii. Pressão arterial diastólica (DBP), iii. Pressão arterial média (MAP), iv. frequência cardíaca (FC), v. temperatura corporal central (temperatura corporal central) e VI. atividade antes e depois da LME (E). As regiões não sombreadas e sombreadas representam, respectivamente, ciclos de luz de 12 horas e ciclos de escuridão de 12 horas. "0" indica luzes acesas, e "12" indica luzes apagadas. As barras de erro representam a média ± SEM (n = 3). Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

Discussão

Colocar um implante telemétrico na aorta descendente oferece um método confiável para medir parâmetros cardiovasculares, temperatura corporal central e atividade animal. A telemetria oferece vantagens claras em relação às técnicas não telemétricas. Ele permite a coleta de dados de animais acordados e em movimento livre, eliminando os efeitos confusos da anestesia, que pode alterar a pressão arterial e a frequência cardíaca21,27. Diferentemente dos métodos não telemétricos, a telemetria previne o estresse térmico e de contenção animal, garantindo medições cardiovascularesprecisas 23,28. Ele permite monitoramento contínuo da pressão arterial, frequência cardíaca, temperatura corporal central e atividade por semanas ou até meses, enquanto procedimentos não telemétricos registram apenas21, 28, 29 de forma intermitente. No geral, o monitoramento telemétrico oferece maior precisão e exatidão do que as abordagensnão telemétricas 27.

Métodos telemétricos diminuem o estresse físico e fisiológico, preservando o comportamento natural e garantindo o cumprimento das diretrizes de bem-estaranimal 27. Sua alta precisão e menor variabilidade em comparação com técnicas não telemétricas diminuem o número de animais necessários e aumentam o poderestatístico 21,23. A telemetria também oferece forte valor translacional na descoberta de fármacos e na pesquisa cardiovascular, já que os dados se assemelham muito às respostas fisiológicashumanas 28. Coletivamente, a abordagem telemétrica é superior e eticamente preferível aos métodos não telemétricos.

A colocação de implantes telemétricos na aorta descendente de ratos oferece várias vantagens para a pesquisa em LMs em comparação com a colocação nas artérias carótida ou femoral, que servem como locais alternativos de implante em modelos animais. Sendo um vaso central grande, a aorta descendente fornece medições estáveis e representativas de pressão arterial e frequência cardíaca, indicadores críticos para avaliar disfunção cardiovascular após aLME 30,31. A implantação nesse local minimiza a interferência no fluxo sanguíneo do membro e reduz o risco de isquemia e outras complicações frequentemente associadas à colocação das artériasperiféricas 30,31. Também permite monitoramento contínuo dos parâmetros cardiovasculares basais e da disreflexia autonômica, ambos cruciais na pesquisa em LM24. Implantar na artéria femoral pode comprometer o suprimento sanguíneo do membro ipsilateral posterior, potencialmente afetando os resultados experimentais e o bem-estaranimal 32,33. Embora tecnicamente mais simples, a implantação da artéria carótida traz riscos como AVC ou complicações neurológicas devido à sua proximidade com a circulação cerebral, o que é indesejável em estudos focados em efeitos cardiovascularesperiféricos. Portanto, a implantação na aorta descendente fornece um local confiável, minimiza complicações locais e aumenta tanto o rigor experimental quanto o valor translacional dos dados coletados de animais conscientes e em movimento livre. Vários desafios comuns são encontrados ao colocar implantes telemétricos na aorta descendente.

