Hier stellen wir ein reproduzierbares intensivstationsorientiertes Endotoxinmodell an Ratten vor.
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Methodenartikel
Ein reproduzierbares intensivstationsorientiertes Endotoxinmodell bei Ratten
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Sepsis und septischer Schock sind nach wie vor die häufigste Todesursache auf Intensivstationen. Trotz signifikanter Verbesserungen im Sepsis-Management liegt die Mortalität immer noch zwischen 20 und 30%. Neuartige Behandlungsansätze, um Sepsis-bedingtes Multiorganversagen und -tod zu reduzieren, werden dringend benötigt. Robuste Tiermodelle ermöglichen einen oder mehrere Behandlungsansätze sowie die Prüfung ihrer Wirkung auf physiologische und molekulare Parameter. In diesem Artikel wird ein einfaches Tiermodell vorgestellt.
Erstens wird die Vollnarkose bei Tieren entweder unter Verwendung von flüchtiger oder durch intraperitoneale Anästhesie induziert. Nach dem Einsetzen eines intravenösen Katheters (Schwanzvene), der Tracheostomie und dem Einsetzen eines intraarteriellen Katheters (Schwanzarterie) wird mit der mechanischen Beatmung begonnen. Ausgangswerte des mittleren arteriellen Blutdrucks, der arteriellen Blutsauerstoffsättigung und der Herzfrequenz werden aufgezeichnet.
Die Injektion von Lipopolysacchariden (1 Milligramm/Kilogramm Körpergewicht), gelöst in phosphatgepufferter Kochsalzlösung, induziert eine starke und reproduzierbare Entzündungsreaktion über den toll-like Rezeptor 4. Flüssigkeitskorrekturen sowie die Anwendung von Noradrenalin werden auf der Grundlage etablierter Protokolle durchgeführt.
Das in diesem Artikel vorgestellte Tiermodell ist leicht erlernbar und stark auf die klinische Sepsisbehandlung auf einer Intensivstation mit Sedierung, mechanischer Beatmung, kontinuierlicher Blutdrucküberwachung und wiederholter Blutentnahme ausgerichtet. Außerdem ist das Modell zuverlässig und ermöglicht reproduzierbare Daten mit einer begrenzten Anzahl von Tieren gemäß den 3R-Prinzipien (Reduce, Replace, Refine) von Tierversuchen. Während Tierversuche in der Sepsisforschung nicht leicht ersetzt werden können, ermöglichen wiederholte Messungen eine Verringerung der Tiere und die Anästhesie von septischen Tieren verringert das Leiden.
Einleitung
Sepsis und ihre schwerere Form, der septische Schock, sind Syndrome auf der Grundlage einer Infektion, die zu einer überschießenden Entzündungsreaktion mit der Freisetzung von Zytokinen führen, was zu physiologischen und biochemischen Veränderungen mit einer unterdrückten Immunabwehr und tödlichen Ergebnissen führt 1,2. Diese unausgewogene Entzündungsreaktion führt zu Organfunktionsstörungen und Organversagen in verschiedenen lebenswichtigen Organen wie Lunge, Niere und Leber. Mit 37%3 ist Sepsis einer der häufigsten Gründe für die Aufnahme eines Patienten auf eine Intensivstation (ICU)....
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Protokoll
Alle in diesem Protokoll vorgestellten Experimente wurden von den Veterinärbehörden des Kantons Zürich, Schweiz, genehmigt (Zulassungsnummern 134/2014 und ZH088/19). Darüber hinaus entsprachen alle Schritte in diesem Experiment den Richtlinien für Tierversuche der Schweizerischen Akademie der Mittleren Wissenschaften (SAMW) und den Richtlinien der Federation of European Laboratory Animal Science Associations (FELASA).
1. Anästhesieinduktion und Tierüberwachung
- Halten Sie männliche Wistar-Ratten mit einem Gewicht von 250-300 Gramm (g) in belüfteten Käfigen unter pathogenfreien Bedingungen. Sorgen Sie für einen 12-12-stündigen Hell-....
