Представлен метод установления модели пониженной активности детрузора методом transection conus medullaris у крыс. Недостаточная активность детрусора успешно стимулировалась у этих животных. Модель может быть использована для изучения функции мочевыводящих путей.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Модель пониженной активности детрусора у крыс от Conus Medullaris Transection
* These authors contributed equally
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Целью представленного протокола было установление модели пониженной активности детрузора (DU) у крыс посредством трансекции conus medullaris. Ламинэктомия была выполнена в общей сложности у 40 самок крыс Wistar (контрольная группа: 10 крыс; тестовая группа: 30 крыс) весом 200-220 г, а conus medullaris был трансецирован на уровне L4 \u2012L5 в тестовой группе. Все крысы содержались и питались в одних и тех же условиях окружающей среды в течение шести недель. В исследуемой группе опорожнение мочи проводили два раза в день в течение шести недель, и регистрировался средний остаточный объем мочи. Цистометрограмма была выполнена в обеих группах. Были зарегистрированы и рассчитаны максимальная цистометрическая емкость (MCC), давление открытия детрузора (DOP) и соответствие мочевого пузыря. Тестовая группа показала значительную задержку мочи после операции, как во время, так и после спинномозгового шока. Однако в контрольной группе не наблюдалось никаких отклонений. По сравнению с контрольной группой, MCC и комплаенс мочевого пузыря в тестовой группе были значительно выше, чем у тестовой группы (3,24 ± 2,261 мл против 1,04 ± 0,571 мл; 0,43 ± 0,578 мл / смН2O против 0,032 ± 0,016 мл / смН2O), тогда как DOP в тестовой группе был ниже контрольной (20,28 ± 14,022 смН2O против 35 ± 13,258 смН2O О). Этот метод установления животной модели обедненного урана с помощью трансекции conus medullaris дает прекрасную возможность лучше понять патофизиологию обедненного урана.
Введение
Недостаточная активность детрузора (DU) является типичной дисфункцией нижних мочевых путей, которая осталась недостаточно изученной. Несмотря на то, что DU был определен Международным обществом континенции (ICS)1, для обозначения этого заболевания используются многочисленные различные термины, например, «недостаточность детрузора», «аконтрактильный мочевой пузырь», «детрузор арефлексия»2. DU, как определено Международным обществом континенции (ICS) в 2002 году, представляет собой сокращение уменьшенной силы и продолжительности, что приводит к длительному увеличению времени опорожнения мочевого пузыря, что приводит к неспособности достичь полного опорожнения мочевого пузыря в течение нормального периода.
ОБЕД может поражать 48% мужчин и 12% женщин (в возрасте >70 лет)3 с симптомами нижних мочевых путей. Он кажется многофакторным, и никакого эффективного лечения не существует. Сообщается, что DU повсеместно распространен у пациентов с нейрогенной дисфункцией мочевого пузыря, такой как рассеянный склероз4, сахарный диабет5, болезнь Паркинсона6 или церебральный инсульт7. DU также может быть вызван повреждением ятрогенного нерва, таким как лапароскопическая гистерэктомия, простатэктомия или другие хирургические вмешательства в малом тазу8. Патофизиологические изменения и доступные методы лечения обедненного урана все еще сбивают с толку из-за отсутствия подходящей модели на животных для изучения.
Рефлекс мочеиспускания контролируется спино-бульбоспинальными путями, которые сочетают в себе центр мочеиспускания понтина, крестцовое парасимпатическое ядро и более старшие центры коры9. Активация и поддержание рефлекса мочеиспускания в основном зависят от регулярного транспорта сенсорных сигналов от мочевого пузыря к более старшим центрам коры. Можно постулировать, что сенсорная дисфункция способствует образованию обедненного урана.
