O tehnică de ocluzie a arterei cerebrale medii pentru inducerea depresiei post-accident vascular cerebral la șobolani Protocol
rezumat
Aici prezentăm un protocol de inducere a depresiei post-accident vascular cerebral la șobolani prin excluderea arterei cerebrale medii prin artera carotidă internă. Folosim testul de înot forțat Porsolt și testul de preferință zaharoză pentru a confirma și evalua stările depresive induse.
Abstract
Introducere
Accidentul vascular cerebral ocupă locul al patrulea pe lista bolilor care dovedesc moartea în Statele Unite, 1, 2, 3, în timp ce provoacă cele mai multe dizabilități la adulții din țările dezvoltate 4; Acest lucru face ca accidentul vascular cerebral să fie un candidat de top printre cele mai importante probleme de sănătate din lume. Normalitatea supraviețuitorilor plicului este rară, aproximativ 15% -40% dintre supraviețuitori suferind de invaliditate permanentă, 20% necesitând îngrijire instituțională la 3 luni după accidentul vascular cerebral 5 și aproximativ o treime din supraviețuitorii de șase luni care au nevoie și de alții pentru a-i ajuta. Viaţă. În fiecare zi 6. Accidentul vascular cerebral este, de asemenea, considerat a fi responsabil pentru creșterea cheltuielilor naționale de sănătate 7. American Heart Association estimează că costul legat de caz în Statele Unite va depăși 50 de miliarde de dolari în 2010 8 .
Nu numai că accidentul vascular cerebral provoacă vătămări pe termen lung, dar unii supraviețuitori sunt predispuși să se confrunte cu tulburări emoționale și comportamentale, cum ar fi demența, oboseala, anxietatea, depresia, delirul și agresivitatea 9, 10, 11, 12, 13, 14. Continuarea psihologică recurentă după un accident vascular cerebral este depresia diagnosticată după accident vascular cerebral (PSD), care este diagnosticată la aproximativ 40% -50% dintre supraviețuitorii 15, 16, 17. Depresia provocată de accident vascular cerebral duce la creșterea morbidității și mortalității 18, 19, 20, 21, 22. Fiziopatologia PSD nu este pe deplin înțeleasă, dar pare a fi cauzată de mai mulți factori și este asociată cu dizabilități, tulburări cognitive și leziuni la locul 23.
Modelul de șobolan al ischemiei cerebrale focale creat de MCAO este cel mai utilizat model animal de accident vascular cerebral 24, 25, 26, 27. Demonstrarea introducerii PSD în șobolani prin ocluzia MCA prin ICA utilizează tehnici care minimizează mortalitatea și variabilitatea în modelul MCAO.
Scopul principal al acestui protocol este de a contura pașii pentru stimularea PSD la șobolani prin excluderea MCA prin ICA, un model modificat de MCAO care reduce mortalitatea și rezultatul variabilității 28. Obiectivele specifice includ efectuarea de examinări neurologice și histologice (determinarea numărului de focalizare neurologică [NSS], volumul zonei de infarct și edemul creierului) pentru a verifica eficacitatea MCAO și a utiliza teste comportamentale pentru a determina influența acestei proceduri MCAO asupra Dezvoltarea tulburărilor emoționale, în special a PSD.
Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.
Protocol
Comitetul pentru îngrijirea animalelor de la Universitatea Ben Gurion din Negev, Israel, a aprobat toate procedurile de tratament și testare utilizate în acest protocol.
1. Pregătiți șobolanii pentru prezentarea pre-procedură a procesului
GRAD: Alegeți șobolani Sprague-Dawley masculi adulți cu o greutate de 300-350 g.
- Șobolanii, patru pe cușcă, într-un vivariu la 22 ° C și 40% umiditate, cu un ciclu inversat de 12 ore lumină/întuneric (lumină de la 8:00 a.m.) și acces nelimitat la alimente și apă.
- Alocați aleatoriu șobolanii la două grupuri, și anume un grup MCAO (N = 24) și un grup pubian (N = 19).
2. Pregătiți șobolanii pentru operație
3. Chirurgie (tehnica MCAO)
GRAD: Efectuați o intervenție chirurgicală așa cum este descris de Boyko și colab. 28 și utilizați instrumentele lui McGarry și colab. 29 și Uluç și colab. 30 .
- Executați o linie mediană ventrală și disecați fascia superficială.
- Faceți cu grijă o separare ascuțită și contondentă în cadrul celor trei mușchi triunghiulari (mușchii sternohioizi, digastrici și sternomastoidieni) pentru a identifica arterele carotide (ECA, ICA și artera carotidă comună [CCA]).
- Demontați cu atenție și expuneți CCA și ICA corecte.
- Separați CCA și ICA drept de nervul vag.
