إنشاء توقف الدورة الدموية العميق منخفض الحرارة في الفئران
Summary
يقدم هذا البروتوكول إنشاء توقف الدورة الدموية العميق منخفض الحرارة في الفئران ، والذي يمكن تطبيقه للتحقيق في متلازمة الاستجابة الالتهابية الجهازية ، وإصابة نقص التروية / التروية ، والإجهاد التأكسدي ، والتهاب الأعصاب ، وما إلى ذلك.
Abstract
يتم تطبيق توقف الدورة الدموية العميق منخفض الحرارة (DHCA) بشكل روتيني أثناء العمليات الجراحية لأمراض القلب الخلقية المعقدة ومرض قوس الأبهر. تهدف الدراسة الحالية إلى توفير طريقة لإنشاء DHCA في الفئران. لتقييم تأثير عملية DHCA على العلامات الحيوية ، تم استخدام نموذج فئران المجازة القلبية الرئوية ذات درجة الحرارة العادية (CPB) دون توقف الدورة الدموية كعنصر تحكم. كما هو متوقع ، أدت مدينة دبي الطبية إلى انخفاض كبير في درجة حرارة الجسم ومتوسط ضغط الدم الشرياني. أشار تحليل غازات الدم إلى أن DHCA زادت من مستويات حمض اللاكتيك ولكنها لم تؤثر على درجة الحموضة في الدم وتركيزات الهيموجلوبين والهيماتوكريت و Na + و Cl− و K + والجلوكوز. علاوة على ذلك ، بالمقارنة مع فئران CPB ذات درجة الحرارة العادية ، أظهرت نتائج المجهر الإلكتروني النافذ زيادة طفيفة في البلعمة الذاتية الحصين في فئران DHCA.
Introduction
تم استخدام توقف الدورة الدموية العميق منخفض الحرارة (DHCA) في جراحة القلب منذ عام 19531. تتضمن سلطة مدينة دبي الطبية خفض درجة الحرارة الأساسية للمريض إلى مستويات منخفضة الحرارة بشكل عميق (15-22 درجة مئوية) قبل مقاطعة تدفق الدم إلى الجسم على مستوى العالم2. يمكن أن يوفر توقف الدورة الدموية مجال عمل غير دموي نسبيا. انخفاض حرارة الجسم العميق يقلل من عملية التمثيل الغذائي ، وخاصة في الدماغ وعضلة القلب ، وهي وسيلة فعالة للحماية من نقص التروية3. يتم تطبيق DHCA بشكل شائع أثناء العمليات الجراحية لأمراض القلب الخلقية المعقدة ، ومرض قوس الأبهر ، وحتى أورام الكلى أو الغدة الكظرية مع خثرة الوريد الأجوف 4,5. لذلك، يوفر إنشاء نماذج حيوانية لسلطة مدينة دبي الطبية مرجعا مهما لتحسين الإجراء والوقاية من المضاعفات في البيئات السريرية.
على الرغم من أنه يمكن إنشاء نماذج مع الأنياب6 والأرانب7 والحيوانات الأخرى ، فمن الأفضل استخدام الفئران بسبب قابليتها للتشغيل وتكلفتها المنخفضة. تم وصف نموذج الفئران DHCA لأول مرة في عام 2006 من قبل Jungwirth et al.8. وقد وجد أن مدة توقف الدورة الدموية كان لها تأثير على النتائج العصبية. منذ ذلك الحين ، تم التحقيق في نماذج الفئران DHCA على نطاق واسع. تم توضيح أن سلطة مدينة دبي الطبية يمكن أن تثير متلازمة الاستجابة الالتهابية الجهازية (SIRS)9. في دراسات لاحقة ، وجد علماء الصيدلة أن الالتهاب العصبي المرتبط ب DHCA الناجم عن SIRS يمكن تخفيفه بواسطة ريسفيراترول10 وتريبتوليد11. وجد فريقنا أيضا أن الالتهاب العصبي المرتبط ب DHCA يمكن تخفيفه عن طريق تثبيط البروتين12 المرتبط بالحمض النووي الريبي المحرض على البارد. في نظام القلب والأوعية الدموية ، يكون لديسموتاز الفائق تأثير وقائي للقلب على إصابات نقص التروية / التروية (I / R) خلال DHCA13. ووسعت هذه النتائج من فهم العمليات الفيزيولوجية المرضية المتعلقة بسلطة مدينة دبي الطبية وقدمت اتجاهات جديدة لتحسين نتائج سلطة مدينة دبي الطبية. ومع ذلك ، فإن النتائج المتعلقة بالتسمم الداخلي ، والإجهاد التأكسدي ، والالتهام الذاتي بعد DHCA غير حاسمة. تستخدم سلطة مدينة دبي الطبية نفس التكنولوجيا التشغيلية مثل المجازة القلبية الرئوية (CPB)14 ، لكن استراتيجية إدارتها مختلفة ، وتختلف خطوات إنشاء DHCA عبر فرق مختلفة8،9،10،11. تهدف الدراسة الحالية إلى توفير طريقة لإنشاء إجراء DHCA في الفئران.
