Summary

Модель пониженной активности детрусора у крыс от Conus Medullaris Transection

Published: August 28, 2020
doi:

Summary

Представлен метод установления модели пониженной активности детрузора методом transection conus medullaris у крыс. Недостаточная активность детрусора успешно стимулировалась у этих животных. Модель может быть использована для изучения функции мочевыводящих путей.

Abstract

Целью представленного протокола было установление модели пониженной активности детрузора (DU) у крыс посредством трансекции conus medullaris. Ламинэктомия была выполнена в общей сложности у 40 самок крыс Wistar (контрольная группа: 10 крыс; тестовая группа: 30 крыс) весом 200-220 г, а conus medullaris был трансецирован на уровне L4 \u2012L5 в тестовой группе. Все крысы содержались и питались в одних и тех же условиях окружающей среды в течение шести недель. В исследуемой группе опорожнение мочи проводили два раза в день в течение шести недель, и регистрировался средний остаточный объем мочи. Цистометрограмма была выполнена в обеих группах. Были зарегистрированы и рассчитаны максимальная цистометрическая емкость (MCC), давление открытия детрузора (DOP) и соответствие мочевого пузыря. Тестовая группа показала значительную задержку мочи после операции, как во время, так и после спинномозгового шока. Однако в контрольной группе не наблюдалось никаких отклонений. По сравнению с контрольной группой, MCC и комплаенс мочевого пузыря в тестовой группе были значительно выше, чем у тестовой группы (3,24 ± 2,261 мл против 1,04 ± 0,571 мл; 0,43 ± 0,578 мл / смН2O против 0,032 ± 0,016 мл / смН2O), тогда как DOP в тестовой группе был ниже контрольной (20,28 ± 14,022 смН2O против 35 ± 13,258 смН2O О). Этот метод установления животной модели обедненного урана с помощью трансекции conus medullaris дает прекрасную возможность лучше понять патофизиологию обедненного урана.

Introduction

Недостаточная активность детрузора (DU) является типичной дисфункцией нижних мочевых путей, которая осталась недостаточно изученной. Несмотря на то, что DU был определен Международным обществом континенции (ICS)1, для обозначения этого заболевания используются многочисленные различные термины, например, «недостаточность детрузора», «аконтрактильный мочевой пузырь», «детрузор арефлексия»2. DU, как определено Международным обществом континенции (ICS) в 2002 году, представляет собой сокращение уменьшенной силы и продолжительности, что приводит к длительному увеличению времени опорожнения мочевого пузыря, что приводит к неспособности достичь полного опорожнения мочевого пузыря в течение нормального периода.

ОБЕД может поражать 48% мужчин и 12% женщин (в возрасте >70 лет)3 с симптомами нижних мочевых путей. Он кажется многофакторным, и никакого эффективного лечения не существует. Сообщается, что DU повсеместно распространен у пациентов с нейрогенной дисфункцией мочевого пузыря, такой как рассеянный склероз4, сахарный диабет5, болезнь Паркинсона6 или церебральный инсульт7. DU также может быть вызван повреждением ятрогенного нерва, таким как лапароскопическая гистерэктомия, простатэктомия или другие хирургические вмешательства в малом тазу8. Патофизиологические изменения и доступные методы лечения обедненного урана все еще сбивают с толку из-за отсутствия подходящей модели на животных для изучения.

Рефлекс мочеиспускания контролируется спино-бульбоспинальными путями, которые сочетают в себе центр мочеиспускания понтина, крестцовое парасимпатическое ядро и более старшие центры коры9. Активация и поддержание рефлекса мочеиспускания в основном зависят от регулярного транспорта сенсорных сигналов от мочевого пузыря к более старшим центрам коры. Можно постулировать, что сенсорная дисфункция способствует образованию обедненного урана.

Большинство экспериментальных исследований на животных, связанных с дисфункциями нижних мочевых путей, были сосредоточены на моделях гиперактивного мочевого пузыря (OAB)10. Эти модели обеспечивают разумное понимание патофизиологии и прогноза OAB. Однако сообщалось лишь о нескольких моделях обедненного урана, например, о надспинальном повреждении (локальные поражения, децеребрация и окклюзия средней мозговой артерии), трансекции спинного мозга или ушиба, системном (например, циклофосфамид) или внутрипузырном введении раздражающих или воспалительных агентов (например, кислоты, акролеина и липополисахарида)11,12,13,14 . Среди этих методов только метод трансекции спинного мозга или контузионного повреждения может быть использован при установлении животной модели DU13. Попытки, связанные с повреждением понтийного центра мочеиспускания и высших центров коры, были прекращены из-за тяжелой травмы. Таким образом, повышенное внимание уделяется поиску точного местоположения в рефлекторном центре мочеиспускания, чтобы индуцировать ОБЕД с минимальными побочными эффектами.

