Een Swine Model van neonatale Verstikking
Summary
Grote diermodellen hebben een goede translationele waarden in het onderzoek van de fysiologie en farmacologie van neonatale asfyxie. Met behulp van pasgeboren biggen, ontwikkelen we een experimenteel protocol neonatale asfyxie welke voordelen van het bestuderen van de systemische en regionale hemodynamiek, zuurstof transport met biochemische en pathologische paden en correlaties heeft te simuleren.
Abstract
Jaarlijks meer dan 1 miljoen pasgeborenen sterven wereldwijd met betrekking tot verstikking. Gestikt pasgeborenen hebben gewoonlijk multi-orgaanfalen waaronder hypotensie, perfusie tekort, hypoxische-ischemische encefalopathie, pulmonale hypertensie, vasculopathic enterocolitis, nierfalen en trombo-embolische complicaties. Animal modellen worden ontwikkeld om ons te helpen begrijpen van de patho-fysiologie en farmacologie van neonatale asfyxie. In vergelijking met knaagdieren en pasgeboren lammeren, is de pasgeboren big bewezen een waardevol model te zijn. De pasgeboren biggen heeft een aantal voordelen, waaronder soortgelijke ontwikkeling als die van 36-38 weken menselijke foetus met vergelijkbare systemen in het lichaam, grote lichaamsgrootte (~ 1,5-2 kg bij de geboorte) dat de instrumentatie en monitoring van het dier laat en regelt de verstorende variabelen van hypoxie en hemodynamische stoornissen.
We beschrijven hier een experimenteel protocol om neonatale asfyxie simuleren en ons naar de syste onderzoeken latenmicrofoon en regionale hemodynamische veranderingen tijdens de verstikkende en reoxygenatie proces evenals de respectieve effecten van interventies. Verder heeft het model het voordeel van het bestuderen multi-orgaanfalen of dysfunctie tegelijkertijd de interactie met verschillende lichaamssystemen. De experimentele model is een niet-survival procedure die de chirurgische instrumenten van pasgeboren biggen (1-3 dagen oud en 1.5-2.5 kg gewicht Kruising) omvat om de instelling van mechanische ventilatie, vasculaire (arteriële en veneuze) toegang en het plaatsen van catheters en stroom probes (Transonic Inc) voor de continue bewaking van intra-vasculaire druk en bloedstroom in verschillende bloedvaten, voornaamste pulmonale, halsslagader mesenterica superior en linker renale slagaders. Met behulp van deze operatief geïnstrumenteerd biggen, na stabilisatie gedurende 30-60 minuten in de zin van Z <10% variatie in de hemodynamische parameters en normale bloedgassen, we beginnen een experimenteel protocolvan ernstige hypoxemie die wordt geïnduceerd via normocapnic alveolaire hypoxie. De biggen wordt geventileerd met 10-15% zuurstof door verhoging van de ingeademde concentratie van stikstofgas gedurende 2 uur, streven naar arteriële zuurstofverzadigingen van 30-40%. Deze mate van hypoxemie zal produceren klinische verstikking met een ernstige metabole acidose, systemische hypotensie en cardiogene shock met hypoperfusie naar vitale organen. De hypoxie wordt gevolgd door reoxygenatie met 100% zuurstof gedurende 0,5 uur en vervolgens 21% zuurstof 3.5h. Farmacologische interventies kan worden ingevoerd te zijner tijd en hun effecten onderzocht in een geblindeerde, blok-gerandomiseerde wijze.
Protocol
Discussion
De huidige experimentele protocol kent een voordeel voor de systemische en regionale hemodynamische veranderingen in de neonatale onderwerpen te onderzoeken tijdens de hypoxie en reoxygenatie proces. We kunnen ook na te gaan welke effecten van interventies gebruikt om de cardiovasculaire functie tijdens het herstel te verbeteren. Wij en anderen hebben gerapporteerd ervaring en bevindingen in de studie van neonatale asfyxie over de effecten op de cardiovasculaire 1, 2 pulmonale, neurologische 3, maa…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs willen graag de Canadese Institutes of Health Research (MOP53116) en de Alberta Heritage Foundation bedanken voor Medisch Onderzoek voor de exploitatiesubsidie en vestiging fonds, respectievelijk aan de ontwikkeling van deze experimentele model te ondersteunen.
References
- Borke, W. B. Increased myocardial matrix metalloproteinases in hypoxic newborn pigs during resuscitation: effects of oxygen and carbon dioxide. Eur. J. Clin. Invest. 34, 459-466 (2004).
- Munkeby, B. H. Resuscitation of hypoxic piglets with 100% O2 increases pulmonary metalloproteinases and IL-8. Pediatr. Res. 58, 542-548 (2005).
- Haaland, K. Posthypoxic hypothermia in newborn piglets. Pediatr. Res. 41, 505-512 (1997).
- Haase, E. Resuscitation with 100% oxygen causes intestinal glutathione oxidation and reoxygenation injury in asphyxiated newborn piglets. Ann. Surg. 240, 364-373 (2004).
- Stevens, J. Resuscitation with 21% or 100% oxygen is equally effective in restoring perfusion and oxygen metabolism in hypoxic newborn piglet liver. Shock. 27, 657-662 (2007).
- Johnson, S. T. N-acetylcysteine improves the hemodynamics and oxidative stress in hypoxic newborn pigs reoxygenated with 100% oxygen. Shock. 28, 484-490 (2007).
- Chapados, I. Plasma cortisol response to ACTH challenge in hypoxic newborn piglets resuscitated with 21% and 100% oxygen. Shock. 33, 519-525 (2010).
- Cheung, P. Y. Platelet dysfunction in asphyxiated newborn piglets resuscitated with 21% and 100% oxygen. Pediatr. Res. 59, 636-640 (2006).
- Martin-Ancel, A. Multiple organ involvement in perinatal asphyxia. J. Pediatr. 127, 786-793 (1995).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Comparative anatomy and physiology of the pig. Scan. J. Lab. Anim. Sci. Suppl. 25, 11-22 (1998).
- Chapados, I., Cheung, P. Y. Not all models are created equal: Animal models to study hypoxic-ischemic encephalopathy of the newborn. Neonatology. 94, 300-303 (2008).
- Liu, J. Q. Effects of post-resuscitation treatment with N-acetylcysteine on cardiac recovery in hypoxia-injured newborn pigs. PLoS ONE. 5, e15322-e15322 (2010).
- Cheung, P. Y. Cardio-renal recovery of hypoxic newborn pigs after 18%, 21% and 100% reoxygenation. Intensive Care Med. 34, 1114-1121 (2008).
- Temesvari, P. Modulation of the blood-brain barrier permeability in neonatal cytotoxic brain edema: laboratory and morphological findings obtained on newborn piglets with experimental pneumothorax. Biol. Neonate. 46, 198-208 (1984).
- Domoki, F. Reventilation with room air or 100% oxygen after asphyxia differentially affects cerebral neuropathology in newborn pigs. Acta. Paediatr. 95, 1109-1115 (2006).
- . Part 15: Neonatal resuscitation: 2010 American Heart Association guidelines for cardiopulmonary resuscitation and emergency cardiovascular care. Circulation. 122, S909-S919 (2010).
