Fonte: Kay Stewart, RVT, RLATG, CMAR; Valerie A. Schroeder, RVT, RLATG. Universidade de Notre Dame, IN
Muitos experimentos em animais dependem de pontos de tempo finais de coleta de dados que são coletados a partir da colheita e teste de órgãos e tecidos. O uso de métodos adequados para a coleta de órgãos e tecidos pode impactar a qualidade das amostras e a análise dos dados coletados para o teste dos tecidos. O método de eutanásia do animal também pode impactar a qualidade das amostras. Este manuscrito vai delinear técnicas adequadas de necropsia para ratos.
O método de eutanásia mais usado para camundongos e ratos é uma overdose de gás dióxido de carbono (CO2). De acordo com a American Veterinary Medical Association (AVMA), o uso de CO2 é aceitável com condições que minimizam a aversão e a angústia. 1 Os animais são deixados em sua gaiola de origem, que é colocada em uma câmara. O CO2 é introduzido gradualmente na câmara a uma taxa de deslocamento de 10% a 30% do volume da câmara/min, o que faz com que os animais percam a consciência antes da percepção da dor associada à ativação do nociceptor por ácido carbônico. O fluxo é então mantido na câmara uma vez que ocorreu parada respiratória para garantir que o animal esteja morto. Uma overdose de anestesia inalante também é aceitável, especialmente para projetos que requerem o uso de tecido pulmonar, pois o CO2 causa danos ao tecido pulmonar. A exsanguinação do animal também pode ser necessária para alguns experimentos para reduzir o volume de sangue nos tecidos.
O registro preciso de todos os achados é essencial durante uma necropsia. Deve-se iniciar um formulário que registra um histórico completo do animal, incluindo identificação animal, sexo, condições de moradia, data de nascimento, data de nascimento, número do estudo/número do protocolo e o nome do Pesquisador Principal. Um exame interno grosseiro é realizado à medida que as cavidades corporais são expostas para revelar os órgãos internos. Qualquer anormalidade óbvia deve ser notada. 2
A necropsia e a colheita de tecidos devem ser iniciadas imediatamente após a eutanásia do animal, pois o vazamento bacteriano do trato intestinal pode confundir alguns ensaios. Os órgãos internos devem ser observados a partir da cavidade abdominal e movendo-se para a cavidade torácica. Antes de remover qualquer amostra de tecido, é importante observar os órgãos in situ. 2 A colheita de órgãos e tecidos para exame histológico requer que os tecidos estejam devidamente preparados. As amostras de tecido para histologia devem ser de 0,5-1 cm de espessura para permitir a penetração suficiente da solução fixa. A fixação preserva tecidos biológicos que previnem a decomposição, a autolise e a putrefação. Também interrompe qualquer reação bioquímica em curso e pode aumentar a resistência mecânica ou estabilidade dos tecidos tratados. O objetivo amplo da fixação tecidual é preservar células e componentes teciduais para permitir a preparação de seções finas e manchadas. Salvo especificação em contrário, a fixação mais usada é a formalina com tamponador neutro de 10%. A formalina com 10% de buffer neutro está comercialmente disponível nos principais fornecedores. 3
Figura 1. Órgãos abdominais e torácciis de uma ratazana fêmea.
Figura 2. Órgãos abdominais e torácficos de um rato macho.
1. Exame externo
Um exame externo grosseiro do corpo, que inclui inspeção visual do corpo para lesões e massas, deve ser realizado como etapa inicial em uma necropsia. O casaco de cabelo deve ser examinado para áreas de queda de cabelo. Os dentes e unhas são avaliados para crescimento ou desgaste excessivos. Qualquer mancha da pele na boca, nares, olhos, aberturas anais e genitais deve ser notada. Testes de fita, raspagem de pele e exames de pele devem ser realizados para detectar parasitas externos (veja procedimentos abaixo).