Как упоминалось ранее, одним из механизмов индуцирования обедненного урана является повреждение спинного мозга с повреждением сигнального пути рефлекса мочеиспускания. Метод снижения веса Аллена был разработан для создания лабораторных животных с поврежденным спинным мозгом15. Тем не менее, нет никаких дополнительных экспериментальных данных по этому методу. Более того, поскольку части животных восстановили функцию позвоночника после инсульта без обедненного урана, это не может рассматриваться как идеальный метод получения модели животного обедненного урана16.

В 1987 году Брегман подверг критике процесс трансекции спинного мозга для создания модели животного обедненного урана и получил экспериментальные данные17. Тем не менее, этот метод не был применен для установления модели обедненного урана на животных. В то время исследователи все еще были смущены патогенезом обедненного урана. Поскольку места в спинном мозге, связанные с индуцией ОАБ или ОБЕДненного урана, примыкают друг к другу, они не смогли найти точное место повреждения спинного мозга, чтобы индуцировать DU17. Автономная адресная книга и обедненный уран были введены либо вместе, либо по отдельности с помощью этого метода. Таким образом, хотя этот метод ввел обедненный уран, он был неточным и не мог быть использован для понимания возникновения и обработки обедненного урана.

Как было сказано выше, отсутствие подходящей животной модели обедненного урана является одним из основных препятствий для изучения ДУ. Исследователи постоянно ищут точную и управляемую модель, способную имитировать патологию ДУ. Даже варианты лечения обедненного урана существенно не улучшились за последние 20 лет. В совокупности существует большая потребность в описании стандартного протокола для создания животной модели обедненного урана.

Итак, в данной работе описан метод успешного установления крысиной модели обедненного урана методом трансекции conus medullaris. Трансекция была выполнена на уровне L4\u2012L5 для разделения conus medullaris. Максимальная цистометрическая емкость (MCC), давление открытия детрузора (DOP) и соответствие мочевого пузыря были зарегистрированы и проанализированы для проверки протокола. Протокол, изложенный ниже, сочетает в себе как осуществимость, так и надежность стандартизированным образом для создания модели обедненного урана на животных, имитируя возникновение и обработку обедненного урана. Протокол может быть использован в качестве методики для дальнейшего изучения обедненного урана.

Protocol

Все крысы использовались в соответствии с протоколами, одобренными Экспериментальным комитетом на животных Пекинской больницы дружбы Столичного медицинского университета. 1. Хирургическая подготовка, анестезия и хирургические методы ПРИМЕЧАНИЕ: В общей …

Representative Results

Вся процедура трансекции conus medullaris может быть завершена в течение 45 минут опытными хирургами. Наша лаборатория выполнила более 100 случаев операций по трансекции conus medullaris. Показатель успеха составляет более 95%, что определяется выживаемостью крыс и успешной индукцией обедненного урана….

Discussion

DU является распространенной причиной симптомов нижних мочевых путей как у мужчин, так и у женщин. Это сложная совокупность симптомов с несколькими вариантами лечения, которые могут значительно снизить качество жизни (Qol) пострадавших18. Хотя считается, что обедненный уран я…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Никакой.

Materials

0.9% saline Wuhan Prosai Company EY-C1178 pump for urodynamic measurement
10% chloral hydrate Shandong Yulong Co., Ltd H37022673 3mL/kg,administered intraperitoneally
Buprenorphine Hydrochloride Injection Tianjin Pharmaceutical Research Institute Pharmaceutical Co. LTD H12020275 0.05mg/kg subcutaneously 24h and 48h postoperation
Epidural Catheter Shandong Xinghua Co, Ltd VABR3L for urodynamic measurement
Penicillin G Alta Technology Co., Ltd 1ST5637 50,000 unit/ml per animal
pentobarbital Beijing solabo Technology Co., Ltd NK-WF0001 40 mg/kg, administered intraperitoneally
Suture line(4-0) ETHICON VCP422H suture the injury
Three-limb tube Shandong Xinghua Co, Ltd VAB3T for urodynamic measurement
Trace infusion pump Zhejiang Smith Medical Instrument Co., Ltd 20162540335 Pump the saline at a speed of 0.2ml/min for urodynamic measurement
Urodynamic measurement equipment Medical Measurement SystemsB.V. 08-0467 urodynamic measurement equipment can not only help the diagnosis of dysuria, but also provide objective materials for treatment and therapeutic effect. It is the most commonly used examination method in clinical diagnosis and treatment of lower urinary tract functional diseases
Wistar Rats HFK Biotechnology Co.Ltd,Beijing ,China SCXK2012-0023 200-220g