Por meio de tentativa e erro, o procedimento foi otimizado para superar os seguintes obstáculos: (1) Inflamação abdominal: A inflamação abdominal foi observada em ratos tanto em estágios agudo quanto crônico após cirurgia de implante telemétrico. Para mitigar isso, foi implementado um regime pós-operatório composto pelo analgésico buprenorfina e meloxicam anti-inflamatório, resultando em uma incidência reduzida da inflamação abdominal. Anteriormente, em cada coorte, alguns animais desenvolviam abdômen inchados e firmes e eventualmente morriam. Durante a coleta do implante, a cavidade abdominal frequentemente continha líquido claro ou, em alguns casos, líquido marrom com odor forte. Esse regime reduziu a taxa de inflamação em aproximadamente 70%-80% em comparação com animais que passaram por cirurgia sem ele; (2) Sangramento extenso durante a dissecação da aorta descendente da veia cava: Use pinças finas (pinças de microdissecação e pinças de acabamento espelhado) para separar suavemente a aorta descendente da veia cava usando dissecação contundente (segurar e rasgar). Evite cortar entre as duas usando tesoura ou lâmina, pois isso pode causar sangramento extenso devido à ruptura do vaso vascular subjacente; (3) Inserção do implante telemétrico na camada superficial: Durante a perfuração descendente da aorta, certifique-se de que a agulha passe pelas três camadas da parede superior e não apenas pela superficial. O escorrer de sangue após o piercing indica que todas as camadas da parede superior estão perfuradas. O implante telemétrico não será registrado corretamente se o cateter de pressão for inserido apenas na camada superficial; (4) Inserção de cateter com comprimento incorreto: Use um microscópio durante e/ou após a inserção do implante para garantir que o cateter de pressão cruze o fio de oclusão. O implante não funcionará corretamente se o comprimento do cateter inserido estiver incorreto; (5) Vazamento de sangue da aorta descendente: Deixe o adesivo secar de 30 a 45 segundos após a inserção do implante. Isso garante que o piercing na aorta descendente esteja totalmente selado e não sangrando. Fechar novamente se houver sangramento leve devido ao retorno de sangue. Evite puxar a ponta do cateter de pressão do implante enquanto sutura o corpo do implante para o lado da parede abdominal, pois isso pode causar sangramento; (6) Ratos removendo pontos abdominais: Ratos podem morder e remover suturas, causando danos à pele e órgãos internos. Para reduzir isso, use pontos ininterruptos com nó quadrado para fechar a parede abdominal. Para o fechamento da pele, aplique suturas contínuas indérmicas para minimizar o acesso do animal aos pontos e nós. Aplique coleira eletrônica por 3 dias após a cirurgia para restringir ainda mais o acesso. Certifique-se de que o ajuste seja justo, mas não restritivo, colocando um dedo indicador entre a coleira e o pescoço do rato; (7) Isquemia do membro posterior: Anteriormente, a aorta era ocluída em dois locais: um na aorta descendente, 0,5 cm abaixo da artéria renal, e outro acima da bifurcação ilíaca. A técnica de bioclusão ajudou a manter a artéria tensa, facilitando a colocação mais suave do implante e limitando o retorno sanguíneo. No entanto, isso levou à isquemia dos membros posteriores em alguns animais se a inserção do cateter não for realizada rapidamente. Atualmente, é realizada uma monooclusão 0,5 cm abaixo da artéria renal, que elimina efetivamente a isquemia do membro posterior em ratos. Com a bioclusão, observou-se aproximadamente 20%-30% de isquemia, enquanto a monooclusão eliminou completamente a isquemia dos membros posteriores.

Aplicações

Implantes telemétricos (HD-S10) são dispositivos ativados magneticamente projetados para registrar vários parâmetros fisiológicos em modelos animais pequenos. A colocação desses implantes na aorta descendente é um método preciso e confiável para monitoramento hemodinâmico contínuo em animais sem restrições, sem anestesia e em movimento livre. Essa metodologia permite que pesquisadores pré-clínicos realizem avaliações em tempo real de vários parâmetros cardiovasculares, temperatura e atividade animal no contexto da modelagem de doenças, como LME, avaliação da eficácia de medicamentos e alterações diurnas nos parâmetros da função autonômica. Pesquisadores podem obter dados fisiológicos abrangentes a partir de um único implante telemétrico em um animal, cobrindo tanto pontos de tempo agudos quanto crônicos, tornando-o uma técnica eficiente. A Figura 1 destaca essa aplicação de telemetria e outras atualmente usadas no laboratório.

