Summary
Leve hipoperfusão intra-uterina foi produzido por estenose da artéria com suportes de metal enrolado as artérias uterinas e dos ovários em ratos em embrionário dia 17. Este procedimento produziu hipoperfusão pré-natal e restrição de crescimento intra-uterino.
Abstract
Hipoperfusão/isquemia intra-uterina é uma das principais causas de restrição do crescimento intra-uterino/fetal, parto prematuro e baixo peso ao nascer. A maioria dos estudos desse fenômeno foram realizados em ambos modelos com grave isquemia intra-uterina ou modelos com grau gradiente de hipoperfusão intra-uterina. Nenhum estudo foi realizado em um modelo de uniforme suave intra-uterino hipoperfusão (MIUH). Dois modelos têm sido utilizados para estudos de MIUH: um modelo baseado em ligadura de sutura de ambos os lados da arcada arterial formado com as artérias uterinas e dos ovários, e um modelo transiente com base no recorte as artérias de ovário bilaterais e aorta tendo patência. Esses dois modelos de roedores de MIUH tem algumas limitações, por exemplo, nem todos os fetos são sujeitas a MIUH, dependendo de sua posição no corno uterino. Em nosso modelo MIUH, todos os fetos são submetidos a um nível comparável de hipoperfusão intra-uterina. MIUH foi alcançado por estenose leve de todos os quatro artérias alimentando o útero, ou seja, as artérias uterinas e ovarianos bilaterais.
Estenose arterial foi induzido por suportes de metal enrolado as artérias de alimentação. Produzir estenose arterial com suportes permitida-nos controlar, otimizar e reproduzir a diminuição do fluxo sanguíneo com pouca variabilidade de animal para animal e uma baixa mortalidade, permitindo uma avaliação exata. Quando foram utilizados suportes de 0,24 mm de diâmetro interno, o fluxo de sangue na placenta e feto foi ligeiramente reduzida (cerca de 30% do nível pre-estenose na placenta). A descendência de nosso modelo MIUH claramente demonstra alterações de longa duração em resultados de testes neurológicos, neuroanatômica e comportamentais.
Introduction
Lactentes com restrição de crescimento intra-uterino (IUGR) (também conhecido como restrição de crescimento fetal) (peso de nascimento < 10th percentil para a idade gestacional), parto prematuro (nascido em < 37 semanas de gestação), e/ou baixa conta peso (< 2500 g) para a luz quase 10% de todos os recém-nascidos 2,3. Muitas destas crianças apresentam problemas neurológicos, como paralisia cerebral e transtornos globais do desenvolvimento (por exemplo, transtorno déficit/hiperatividade (TDAH) e distúrbios de aprendizagem) 3,4,5. Essas condições têm semelhanças e diferenças em sua etiologia e os resultados. A etiologia da IUGR é multifatorial, e insuficiência placentária, associada com hipoperfusão intra-uterina é considerada a causa mais comum em fetos não-anômala 7. A etiologia do prematuro também é multifatorial, e Corioamnionite é a causa mais frequente 8.
Desconhece-se a influência de leve hipoperfusão intra-uterino (MIUH) no encéfalo em desenvolvimento. Atualmente disponíveis modelos animais de hipoperfusão/isquemia intra-uterina envolvem principalmente a hipoperfusão severa ou grau gradiente de hipoperfusão com ou sem reperfusão 9,10,11. Em ambientes clínicos, no entanto, casos de MIUH são considerados muito mais frequentes do que aqueles que envolvem tais condições severas. Os modelos atualmente disponíveis de MIUH são um modelo roedor envolvendo ligadura de sutura de útero ou a artéria ovárica e um modelo de roedor que envolvem as artérias de ovário bilaterais e aorta tendo patência 12,13, de recorte 14,15,16,17. Uma das desvantagens destes modelos é a extensa variabilidade inter feto, variando de fetos com hipoperfusão profunda para fetos com perfusão quase intacto, dependendo da posição do feto dentro da arcada arterial do útero e artérias dos ovários. Outra desvantagem destes modelos é sua incapacidade de distinguir a posição de cada feto após o nascimento; daí, os pesquisadores não consegue distinguir a gravidade de hipoperfusão intra-uterino experimentada por um cachorro individual após o seu nascimento.