References

  1. van Koeveeringe, G. A., et al. Detrusor underactivity: Pathophysiological considerations, models and proposals for future research. Neurourology and Urodynamics. 33 (5), 591-596 (2014).
  2. Osman, N. I., Esperto, F., Chapple, C. R. Detrusor Underactivity and the Underactive Bladder: A Systematic Review of Preclinical and Clinical Studies. European Urology. 74 (5), 633-643 (2018).
  3. Osman, N. I., Chapple, C. R. Contemporary concepts in the aetiopathogenesis of detrusor underactivity. Nature Reviews. Urology. 11 (11), 639-648 (2014).
  4. Panicker, J. N., Nagaraja, D., Kovoor, J. M. E., Nair, K. P. S., Subbakrishna, D. K. Lower urinary tract dysfunction in acute disseminated encephalomyelitis. Multiple Sclerosis. 15 (9), 1118-1122 (2009).
  5. Lee, W. C., Wu, H. P., Tai, T. Y., Yu, H. J., Chiang, P. H. Investigation of urodynamic characteristics and bladder sensory function in the early stages of diabetic bladder dysfunction in women with type 2 diabetes. The Journal of Urology. 181 (1), 198-203 (2009).
  6. Araki, I., Kitachara, M., Oida, T., Kuno, S. Voiding dysfunction and Parkinson’s disease: urodynamic abnormalities and urinary symptoms. The Journal of Urology. 164 (5), 1640-1643 (2000).
  7. Meng, N. H., et al. Incomplete bladder emptying in patients with stroke: is detrusor external sphincter dyssynergia a potential cause. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 91 (7), 1105-1109 (2010).
  8. FitzGerald, M. P., Brubaker, L. The etiology of urinary retention after surgery for genuine stress incontinence. Neurourology and Urodynamics. 20 (1), 13-21 (2001).
  9. Rahman, M., Siddik, A. B. Neuroanatomy, Pontine Micturition Center. StatPearls. , (2020).
  10. Wrobel, A., Lancut, M., Rechberger, T. A. A new model of detrusor overactivity in conscious rats induced by retinyl acetate instillation. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 74 (7), 16 (2015).
  11. Rosenzweig, E. S., McDonald, J. W. Rodent models for treatment of spinal cord injury: research trends and progress toward useful repair. Current Opinion in Neurology. 17 (2), 121-131 (2004).
  12. Yoo, K. H., Lee, S. J. Experimental animal models of neurogenic bladder dysfunction. International Neurourology Journal. 14 (1), 1-6 (2010).
  13. Kanai, A., et al. Sophisticated models and methods for studying neurogenic bladder dysfunction. Neurourology and Urodynamics. 30 (5), 658-667 (2011).
  14. Nomiya, M., et al. Progressive vascular damage may lead to bladder underactivity in rats. The Journal of Urology. 191 (5), 1462-1469 (2014).
  15. Seki, T., Hida, K., Tada, M., Koyanagi, I., Iwasaki, Y. Graded contusion model of the mouse spinal cord using a pneumatic impact device. Neurosurgery. 50 (5), 1075-1081 (2002).
  16. Yeo, S. J., et al. Development of a rat model of graded contusive spinal cord injury using a pneumatic impact device. Journal of Korean Medical Science. 19 (4), 574-580 (2004).
  17. Bergman, B. S. Spinal cord transplants permit the growth of serotonergic axons across the site of neonatal spinal cord transection. Brain Research. 431 (2), 265-279 (1987).
  18. Chancellor, M. B., et al. Underactive bladder; Review of progress and impact from the International CURE-UAB Initiative. International Neurourology Journal. 24 (1), 3-11 (2020).
  19. Pfisterer, M. H. D., Griffiths, D. J., Schaefer, W., Resnick, N. M. The effect of age on lower urinary tract function: a study in women. Journal of the American Geriatrics Society. 54 (3), 405-412 (2006).
  20. Duchen, L. W., Anjorin, A., Watkins, P. J., Mackay, J. D. Pathology of autonomic neuropathy in diabetes mellitus. Annals of Internal Medicine. 92 (2), 301-303 (1980).
  21. Schneider, T., Hein, P., Bai, J., Michel, M. C. A role for muscarinic receptors or rho-kinase in hypertension associated rat bladder dysfunction. The Journal of Urologoy. 173 (6), 2178-2181 (2005).
  22. Drake, M. J., Harvey, I. J., Gillespie, J. I., Van Duyl, W. A. Localized contractions in the normal human bladder and in urinary urgency. BJU International. 95 (7), 1002-1005 (2005).
  23. Suskind, A. M., Smith, P. P. A new look at detrusor underactivity: impaired contractility versus afferent dysfunction. Current Urology Reports. 10 (5), 347-351 (2009).
  24. Osman, N. I., et al. Detrusor underactivity and the underactive bladder: A new clinical entity? A review of current terminology, definitions, epidemiology, aetiology, and diagnosis. European Urology. 65 (2), 389-398 (2014).

Play Video

Cite This Article
Zheng, X., Wu, M., Song, J., Zhao, J. Detrusor Underactivity Model in Rats by Conus Medullaris Transection. J. Vis. Exp. (162), e61576, doi:10.3791/61576 (2020).

View Video