Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Summary

Duodenal-jejunal baypas (DJB) cerrahisi glikoz metabolizmasını iyileştirebilir ve insülin direncini azaltabilir. Burada, DJB’nin kararlı ve güvenilir bir fare modelini oluşturmak için bir protokol sunuyoruz.

Abstract

Obezite ve tip 2 diyabet prevalansı ciddi bir küresel sağlık sorunudur. Obezite, tip 2 diyabet, kardiyovasküler hastalık ve bazı kanserlerde önemli bir patojenik faktördür. Bariatrik cerrahi, hem obezite hem de diyabet için uzun vadeli ve etkili bir tedavi seçeneği sunar. Sleeve gastrektomi (SG) ve Roux-en-Y gastrik bypass (RYGB), en popüler obezite ameliyatları olarak kabul edilmektedir. Ek olarak, birkaç keşif amaçlı bariatrik cerrahi umut verici terapötik etkiler göstermiştir. Düşük vücut kitle indeksi olan diyabet hastaları için özel olarak tasarlanmış duodenal-jejunal baypas (DJB), faydalı metabolik sonuçlar göstermiştir. Bununla birlikte, kilodan bağımsız metabolik faydaları, sınırlı hayvan modelleri nedeniyle tam olarak anlaşılamamıştır. Bu yazıda, diyete bağlı obez (DIO) diyabetik farelerde DJB cerrahisi gerçekleştirmek için optimize edilmiş bakım protokollerini ve cerrahi teknikleri açıklıyoruz. Bir fare modeli kullanmak, ilgili klinik uygulamayı kolaylaştırırken, DJB cerrahisinin neden olduğu değişikliklerin doğasının daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunur.

Introduction

Obezite ve tip 2 diyabet dünyada en sık görülen kronik hastalıklardır ve genç bireyler arasında görülme sıklığı giderek artmaktadır¹. Bariatrik cerrahi, obezite ve diyabet için en etkili tedavi yöntemidir ve uzun süreli kan şekeri stabilitesini kolaylaştırırken aynı zamanda obezite ile ilişkili komplikasyonları da iyileştirir ^2,3. Mide hacmini mi yoksa bağırsak emilimini mi azalttıklarına göre sınıflandırılan birkaç bariatrik cerrahi türü vardır; Bunlar arasında kısıtlayıcı, malabsorptif ve kombinasyon ^4,5 bulunur.

Duodenal-jejunal baypas (DJB) ilk olarak Rubino ve Marescaux tarafından geliştirilmiş ve tip 2 diyabetin mide hacmini küçültmek yerine duodenum ve jejunumu birbirine bağlayarak hafifletilebileceğini göstermiştir ^6,7. DJB tüm mideyi korur ve tüm duodenum ve proksimal jejunumu atlar. Bağırsak, biliopankreatik, sindirim ve ortak uzuvlara^{ayrılmıştır 6,8}. DJB, Roux-en-Y gastrik bypass (RYGB), mini gastrik bypass, biliopankreatik bypass, duodenal diversiyon ve DJB plus sleeve gastrektomi⁹ dahil olmak üzere bariatrik ameliyatlarla bazı benzerlikler paylaşır. RYGB ile karşılaştırıldığında, DJB gastrointestinal anastomoz gerektirmez, bu da ameliyat süresini azaltır ve işlemin başarı oranını artırır. DJB, glikoz metabolizmasını iyileştirmede RYGB’ye benzer, ancak vücut ağırlığını etkilemez¹⁰. DJB ameliyatından sonra, distal ince bağırsağa hızlı gıda iletimi, glukagon benzeri peptit-1’in (GLP-1) salgılanmasını uyararak glikoz metabolizmasının iyileşmesine neden olur ^11,12.