2. Exame interno bruto da cavidade abdominal
3. Órgãos abdominais
4. Cavidade torácica
5. Cabeça
O exame pós-morte de órgãos e tecidos são componentes integrais de muitos experimentos de laboratório, que se baseiam nos pontos finais de coleta de dados coletados a partir das análises dos órgãos colhidos. Por isso, é importante aprender a técnica correta de necropsia diagnóstica e colheita de tecidos, pois o procedimento pode impactar significativamente a qualidade das amostras coletadas. Esta apresentação revisará o método de dissecção e extração de órgãos abdominais, reprodutivos e toráclicas de animais de laboratório.
Antes de iniciar o procedimento, deve ser iniciado um formulário que inclua um histórico completo do animal: número de identificação animal, sexo, condições de moradia, data de nascimento, data de óbito, número de estudo/protocolo e o nome do Pesquisador Principal.
Em seguida, prepare a área de dissecção. Coloque uma cobertura de banco, bandeja de dissecção, instrumentos designados para necropsia, que inclui tesoura, fórceps, lâmina de bisturi estéril, cortadores de ossos, sonda sem corte, espátula pequena e material de sutura não absorvível. A colheita de órgãos e tecidos para exame histológico exige que os tecidos sejam preservados em uma solução fixa. Salvo especificação em contrário, a fixação mais usada é a formalina tamponada 10% neutra. Observe que as amostras de tecido devem ter 0,5-1 cm de espessura para permitir a penetração suficiente da solução fixativa. A fixação previne a decadência, a autolise e a putrefação; impede qualquer reação bioquímica em curso; e pode aumentar a resistência mecânica e estabilidade dos tecidos tratados.
O método de eutanásia do animal também pode impactar a qualidade das amostras. O método de eutanásia mais usado para camundongos e ratos é uma overdose de gás carbônico. Os animais são deixados em sua gaiola doméstica, que é colocado, em uma câmara, e o CO2 é gradualmente introduzido na câmara a uma taxa de deslocamento de 10-30% do volume da câmara/min. Isso faz com que os animais percam a consciência antes da percepção da dor que está associada à ativação do nociceptor por ácido carbônico. O fluxo é então mantido na câmara até que a parada respiratória tenha ocorrido e o animal esteja morto.
Após a eutanásia, primeiro realizar um exame externo inicial inspecionando visualmente a carcaça para lesões e massas, crescimento excessivo de dentes, ou qualquer mancha da pele na boca, nares, orelhas, olhos e aberturas anais e genitais. Se necessário, realize um teste de fita, raspagem de pele e exames de pele para detectar parasitas externos. Uma vez concluído o exame externo, é hora de iniciar a necropsia, começando pela cavidade abdominal. Observe que antes de remover qualquer amostra de tecido é importante observar o órgão in situ.
Para começar a excisar a pele, coloque um pequeno corte apenas anterior à pelve em fêmeas e acima do prepuce em machos. Em seguida, usando a técnica de dissecção sem cortes, solte a pele da fáscia e do músculo. Dissecção contundente é uma técnica em dissecção anatômica na qual os tecidos são separados e estruturas subjacentes expostas sem corte. Nesta técnica, a tesoura é usada para espalhar tecidos em vez de cortá-los. As pontas fechadas são empurradas para o tecido e depois abertas para dividir tecido ao longo de planos naturais. Esse processo requer paciência e um toque delicado, pois o alongamento do tecido pode resultar em danos a órgãos e vasos sanguíneos adjacentes. Em seguida, estenda o corte até o queixo. Em seguida, cortes transversais anteriores aos membros traseiros e posteriores aos membros dianteiros, e usam dissecção contundente para expor a área cervical e o tórax. Deve-se exercitar um cuidado extra para evitar a ruptura dos vasos jugular e carótida no pescoço.
No feminino, com a pele extirpada, observe o tecido mamário do topo do esterno no manúbrio até a abertura genital na superfície ventral; estendendo-se lateralmente em ambos os lados. Lactante ou fêmeas grávidas terão aumento do volume de tecido mamário e o leite pode estar presente. Para extirparar as glândulas mamárias, segure a borda do tecido com fórceps e use dissecção contundente para afrouxar os apegos à pele. Uma vez separada a glândula, ela pode ser colocada em uma solução fixativa para análise histológica subsequente.