Protocol
Representative Results
Discussion
القنية هي الإجراء الأساسي لإنشاء DHCA في الفئران. قبل القنية ، فإن نقع الشريان ب 0.5 مل من يدوكائين 2٪ سيجعل من السهل القنية. بعد القنية ، من الضروري استخدام الهيبارين ب 500 وحدة دولية / كجم من الهيبارين عبر الوريد الوداجي الخارجي لتجنب تكوين الخثرة الدقيقة17. لقد وجدنا مرارا وتك…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
يشكر المؤلفون Liang Zhang للمساعدة في جمع بيانات الفيديو أثناء التجربة. تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم المنحة: 82070479) وصناديق البحوث الأساسية للجامعات المركزية (رقم المنحة: 3332022128).
Materials
| 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 |
References
- Lewis, F. J., Taufic, M. Closure of atrial septal defects with the aid of hypothermia; experimental accomplishments and the report of one successful case. Surgery. 33 (1), 52-59 (1953).
- Miler, R. D., et al. . Miller’s Anesthesia., eighth edition. , (2015).
- Gocoł, R., et al. The role of deep hypothermia in cardiac surgery. International Journal of Environmental Research and Public Health. 18 (13), 7061 (2021).
- Zhu, P., et al. The role of deep hypothermic circulatory arrest in surgery for renal or adrenal tumor with vena cava thrombus: A single-institution experience. Journal of Cardiothoracic Surgery. 13 (1), 85 (2018).
- Poon, S. S., Estrera, A., Oo, A., Field, M. Is moderate hypothermic circulatory arrest with selective antegrade cerebral perfusion superior to deep hypothermic circulatory arrest in elective aortic arch surgery. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 23 (3), 462-468 (2016).
- Giuliano, K., et al. Inflammatory profile in a canine model of hypothermic circulatory arrest. Journal of Surgical Research. 264, 260-273 (2021).
- Wang, Q., et al. Hyperoxia management during deep hypothermia for cerebral protection in circulatory arrest rabbit model. ASAIO Journal. 58 (4), 330-336 (2012).
- Jungwirth, B., et al. Neurologic outcome after cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest in rats: Description of a new model. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 131 (4), 805-812 (2006).
- Engels, M., et al. A cardiopulmonary bypass with deep hypothermic circulatory arrest rat model for the investigation of the systemic inflammation response and induced organ damage. Journal of Inflammation. 11, 26 (2014).
- Chen, Q., Sun, K. P., Huang, J. S., Wang, Z. C., Hong, Z. N. Resveratrol attenuates neuroinflammation after deep hypothermia with circulatory arrest in rats. Brain Research Bulletin. 155, 145-154 (2020).
- Chen, Q., Lei, Y. Q., Liu, J. F., Wang, Z. C., Cao, H. Triptolide improves neurobehavioral functions, inflammation, and oxidative stress in rats under deep hypothermic circulatory arrest. Aging. 13 (2), 3031-3044 (2021).
- Liu, M., et al. A novel target to reduce microglial inflammation and neuronal damage after deep hypothermic circulatory arrest. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 159 (6), 2431-2444 (2020).
- Pinto, A., et al. The extracellular isoform of superoxide dismutase has a significant impact on cardiovascular ischaemia and reperfusion injury during cardiopulmonary bypass. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 50 (6), 1035-1044 (2016).
- Hirao, S., Masumoto, H., Itonaga, T., Minatoya, K. A recovery cardiopulmonary bypass model without transfusion or inotropic agents in rats. Journal of Visualized Experiments. (133), e56986 (2018).
- Ha, J. Y., Kim, J. S., Kim, S. E., Son, J. H. Simultaneous activation of mitophagy and autophagy by staurosporine protects against dopaminergic neuronal cell death. Neuroscience Letters. 561, 101-106 (2014).
- Yamamoto, A., Yue, Z. Autophagy and its normal and pathogenic states in the brain. Annual Review of Neuroscience. 37, 55-78 (2014).
- You, X. M., et al. Rat cardiopulmonary bypass model: Application of a miniature extracorporeal circuit composed of asanguinous prime. Journal of Extra-Corporeal Technology. 37 (1), 60-65 (2005).
- Chen, Q., Lei, Y. Q., Liu, J. F., Wang, Z. C., Cao, H. Beneficial effects of chlorogenic acid treatment on neuroinflammation after deep hypothermic circulatory arrest may be mediated through CYLD/NF-κB signaling. Brain Research. 1767, 147572 (2021).
- Li, Y. A., et al. Differential expression profiles of circular RNAs in the rat hippocampus after deep hypothermic circulatory arrest. Artificial Organs. 45 (8), 866-880 (2021).
- Linardi, D., et al. Slow versus fast rewarming after hypothermic circulatory arrest: effects on neuroinflammation and cerebral oedema. European Journal of Cardiothoracic Surgery. 58 (4), 792-780 (2020).
- Engelman, R., et al. The Society of Thoracic Surgeons, The Society of Cardiovascular Anesthesiologists, and The American Society of ExtraCorporeal Technology: Clinical practice guidelines for cardiopulmonary bypass–Temperature management during cardiopulmonary bypass. Annals of Thoracic Surgery. 100 (2), 748-757 (2015).
- Jenke, A., et al. AdipoRon attenuates inflammation and impairment of cardiac function associated with cardiopulmonary bypass-induced systemic inflammatory response syndrome. Journal of the American Heart Association. 10 (6), 018097 (2021).