Metabolik, hücresel ve moleküler yolakları anlamak için hayvan modellerinin kullanılması çok önemlidir. Bariatrik cerrahinin hayvan modelleri, obezite ve diyabetin altında yatan potansiyel mekanizmaları anlamamıza katkıda bulunmuştur ^13,14. Bununla birlikte, türler arasındaki fizyolojik farklılıklar nedeniyle, insan hastalıklarını hayvan modellerinde mükemmel bir şekilde çoğaltmak imkansızdır¹⁵. Araştırma amaçlı mevcut çeşitli hayvan modelleri arasında, diyete bağlı obezite (DIO) fare modeli, insan obezitesine ve metabolik sendroma en çok benzemektedir¹⁶. Ameliyatın fizibilitesini belirlemek ve daha fazla araştırma için teknikler sağlamak için DJB cerrahisi için fareler seçildi. Bu makale, DJB cerrahisinin hem teknik yönlerinin hem de deneysel ayrıntılarının kapsamlı bir özetini sunmaktadır.

Protocol

Aşağıda açıklanan tüm protokol adımları, Güney Harekat Alanı Komutanlığı Genel Hastanesi Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi’nin 2020112501 numaralı onay numarası altındaki yönergelerini takip eder.

1. Genel ameliyat öncesi hazırlık

NOT: Otuz adet 6 haftalık erkek C57BL / 6 fare satın alındı. Fareler, 12 saatlik bir aydınlık / karanlık döngüsü altında Spesifik Patojen İçermeyen (SPF) bir laboratuvara yerleştirildi; sıcaklık, 22 ± 2 °C; ve nem,% 55-65. Farelere suya ücretsiz erişim verildi ve obeziteyi indüklemek için 6 hafta boyunca% 60 kcal yağ diyeti ile beslendi. Diyabeti indüklemek için 5 gün boyunca 40 mg/kg streptozotosin intraperitoneal enjeksiyonu uygulandı¹⁷. Otuz fare arasında, yirmi iki fare 300 mg / dL’> rastgele kan şekeri açısından tarandı ve rastgele DJB (n = 15) ve sahte cerrahi (n = 7) gruplarına atandı. Sekiz fare, standart altı kan şekeri nedeniyle deneyden çıkarıldı.

1. Ameliyattan önce fareleri 8 saat oruç tutun. Ameliyattan 2 saat önce su çekin.
2. İntraperitoneal% 1 sodyum pentobarbital çözelti (6 mL / kg) ve buprenorfin (1 mg / kg) uygulayın. Farelerin ayak parmaklarına veya kuyruklarına forseps ile dokunun ve farelerin belirgin bir seğirme veya titreme göstermediğinden emin olun. Yeterli anestezi altında, fareler ek oksijen olmadan serbestçe nefes alabilir.
3. Fareleri sırtüstü pozisyonda steril bir tahtaya yerleştirinve bir stereomikroskop altında. Gözlere göz merhemi sürün. İşlem boyunca fareleri sıcak tutmak için elektrikli bir battaniye kullanın. Cerrahi önlükler, steril eldivenler ve otoklavlanmış aletler dahil olmak üzere steril prosedürler kullanın.
4. Sahte kontrol farelerinde, iki insizyonu sırasıyla pilorun 1 cm altındaki duodenumda ve Treitz’in 5 cm altındaki jejunumda yapın ve ardından kesileri dikin.

