Detta protokoll presenterar upprättandet av djup hypotermisk cirkulationsstopp hos råttor, som kan tillämpas för att undersöka systemiskt inflammatoriskt responssyndrom, ischemi / reperfusionsskada, oxidativ stress, neuroinflammation etc.
Djup hypotermisk cirkulationsstopp (DHCA) appliceras rutinmässigt under operationer för komplex medfödd hjärtsjukdom och aortabågsjukdom. Denna studie syftar till att tillhandahålla en metod för att etablera DHCA hos råttor. För att utvärdera effekten av DHCA-processen på vitala tecken användes en normal temperatur kardiopulmonell bypass (CPB) råttmodell utan cirkulationsstopp som en kontroll. Som förväntat ledde DHCA till en signifikant minskning av kroppstemperaturen och det genomsnittliga arteriella blodtrycket. Blodgasanalysen indikerade att DHCA ökade mjölksyranivåerna men inte påverkade blodets pH och koncentrationerna av hemoglobin, hematokrit, Na+, Cl−, K+ och glukos. Dessutom, jämfört med CPB-råttor med normal temperatur, visade resultaten av transmissionselektronmikroskopin en mild ökning av hippocampus autofagosomer hos DHCA-råttorna.
Djup hypotermisk cirkulationsstillestånd (DHCA) har använts vid hjärtkirurgi sedan 19531. DHCA innebär att patientens kärntemperatur sänks till djupt hypotermiska nivåer (15-22 °C) innan blodflödet till kroppen avbryts globalt2. Cirkulationsstoppet kan ge ett relativt oblodigt operationsfält. Djup hypotermi minskar ämnesomsättningen, särskilt i hjärnan och myokardiet, vilket är en effektiv metod för skydd mot ischemi3. DHCA används vanligtvis under operationer för komplex medfödd hjärtsjukdom, aortabågssjukdom och till och med njur- eller binjuretumörer med en vena cava trombus 4,5. Därför ger upprättandet av DHCA-djurmodeller en viktig referens för förfining av proceduren och förebyggande av komplikationer i kliniska miljöer.
Även om modeller kan etableras med hundar6, kaniner7 och andra djur, är det att föredra att använda råttor på grund av deras användbarhet och låga kostnader. DHCA-råttmodellen beskrevs för första gången 2006 av Jungwirth et al.8. Det visade sig att varaktigheten av cirkulationsstoppet hade en inverkan på de neurologiska resultaten. Sedan dess har DHCA-råttmodeller undersökts brett. Det har klargjorts att DHCA kan provocera systemiskt inflammatoriskt responssyndrom (SIRS)9. I efterföljande studier, farmakologer fann att DHCA-relaterade neuroinflammation inducerad av SIRS kunde dämpas av resveratrol10 och triptolid11. Vårt team fann också att DHCA-relaterad neuroinflammation kunde dämpas genom att hämma det kallinducerbara RNA-bindande proteinet12. I hjärt-kärlsystemet har superoxiddismutas en hjärtskyddande effekt på ischemi/reperfusionsskador (I/R) under DHCA13. Dessa resultat utvidgade förståelsen för DHCA-relaterade patofysiologiska processer och erbjöd nya riktningar för att förbättra resultaten av DHCA. Emellertid, resultaten om endotoximi, oxidativ stress, och autofagi efter DHCA är ofullständiga. DHCA använder samma operativa teknik som hjärt-lung-bypass (CPB)14, men dess hanteringsstrategi är annorlunda och stegen för att generera DHCA skiljer sig åt mellan olika team 8,9,10,11. Denna studie syftar till att tillhandahålla en metod för att fastställa DHCA-förfarandet hos råttor.
Cannulation är det mest grundläggande förfarandet för att etablera DHCA hos råttor. Före cannulation kommer blötläggning av artären med 0,5 ml 2% lidokain att göra det lättare att kannulatera. Efter cannulation är heparinisering med 500 IE/kg heparin via den yttre halsvenen nödvändig för att undvika mikrotrombbildning17. Vi har upprepade gånger funnit att denna dos heparin kan uppnå målet om en aktiverad koagulationstid (ACT) >480 s. Omvärmningsperioden är den svårast…
The authors have nothing to disclose.
Författarna tackar Liang Zhang för att ha hjälpt till att samla in videodata under experimentet. Denna studie stöddes av National Natural Science Foundation of China (bidragsnummer: 82070479) och grundforskningsfonderna för de centrala universiteten (bidragsnummer: 3332022128).
Heat Exchanger | Xi’an Xijing Medical Appliance Co., Ltd | Animal-M | |
Membrane Oxygenator | Dongguan Kewei Medical Instrument Co., Ltd. | Micro-M | |
Monitor | Chengdu Techman Co., Ltd | BL-420s | |
Roller Pump | Changzhou Prefluid Technology Co.,Ltd | BL100 | |
SD Rat | HFK Bioscience Co.,Ltd. | / | |
Sevoflurane | Maruishi Pharmaceutical Co. Ltd | H20150020 | |
Shaver | Hangzhou Huayuan Pet Products Co.,Ltd. | / | |
Vaporizer | SPACECABS | / | |
Ventilator | Shanghai Alcott Biotech Co., Ltd | ALC-V8S | |
Water Tank | Maquet Critical Care AB | Jostra HCU20-600 |