В данном протоколе приводится первое детальное описание везикостомии у грызунов как метода непрерывного низконапорного отведения мочи после травмы спинного мозга (SCI). Помимо описания оперативной техники, мы представляем комплексный протокол послеоперационного ухода за раной, который оказался критически важным для обеспечения длительного и успешного наблюдения. Поскольку крыса является моделью малого животного и целью является создание минимального отверстия в мочевом пузыре для ограничения побочных факторов и ускорения заживления раны, использование увеличительных очков (увеличение 2,5–3,5×) или операционного микроскопа оказалось исключительно полезным. Прямое сравнение размеров везикостомии (3 mm против 5 mm) подтвердило преимущество меньшего разреза в нашей практике. Если этот минимально инвазивный подход технически неосуществим, увеличение размера разреза брюшной стенки может облегчить доступ. Однако перед ушиванием мочевого пузыря размер разреза брюшной стенки следует снова уменьшить до 3 mm для создания оптимальных параметров везикостомии. Кроме того, наш подход был разработан для создания высокой везикостомии, что обеспечивает частичную резервуарную функцию мочевого пузыря (наблюдалась в 91,84% случаев на протяжении всего периода наблюдения) и контролируемую степень растяжения мочевого пузыря с участием мочеточников. Хотя сама хирургическая процедура технически проста и сопряжена с низким риском интраоперационных осложнений, последующий интенсивный уход за раной — особенно в начальной послеоперационной фазе — может стать основным недостатком этого метода. Предотвращение спонтанного закрытия везикостомии крайне важно для поддержания непрерывного отведения мочи и требует регулярного калибрования. Безопасное и воспроизводимое выполнение этой процедуры требует участия двух операторов, что предъявляет значительные требования к персоналу, особенно поскольку калибрование должно проводиться как минимум ежедневно в течение первых 3 послеоперационных недель, а затем через день.
Столь же важным является строгий режим ухода за раной и защиты кожи. Везикостома по своей сути представляет собой потенциальный вход для патогенов, а окружающая кожа подвергается постоянному воздействию мочи, что делает этот участок подверженным мацерации и инфицированию. В сотрудничестве со специалистом по уходу за ранами мы систематически разработали и усовершенствовали описанные здесь протоколы предоперационного и послеоперационного ухода за раной. Ключевые элементы включают подготовку чистого операционного поля с тщательным удалением волос, нанесение кожного адгезива для герметизации свежих краев раны на начальном этапе заживления и последующее регулярное очищение разведенным раствором мягкого мыла и совместимым со слизистыми антисептическим средством. Смазывание кожи оказалось особенно важным определяющим фактором восстановления раны, способствуя быстрой регенерации кожи и повторному росту волос. Ежедневное обильное нанесение увлажняющей защитной пленки на масляной основе оказалось высокоэффективным для сохранения гидратации кожи и создания барьера против прямого контакта с мочой. После восстановления роста волос целостность кожи, как правило, восстанавливалась, и интенсивность мер по уходу за раной могла быть снижена.
Несмотря на то, что катетеризация является стандартной стратегией управления функцией мочевого пузыря у пациентов после SCI9,10,11,12, доклинические исследования на животных — проводимые преимущественно на крысах14,15 — существенно ограничены в этом отношении. Общепринятая практика ручного опорожнения мочевого пузыря вносит методологическую погрешность в исследования LUT, создавая нефизиологическое внутрипузырное давление и избыточное растяжение тканей. Кроме того, тот факт, что данный метод практически ограничен самками животных, представляет собой существенное ограничение для доклинических исследований SCI на крысах. Трансуретральная катетеризация возможна у самок крыс, но обычно требует седации (например, изофлураном), что является серьезным недостатком. Более того, крысы мочится примерно каждые 8–10 min27; следовательно, для предотвращения перерастяжения мочевого пузыря катетеризацию пришлось бы проводить несколько раз в день, что еще больше ограничивает ее практичность в качестве рутинной стратегии дренирования. Везикостомия обеспечивает возможный подход для непрерывного низконапорного отведения мочи у бодрствующих крыс после SCI16 и может снизить искажающие эффекты, связанные с многократным ручным опорожнением мочевого пузыря. Однако ее трансляционная значимость требует тщательной оценки. В отличие от клинических стратегий управления функцией мочевого пузыря, таких как интермиттирующая катетеризация, постоянные катетеры или рефлекторное мочеиспускание, везикостомия создает состояние непрерывного отведения мочи без физиологических циклов наполнения и опорожнения. Таким образом, она не воспроизводит напрямую типичные клинические состояния, а скорее моделирует персистирующее декомпрессированное состояние мочевого пузыря.