2. Duodenal jejunal baypas: Cerrahi İşlem

1. Bu bölgedeki tüyleri almak için tüy dökücü macunu ksifoidden karın bölgesine uygulayın. Kremi silin ve cildin temiz olduğundan emin olun. Alanı alternatif iyot ve alkol çözeltileri ile üç kez fırçalayın.
2. Fareyi steril bir örtü ile örtün, operasyon alanını açıkta bırakın ve ksifoidden karın bölgesine 2 cm’lik bir kesi yapın.
3. Karın boşluğunu ortaya çıkarmak için bir abdominal ekartör kullanın. Islak bir pamuklu çubuk kullanarak karın yağını uzaklaştırın ve mide ve bağırsakları tamamen ortaya çıkarmak için karaciğeri sefalik tarafa doğru hareket ettirin.
4. Mide ve pilor karaciğerin altındadır ve Treitz ligamenti distal duodenumdadır. Treitz ligamentinin 5 cm distalinde bulunan jejunumu 6-0 ipek sütür ile çift ligasyon yapın (Şekil 1A). İki ligasyonun orta noktasında jejunumu kesin ve jejunal kütüğü 10-0 ipek sütür ile dikin (Şekil 1B).
   NOT: Mezenterik kan damarlarını bükmekten kaçının.
5. Jejunal-jejunal anastomoz oluşturmak için proksimal jejunal insizyonu bağırsak boyunca 5 cm jejunuma çekin. İki bağırsağı yatay olarak hizalayın ve ardından lateral anastomozu oluşturmak için 10-0 ipek sütür kullanın (Şekil 1C).
   NOT: Ameliyat sırasında su kaybını azaltmak için bağırsakları tuzlu su ile nemli tutun. Bu, bağırsağın kıvrılmasını önleyecek ve dikiş atmayı kolaylaştıracaktır.
6. Bağırsağın her iki ucunu sabitleyin ve kesiyi eşit uzunlukta kesin (Şekil 1D). Arka bağırsak duvarının ikinci tabakasını tam kalınlıkta sürekli bir sütür ile dikin.
   NOT: Kesi uzunluğu yaklaşık 0,5-0,6 cm’dir ve iğne mesafesi ~0,5 mm’dir.
7. Bağırsağın her iki ucunu sabitleyin ve bağırsağın ön duvarını dikin. Ön duvarın birinci tabakasına basit bir sürekli sütür ile, ikinci tabakaya ise horizontal varus sütür ile dikin (Şekil 1E-F).
   NOT: Karın boşluğunun enfeksiyonunu önlemek için bağırsak içeriğini pamuklu çubuklarla temizleyin.
8. Duodenal-jejunal anastomoz oluşturmak için distal jejunal insizyonu pilorun 1 cm altındaki duodenuma çekin (Şekil 1G). Adım 2.6-2.7’deki ile aynı yöntemi kullanarak dikin (Şekil 1H-K).
   NOT: Anastomoz sızıntısını azaltmak için anastomoz köşesindeki dikişi kontrol edin.
9. Mikro forseps ile bağırsağı bağlayın ve mikro makasla bağırsağı kesin. Duodenumu, duodenal-jejunal anastomozun distal ucundan 2 mm uzaklıkta, 6-0 ipek sütür ile çift ligasyona tabi tutun. Mikro makasla orta noktadan kesin ve güdük 10-0 ipek sütür ile dikin (Şekil 1L).
   NOT: Gastroduodenal damarlar, pankreasın başına dik olarak dallanır ve pilora bitişiktir, bu da enine kesitteki damarların dikkatli bir şekilde araştırılmasını gerektirir. Ortak safra kanalı ve duodenumun birleştiği yer, pankreasa veya ana safra kanalına zarar vermemeye özen gösterilerek tespit edildi.
10. Karın boşluğunu 30 °C tuzlu su ile durulayın. Bağırsakları karın boşluğuna geri koyun. Kası ve cildi 6-0 ipek ile ayrı ayrı dikin. Daha sonra cildi iyodofor ile dezenfekte edin.
11. Ameliyattan sonra, dehidrasyonu önlemek için sırta deri altına 30 °C salin (30 mL / kg) enjekte edin. Enfeksiyonu önlemek için penisilini (10 mg / kg) kas içine enjekte edin.

Resim 1: Duodenal-jejunal baypas prosedürü. (A) Jejunumun Treitz ligamentinin 5 cm distalindeki yeri. (B) Jejunumu 6-0 ipekle çift ligat, ligatun ortasından kesin. (C) Jejunal-jejunal anastomoz. (D) 0,5-0,6 cm’lik bir kesi yapın ve arka duvarı dikin. (E-F) Jejunal-jejunal anastomozu tamamlayın. (G) Distal jejunali pilorun 1 cm altındaki duodenuma çekin. (H) Duodenal-jejunal anastomoz. (I) Duodenal-jejunal anastomozu 0,5-0,6 cm’lik bir kesi ile kesin ve arka duvarı basit bir sürekli dikişle dikin. (J-K) Tam duodenal-jejunal anastomoz. (L) Distalden duodenal-jejunal anastomoza kadar 2 mm’de, duodenumu 6-0 ipek ile çift bağlayın ve ligatürün ortasından kesin. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