Большинство экспериментальных исследований на животных, связанных с дисфункциями нижних мочевых путей, были сосредоточены на моделях гиперактивного мочевого пузыря (OAB)10. Эти модели обеспечивают разумное понимание патофизиологии и прогноза OAB. Однако сообщалось лишь о нескольких моделях обедненного урана, например, о надспинальном повреждении (локальные поражения, децеребрация и окклюзия средней мозговой артерии), трансекции спинного мозга или ушиба, системном (например, циклофосфамид) или внутрипузырном введении раздражающих или воспалительных агентов (например, кислоты, акролеина и липополисахарида)11,12,13,14 . Среди этих методов только метод трансекции спинного мозга или контузионного повреждения может быть использован при установлении животной модели DU13. Попытки, связанные с повреждением понтийного центра мочеиспускания и высших центров коры, были прекращены из-за тяжелой травмы. Таким образом, повышенное внимание уделяется поиску точного местоположения в рефлекторном центре мочеиспускания, чтобы индуцировать ОБЕД с минимальными побочными эффектами.
Как упоминалось ранее, одним из механизмов индуцирования обедненного урана является повреждение спинного мозга с повреждением сигнального пути рефлекса мочеиспускания. Метод снижения веса Аллена был разработан для создания лабораторных животных с поврежденным спинным мозгом15. Тем не менее, нет никаких дополнительных экспериментальных данных по этому методу. Более того, поскольку части животных восстановили функцию позвоночника после инсульта без обедненного урана, это не может рассматриваться как идеальный метод получения модели животного обедненного урана16.
В 1987 году Брегман подверг критике процесс трансекции спинного мозга для создания модели животного обедненного урана и получил экспериментальные данные17. Тем не менее, этот метод не был применен для установления модели обедненного урана на животных. В то время исследователи все еще были смущены патогенезом обедненного урана. Поскольку места в спинном мозге, связанные с индуцией ОАБ или ОБЕДненного урана, примыкают друг к другу, они не смогли найти точное место повреждения спинного мозга, чтобы индуцировать DU17. Автономная адресная книга и обедненный уран были введены либо вместе, либо по отдельности с помощью этого метода. Таким образом, хотя этот метод ввел обедненный уран, он был неточным и не мог быть использован для понимания возникновения и обработки обедненного урана.
Как было сказано выше, отсутствие подходящей животной модели обедненного урана является одним из основных препятствий для изучения ДУ. Исследователи постоянно ищут точную и управляемую модель, способную имитировать патологию ДУ. Даже варианты лечения обедненного урана существенно не улучшились за последние 20 лет. В совокупности существует большая потребность в описании стандартного протокола для создания животной модели обедненного урана.
Итак, в данной работе описан метод успешного установления крысиной модели обедненного урана методом трансекции conus medullaris. Трансекция была выполнена на уровне L4\u2012L5 для разделения conus medullaris. Максимальная цистометрическая емкость (MCC), давление открытия детрузора (DOP) и соответствие мочевого пузыря были зарегистрированы и проанализированы для проверки протокола. Протокол, изложенный ниже, сочетает в себе как осуществимость, так и надежность стандартизированным образом для создания модели обедненного урана на животных, имитируя возникновение и обработку обедненного урана. Протокол может быть использован в качестве методики для дальнейшего изучения обедненного урана.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Все крысы использовались в соответствии с протоколами, одобренными Экспериментальным комитетом на животных Пекинской больницы дружбы Столичного медицинского университета.
1. Хирургическая подготовка, анестезия и хирургические методы
ПРИМЕЧАНИЕ: В общей сложности 40 самок крыс Wistar весом 200-220 г были коммерчески получены для настоящего исследования. Из 40 крыс 10 были случайным образом выбраны в качестве контрольной группы, а остальные рассматривались как тестовая группа. Все животные были размещены в стерильной среде в помещениях для животных Пекинской больницы дружбы Столичного медицинского университета.
- Выполняют общую анестезию путем введения пентобарбитала натрия внутрибрюшинно (40 мг/кг). Альтернативно, индуцируют анестезию с использованием 3%-4% изофлурана и поддерживают его на уровне 1%-3% (ингаляционно). Нанесите офтальмологическую мазь на глаза, чтобы предотвратить сухость. Затем поместите крысу на хирургическую платформу и обеспечьте тепловую поддержку.
ПРИМЕЧАНИЕ: Вводят анальгетики, такие как бупренорфин, 0,05 мг/кг, SC, 0,1-0,2 мл в начале процедуры. - Проверьте глубину анестезии по отсутствию реакции на защемление пальца ноги. Сбрить мех со всей области спины бритвой.