Nesta fase, você pode observar glândulas salivares submandibulares, que são emparelhadas e localizadas na mandíbula – estendendo-se ao longo do pescoço ao esterno de manúbrio. A remoção dessas glândulas requer dissecção contundente e cuidados extras ao trabalhar na região cervical para evitar a ruptura dos vasos sanguíneos. Uma vez libertado dos músculos subjacentes, levante as glândulas e corte quaisquer acessórios residuais. As glândulas requerem pelo menos um corte para permitir a penetração do fixador.
Além disso, você pode ver a traqueia, que se estende desde a epiglote até a bifurcação dos brônquios. É um tubo cartilaginoso e cristais que é flexível. Embora normalmente clara, a eutanásia com CO2 pode causar acúmulo de fluidos nos pulmões e traqueia que parece um fluido claro espumoso. A gordura subcutânea também estará presente nesta área. Avalie-o para quantidade e deposição. Um animal obeso pode ter uma grande quantidade de gordura com a pele se sentindo espessa.
Antes de abrir a cavidade corporal, observe os músculos abdominais, intercostais e expostos do pescoço, e membros para qualquer espessamento, massas ou descoloração. Para abrir a cavidade corporal, primeiro faça um pequeno corte transversal no ponto mais caudal do músculo abdominal exposto. Em seguida, levante o músculo para longe dos órgãos, e corte ao longo da linha alba para o xiphoide. Em seguida, dissecar os músculos lateralmente da linha média para um pouco acima dos membros traseiros em ambos os lados. Por último, corte ao longo da curva das costelas em ambos os lados. Uma vez aberta a cavidade corporal, avalie a quantidade e o acúmulo de gordura abdominal. Um animal saudável terá almofadas de gordura abdominal e um pouco de gordura ao longo da superfície dorsal na cavidade. Observe a cor deste tecido e note quaisquer anormalidades.
Agora estamos prontos para começar a colheita de órgãos abdominais. Comece localizando o baço, que é vermelho escuro e localizado ao longo da curvatura inferior do estômago. Deve ser regular em forma e com uma superfície ligeiramente fosca. Para remover o baço, levante o órgão e corte os acessórios no estômago.
O estômago está localizado na extremidade distal do esôfago. Parece ser de dois tons, diferenciando as porções musculares e glandulares. Sinta pela presença de comida. Deve-se notar um estômago vazio, pois pode ser indicativo de doença. Não corte o estômago, pois o conteúdo contaminará os órgãos da cavidade abdominal.
Os intestinos delgados estão ligados de forma distral e inferior ao estômago. Há três seções distintas do intestino delgado. O primeiro é o duodeno – uma seção mais curta do esfíncter estomacal posterior até o início do jejunum. O ducto biliar entra aqui e o tecido pancreático está mais firmemente ligado a esta porção do intestino delgado. O jejunum é a parte central. As Manchas de Peyer, que são pequenas áreas ovais compostas de tecido linfoide, podem ser observadas na superfície do jejunum e do íleo. O íleo é a porção mais longa do intestino delgado que termina no ceco – localizado na junção dos intestinos pequeno e grande. O ceco parece esverdeado na cor e é muito macio.
O intestino grosso continua do ceco ao ânus. É facilmente identificável, pois pelotas fecais podem ser visualizadas dentro do lúmen desta estrutura. Os intestinos pequenos e grandes são ancorados ao corpo pela mesenteria, uma membrana contendo vasos sanguíneos, gordura e linfonodos. Este deve ser examinado para nódulos linfáticos aumentados e quaisquer massas antes da remoção do trato intestinal. O pâncreas é um órgão difuso localizado posteriormente ao estômago. É um bronzeado claro para a cor cinza e composto de vários pequenos lóbulos com bordas irregulares. Para colher pâncreas, segure o órgão e provoque-o suavemente do tecido mesentérico circundante. Isso deve ser feito antes da remoção do trato intestinal.