Nós desenvolvemos um modelo do rato de MIUH envolvendo múltiplos de estenose de artéria 1. Envolvimento de metais microbobinas com diâmetro interno de 0,24 mm ao redor das artérias uterinas e dos ovários provoca estenose, mas não de obstrução, dos vasos sanguíneos (Figura 1). Aplicar estes suportes na parte proximal do todas as artérias fornecendo o útero, ou seja, as artérias uterinas e ovarianos bilaterais, embrionárias dia 17 (equivalente a embrionárias semanas 20-25 em seres humanos 18) induz uma diminuição significativa, mas suave o fluxo de sangue para a placenta e fetos. A diminuição do fluxo sanguíneo após bobinas são aplicadas a todos os quatro artérias alimentando o útero em grande parte é os mesmos em cada placenta e feto. A taxa de mortalidade de feto é inferior a 20%. Os filhotes nascem através do trabalho de parto espontâneo 1-2 dias anteriores (embrionário dia 21-22) do que o normal. Quase todos os filhotes nascem exibindo nascimento significativamente mais baixos pesos 1. Volumes de matéria cinzenta e branca são diminuídos sem dano no tecido óbvio 1. Filhotes apresentam atrasada aquisição de reflexos do recém-nascido, fraqueza muscular e alteração espontânea atividade 1. Este modelo imita os sinais e sintomas clínicos de crianças nascidas prematuramente ou com IUGR; exposição de prematuros nascidos filhos reduzida cinza e volume de substância branca, com ou sem substância branca lesão 6, presente atrasado Marcos do desenvolvimento neurológico e pode apresentar problemas comportamentais, tais como TDAH 3,5; crianças com IUGR exibem alterações neuroanatômica mínimas e têm um risco aumentado de anomalias do desenvolvimento neurológico como atraso motor e cognitivo 4,7. Parto prematuro e IUGR são condições diferentes, mas as duas condições compartilham o mecanismo básico, ou seja, insultos ao seu cérebro imaturo antes da idade gestacional de termo.
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Protocol
Todos os experimentos foram realizados em conformidade com os protocolos aprovados pelo Comitê de uso do nacional Cerebral e o centro do sistema circulatório, Suita, Japão e cuidado de Animal Experimental.
1. prepare os seguintes animais e materiais para cirurgia MIUH
- Preparar a grávida cronometrado Sprague-Dawley ratos no dia gestacional 17, ou seja, a embrionário dia 17 (E17). Pesos de corpo médio a barragens são 307.0 ± 40,7 g (média ± DP, n = 9).
- Prepare-se suportes metálicos; diâmetro interno 0,24 mm, feito de aço revestido de ouro.
- Prepare todos os materiais de acordo com a tabela de materiais.
2. preparar para a cirurgia MIUH
- Aquecer uma almofada de aquecimento a 37 ° C, para a colocação de rato
- Coloque uma fralda estéril sobre a almofada de aquecimento
- Solução salina estéril aquecida a 37 ° C em banho-maria
3. realizar cirurgia MIUH
- Realize procedimentos cirúrgicos sob condição estéril. Esterilize as bobinas, pinça, agulha com etanol a 70% antes do uso. Usar luvas estéreis e ocasionalmente desinfete aplicando spray de etanol.
- Coloque o rato na caixa de indução de anestesia. Introduza a 4% de isoflurano em caixa (aproximadamente 5 min).
- Coloque o rato sobre uma fralda estéril sobre a almofada de aquecimento em uma posição supina depois que o animal é completamente anestesiado na caixa de indução. Verifique a profundidade da anestesia pela falta de uma resposta a uma pitada de dedo do pé. Manter o isoflurano 1,5-2,0% com um cone de nariz.
- Aplicam-se desde o umbigo até a região do arco pélvica depilatório espuma sobre o abdômen. Após vários minutos, limpe a espuma depilatório com uma toalha de papel. Uma máquina de barbear pode ser usada como um substituto para a espuma depilatório.
- Aplica gaze embebida em solução desinfetante iodo à região depilada da pele.
- Coloque um pano cirúrgico com uma abertura redonda para cobrir o abdômen que não seja a área da incisão cirúrgica. Vários pedaços de gaze podem ser usados como um substituto para a cortina.
- Usando um bisturi cirúrgico, faça uma incisão de aproximadamente 2,5 cm comprimento na parte inferior do abdome da borda superior do osso púbico para cima em direção ao umbigo. Em seguida, fazer uma incisão através da camada muscular por baixo.