- Стерилизуйте место операции по меньшей мере 3 циклами двухэтапного скраба, такого как хлоргексидин или повидон-йод, с последующим изопропиловым спиртом. Закрепите конечности хирургической лентой и сделайте средний разрез около 3 см на спине хирургическими ножницами.
- Углубите разрез через подкожные ткани с помощью хирургических ножниц и отрежьте мышцы, прикрепленные к позвоночнику.
- Визуально идентифицировать и обнажить13-е ребро (межпозвоночное пространство, связанное с этим ребром, представляет собой интервал T13\u2012L1). Отметьте13-е ребро шовом.
- После идентификации тщательно резецируйте мышцы, прикрепленные к позвоночнику, и обнажите позвоночный столб. Резекция надостистой связки и межостистой связки для точной идентификации позвоночного столба. Обнажать уровень L4\u2012L5 хирургическими ножницами и щипцами.
ПРИМЕЧАНИЕ: Надостистоя связка может быть легко идентифицирована из-за наличия тонкой подкожной клетчатки. После резекции надостистой связки связка между остистыми отростками является межостистой связкой. - Тщательно рассекните позвоночный остистой отросток L4\u2012L5 и части поперечного отростка с помощью щипцов Келли для обнажения спинного мозга (рисунок 1).
- Полностью обнажите conus medullaris на уровне L4\u2012L5 и полностью трансецируйте conus medullaris ножницами иридэктомии. Вставьте некоторую тканевую упаковку, чтобы заблокировать восстановление спинного мозга.
- Закройте вышележащую мышцу и кожу на внешнем слое кожи с помощью 4-0 нерассасывающегося шва.
- Для контрольной группы выполните шаги 1.1\u20121.7 и оставьте conus medullaris нетронутым. Закройте разрез в соответствии с шагом 1.9.
2. Восстановление животных
- Держите крыс в инкубаторе с контролируемой температурой (37 ° C) в течение первого часа после операции и следите за ними, пока они не станут стернальными или активно движущимися.
ПРИМЕЧАНИЕ: Для полного восстановления требуется около получаса. - Переведите животное в чистую клетку с достаточным количеством пищи и воды. Держите крыс в отдельных клетках.
ПРИМЕЧАНИЕ: Успех трансекции указывается, когда крысы в тестовой группе двигаются только с помощью передних ног, тогда как крысы в контрольной группе могли нормально ходить.
3. Послеоперационное управление
- Вводят пенициллин G, антибиотик (50 000 Ед/мл на животное) внутрибрюшинно. Вводят анальгетики, такие как бупренорфин, 0,05 мг/кг, SC, 0,1-0,2 мл каждые 6-12 ч в течение 48 ч после операции.
- Сожмите мочевой пузырь в гипогастрии, чтобы помочь с мочеиспусканием. Выполняйте это два раза в день в одно и то же время (8 утра и 8 вечера) в течение шести недель.
ПРИМЕЧАНИЕ: Потеря нормального сужения детрузора является символом обедненного урана. - Поместите всех крыс в метаболические клетки, каждая из которых содержит воронку сбора мочи, размещенную над ранее взвешенной абсорбирующей бумагой для мониторинга мочеиспускания и недержания.
- Соберите и запишите изменение веса абсорбирующей бумаги, которая указывает на пустой объем (VV) и остаточный объем мочи отдельно.
4. Уродинамические испытания
- Через шесть недель после операции выполняют цистометрограмму, используя уродинамическое измерительное оборудование следующим образом.
- Обезболивание крыс путем введения 10% хлоралгидрата в брюшинную полость (3 мл/кг).
- Сожмите мочевой пузырь для мочеиспускания, затем закрепите крысу на хирургической платформе с помощью ленты.
- Вставьте эпидуральный катетер (3F) в мочевой пузырь и подключите уродинамическое измерительное оборудование, эпидуральный катетер и инфузионный насос с помощью трубки с тремя конечностями.
- Насос физиологического физиологического раствора со скоростью 0,2 мл/мин для уродинамического измерения (см. Таблицу материалов). Регистрируют MCC и DOP, а также соответствие мочевого пузыря (рассчитывается путем деления δ объема мочевого пузыря с δ давлением детрузора).