Para remover todo o trato como uma peça começando com o estômago e estendendo-se ao ânus, primeiro coloque uma ligadura no reto e, em seguida, faça um corte através do intestino grosso apenas anterior ao ânus. Em seguida, coloque uma ligadura na junção do esôfago e do estômago, seguindo a qual todo o trato intestinal pode ser levantado e quaisquer ligações membranous cortadas. A coisa toda pode então ser separada da mesenteria, cortada em seções e fixada.
Os rins são órgãos emparelhados localizados contra os músculos das costas. Eles devem ser do tamanho e cor de um feijão de rim escuro e ter uma superfície lisa. Imediatamente anterior ao rim é a glândula suprarrenal aparecendo como um pequeno nódulo rosa claro.
Para remover um rim, isole-o usando um fórceps e corte entre o órgão e o ureter. A camada externa dura pode então ser descascada para examinar a superfície. Corte um rim ao meio ao longo do eixo longo e o outro transversalmente. Qualquer grão dentro pode indicar a presença de cristais ou depósitos minerais. Por fim, remova o fígado, que é um vermelho escuro na cor e suas margens devem ser lisas com uma borda nítida. Deve-se tomar cuidado ao manusear o fígado, pois é um tecido friável. Qualquer interrupção na integridade do órgão resultará em vazamento de sangue na cavidade corporal e obscurecerá outros órgãos.
Para remover o fígado, primeiro reflita suavemente os lóbulos para longe do diafragma e faça um corte nos vasos sanguíneos anteriores à estrutura. Em seguida, reflita o fígado de volta em direção ao diafragma e segure o nódulo fibroso que conecta todos os lóbulos centralmente. Por fim, levante o órgão enquanto corta todos os acessórios ao trato intestinal e estômago.
O sistema reprodutivo feminino consiste no útero e nos ovários. O útero é uma estrutura curta em forma de Y com chifres que se estendem em ambas as direções. Os chifres terminam nos tubos de falópio e nos ovários, localizados logo abaixo dos rins. Os ovários terão uma superfície áspera devido a diferentes estágios de maturação dos folículos.
Para remover os ovários, corte os acessórios arteriais anteriormente e o tubo falópio posteriormente. Para remover o útero, segure delicadamente e corte abaixo do colo do útero. Após o corte, levante o corpo e os chifres do útero quebrando qualquer acessório na cavidade corporal.
No sexo masculino, você também pode observar as glândulas pré-putial localizadas apenas antes do prepuce. Eles parecem grandes e são uma cor cinza a amarelada com uma aparência espuma. A remoção e fixação dessas glândulas é semelhante às glândulas submandibulares. Além disso, o sistema reprodutivo masculino consiste em vesículas seminal, glândula próstata e testículos. As vesículas seminais são brancas, estruturas em forma de chifre de carneiro localizadas anteriores à bexiga urinária e anexadas na linha média na próstata.
A próstata , geralmente bronzeada leve em cores – está localizada ao redor da bexiga urinária na base. Para visualizar os testículos, segure as almofadas de gordura abdominal localizadas no abdômen inferior e puxe-as anteriormente. Isso vai tirar os testículos do escroto para permitir o exame. A superfície deve ser lisa com vascularização fina evidente na superfície.
O epidídicos está ao longo da margem inferior dos testis e tapers em direção ao topo. O vas deferens é anexado ao final do epidídis e leva de volta à próstata. Para remover os testículos, corte o acessório no escroto e corte os vasos deferimento. Para remover a próstata e as vesículas seminais, segure a base da bexiga urinária e levante enquanto corta os acessórios abaixo da próstata.
Passando para os órgãos dentro da cavidade torácica. Para expor as estruturas vitais, remova o diafragma do acessório às costelas. Em seguida, corte a caixa torácica lateralmente em ambos os lados até o topo do esterno de manúbrio, e depois reflita os ossos cranialmente para visualizar os órgãos torácicos.