- Coloque vários pedaços de gaze estéril ao redor da abertura da cortina e molhar a gaze com solução salina aquecida.
- Empurre a ambas as partes laterais do abdômen suavemente, para que uma porção do corno uterino emerge a incisão.
- Desinfecte as mãos do cirurgião com etanol a 70%.
- Puxe delicadamente o todo corno uterino da cavidade abdominal manualmente sem o uso de fórceps. Usando a pinça cirúrgica não é aconselhável, pois pode facilmente danificar útero frágil, fetos e vasos sanguíneos compactando-os fortemente e desigualmente.
- Coloque o corno uterino sobre a gaze molhada.
- Execute o mesmo procedimento para o outro corno uterino.
- Conte o número de fetos.
- Aplica a solução salina aquecida com frequência para manter o útero quente e úmido durante a cirurgia.
- Mude a fralda quando ele tem absorvido muito soro fisiológico. Para manter a estabilidade, repita as luvas de desinfecção com 70% de etanol e dicas do instrumento com iodo. Manter os dedos não estéreis longe as pontas estéril do instrumento é crucial.
- Identifica a parte proximal da arcada principal das artérias uterinas e dos ovários sob um estereomicroscópio.
Nota: É fundamental distinguir os ramos a arcada principal para as placentas. Note-se que a intervenção cirúrgica pode ser mais fácil quando o corno uterino é invertido. Ocasionalmente, aplicar uma bobina na parte proximal muito do arcade é difícil, porque está localizado profundamente na cavidade abdominal e artérias da placenta são muito próximas a parte proximal do arcade. Neste caso, uma bobina pode ser aplicada a uma parte da arcada após os garfos de filial primeiros fora. - Separar a artéria de veia correndo paralela a ela com a pinça e fazer o espaço entre eles.
- Coloque um pedaço de corda (seda sutura 4.0, 5 cm de comprimento) embaixo da artéria.
- Levante ambas as extremidades da cadeia de caracteres com pinças para que a artéria é levantada e separou a veia frágil.
- Segurando a borda do microcoil com pinça fina na outra mão, coloque um microcoil ao lado da artéria levantada (Figura 2.1).
- Gire a artéria levantada usando a corda em torno do microcoil para embrulhar o microcoil ao redor da artéria. É mais fácil girar a artéria em torno da bobina do que ao girar a bobina em torno da artéria (Figura 2.2).
- Depois de girar a artéria 3 ou 4 espiras (bobinas tem 5 voltas), alterar o local no qual a bobina é realizada para a outra borda. Segure a borda da bobina que tem sido envolvida em torno da artéria com fórceps. Altere o local no qual a sequência de caracteres levanta a artéria para o outro lado da bobina. Girar a artéria em torno da bobina para que a bobina completamente (5 voltas) envolve a artéria (Figura 2.3, 2.4).
- Remova a sequência de caracteres.
- Execute o mesmo procedimento para as outras três artérias.
- Observe que, frequentemente, aplicando soro aquecido para o útero é crucial; caso contrário, aumenta a taxa de mortalidade de fetos e hipotermia pode ser neuroprotective.
- Retorne suavemente o corno uterino na cavidade abdominal. Levantamento de uma borda da incisão da parede abdominal com fórceps pode facilitar este procedimento.
- Stich o músculo abdominal e em seguida stich a pele abdominal com sutura (sutura de seda 4.0). Amarre a sutura após cada stich, ou seja, interrompidas suturas simples.
- Aplica gaze embebida em solução desinfetante iodo em e ao redor da incisão cirúrgica.
- Administre o analgésico meloxicam em 0,5 mg/kg de peso corporal por via subcutânea.
- Permitem a 30 min de recuperação em uma gaiola aquecida. Seleção de animais se totalmente acordado e andando ao redor da gaiola, retornam a gaiola em casa.
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Representative Results
Após a aplicação de suportes para todas as artérias alimentando o útero, ou seja, as artérias uterinas e ovarianos bilaterais, todos os fetos estão sujeitos a níveis comparáveis de hipoperfusão. A aplicação de suportes com um diâmetro interno de 0,24 mm causa estenose leve essas artérias, causando uma leve diminuição no fluxo sanguíneo para a placenta e fetos (Figura 3; cerca de 30% do nível pre-estenose na placenta, ver referência 1 para obter detalhes). Filhotes nascidos da barragem demonstram IUGR (tabela 1).
