Der 4-Gefäß-Stichprobenansatz für integrative Studien der menschlichen Plazenta-Physiologie<em> In vivo</em
Summary
Wir präsentieren eine detaillierte Methode, um die menschliche Plazenta-Physiologie in vivo zu studieren. Die Methode kombiniert die Blutentnahme von den ankommenden und ausgehenden Gefäßen auf der mütterlichen und fötalen Seite der Plazenta mit Ultraschallmessungen von Volumen Blutfluss und Plazenta Gewebe Probenahme.
Abstract
Die menschliche Plazenta ist für die Forschung sehr unzugänglich, während sie sich noch in utero befindet . Das gegenwärtige Verständnis der menschlichen Plazenta-Physiologie in vivo beruht daher weitgehend auf Tierversuchen, trotz der hohen Vielfalt der Arten in der Plazenta-Anatomie, der Hämodynamik und der Dauer der Schwangerschaft. Die überwiegende Mehrheit der menschlichen Plazenta-Studien sind Ex-vivo- Perfusions-Studien oder in vitro- Trophoblasten-Studien. Obwohl in vitro Studien und Tiermodelle wesentlich sind, ist die Extrapolation der Ergebnisse aus solchen Studien auf die menschliche Plazenta in vivo ungewiss. Wir zielten darauf ab, die menschliche Plazenta-Physiologie in vivo zu behandeln und ein detailliertes Protokoll der Methode vorzustellen. Durch die Ausnutzung des intraabdominellen Zugangs zur Uterusvene kurz vor dem Uterusschnitt während des geplanten Kaiserschnittes sammeln wir Blutproben aus den ankommenden und ausgehenden Schiffen auf der mütterlichen und fötalen Seite der Plazenta. Bei der Kombination von conKonzentrationsmessungen von Blutproben mit Volumen Blutflussmessungen, sind wir in der Lage, Plazenta und fetale Aufnahme und Freisetzung einer Verbindung zu quantifizieren. Darüber hinaus können Plazenta-Gewebeproben aus denselben Mutter-Fötus-Paaren Messungen der Transporterdichte und -aktivität und anderer Aspekte von Plazenta-Funktionen in vivo liefern. Durch diese integrative Nutzung der 4-Gefäß-Probenahme-Methode sind wir in der Lage, einige der aktuellen Konzepte der Plazenta Nährstofftransfer und Metabolismus in vivo , sowohl in normalen und pathologischen Schwangerschaften zu testen. Darüber hinaus ermöglicht diese Methode die Identifizierung von Substanzen, die von der Plazenta auf die mütterliche Zirkulation abgesondert werden, was ein wichtiger Beitrag zur Suche nach Biomarkern der Plazenta-Dysfunktion sein könnte.
Introduction
Nach den National Institutes of Health, USA, ist die Plazenta das am wenigsten verstandene Organ im menschlichen Körper 1 , 2 , 3 . Es ist schwierig, die menschliche Plazenta in vivo zugänglich zu machen und zu studieren, ohne die fortdauernde Schwangerschaft unethisch zu riskieren. Studien der Plazenta-Funktion im Menschen sind daher weitgehend auf In-vitro- und Ex-vivo- Modellen basiert. Die Mehrheit der bisherigen in vivo Studien des Plazententransports und des Stoffwechsels wurden bei den Tieren 4 , 5 , 6 durchgeführt . Da jedoch die Plazenta-Struktur und die Funktionen zwischen den Arten stark variieren, muss die Extrapolation der Ergebnisse von Tieren auf den Menschen mit Vorsicht erfolgen. Nur wenige kleinere menschliche in vivo Studien haben plazentale und fetale Aufnahme und Transport unter normalen physiologischen untersuchtAl-Bedingungen, und keiner hat die integrierte Übertragung mehrerer Verbindungen 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 untersucht . Diese grundlegenden Studien zeigen, dass in vivo Studien der menschlichen Plazenta machbar sind und dass sie mehrere Zwecke dienen können. Zuerst können aktuelle Konzepte von Plazenta-Funktionen, die hauptsächlich aus in vitro , ex vivo und Tierstudien abgeleitet sind, in einer menschlichen Umgebung getestet werden und so einen neuen und spezifischeren Einblick in die menschliche Plazenta liefern. Zweitens können die Eigenschaften der dysfunktionellen Plazenta, die mit einem abweichenden fetalen Wachstum, Präeklampsie, mütterlichem Diabetes, metabolischem Syndrom und anderen mütterlichen Stoffwechselstörungen assoziiert sind, besser charakterisiert werden. Drittens bieten menschliche In-vivo- Studien die Möglichkeit, Diagnosen zu entwickelnTic und prädiktive Werkzeuge der Plazenta-Funktion.