Os pulmões são normalmente uma cor rosa brilhante, esponjoso em textura com uma superfície lisa. No entanto, a eutanásia com CO2 pode causar hemorragias pulmonares resultando em manchas vermelhas escuras que podem cobrir toda a superfície pulmonar.
O coração é vermelho escuro e os ventrículos são musculosos, que se sentem firmes ao toque. Os atrias são mais escuros de cor vermelha e sentam-se no topo dos ventrículos. Eles são muito menos musculosos e parecem flácidos. Uma fina membrana translúcida chamada saco pericárdico circunda o coração.
O timo está localizado anterior ao coração e se senta sobre a traqueia. Deve ser suave na textura. Você pode ver a traqueia como descrito antes, e o esôfago é um tubo muito fino que fica diretamente atrás da traqueia e atrás do coração e passa através do diafragma para o estômago.
Para remover os órgãos na cavidade torácica, comece segurando a traqueia logo acima do timo e faça um corte perpendicular apenas antes dos fórceps. Enquanto mantém o alcance, levante a traqueia caudalmente e corte qualquer apego dos pulmões à superfície espinhal na caixa torácica. O esôfago pode precisar ser cortado para ser capaz de levantar o coração e os pulmões livres da cavidade torácica
Depois que o coração for removido para o corpo, lave-o com soro fisiológico para remover sangue residual e coágulos, ou preenchê-lo com o fixador através da aorta. Uma vez que os pulmões são extirpados, colocou uma ligadura solta ao redor da traqueia. Em seguida, enfie uma agulha presa a uma seringa contendo o fixador no lúmen da traqueia, e aperte a ligadura. Em seguida, injete o fixador até que os pulmões sejam inflados. Por último, retire a agulha e aperte ainda mais a ligadura para evitar vazamentos.
Com esse sopro de conhecimento sobre a necropsia dos roedores e a colheita de tecidos, vamos olhar para alguns dos experimentos de laboratório atuais envolvendo esses procedimentos.
Necropsia diagnóstica é um ponto final comum em experimentos de metástase de câncer. Neste exemplo, os investigadores injetaram células cancerígenas no baço do roedor Então, trinta a sessenta dias depois, realizaram necropsia, que revelou metástases hepáticas significativas.
A extração tecidual é frequentemente seguida pela análise histológica, que ajuda no estudo da anatomia microscópica da amostra. Seguindo o protocolo de fixação, incorporação, secção e coloração de tecidos, os pesquisadores são capazes de estudar as estruturas microscópicas nesses órgãos, e descobrir o efeito de intervenções genéticas ou farmacológicas a nível atômico.
Às vezes, os pesquisadores removem tecidos para estudar processos fisiológicos, como a angiogênese. Aqui, os experimentadores exteriorizaram o tecido mesentérico de um rato para estimular o crescimento vascular. Em seguida, eles colheram algumas seções, e as trataram com os marcadores que mancham as células de qualquer vaso sanguíneo, para estudar a dinâmica celular envolvida no crescimento da rede vascular.
Você acabou de ver o vídeo do JoVE detalhando os passos da necropsia diagnóstica e colheita de tecidos em animais de laboratório. É importante utilizar técnicas adequadas para remoção e preservação de órgãos, para que o procedimento de extração não tenha efeito na interpretação dos dados coletados. Como sempre, obrigado por assistir!
O passo final em muitos projetos de pesquisa é a necropsia dos animais experimentais. Uma observação detalhada das estruturas externas e internas seguidas da coleta de tecidos para análise suplementar fornece uma grande quantidade de dados de pesquisa. Técnicas adequadas para remoção e preservação de tecidos com as soluções fixativas adequadas são essenciais para a correta interpretação dos achados.