В настоящем исследовании везикостомия была намеренно создана в виде высокой стомы в куполе мочевого пузыря, что обеспечивало частичную функцию резервуара, контролируемую степень растяжения мочевого пузыря и вовлечение мочеточников. Такая конфигурация поддерживает низкое сопротивление оттока, предотвращая при этом полный коллапс мочевого пузыря, что более точно соответствует концепции непрерывного низкопоточного дренирования, которое используется в клинике для защиты верхних мочевыводящих путей у детей с обструкцией выходного отверстия или нейрогенным мочевым пузырем28. Хотя нормальные механизмы накопления и удержания мочи остаются нарушенными, конфигурация высокой везикостомии может смягчить экстремальное напряжение стенки мочевого пузыря и способствовать более физиологичному распределению заполнения мочевого пузыря и притока мочи по мочеточникам, чем простое надлобковое шунтирование или повторное ручное опорожнение мочевого пузыря. Недавняя работа с использованием мышиной модели кожной везикостомии показала, что нарушение нормального цикла «накопление–выведение» в условиях временного отведения мочи вызывает выраженное ремоделирование мочевого пузыря, включая заметное увеличение толщины lamina propria, снижение доли гладких мышц детрузора, нарушение сократительных реакций, ап-регуляцию Mrgprb2 и повышенную чувствительность к веществу P. Эти результаты подтверждают концепцию того, что непрерывное низкопоточное дренирование само по себе представляет собой отдельное патофизиологическое состояние, а не нейтральную аппроксимацию стандартного клинического ведения пациентов с патологией мочевого пузыря26. В соответствии с этими данными, везикостомия у крыс после SCI должна рассматриваться прежде всего как модель длительной декомпрессии мочевого пузыря и нарушения его циклической активности, а не как прямой суррогат интермиттирующей катетеризации или рефлекторного мочеиспускания.
Эта особенность может быть преимуществом при изучении собственных реакций мочевого пузыря на денервацию в условиях минимального сопротивления выходного отверстия. В то же время полный обход уретры исключает клинически значимые компоненты дисфункции нижних мочевыводящих путей, включая сопротивление уретры, активность внешнего сфинктера и DSD. Следовательно, данная модель менее подходит для исследований, сосредоточенных на обструкции выходного отверстия или взаимодействиях между мочевым пузырем и сфинктером.
Кроме того, постоянный отвод мочи эффективно устраняет нормальные механизмы накопления и удержания, что может независимо влиять на физиологию мочевого пузыря, его податливость и ремоделирование тканей. Данные, полученные на мышиной модели везикостомии26, позволяют предположить, что нарушение нормального цикла накопления-выведения может снижать холинергическую чувствительность, несмотря на неизменную экспрессию мускариновых рецепторов, что указывает на изменения в нижележащих сигнальных путях. Эти факторы следует учитывать при интерпретации трансляционной применимости результатов, полученных с помощью данной модели. Более того, везикостомия дает концептуальную возможность моделировать различные фазы управления функцией мочевого пузыря после SCI у одного и того же животного. В острой фазе после травмы постоянный низконапорный отвод через высокую везикостомию может имитировать такие клинические стратегии, как установка постоянных уретральных или надлобковых катетеров и другие формы уринодиверсии, направленные на защиту мочевого пузыря и верхних мочевыводящих путей путем предотвращения высокого внутривезикального давления и задержки мочи. На более поздней, хронической фазе хирургическое закрытие везикостомии может обеспечить переход к условиям высокого давления при накоплении и выведении, что в большей степени напоминает состояние пациентов, которым проводится чистая интермиттирующая катетеризация, при которой наполнение мочевого пузыря, неполное опорожнение и повышенное давление при накоплении способствуют долгосрочному ремоделированию и развитию дисфункции.
Такой поэтапный подход мог бы облегчить проведение лонгитюдных исследований по сравнению структурных, функциональных и молекулярных адаптаций мочевого пузыря в условиях непрерывной декомпрессии по сравнению с восстановленными условиями накопления мочи в рамках одной и той же модели SCI. Это может помочь разделить компоненты nLUTD, связанные с травмой и дренажем, и сократить разрыв между доклиническими экспериментальными парадигмами и временной эволюцией методов управления мочевым пузырем в клинической практике. На данный момент эта концепция остается гипотетической и требует специальных будущих исследований для установления возможности применения, безопасности, воспроизводимости и анализа результирующих уродинамических профилей после закрытия везикостомы. Наконец, хотя везикостомия теоретически может облегчить управление мочевым пузырем у обоих полов, позволяя избежать проблем, связанных с катетеризацией уретры, настоящее исследование проводилось исключительно на самках крыс. Существующие модели везикостомии у грызунов, включая вышеописанное исследование на мышах, также создавались преимущественно на животных женского пола, что подчеркивает ограниченность убедительных доказательств, подтверждающих применимость метода независимо от пола. Таким образом, текущие данные демонстрируют осуществимость метода только на самках крыс, и требуются дальнейшие исследования, чтобы определить, могут ли быть достигнуты сопоставимые результаты у самцов, а также для оценки потенциальных половых различий.
Везикостомия у крыс с травмой спинного мозга (SCI) представляет собой простой и воспроизводимый метод для непрерывного низконапорного оттока мочи, особенно при выполнении высокой везикостомии, которая позволяет сохранить частичную функцию резервуара. Хотя данная модель не воспроизводит интермиттирующую катетеризацию и обходит уретральное сопротивление и динамику сфинктера, она обеспечивает контролируемые условия для изучения собственных реакций мочевого пузыря на денервацию и нарушение цикла накопления-опорожнения при минимальном сопротивлении выходного отверстия. Таким образом, ее трансляционное применение ограничено преимущественно исследованиями ремоделирования, декомпрессии и общего поддержания функций мочевого пузыря, а имеющиеся данные относятся только к самкам животных. В будущих исследованиях следует распространить данную модель на самцов и оценить поэтапное закрытие везикостомии для восстановления условий высокого давления при накоплении, что позволит лучше отразить особенности хронического клинического ведения пациентов с патологией мочевого пузыря.