5. Статистический анализ
- Выполняйте статистический анализ с использованием коммерчески доступного программного обеспечения.
- Используйте тест Колмогорова-Смирнова для проверки нормальности данных.
- Выражайте нормально распределенные переменные в виде средних значений со стандартными отклонениями. Используйте двуххвостые парные т-тесты Студента для сравнения параметров цистометрограммы в обеих группах.
ПРИМЕЧАНИЕ: p < 0,05 указывает на то, что разница имела статистическую значимость.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Вся процедура трансекции conus medullaris может быть завершена в течение 45 минут опытными хирургами. Наша лаборатория выполнила более 100 случаев операций по трансекции conus medullaris. Показатель успеха составляет более 95%, что определяется выживаемостью крыс и успешной индукцией обедненного урана. Уродинамический тест подтвердил индукцию обедненного урана.
Исходя из нашего опыта, индукцию ДУ можно предварительно оценить по остаточному объему мочи. Задержка мочи наблюдалась сразу после опе...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
DU является распространенной причиной симптомов нижних мочевых путей как у мужчин, так и у женщин. Это сложная совокупность симптомов с несколькими вариантами лечения, которые могут значительно снизить качество жизни (Qol) пострадавших18. Хотя считается, что обедненный уран является многофакторным, понимание его патогенеза остается рудиментарным. Исследования показали, что патогенез обедненного урана может быть связан с миогенными и нейрогенными факторами.
В миогенных г...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0,9% физиологический раствор | Wuhan Prosai Company | EY-C1178 | насос для измерения уродинамики |
| 10% хлоралгидрат | Shandong Yulong Co., Ltd | H37022673 | 3 мл/кг, вводится внутрибрюшинно |
| бупренорфина гидрохлорид инъекции | Тяньцзиньский фармацевтический научно-исследовательский институт Pharmaceutical Co. LTD | H12020275 | 0,05 мг/кг подкожно через 24 часа и 48 часов после операции |
| Эпидуральный катетер | Shandong Xinghua Co, Ltd | VABR3L | для измерения уродинамики |
| Penicillin G | Alta Technology Co., Ltd | 1ST5637 | 50 000 единиц/мл на животное |
| пентобарбитал | Beijing solabo Technology Co., Ltd | NK-WF0001 | 40 мг/кг, вводимый внутрибрюшинно |
| Линия шва (4-0) | ETHICON | VCP422H | наложения швов на травму |
| Трехконечностная трубка | Shandong Xinghua Co, Ltd | VAB3T | для уродинамического измерения |
| Следовый инфузионный насос | Zhejiang Smith Medical Instrument Co., Ltd | 20162540335 | Насос физиологического раствора со скоростью 0,2 мл/мин для уродинамического измерения |
| Уродинамическое измерительное оборудование | Medical Measurement SystemsB.V. | 08-0467 | Уродинамическое измерительное оборудование может не только помочь в диагностике дизурии, но и предоставить объективные материалы для лечения и терапевтического эффекта. Это наиболее часто используемый метод обследования в клинической диагностике и лечении функциональных заболеваний нижних мочевыводящих путей |
| Wistar Rats | HFK Biotechnology Co.Ltd, Пекин, Китай | SCXK2012-0023 | 200-220g |
Ссылки
- van Koeveeringe, G. A., et al. Detrusor underactivity: Pathophysiological considerations, models and proposals for future research. Neurourology and Urodynamics. 33 (5), ICI-RS 2013 591-596 (2014).
- Osman, N. I., Esperto, F., Chapple, C. R. Detrusor Underactivity and the Underactive Bladder: A Systematic Review of Preclinical and Clinical Studies. European Urology. 74 (5), 633-643 (2018).
- Osman, N. I., Chapple, C. R. Contemporary concepts in the aetiopathogenesis of detrusor underactivity. Nature Reviews. Urology. 11 (11), 639-648 (2014).
- Panicker, J. N., Nagaraja, D., Kovoor, J. M. E., Nair, K. P. S., Subbakrishna, D. K. Lower urinary tract dysfunction in acute disseminated encephalomyelitis. Multiple Sclerosis. 15 (9), Houndmills, Basingstoke, England. 1118-1122 (2009).