As barragens parecem ser hipoativos durante alguns dias após a cirurgia. Além disso, as barragens não apresentam complicações perceptíveis e recuperar-se completamente em uma semana após a cirurgia. As barragens são capazes de viver por muito tempo após o parto (mortalidade é de 0% para observação período) e a enfermeira filhotes. As bobinas permanecem no mesmo lugar.
Tabela 1. Pesos de corpo no nascimento (pós-Natal dia 0, P0) e no dia equivalente a embrionário dia 29 (E29), que era P6-8. Filhotes no grupo controle de não-cirurgia nasceram no E23, Considerando que aqueles no grupo de Souza-cirurgia nasceu 1 dia antes (E22); aqueles no grupo leve hipoperfusão intra-uterino (MIUH) nasceu em 1-2 dias antes (E21-22) através do trabalho de parto espontâneo. Portanto, E29 equivalentes foram P6 a P8 dependendo do período gestacional do filhote. (n = 8-14 em cada grupo, para cada sexo e cada ponto de tempo) *P < 0,01 vs uma cirurgia não controla o grupo, bem como um grupo de Souza-cirurgia. One-Way ANOVA, seguido por um teste de Tukey-Kramer.
Figura 1. Esquema do sistema arterial anatômico no útero. Quatro suportes foram instalados em torno das artérias montante das artérias uterinas e ovarianos bilaterais. As setas pontilhadas indicam a direção do fluxo de sangue arterial. Esta figura foi modificada no nosso anterior publicação 1. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2. Ilustração da aplicação de uma bobina de uma artéria. 1. Levante a artéria com uma sequência de caracteres. Coloque um microcoil ao lado da artéria. 2. girando a artéria em torno do microcoil, o microcoil é acondicionada em torno da artéria. 3. depois de girar a artéria 3 ou 4 voltas (a bobina tem 5 voltas), alterar o local no qual a bobina é realizada para a outra borda. Segure a borda da bobina juntamente com a artéria usando fórceps. Altere o local no qual a sequência de caracteres levanta a artéria para o outro lado da bobina. 4. Gire a artéria em torno da bobina para que a bobina completamente (5 voltas) envolve a artéria. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3. Uma imagem representativa de um útero produzido com laser de speckle flowmetry1. Esta imagem demonstra diminuição do fluxo sanguíneo no corno uterino esquerdo mas não o direito, depois da bobina estenose foi realizada nas artérias uterinas e dos ovários esquerdas. *: locais de estenose de bobina no arcade das artérias uterinas e dos ovários; superior asterisco corresponde a parte proximal da artéria ovárica e inferior corresponde a parte proximal da artéria uterina. Linha pontilhada indica a arcada das artérias uterinas e dos ovários no corno uterino esquerdo. Cor avermelhada indica mais fluxo de sangue, cor azulada indica menor fluxo de sangue. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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Discussion
A microcoil estenose das artérias ovarianos e uterinas em ambos os cornos uterinos produz hipoperfusão intra-uterino consistente e reprodutível em todas as placentas e fetos. O nível de hipoperfusão pode ser modificado usando suportes com diferentes diâmetros internos. Filhotes nascidos de uma represa em que foi executada estenose da artéria com suportes 0,24 mm de diâmetro interno demonstram IUGR e parto prematuro (ver referência 1 para obter detalhes). Os filhotes apresentam alterações comportamentais e neuroanatômica que lembram os sinais e sintomas observados em crianças pré-termo. Essas alterações neuroanatômica incluem alargamento ventricular, afinamento do córtex e corpo caloso e não diminuiu o peso do cérebro mas nenhuma célula óbvia perda ou lesões císticas 1. As alterações comportamentais observadas incluem um atraso reflexo neonatal, diminuição da força muscular e alteração espontânea atividade 1.
Para estudar isquemia intra-uterina, modelos animais, com base na isquemia severa sobre uma curta duração com reperfusão são usados com frequência 10,11. Quando ambas as extremidades da artéria arcada formada a partir das artérias uterinas e dos ovários são bloqueadas pelo recorte, o fornecimento de sangue para o corno uterino (incluindo a placenta e fetos) é completamente interrompido. Portanto, a duração de recorte deve ser curta, ou os fetos vão morrer. Em um ambiente clínico, no entanto, podemos especular que hipoperfusão prolongada e suave pode ser encontrada mais frequentemente em vez de bloqueio abrupto do fluxo de sangue para o útero e sua recuperação completa dentro de uma hora.