3. Genel ameliyat sonrası bakım

1. Ameliyattan sonra, hipotermiyi önlemek için fareleri elektrikli bir battaniyenin üzerine yerleştirin. Kafeslerine dönmeden önce farelerin tamamen uyanana kadar serbestçe sürünmelerine izin verin.
2. Ameliyat sonrası gün, yiyecek ve suyu kısıtlayın ve farelerin arkasına deri altına 2 mL salin enjekte edin. Ameliyat sonrası ilk gün 10 mL %10 glikoz ve fonksiyonel bir içecek (1:1 oranında) yiyeceksiz verin ve deri altına 1 mL salin enjekte edin.
3. Ameliyat sonrası ikinci ve üçüncü günlerde, fareleri 20 mL% 10 glikoz ve fonksiyonel bir içecek karışımı ile besleyin. Dördüncü günden sonra, farelere saf su ve yüksek yağlı bir diyet verin. Geçici besleme, ameliyat sonrası iyileşme durumuna göre şu sırayla yapılmalıdır: çözelti, yarı sıvı veya katı gıda.
4. Postoperatif analjezi: 1. günden 3. güne kadar her 12 saatte bir buprenorfin (0.1 mg / kg) enjekte edin ve daha sonra 5. güne kadar günde bir kez enjekte edin.
5. Ameliyattan sonra farelerin beslenme koşullarını, aktivitesini, dışkısını ve yara iyileşmesini gözlemleyin.

Şekil 2: DJB cerrahisinin diyagramı. (A) Duodenal-jejunal anastomoz. (B) Jejunal-jejunal anastomoz. (C) Biliopankreatik uzuv. (D) Sindirim uzuvları. (E) Ortak uzuv. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: DJB cerrahisinin anatomisi. (A) Duodenal-jejunal anastomoz. (B) Jejunal-jejunal anastomoz. (C) Biliopankreatik uzuv. (D) Sindirim uzuvları. (E) Ortak uzuv. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

4. Metabolik parametrelerin postoperatif değerlendirilmesi

1. Vücut ağırlığı ölçümü
   1. Ölçümden önce fareleri 8 saat oruç tutun. Fareleri 8 hafta boyunca ameliyattan önce ve sonra Pazartesi günü haftalık olarak tartın.
2. Gıda alımı ölçümü
   1. Her kafese bir fare yerleştirin. Her kafesteki katı yiyecek miktarını 24 saat önce ve sonra ölçün. İki değer arasındaki fark, günlük gıda alımını temsil eder.
3. Rastgele kan şekeri ölçümü
   1. Haftalık ölçüm Pazartesi günü saat 8: 00’de, fare kuyruğunun ucundan bir damla kan toplayın ve bunu glükometreye yerleştirilen bir glikoz şeridine uygulayın.
4. Oral glukoz tolerans testi
   1. DJB ameliyatından sekiz hafta sonra, oral glukoz tolerans testinden önce fareleri 8 saat aç bırakın. Fare kuyruğunun ucundan bir damla kan toplayın ve glükometreye yerleştirilmiş bir glikoz şeridine yerleştirin. Oral dozda% 20 D-glikoz (2 g / kg) uygulayın. Gavajdan 0, 15, 30, 60, 90, 120, 150 ve 180 dakika sonra kan şekeri seviyelerini ölçün.