- Lee, W. C., Wu, H. P., Tai, T. Y., Yu, H. J., Chiang, P. H. Investigation of urodynamic characteristics and bladder sensory function in the early stages of diabetic bladder dysfunction in women with type 2 diabetes. The Journal of Urology. 181 (1), 198-203 (2009).
- Araki, I., Kitachara, M., Oida, T., Kuno, S. Voiding dysfunction and Parkinson’s disease: urodynamic abnormalities and urinary symptoms. The Journal of Urology. 164 (5), 1640-1643 (2000).
- Meng, N. H., et al. Incomplete bladder emptying in patients with stroke: is detrusor external sphincter dyssynergia a potential cause. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 91 (7), 1105-1109 (2010).
- FitzGerald, M. P., Brubaker, L. The etiology of urinary retention after surgery for genuine stress incontinence. Neurourology and Urodynamics. 20 (1), 13-21 (2001).
- Rahman, M., Siddik, A. B. Neuroanatomy, Pontine Micturition Center. StatPearls. , (2020).
- Wrobel, A., Lancut, M., Rechberger, T. A. A new model of detrusor overactivity in conscious rats induced by retinyl acetate instillation. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 74 (7), 16(2015).
- Rosenzweig, E. S., McDonald, J. W. Rodent models for treatment of spinal cord injury: research trends and progress toward useful repair. Current Opinion in Neurology. 17 (2), 121-131 (2004).
- Yoo, K. H., Lee, S. J. Experimental animal models of neurogenic bladder dysfunction. International Neurourology Journal. 14 (1), 1-6 (2010).
- Kanai, A., et al. Sophisticated models and methods for studying neurogenic bladder dysfunction. Neurourology and Urodynamics. 30 (5), 658-667 (2011).
- Nomiya, M., et al. Progressive vascular damage may lead to bladder underactivity in rats. The Journal of Urology. 191 (5), 1462-1469 (2014).
- Seki, T., Hida, K., Tada, M., Koyanagi, I., Iwasaki, Y. Graded contusion model of the mouse spinal cord using a pneumatic impact device. Neurosurgery. 50 (5), discussion 1081-1082 1075-1081 (2002).
- Yeo, S. J., et al. Development of a rat model of graded contusive spinal cord injury using a pneumatic impact device. Journal of Korean Medical Science. 19 (4), 574-580 (2004).
- Bergman, B. S. Spinal cord transplants permit the growth of serotonergic axons across the site of neonatal spinal cord transection. Brain Research. 431 (2), 265-279 (1987).
- Chancellor, M. B., et al. Underactive bladder; Review of progress and impact from the International CURE-UAB Initiative. International Neurourology Journal. 24 (1), 3-11 (2020).
- Pfisterer, M. H. D., Griffiths, D. J., Schaefer, W., Resnick, N. M. The effect of age on lower urinary tract function: a study in women. Journal of the American Geriatrics Society. 54 (3), 405-412 (2006).
- Duchen, L. W., Anjorin, A., Watkins, P. J., Mackay, J. D. Pathology of autonomic neuropathy in diabetes mellitus. Annals of Internal Medicine. 92 (2), 301-303 (1980).
- Schneider, T., Hein, P., Bai, J., Michel, M. C. A role for muscarinic receptors or rho-kinase in hypertension associated rat bladder dysfunction. The Journal of Urologoy. 173 (6), 2178-2181 (2005).
- Drake, M. J., Harvey, I. J., Gillespie, J. I., Van Duyl, W. A. Localized contractions in the normal human bladder and in urinary urgency. BJU International. 95 (7), 1002-1005 (2005).
- Suskind, A. M., Smith, P. P. A new look at detrusor underactivity: impaired contractility versus afferent dysfunction. Current Urology Reports. 10 (5), 347-351 (2009).
- Osman, N. I., et al. Detrusor underactivity and the underactive bladder: A new clinical entity? A review of current terminology, definitions, epidemiology, aetiology, and diagnosis. European Urology. 65 (2), 389-398 (2014).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