Necropsy-meaning postmortem examination of organs-and tissue harvest are integral components of many lab experiments, which rely on the final data collection time points gathered from the analyses of the harvested organs. Therefore, it is important to learn the correct diagnostic necropsy and tissue harvesting technique, as the procedure can significantly impact the quality of the samples collected. This presentation will review the method of dissection and extraction of abdominal, reproductive, and thoracic organs from lab animals.
Before starting with the procedure, a form should be initiated that includes a complete history of the animal: animal identification number, gender, housing conditions, date of birth, date of death, study/protocol number, and the name of the Principle Investigator.
Next, prepare the dissection area. Lay down a bench covering, dissection tray, instruments designated for necropsy, which includes scissors, forceps, sterile scalpel blade, bone cutters, blunt probe, small spatula and non-absorbable suture material. Organ and tissue harvest for histological examination require that the tissues be preserved in a fixative solution. Unless otherwise specified, the fixative most commonly used is 10% neutral buffered formalin. Note that the tissue samples should be 0.5-1 cm in thickness to allow sufficient penetration of the fixative solution. Fixation prevents decay, autolysis, and putrefaction; stops any ongoing biochemical reactions; and may increase the mechanical strength and stability of the treated tissues.
The method of euthanasia of the animal can also impact the quality of the samples. The most commonly used euthanasia method for mice and rats is an overdose of carbon dioxide gas. The animals are left in their home cage, which is placed, into a chamber, and CO2 is gradually introduced into the chamber at a displacement rate of 10-30% of the chamber volume/min. This causes the animals to lose consciousness prior to the perception of pain that is associated with nociceptor activation by carbonic acid. The flow is then maintained in the chamber till respiratory arrest has occurred and the animal is dead.
Following euthanasia, first perform an initial external examination by visually inspecting the carcass for lesions and masses, excessive tooth growth, or any staining of the fur at the mouth, nares, ears, eyes and the anal and genital openings. If warranted, perform a tape test, skin scraping, and pelt exams to detect external parasites. Once the external exam has been completed, it is time to start the necropsy, beginning with the abdominal cavity. Note that before removing any tissue samples it is important to observe the organ in situ.
To begin excising the skin, place a small cut just anterior to the pelvis in females and above the prepuce in males. Then, using the blunt dissection technique, loosen the skin from the fascia and muscle. Blunt dissection is a technique in anatomical dissection in which tissues are separated and underlying structures exposed without cutting. In this technique, the scissors are used to spread tissues apart rather than to cut them apart. The closed tips are pushed into tissue and then opened to split tissue along natural planes. This process requires patience and a delicate touch, as the stretching of the tissue can result in damage to adjacent organs and blood vessels. Then extend the cut to the chin. Next make, transverse cuts anterior to the hind limbs and posterior to the forelimbs, and use blunt dissection to expose the cervical area and chest. Extra care should be exercised to avoid rupturing the jugular and carotid vessels in the neck.
In females, with the skin excised, observe the mammary tissue from the top of the sternum at the manubrium to the genital opening on the ventral surface; extending laterally on both sides. Lactating or pregnant females will have increased mammary tissue volume and milk may be present. To excise the mammary glands, grasp the tissue edge with forceps and use blunt dissection to loosen attachments to the skin. Once the gland has been separated, it can be placed in a fixative solution for subsequent histological analysis.
At this stage, you can observe submandibular salivary glands, which are paired and located at the mandible — extending along the neck to the manubrium sternum. Removal of these glands requires blunt dissection and extra care when working in the cervical region to prevent rupture of blood vessels. Once freed from the underlying muscles, lift up the glands and sever any residual attachments. The glands require at least one cut to allow penetration of the fixative.
In addition, you can see the trachea, which extends from the epiglottis to the bifurcation of the bronchi. It is a ridged, cartilaginous tube that is flexible. While normally clear, euthanasia with CO2 can cause fluid accumulation in the lungs and trachea that looks like a frothy clear fluid. Subcutaneous fat will also be present in this area. Evaluate it for quantity and deposition. An obese animal may have a large amount of fat with the skin feeling thickened.