Vor diesem Hintergrund wollten wir eine umfassende Sammlung physiologischer Daten erstellen, um die menschliche Plazenta-Funktion in vivo zu untersuchen . Während eines geplanten Kaiserschnittes nutzen wir den intraabdominellen Zugang zur Uterusvene, um Blutproben aus den ankommenden und ausgehenden Gefäßen auf den mütterlichen und fötalen Seiten der Plazenta (die 4-Gefäß-Probenahme-Methode) zu sammeln. Diese Proben werden verwendet , um die paarige arteriovenöse Konzentrationsunterschiede von Nährstoffen zu berechnen und anderen Substanzen 14. Darüber hinaus messen wir den Volumenblutfluss auf beiden Seiten der Plazenta durch Ultraschall. Folglich kann eine Plazenta- und fetale Aufnahme einer beliebigen Verbindung quantifiziert werden. Ferner ist es möglich, von der Plazenta freigesetzte Stoffe zu den mütterlichen und fetalen Zirkulationen 15 , 16 , 17 zu bestimmen. Beim KombinierenD mit klinischen Parametern von Mutter und Kind und Analysen von Plazenta und anderen relevanten Geweben hat diese Methode das spannende Potenzial, viele Aspekte von Plazenta-Funktionen in vivo in denselben Mutter-Fötus-Paaren zu integrieren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die Plazenta-4-Gefäß-Probenahme-Methode ist für drei Hauptzwecke relevant. Zuerst kann man daran denken, wie spezifische Substanzen von der Plazenta auf der mütterlichen Seite aufgenommen und möglicherweise auf die Nabelzirkulation und den Fötus übertragen werden, wie unsere Glukose- und Aminosäure-Studien zeigen. Zweitens ist die Methode sehr relevant für die Untersuchung von Stoffen, die von der Plazenta produziert und in die mütterlichen oder fetalen Zirkulationen freigesetzt werden, wie die Progester…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
In erster Linie bedanken wir uns herzlich bei den Müttern, die an diesem Projekt teilgenommen haben. Als nächstes erkennen wir alle Mitarbeiter an, die das Probenahmeverfahren, den Anästhesisten, den Krankenschwester Anästhesisten und die chirurgischen Krankenschwestern unterstützt und erleichtert haben. Das Projekt wäre nicht möglich gewesen, ohne von der Südost-Norwegen-Regionalen Gesundheitsbehörde und der norwegischen Beratungsstelle für Frauengesundheit, Oslo-Universität und der lokalen Finanzierung des Universitätsklinikums Oslo zu finanzieren.
Materials
| Maternal body composition | |||
| Impedance scale | Tanita | or similar | |
| Ultrasound measurements | |||
| Sequoia 512 ultrasound machine | Acuson | equipped with a curved transducer with colour and pulsewave Doppler (frequency bandwidth 2-6 MHz) | |
| Blood samples | |||
| Arerial cannula | BD Medical | 682245 | or similar |
| 20cc Eccentric Luer Tip Syringe without Needle | Termo | SS-20ES | or similar. 3 needed. |
| 10cc Eccentric Luer Tip Syringe without Needle | Termo | SS-10ES | or similar. 9 needed. |
| 5cc 6% Luer Syringe without Needle | Termo | SS-05S1 | or similar. 2 needed. |
| Arterial blood gas syringe | Radiometer Medical | or similar. 4 needed. | |
| Sterile winged needle connected to flexible tubing, 21 gauge | Greiner Bio-One | 450081 | (intended for single use).3 needed. |
| Vacutainer tube 6 mL EDTA | Greiner Bio-One | 456043 | or similar. Label with sample site. 10 needed. |
| Vacutainer tube 5 ml LH Lithium Heparin Separator | Greiner Bio-One | 456305 | or similar. Label with sample site. 5 needed. |
| Vacutainer tube 6 mL Serum Clot Activator | Greiner Bio-One | 456089 | or similar. Label with sample site. 5 needed. |
| Vacutainer tube 3 ml 9NC Coagulation sodium citrate 3,2% | Greiner Bio-One | 454334 | or similar. Label with sample site. 5 needed. |
| Cryogenic vials, 2.0 mL | Corning | 430488 | or similar. Label with sample site, serum/type of plasma and ID. 90 needed. |
| Marked trays to transport the syringes | to transport the blood samples in the operation theatre | ||
| Rocker | for gentle mixing of the samples | ||
| Ice | in styrofoam box | ||
| Liquid nitrogen | in appropriate container | ||
| Placenta samples | |||
| Metal tray | |||
| Ice | in styrofoam box | ||
| Calibrated scale | |||
| Metal ruler | |||
| 1 M Phosphate buffered saline | Sigma | D1408 | or similar. Dilute 10 M to 1M before use |
| RNA stabilization solution | Sigma | R0901-500ML | or similar |
| Optimal Cutting Temperature (O.C.T.) compound | vwr | 361603E | or similar |
| Cryogenic vials, 2.0 mL | Corning | 430488 | or similar. Label with sample site. content and ID. 10 needed. |
| Centrifuge tubes, conical bottom 50 mL | Greiner Bio-One | 227,285 | or similar. Label with "RNA later", sample site and ID. 2 needed. |
| Liquid nitrogen | in appropriate container | ||
| Fetal body composition | |||
| Calibrated scale | |||
| Measuring tape |
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