Modelos de roedores que envolve a ligadura da sutura de um ou ambos os Side (s) do arcade da artéria uterina e aqueles que envolvem recorte que deixa algum espaço interno entre as artérias ovarianos bilaterais e a aorta foram os modelos disponíveis apenas de leve prolongada hipoperfusão intra-uterino 13,14,16,19,20. Estes modelos de recorte e ligadura tem baixa reprodutibilidade, ou seja, apenas alguns fetos sobrevivem e sofrem de hipoperfusão. Quando o fluxo de sangue para a artéria ovariana é bloqueado pela ligadura de sutura, os fetos localizados mais próximo ao ovário, ou seja, na parte superior da trompa uterina, é submetido a isquemia profunda, Considerando que os fetos localizados mais perto para o colo do útero e vagina estão sujeitos a mínima ou nenhuma diminui no sangue fornecer 12.
Existem três passos críticos no protocolo. É essencial identificar a porção proximal da arcada principal das artérias uterinas e dos ovários. A arcada arterial principal tem inúmeras ramificações para a placenta. Alguns estas artérias filial são grandes de diâmetro e ocasionalmente são quase tão grandes quanto a artéria principal. Portanto, distinguir a artéria principal dentre várias outras artérias ramificação pode ser confuso. Observe que a arcada arterial principal não é grande em diâmetro. A veia correndo ao lado da arcada é várias vezes maior em diâmetro que a artéria. As artérias podem se tornar ainda mais estreitas, devido à constrição em resposta à estimulação cirúrgica. Separando a artéria de veia correndo ao lado dela é uma tarefa delicada. A adventícia da artéria está em contato com a veia durante a maior parte da arcada. Esteja ciente de que a veia sangra facilmente quando tocado por fórceps. Manter o útero quente e úmido é crítico; caso contrário, a mãe e o feto pode sofrer de estresse e desidratação, e muitos fetos podem ser perdidos antes da entrega. A limitação desta técnica de modelo de estenose de bobina é a tempo cirúrgica duração necessária. Um período de aproximadamente 60 min é necessário para completar a cirurgia aplicando quatro bobinas. Esta duração de tempo cirúrgica pode causar estresse adicional para os fetos e a barragem.
Acreditamos que o modelo apresentado neste artigo é mais clinicamente relevantes e reprodutível de MIUH. Este modelo permite a avaliação do impacto temporal e longitudinal de MIUH no IUGR.
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Disclosures
Os autores não têm nada para divulgar.
Acknowledgments
Este trabalho foi financiado pelo programa de intercâmbio FY 2013 pesquisa entre JSPS e CNRS, JSPS KAKENHI Grant número 26860858 e a neurociência Narishige Research Foundation. Agradecemos os Drs Mariko Harada-Shiba e Kyoko Shioya discussões úteis. Agradecemos a Mari Furuta, Mutsumi Sakamoto, Ritsuko Maki e Dr. Emi Tanaka pela excelente assistência técnica.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Stereomicroscope | |||
| Isoflurane anesthesia machine | |||
| Anesthesia induction box | |||
| Heating pad | |||
| Diaper 30x40 cm | |||
| Depilatory foam or shaver | |||
| Iodine disinfectant solution | |||
| Gauze 10x20 cm | |||
| Surgical drape 45x45 cm with a round opening 5 cm in diameter | |||
| Spray bottle with ethanol for disinfection | |||
| Cotton swab | |||
| Forceps with large blunt tips | |||
| Forceps with angled fine tips | |||
| Scissors | |||
| Surgical scalpel, blade size is 27mm long (no.10, Axel, AS ONE Corporation, Osaka, Japan) | |||
| Surgical suture needle | |||
| Metal microcoils; inner diameter 0.24 mm, made from gold-coated steel (SAMINI Co. Ltd., Shizuoka, Japan) | |||
| Silk suture 4-0 | |||
| Sterile saline (0.9% sodium chloride) | |||
| Heating water bath | |||
| Plastic syringes (50ml) and needles (18G) |
References
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