Prior to opening the body cavity, observe the abdominal, intercostal, and exposed neck muscles, and limbs for any thickening, masses or discoloration. To open the body cavity, first make a small transverse cut at the most caudal point of the exposed abdominal muscle. Then lift the muscle away from the organs, and cut along the linea alba to the xiphoid. Next, dissect the muscles laterally from the midline to just above the hind limbs on both sides. Lastly, cut along the curve of the ribs on both sides. Once the body cavity has been opened, evaluate the quantity and accumulation of abdominal fat. A healthy animal will have abdominal fat pads and some fat along the dorsal surface in the cavity. Observe the color of this tissue and note any abnormalities.
Now we are ready to begin the harvest of abdominal organs. Begin by locating the spleen, which is dark red and located along the lower curvature of the stomach. It should be regular in shape and with a slightly matte surface. To remove the spleen, lift the organ and snip the attachments to the stomach.
The stomach is located at the distal end of the esophagus. It appears to be two-toned, differentiating the muscular and glandular portions. Feel it for presence of food. An empty stomach should be noted, as it can be indicative of illness. Do not cut the stomach, as the contents will contaminate the organs in the abdominal cavity.
The small intestines are connected distally and inferior to the stomach. There are three distinct sections of the small intestine. First is the duodenum – a shorter section from the posterior stomach sphincter to the start of the jejunum. The bile duct enters here and the pancreatic tissue is more firmly attached to this portion of the small intestine. The jejunum is the center portion. Peyer’s Patches, which are small oval areas composed of lymphoid tissue, can be observed on the surface of the jejunum and ileum. The ileum is the longest portion of the small intestine that terminates at the cecum – located at the junction of the small and large intestines. The cecum appears greenish in color and is very soft.
The large intestine continues from the cecum to the anus. It is readily identifiable as fecal pellets can be visualized within the lumen of this structure. The small and large intestines are anchored to the body by the mesentery, a membrane containing blood vessels, fat and lymph nodes. This should be examined for enlarged lymph nodes and any masses prior to removal of the intestinal tract. The pancreas is a diffuse organ located posterior to the stomach. It is a light tan to gray color and composed of multiple small lobes with irregular edges. To harvest pancreas, grasp the organ and gently tease it from the surrounding mesenteric tissue. This must be done prior to the removal of the intestinal tract.
To remove the entire tract as one piece beginning with the stomach and extending to the anus, first place a ligature at the rectum and then make a cut through the large intestine just anterior to the anus. Next, place a ligature at the junction of the esophagus and stomach, following which the entire intestinal tract can be lifted and any membranous attachments severed. The whole thing can then be separated from the mesentery, cut into sections and fixed.
The kidneys are paired organs located against the muscles of the back. They should be the size and color of a dark kidney bean and have a smooth surface. Immediately anterior to the kidney is the adrenal gland appearing as a small light pink nodule.
To remove a kidney, isolate it using a forceps and cut between the organ and the ureter. The tough outer layer can then be peeled off to examine the surface. Cut one kidney in half along the long axis and the other transversely. Any grit within may indicate the presence of crystals or mineral deposits. Lastly, remove the liver, which is a dark red in color and its margins should be smooth with a crisp edge. Care should be taken when handling the liver, as it is a friable tissue. Any disruption to the integrity of the organ will result in blood leaking into the body cavity and obscure other organs.
To remove the liver, first gently reflect the lobes away from the diaphragm and make a cut through the blood vessels anterior to the structure. Next, reflect the liver back toward the diaphragm and grasp the fibrous node that connects all the lobes centrally. Lastly, lift the organ while severing all attachments to the intestinal tract and stomach.
The female reproductive system consists on the uterus and the ovaries. The uterus is a short Y-shaped structure with horns extending in both directions. The horns terminate at the fallopian tubes and the ovaries — located just below the kidneys. The ovaries will have a rough surface due to different maturation stages of the follicles.