Representative Results

Discussion

1953 yılında Varco ve ^ark.18 obezite cerrahisinin başlangıcı olarak ilk jejuno-ileal bypassı gerçekleştirmişlerdir. O zamandan beri, cerrahlar tarafından çok sayıda obezite ameliyatı gerçekleştirilmiştir. Bu ameliyatlar kilo kaybı ve metabolik komplikasyonların iyileşmesi ile sonuçlanmıştır ^4,19,20. Ayrıca, 1967’de Mason ve Ito²¹, ağırlığı etkili bir şekilde azaltabilen ve metabolik sendromu iyileştirebilen ilk Roux-en-Y gastrik bypass’ı (RYGB) gerçekleştirdi. RYGB’ye benzer şekilde, DJB, ince bağırsağı biliopankreatik, sindirim ve ortak uzuvlara bölen RYGB’nin mide koruyucu bir deformasyonudur. DJB cerrahisi, gıda alımının azalmasına veya kilo kaybına dayanmadan önemli ölçüde dayanıklı glisemik kontrol sağlar^22,23. Bu nedenle DJB, düşük vücut kitle indeksi²⁴ olan tip 2 diyabetliler için uygun bir obezite cerrahisi olarak önerilmiştir.

Bariatrik cerrahinin gelişimi, hayvan modellerinin çalışmasından ayrılamaz ve çoğu araştırmacı sıçanlarda DJB gerçekleştirmiştir^25,26. Bugüne kadar, bağırsak rekonstrüksiyonundan sonra metabolik göstergelerdeki değişiklikleri incelemek için uygunluğuna rağmen, az sayıda çalışma DJB’yi incelemek için bir fare modeli kullanmıştır²⁷. Bu tür çalışmaların azlığı, DJB’nin cerrahi modellerinin insan prosedürlerini tam olarak kopyalayamaması ve sonuçların farklı araştırma grupları arasında karşılaştırılmasını zorlaştırmasından kaynaklanmaktadır²⁸. Liang ve ^ark.29 başlangıçta db / db farelerde DJB cerrahisinin obezite ve T2DM üzerindeki önemli terapötik etkisini göstermiştir. Duodenum 5-0 sütür ile çift bağlandı, pilor distalinden 2 mm distal kesildi, Treitz ligamentinin 4-5 cm altından kesildi ve distal jejunum pilora 9-0 ipek iplikten tek kesikli uçtan uca sütür ile dikildi. Biliopankreatik ekstremite açıklığı jejunal anastomozun distalinde ~4 cm distalde 9-0 ipek ile dikildi. Barataud ve ark. ayrıca db / db fareleri³⁰ kullanarak bir DJB fare modelini başarıyla kurmuşlardır. Bu nedenle çalışmamızda ince barsak Treitz ligamentinin 5 cm altından kesildi. İnce barsak distal 5 cm’ye jejunojejunostomi yapıldı. Daha sonra distal jejunum ve duodenum dikildi.

Tablo 1’de gösterildiği gibi, fareler DJB (n = 15) ve sahte cerrahi (n = 7) olarak ayrıldı, DJB grubunda dokuz fare hayatta kaldı ve sağkalım oranı %60.0 idi. Ayrıca her grupta ölü vakaları ve postoperatif ölümlerin yüzdesini gösterdik. Tablo 2’de gösterildiği gibi, bu tekniğin başarı oranını artırmak için her adımı sürekli olarak geliştirdik. Bağırsak anastomoz kanaması, ameliyat sonrası kanamanın en sık görülen türüdür ve bu komplikasyon önde gelen ölüm nedenidir. Bu nedenle operasyonun dikkatli bir şekilde yapılması gerekir. Kan damarlarından uzak durmak için anti-intestinal mezenterik sınırda bir bağırsak insizyonu yapıldı. Çalışmamızda anastomoz kaçağı duodenojejunal anastomoz olup, anastomozdaki aşırı tansiyona bağlı olabilir. Duodenal intestinal gütükte anastomoz sızıntısı gözlendi. Bu nedenle, ameliyat sırasında anastomozun köşeleri dikkatlice kontrol edilmeli ve dikiş yetersiz ise, dikiş takviye için kullanılabilir. Anastomoz kaçağını azaltmak için dikiş mesafesi aşırı uzun olmamalıdır. Jejunal-jejunal anastomozda anastomoz tıkanıklığı gözlendi. Farelerde bağırsağın benzersiz fizyolojik yapısı nedeniyle, ince bağırsak kolayca büküldü. Dikişler sıkı çekildiğinde anastomoz stoma beklenenden daha kısaydı. Ameliyat sırasında, mezenter yeterince diseke edilmeli ve yerleştirme için yeterli alan sağlamak için bağırsak mümkün olduğunca düzleştirilmelidir. Ayrıca dikişin sıkılığına ve anastomozun boyutuna da dikkat etmeliyiz.