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Ergebnisse
Das vorgestellte System ermöglicht Endotoxämie bei hämodynamisch stabilen Tieren, wie bereits berichtet9. Während der mittlere arterielle Druck bei Tieren mit und ohne LPS-Stimulation stabil bleibt, entwickeln LPS-behandelte Tiere Merkmale einer Sepsis wie einen negativen Basenüberschuss und eine starke Entzündungsreaktion, gemessen an Plasmazytokinen (6 Stunden nach der Anwendung) wie CINC-1 (867 ng/ml), MCP-1 (5027 ng/ml) und IL-6 (867 ng/ml)8, Abbil.......
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Diskussion
Das hier beschriebene Protokoll ermöglicht ein hochgradig reproduzierbares, aber dennoch einfach zu erlernendes Sepsis-Modell, das entsprechend der Forschungsfrage angepasst werden kann. Wesentliche In-vivo-Daten, die sich auf die Organfunktion wie Herzfrequenz, Blutdruck und periphere arterielle Sauerstoffsättigung beziehen, können kontinuierlich gesammelt werden, und die Blutentnahme kann während des gesamten Experiments wiederholt durchgeführt werden. Darüber hinaus können Modifikationen in Bezug auf Flüssigkeitsausta.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben keine Interessenkonflikte in Bezug auf die vorgestellte Studie. Martin Schläpfer hat ein Patent angemeldet, um die negativen Auswirkungen von Operationen und/oder Anästhesien auf Patienten mit medizinischen Gasen, insbesondere Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2), zu mildern. Er erhielt uneingeschränkte Forschungsstipendien von Sedana Medical, Schweden, und von Roche, Schweiz, die nicht mit dieser Arbeit in Verbindung stehen.
Danksagungen
Die Autoren danken Beatrice Beck-Schimmer (MD) und Erik Schadde (MD) für ihre kritische Auseinandersetzung und ihren wertvollen Beitrag zu diesem Manuskript.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 2-0 Seidennähte | Ethicon, Sommerville, NJ | K833 | Standard chirurgische |
| 26 intravenöse | Katheter Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 391349 | Standard Anästhesieausrüstung |
| 6-0 LOOK schwarze geflochtene Seide | Surgical Specalities Corporation, Wyomissing, PA | SP114 | Standard chirurgische |
| Alaris Spritzenpumpe | Bencton Dickinson | ||
| Betadine | Mundipharma, Basel, Schweiz | 7.68034E+12 | GTIN-Nummer |
| Gebogene Mikrozange mit feinen Spitzen | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 504513 | Erleichtert die Gefäßaufbereitung |
| Mikrozange mit feinen Spitzen World | precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 501976 | Spitzen müssen regelmäßig poliert |
| werden Infinity Delta XL Anästhesieüberwachung | Draeger, Lü beck, Deutschland | ||
| Isofluran, 250 mL Flaschen | Attane, Piramal, Mumbai, Indien | LDNI 22098 | Standard vet. Ausrüstung |
| Ketamin (Ketalar) | Pfitzer, New York, NY | ||
| Lipopolysaccharid (LPS) von Escherichia coli, Serotyp 055:B5 | Sigma, Buchs, Schweiz | ||
| Q-Tips klein | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Deutschland | EH11.1 | Standard chirurgischer |
| Ringerfundin | Bbraun, Melsungen, Deutschland | ||
| Tec-3 Isofluoran Vaporizer | Ohmeda, GE-Healthcare, Chicago, IL | nicht mehr verfügbar | Standard veterinärmedizinische Ausrüstung |
| Xylazin (Xylazin Streuli) | Streuli AG, Uznach, Schweiz |
Referenzen
- Hotchkiss, R. S., Karl, I. E. The pathophysiology and treatment of sepsis. New England Journal of Medicine. 348 (2), 138-150 (2003).
- Singer, M., et al. The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (....
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Nachdrucke und Genehmigungen