To remove the ovaries, cut the arterial attachments anteriorly and the fallopian tube posteriorly. To remove the uterus, gently grasp and cut below the cervix. After the cut, lift the body and horns of the uterus breaking any attachments in the body cavity.
In males, you can also observe the preputial glands located just anterior to the prepuce. They appear large and are a gray to yellowish color with a foamy appearance. Removal and fixing of these glands is similar to submandibular glands. In addition, the male reproductive system consists of seminal vesicles, the prostate gland and testes. The seminal vesicles are white, “ram’s horn shaped” structures located anterior to the urinary bladder and attached on the midline at the prostate gland.
The prostate gland — generally light tan in color — is located surrounding the urinary bladder at the base. To visualize the testes, grasp the abdominal fat pads located in the lower abdomen and pull them anteriorly. This will pull the testes from the scrotum to allow examination. The surface should be smooth with fine vascularization evident on the surface.
The epididymis is along the lower margin of the testis and tapers toward the top. The vas deferens is attached to the end of the epididymis and leads back to the prostate. To remove the testes, cut the attachment at the scrotum and cut the vas deferens. To remove the prostate and seminal vesicles, grasp the base of the urinary bladder and lift while severing the attachments beneath the prostate.
Moving on to the organs within the thoracic cavity. To expose the vital structures, remove the diaphragm from the attachment to the ribs. Next, cut through the rib cage laterally on both sides up to the top of the manubrium sternum, and then reflect the bones cranially to visualize the thoracic organs.
The lungs are normally a bright pink color, spongy in texture with a smooth surface. However euthanasia with CO2 can cause pulmonary hemorrhages resulting in dark red splotches that can cover the entire lung surfaces.
The heart is dark red and the ventricles are muscular, which feel firm to the touch. The atria are darker red in color and sit at the top of the ventricles. They are much less muscular and appear flaccid. A thin translucent membrane called the pericardial sac surrounds the heart.
The thymus is located anterior to the heart and sits over the trachea. It should be smooth in texture. You can see the trachea as described before, and the esophagus is a very thin tube that lies directly behind the trachea and behind the heart and passes through the diaphragm to the stomach.
To remove the organs in the thoracic cavity, begin by grasping the trachea just above the thymus and make a perpendicular cut just anterior to the forceps. While maintaining the grasp, lift the trachea up caudally and snip any attachments of the lungs to the spinal surface in the rib cage. The esophagus may need to be cut to be able to lift the heart and lungs free of the chest cavity
After the heart is removed for the body, flush it with saline to remove residual blood and clots, or fill it with the fixative through the aorta. Once the lungs are excised, placed a loose ligature around the trachea. Next, thread a needle attached to a syringe containing the fixative into the lumen of the trachea, and tighten the ligature. Then inject the fixative until the lungs are inflated. Lastly, remove the needle and tighten the ligature further to prevent leakage.
With this breath of knowledge regarding the rodent necropsy and tissue harvest, let’s look at some of the current lab experiments involving these procedures.
Diagnostic necropsy is a common endpoint in cancer metastasis experiments. In this example, the investigators injected cancer cells into the rodent’s spleen Then, thirty to sixty days later, they conducted necropsy, which revealed significant liver metastases.
Tissue extraction is often followed by histological analysis, which helps in the study of microscopic anatomy of the sample. By following the protocol of fixation, embedding, sectioning and staining of tissues, researchers are able to study the microscopic structures in these organs, and uncover the effect of genetic or pharmacological interventions at atomic level.
At times researchers remove tissues to study physiological processes, like angiogenesis. Here, the experimenters exteriorized a rat’s mesenteric tissue to stimulate vascular growth. Then, they harvested a few sections, and treated them with the markers that stain the cells of any blood vessel, to study the cellular dynamics involved in vascular network growth.
You’ve just watched JoVE’s video detailing the steps of diagnostic necropsy and tissue harvest in lab animals. It is important to use proper techniques for organ removal and preservation, so that the extraction procedure has no effect on the interpretation of the data collected. As always, thanks for watching!