Bu DJB tekniğinin ana sınırlaması, farelerde gerçekleştirilmesidir. Mikroskobik ekipmanların kullanımı, net bir cerrahi görüş alanı sağladığı için DJB fare modellerinin oluşturulmasında giderek daha önemli hale gelmektedir 31,32,33. Kapsamlı ön deneylerden sonra, cerrahi prosedürde yer alan anatomik yapılara aşina olduk ve gelişmiş sütür hassasiyeti, azaltılmış cerrahi yaralanma ve önemli ölçüde kısaltılmış cerrahi süre ile mikrocerrahi manipülasyonları ustaca gerçekleştirebildik, böylece farelerde DJB cerrahisini mümkün kıldık. Bununla birlikte, mikroskobik aletlerin yetenekli çalışması kademeli bir süreçtir. Cerrahi ve postoperatif iyileşme sürelerini kısaltmak, postoperatif beslenme yönetimini güçlendirmek ve farelerin genel sağkalım oranını iyileştirmek dahil olmak üzere cerrahi prosedürü iyileştirmek için farelerde ölüm nedenlerini analiz ettik.

Sonuç olarak, bu ameliyatın farelerde uygulanması, bu prosedürün güçlü metabolik etkilerinin altında yatan mekanizmaların daha iyi anlaşılmasını sağlar. Çalışmamızın, diyabet tedavisinde DJB uygulamasını daha da geliştirmek için sağlam bir temel oluşturduğuna inanıyoruz.

Materials

Abdominal retractor	F.S.T	17000-03	Colibri Retractor -3cm,retractor range 1.5cm/3cm long
1% sodium pentobarbital solution	Guangzhou Chemical Reagent Factory	/	 Dissolved 500mg of pentobarbital sodium powder in 50ml of normal saline to obtain 1% pentobarbital sodium solution.
Benzylpenicillin sodium for Injection	North China Pharmaceutical Company Ltd.	F2062121	Penicillin
Buprenorphine	Guangzhou Chemical Reagent Factory	/	Analgesia
Buprenorphine	Guangzhou Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd	/	Analgesic
Citric acid-sodium citrate buffer	LEAGENE	R00522	Buffer solution
Cotton buds	HaoZheng Medical	60220610	Cotton swabs
Depilatory paste	Veet	AAPR-S222	Hair removal cream
Ear tag	ZEYA	SUS304	Ear-mark
Electric blanket	ZOSEN	ZS-CWDRT	Heat pad
Electronic scale	WETTLER TOLEDO	20060902-6	Measure the weight
Enteral nutritional powder	Abbott Laboratories	/	Nutrition powder
Eye ointment	Guangzhou Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd	/	Protect the eyes
Glucometer	Roche	6993788001	Assess blood glucose
Graphpad Prism version 9.4.1	GraphPad Software	version 9.4.1	Software for statistical analysis
High-fat diet (High Fat [60FDC] Purified Rodent Diet)	Dyets	112252	60kcal% High Fat Diet
Micro Forceps	Jinzhong Medical	18-1140	Micro forceps
Micro needle holder	Jinzhong Medical	EMT-160-Z	Needle holder
Micro Scissors	Jinzhong Medical	YBC010	Micro scissors
Microscope camera	LAPSUN	E 2000	Video
Ophthalmic scissors	Jinzhong Medical	Y00030	Surgical scissors
Pentobarbital	Guangzhou Chemical Reagent Factory	/	Narcosis
Sodium chloride Injection	Guangzhou Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd	B21L0301	NaCl 0.9%
Stereo microscope	ZEISS	Stemi 305	Binocular stereomicroscope
Streptozotocin	Sigma	S110910-1g	STZ
Suture line	LINGQIAO SUTURE	ZS-LQPMRZ5/0	Prolene 6/0,Prolene 10/0
Tissue forceps	Jinzhong Medical	H1701	Surgical forceps