Здоровая функция мочевого пузыря зависит от скоординированной работы мышц мочевого пузыря и уретрального сфинктера, которая обеспечивается сложной нейронной сетью, включающей головной мозг, центральную нервную систему (ЦНС) и периферическую нервную систему (ПНС), что позволяет осуществлять сознательный контроль над нижними мочевыводящими путями (НМП)1,2. Сложность этих механизмов и их переключаемая архитектура цепей3 делают функцию мочевого пузыря уязвимой к широкому спектру повреждений и заболеваний. Соответственно, после травмы спинного мозга (ТСМ) почти все пациенты сталкиваются с нарушением чувствительности и контроля над мочевым пузырем4,5. Термин «нейрогенный мочевой пузырь» охватывает широкий спектр дисфункций, влияющих на накопление и/или выведение мочи, в зависимости от характеристик повреждения. В частности, супрасакральные повреждения приводят к гиперактивности детрузора в сочетании с гиперактивностью сфинктера, что часто сопровождается потерей координации между ними — так называемой детрузорно-сфинктерной диссинергией (ДСД), что приводит к избыточному удержанию мочи и высокому внутривезикальному давлению6,7. Это может серьезно повредить НМП, поставить под угрозу целостность верхних мочевыводящих путей (ВМП) и, при отсутствии лечения, привести к опасным для жизни осложнениям8. Интермиттирующий или постоянный отвод мочи путем катетеризации представляет собой современный стандарт ведения пациентов после ТСМ, предотвращая переполнение мочевого пузыря с помощью безопасной процедуры без воздействия давления9,10,11,12.
Ввиду отсутствия эффективного лечения травм спинного мозга (ТСМ) и преобладания симптоматической терапии сопутствующей нейрогенной дисфункции нижних мочевыводящих путей (нДНМП), разработка новых терапевтических стратегий остается приоритетной исследовательской задачей. Животные модели позволяют изучать механизмы заболевания на уровне сложности, сопоставимом с человеческим, обеспечивая при этом исключительную однородность групп в стандартных экспериментальных условиях13. Среди них крыса является основной доклинической моделью, и большинство исследований ТСМ проводится именно на этом виде14,15. Такой выбор обусловлен анатомическим и функциональным сходством с человеком, воспроизводимым патологическим ответом и широкой доступностью. Тем не менее, сохраняется значительный трансляционный разрыв, который может ограничивать интерпретацию и клиническую значимость результатов исследований мочевого пузыря, полученных на моделях грызунов.
Хотя у крыс после травмы спинного мозга (ТСМ) развивается нейрогенная нижняя мочевыделительная система (нНМПС), имеющая общие ключевые особенности с патологией человека, методы управления мочеиспусканием существенно различаются между видами. Поскольку интермиттирующая катетеризация и другие способы постоянного отвода мочи в целом неприменимы для крыс, опорожнение мочевого пузыря обычно осуществляется путем ручного выжимания16. Эта техника, аналогичная маневру Креде17, который обычно не рекомендуется в клинической практике, вызывает значительное повышение внутрипузырного давления. Следовательно, это может привести к систематической ошибке метода, поскольку ручное выжимание может самостоятельно стимулировать патологическое ремоделирование мочевого пузыря после ТСМ, тем самым снижая трансляционную значимость экспериментальных данных или маскируя истинные терапевтические эффекты. Дополнительным ограничением являются анатомические различия, связанные с полом. Значительно большая длина уретры у грызунов мужского пола приводит к более высокому сопротивлению оттоку, что существенно затрудняет ручное выжимание мочевого пузыря и фактически ограничивает большинство доклинических исследований ТСМ самками14. Учитывая, что большинство клинических случаев ТСМ наблюдается у мужчин18,19, это несоответствие дополнительно подчеркивает необходимость разработки альтернативных стратегий управления мочеиспусканием в доклинических моделях ТСМ на крысах.
Кожная везикостомия представляет собой хирургическое создание стомы между мочевым пузырем и нижней брюшной стенкой путем выведения купола мочевого пузыря к коже и его фиксации швами. Это обеспечивает непрерывный отвод мочи при сохранении низкого давления в дренажном канале и обходе уретры. Кожная везикостомия, применяемая преимущественно у детей со сложными медицинскими состояниями или в случаях, когда традиционные методы дренирования неприменимы, обеспечивает надежное отведение мочи при минимальных требованиях к уходу и низком уровне осложнений20,21,22. Помимо клинического применения, везикостомия была успешно выполнена на моделях грызунов23,24,25,26, хотя и не в контексте SCI.
В недавнем исследовании16 мы рассмотрели ограничения трансляции, связанные с ручным опорожнением мочевого пузыря в доклинических моделях SCI, и внедрили везикостомию у крыс вместе с режимом послеоперационного ухода за раной, что позволило продлить период наблюдения. Прямое сравнение двух подходов к управлению мочеиспусканием показало более выраженные структурные изменения мочевого пузыря после ручного опорожнения, в то время как у животных с везикостомией значения по нескольким параметрам были ближе к показателям здорового контроля. Наиболее заметно то, что толщина стенки мочевого пузыря увеличилась со среднего значения 768.26 µm (SD 28.05) у здоровых крыс до 1181.94 µm (SD 289.56) через два месяца после SCI при ручном опорожнении, при этом у некоторых животных значения достигали 1485 µm. Напротив, у крыс с везикостомией средняя толщина стенки мочевого пузыря составила 963.08 µm (SD 68.82), и только у одного животного этот показатель превысил 1000 µm.
В данном исследовании представлен стандартизированный протокол проведения везикостомии у крыс, включая периоперационный уход и послеоперационную обработку раны, для обеспечения воспроизводимого непрерывного низконапорного отведения мочи в доклинических исследованиях спинальной травмы (SCI). Протокол предназначен для облегчения воспроизведения данной методики и помощи исследователям в определении ее применимости для исследований, в которых ручное опорожнение мочевого пузыря под высоким давлением может внести методологическую погрешность или в которых желательно использование животных мужского пола. Целью данного проекта было создание стандартизированного протокола везикостомии для крыс с SCI, а также оценка его осуществимости и безопасности в течение двухмесячного периода последующего наблюдения. Кроме того, был применен стандартизированный режим послеоперационного ухода за раной для минимизации осложнений со стороны кожи и поддержания проходимости стомы посредством регулярного калибрования.