Parâmetros hemodinâmicos, incluindo SBP, DBP e MAP, podem ser registrados tanto em períodos agudos quanto crônicos. Monitorar o ritmo de repouso-atividade 24 horas por dia, 7 dias por semana, pode servir como um marcador confiável dos efeitos agudos da LM34. O monitoramento simultâneo da frequência cardíaca permite a detecção da variabilidade da frequência, incluindo taquicardia e bradicardia. Comparar as flutuações da pressão arterial e da frequência cardíaca antes e depois da LM permite aos pesquisadores entender como a fisiologia cardiovascular muda após a lesão. Um ritmo diário robusto nos parâmetros cardiovasculares, temperatura corporal central e atividade é importante para manter a homeostase fisiológica e a saúde geral. Mudanças na temperatura corporal central diurna também indicam termorregulação comprometida após aSCI 34. Está bem estabelecido que LME é uma síndrome do corpo inteiro. Portanto, incorporar resultados baseados em telemetria permite que os pesquisadores coletem dados abrangentes de atividade pós-LME além da recuperação locomotora, que normalmente é avaliada isoladamente.

No entanto, existem certas limitações dessa técnica que precisam ser consideradas. A colocação de uma sonda telemétrica na aorta descendente é um procedimento complicado e, portanto, requer expertise microcirúrgica. O implante pode se deslocar posteriormente por diversos motivos, incluindo má manipulação durante a expressão da bexiga em ratos com lesão medular, infecção, irritação tecidual ou formação de coágulos internos. O registro cardiovascular será afetado se algum desses casos ocorrer; Os dados devem ser excluídos. Além disso, se um rato não se recuperar adequadamente, os dados cardiovasculares de base podem ser comprometidos. O sistema telemétrico e os implantes são caros e exigem softwares e equipamentos especializados para aquisição de dados. LM grave pode levar ao aumento da mortalidade; Portanto, é necessário um planejamento cuidadoso do número de animais para manter o poder estatístico geral do estudo.

No geral, avaliar disfunções cardiovasculares, temperatura corporal central e atividade usando telemetria após LME, tanto em períodos agudos quanto crônicos, é fundamental para entender o impacto da lesão na saúde cardiovascular, no bem-estar geral e para projetar possíveis intervenções.

Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

A publicação foi possível graças ao R01 NS116068, à Craig H Nielsen Foundation Fellowship for SK (CHNF 1341200) e ao COBRE (P20 GM148326) do metabolismo do SNC da Universidade de Kentucky (CNS-Met). Gostaríamos de agradecer à Divisão de Recursos para Animais de Laboratório (DLAR) por seu apoio e cooperação.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Pinça anguladaCirurgia de Dumont, SuíçaS& T 00571Cirurgia telemétrica
Suturas absorvíveis (5-0), monofilamentoCovidien LLC, EUAUM-213Cirurgia telemétrica e T3
Actril esterilizante a frioMinntech Renal systems, EUAP/N 78270-000Cirurgia telemétrica
Lágrimas artificiaisHenry Schein, EUANDC 11695-6832-1Cirurgia telemétrica e T3
BuprenorfinaHospira, Inc., EUA & nbsp;0409-2012-32Cirurgia telemétrica e T3
Aplicadores com ponta de algodãoVWR Norte-Americana, EUA89031-272Cirurgia telemétrica e T3
CuretteWorld Precision Instruments, EUA503753Cirurgia T3
Colar eletrônicoHenry' s Fresh and Healthy Pet Food, EUARC404 VS- médioCirurgia telemétrica
Máquina de raspar elétricaRemington, EUA & nbsp;HC-5855Cirurgia telemétrica e T3
EnrofloxacinaNorbrook laboratories limited, Reino Unido555529-154-01Cirurgia telemétrica e T3
Pinças de peixe (Micro-Adson)F.S.T, Alemanha11006-12Cirurgia telemétrica e T3
Esponjas de calibreCorporação Dukal, EUADUK4162Cirurgia telemétrica e T3
Detergente Haemo-SolHaemo-Sol International, EUA026-050Cirurgia telemétrica
Suporte para agulhas HalseyF.S.T, Alemanha12500-12Cirurgia telemétrica e T3
Bolsa térmicaSunbeam, EUAPN126985-LCirurgia telemétrica e T3
Peróxido de hidrogênio (3%)Medline Industries, Inc, EUAMDS098001ZCTCirurgia telemétrica e T3
Horizonte Infinito, IHSistemas e Instrumentação de Precisão, EUAIH-0400Cirurgia T3
IsofluranoAnimal Health International, Inc., EUA78949580Cirurgia telemétrica
KetaminaCovetrus, EUA80524Cirurgia T3
ÍmãData Science International, Inc., EUAN/ACirurgia telemétrica
MeloxicamProdutos Dechra Veternary, EUA e nbsp;17033-051-20Cirurgia telemétrica e T3
Pinça de microdissecação Instrumentos de precisão mundial, Suíça504515Cirurgia telemétrica
Pinças de acabamento espelhadoCirurgia de Dumont, Suíça11251-23Cirurgia telemétrica
Retrator muscular (grande; 1)F.S.T, Alemanha17007-08Cirurgia telemétrica
Retratores musculares (pequenos, 2)Wexler Cirurgical, EUATL0086.1Cirurgia T3
Agulha, 21G (dobrada para cutucar)Agulha de deslizamento de precisão BD, Becton, Dickinson e companhia, EUA5296673Cirurgia telemétrica
Suturas não absorvíveis (4-0) Suturas de polipropilenoDEMETECH Corporation, EUAPM194013F13MCirurgia telemétrica
Fio de oclusão (seda)Clover Needlecraft, Inc, Japão96Cirurgia telemétrica
Ponemah SoftwareData Science International, Inc., EUAN/ACirurgia telemétrica
Povidona-iodo (Betadine) (5%)Avrio Health, EUA304968-08Cirurgia telemétrica e T3
Imprensa e LacreGlad, EUACLO70441Cirurgia telemétrica e T3
Regel-KitData Science International, Inc., EUA276-0038-001Cirurgia telemétrica
Cabo de BisturiF.S.T, Alemanha91003-12Cirurgia telemétrica e T3
Tesoura (pequena, fina)F.S.T, Alemanha14959-11Cirurgia telemétrica e T3
Cloreto de sódio (0,9%)Vetivex, EUA17033-492-50Cirurgia telemétrica
SomnofloKent Scientific corp., EUASF-01Cirurgia telemétrica
Grampos  Fine Science Tools, EUA12022-09Cirurgia T3
Absorventes de preparação para álcool estéreisCorporação Dukal, EUA  65517-0002-1Cirurgia telemétrica e T3
Luvas estéreisMcKESSON, EUA20-1065NCirurgia telemétrica e T3
Cortinas estéreis para toalhas (18" X26")Dynarex Corporation, EUADYA4410Cirurgia telemétrica e T3
Cirurgia sob absorventes (17" X24")Corporação Dukal, EUA22-415-758Cirurgia telemétrica e T3
Lâmina cirúrgica (nº 11)Integra Lifesciences Production Corporation, Japão2029-03--01Cirurgia telemétrica e T3
Implante telemétrico HD-S10Data Sciences International, Inc., EUA270-0180-001XCirurgia telemétrica
TransistorData Science International, Inc., EUAN/ACirurgia telemétrica
Creme Triplo AntibióticoCosette Pharmaceuticals, Inc., EUA29-62231CPLNC1Cirurgia telemétrica
Picareta de veiasTecnologias de infusão Sai, ÍndiaVP-10Cirurgia telemétrica
Vínculo veterinário3M Animal Care Products, EUA34-8720-6521-3Cirurgia telemétrica
Bombas de aquecimento de águaC2Dx TP700 TCESS-95009-00Cirurgia telemétrica e T3
XilazinaCovetrus, EUA e nbsp;61035Cirurgia T3

Referências

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