GRAD: În identificarea arterelor carotide așa cum s-a determinat la pasul 3.2, ICA ar fi recunoscută ca jumătate din ramurile CCA alături de ECA. - Introduceți un cateter (nylon 4-0 gravat termic sau acoperit cu silicon) direct prin ICA,
- Oficialii publici administrează 5 ml soluție salină 0,9% intraperitoneală pentru fiecare șobolan, imediat după operație pentru a preveni deshidratarea.
- Administrați analgezice necondiționat în prima zi după operație; Utilizați meloxicam 1 mg/kg SQ q24 h. Oferiți Dipyrone diluată (0,5 g dizolvată în 400 ml apă potabilă) șobolanilor care prezintă simptome de durere în primele 3 zile.
- Victime de șobolani cu convulsii (convulsiile sunt cauzate de presiunea intracraniană crescută de la edemul cerebral sau hemoragia 28).
5. Scorul de severitate neurologică 31
GRAD: Această procedură este efectuată de doi observatori care nu participă la procedura chirurgicală; Ei testează deficitele neurologice și gradul deficitelor motorii pentru un scor total de 0-4 32. Acest scor poate fi evaluat la diferite intervale de timp; La acest examen, s-a făcut la 50 de minute, 24 de ore, 7, 15 și 30 de zile după operație. Iată pașii pentru evaluarea NSS. Deși nu este nevoie în această situație, acest scor este necesar pentru a determina accidentul vascular cerebral la rozătoare pentru a administra tratamentul.
- Așezați șobolanul pe o podea ceramică și lăsați-l să circule liber timp de 1 minut.
- Trageți ușor șobolanul înapoi de coadă și vă îngrijorați așa.
- Scor șobolanul cu un scor de 0 pentru niciun deficit neurologic.
- Notează șobolanul cu un scor de 1 pentru flexia frontală.
- Sorde șobolanul cu un scor de 2 pentru piciorul anterior contralateral slab.
- Scorul șobolanului cu 3 puncte pentru circulație pe partea hemiplegică atunci când este tras de coadă.
- Sord șobolanul cu un scor de 4 pentru încercarea spontană de 32.
GRAD: Dacă se observă mai mult de unul dintre răspunsuri, este preferată acțiunea cu un scor mai mare.
6. Determinarea volumului infarctului (examen histologic)
7. Măsurarea edemului cerebral 38
GRAD: Edemul cerebral a fost măsurat la 24 de ore după ultimul MCAO. Eutanasierea animalelor cu deficite neurologice severe care interferează cu mâncarea și băutura timp de cel puțin trei zile, cu mai mult de 20% pierderea în greutate, hemiplegie sau convulsii.
- Evaluați dimensiunea edemului emisferei drepte utilizând compilarea zonelor parțial tăiate pentru a calcula volumele emisferelor dreapta și stânga în unități arbitrare (pixeli).
GRAD: Utilizați software-ul ImageJ 1.37v pentru acest calcul, după scanarea optică (rezoluție: 1.600 x 1.600 dpi). Selectați zona de interes și utilizați funcția de măsurare din meniul de analiză. Macrocomenzile au fost utilizate în investigația noastră. - Exprimă zona creierului de obicei edem ca procent din zonele standard din emisfera contralaterală neafectată.
- Calculați gradul de umflare folosind ecuația 39 dezvoltată anterior .
Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.
Rezultate reprezentative
Constatări histologice (tabelul 1) a arătat un volum de infarct semnificativ statistic ca procent din creierul total comparativ cu animalele din grupul martor pubian (p Figura 2A) și a avut o durată mai mare de imobilitate (p Figura 2B). În comparație cu șobolanii pubieni.
| Rezultate istorice | Închideți grupul de ocluzie a arterei cerebrale | Grupul rușinat |
| Creierul întreg (volumul infarctului) | 8,8% ± 6,5 | 0,3% ± 0,1 |
| Hema cerebrală | 10,2% ± 4,6 | 2,6% ± 1,2 |
| Toate datele reprezintă grupul ± S.E.M. | ||
Tabelul 1: Constatări histologice pentru volumul infarctului și edemul creierului. MCAO = ocluzia arterei cerebrale medii (n = 5); Bilet (n = 5).
| Scorul de focalizare neurologică | Închideți grupul de ocluzie a arterei cerebrale | Grupul rușinat |
| 50 de minute după operație | 2,75 ± 0,14 | 0,0 ± 0,0 |
| 24 de ore după operație | 3,2 ± 0,15 | 0,0 ± 0,0 |
| 7 zile după operație | 0,91 ± 0,2 | 0,0 ± 0,0 |
| Toate datele reprezintă grupul ± S.E.M. | ||
Tabelul 2: Numărul de focalizare neurologică (NSS) pentru șobolani MCAO și pubieni. MCAO = ocluzia arterei cerebrale medii (n = 16); Bilet (n = 14). Acest tabel provine de la Ifergane și colab. 45.
Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.
Discuţie
Unul dintre modurile în care tehnica MCAO prezentată aici ar putea fi văzută ca fiind mai sigură decât modelul original MCAO este arătată prin faptul că nu afectează ECA și ramurile sale, inclusiv artera occidentală, lingualele terminale și artera maxilară. La închiderea MCA peste ICA. Abandonarea ECA (și a ramurilor sale) de către modelul original MCAO, prin separarea distală și coagularea a 46, provoacă alterarea mastificării, deoarece alimentarea vasculară a mușchilor este deteriorată. 47 Distrugerea mușchiului ar putea provoca în cele din urmă eliberarea unei dinamici de calcul suplimentare a fluidelor. Spre deosebire de tehnica originală MCAO, în care MCA este accesată prin intermediul ECA, tehnica descrisă aici este modificată pentru un accident vascular cerebral fără a întrerupe fluxul sanguin în ECA și afluenții săi.
Principalele argumente în favoarea noului model MCAO față de modelul original MCAO rezidă în capacitatea sa de a reduce semnificativ variabilitatea edemului creierului, a volumului infarctului și a modificărilor de greutate, precum și de a reduce mortalitatea dependentă de MCAO. Mortalitatea în procedura MCAO este un factor important 48; O rată a mortalității de 20% este considerată o valoare rezonabilă de 49,50. Ratele de mortalitate (20% pentru MCAO original, 12,5% pentru MCAO nou și 0% pentru control) în studiul actual au fost toate în intervalul acceptabil, dar noua tehnică MCAO a funcționat mai bine decât MCAO original.
Șobolanii supuși noii proceduri MCAO au pierdut în greutate imediat după operație și au câștigat mai multă greutate la sfârșitul studiului decât șobolanii supuși tehnicii originale MCAO 28. Mai multe pierderi în greutate și o creștere mai mică în greutate la șobolanii supuși MCAO inițială ar putea rezulta din impactul ligamentar al ECA în timpul intervenției chirurgicale, rezultând hipoperfuzie distală la nivelul arterelor faciale, vorbirii și mandibulare și leziuni musculare datorate suportului ischemic. Mastic. Atunci când mastificarea este compromisă, scade aportul oral care, dacă este asociat cu catabolismul, ar putea fi responsabil pentru pierderea în greutate și, pe termen lung, rezultate neurologice slabe, morbiditate și deces 43. Accesul la MCA prin ICA nu necesită nicio interferență cu ECA sau cu sucursalele sale. Astfel, nu sunt induse efecte adverse în timpul noii proceduri MCAO și nici un fel de greutate, morbiditate sau probleme de deces nu sunt experimentate de șobolanii supuși procedurii.
Testele utilizate pentru a evalua factorii depresivi subiacenți, cum ar fi comportamentul depresiv, anhedonia, imobilitatea și tulburările de învățare și memorie sunt proceduri standard utilizate în modelele animale de depresie până la 51, 52. Un test de comportament, precum testul de înot forțat Porsolt, este adesea influențat de abilități motorii neobișnuite după MCAO. Aici, acest test a fost utilizat de la 30 la 33 de zile după operație pentru a determina că inducerea PSD la șobolanii MCAO modificați nu le-a afectat în mod nejustificat abilitățile motorii. Conform rezultatelor, șobolanii din grupul testat au arătat un comportament total de evadare comparabil cu cel al șobolanilor martor pubian. Șobolanii MCAO au avut eșecuri semnificativ mai mari de evadare, o durată semnificativ mai mare de imobilitate și o preferință mai mică pentru zaharoză comparativ cu animalele de oaie. Acest lucru ar sugera că această tehnică MCAO este o alternativă capabilă la metoda originală MCAO.
Diferența dintre includerea și excluderea șobolanilor în procedura MCAO pentru o evaluare experimentală mai largă depinde foarte mult de rezultatul operației. Cu modelul indus de PSD legat de MCAO, s-ar putea conține unele efecte secundare nedorite ale MCAO, lăsând loc pentru includerea șobolanilor mai mici și, eventual, mai fragili în procedura MCAO. Modelul animal MCAO prezentat aici oferă un scenariu de reducere a rezultatelor neintenționate în urma PSD indusă de MCAO, deoarece are potențialul de a reduce variabilitatea în schimbarea greutății, edemul creierului și volumul de infarct și decesele legate de MCAO. Această tehnică ar putea servi ca instrument pentru a evalua viitoarele terapii PSD și pentru a furniza date preclinice cu privire la eficacitatea substanțelor terapeutice, precum și pentru a monitoriza alți factori care modifică modalitățile rezultatului clinic în accident vascular cerebral și PSD.
Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.