Sıçanlarda Karbon Tetraklorür (CCl4)Orogastrik Tüp Ile Maruz Kalma Yoluyla Akut Karaciğer Hasarının Neden
Summary
Bu protokol, orogastrik tüp yoluyla CCl4 maruziyeti yoluyla akut karaciğer hasarı (ALI) indükleyen yaygın ve uygulanabilir bir yöntemi tanımlar. CCl4 maruziyeti, karaciğerdeki biyotransformasyonu sırasında reaktif oksijen türlerinin oluşumu yoluyla ALI’yi indükler. Bu yöntem ALI’nin patofizyolojisini analiz etmek ve farklı hepatoprotektif stratejileri incelemek için kullanılır.
Abstract
Akut karaciğer hasarı (ALI), hepatik ensefalopati ve bozulmuş protein sentezi gibi komplikasyonlar da dahil olmak üzere ciddi karaciğer disfonksiyonu ile karakterize olan hepatik yetmezlik gelişiminde önemli bir rol oynar. Uygun hayvan modelleri ALI’nin mekanizmasını ve patofizyolojisini test etmek ve farklı hepatoprotektif stratejileri araştırmak için hayati önem taşımaktadır. Kimyasal dönüşümler gerçekleştirebilme yeteneği nden dolayı, karbon tetraklorür (CCl4)karaciğerde reaktif oksijen türlerinin oluşumu yoluyla ALI’yi indüklemek için yaygın olarak kullanılır. CCl4 maruziyeti intraperitoneally yapılabilir, inhalasyon yoluyla, veya bir nazogastrik veya orogastrik tüp yoluyla. Burada, ali bir orogastrik tüp ile CCl4 maruz ilerlediği bir kemirgen modeli, açıklar. Bu yöntem ucuzdur, kolayca gerçekleştirilir ve en az tehlike riski vardır. Model son derece tekrarlanabilir ve yaygın potansiyel hepatoprotektif stratejilerin etkinliğini belirlemek ve karaciğer hasarı belirteçleri değerlendirmek için kullanılabilir.
Introduction
Özellikle alkol ve uyuşturucu kullanımı nedeniyle karaciğere yapılan toksik hakaretlerin sıklığı artmaktadır. Akut karaciğer hasarı (ALI) yüksek mortalite oranları ile ilişkilidir ve klinik kaygılara neden olmuştur1,2. Toksik yaralanma karaciğerde ölüm sinyal yollarını yol açar, hepatosit apoptoz, nekroz veya piroptoz ile sonuçlanan. ALI hepatik ensefalopati ve bozulmuş protein sentezi gibi komplikasyonlar da dahil olmak üzere ciddi karaciğer disfonksiyonu ile karakterize dir hepatik yetmezliği gelişiminde önemli bir rol oynar3,4. Son araştırmalar hepatik yetmezliğe eşlik eden fizyolojik ve patolojik değişiklikler hakkındaki bilgimizi artırmış olsa da, hücre ölüm mekanizmalarını etkileyen patomoleküler özellikleri tam olarak açıklamamıştır. Ayrıca, ali hastalarında ilerleyici bozulmayı tersine çevirmek için şu anda hiçbir ilaç mevcut değildir. Şu anda, tek önemli ölçüde etkili tedavi karaciğer nakli5,6.
ALI’nin mekanizmasını ve patofizyolojisini araştırmak ve farklı hepatoprotektif stratejileri test etmek için, ALI’yi ikna etmek için farklı hayvan modelleri kullanılmaktadır. ALI’nin tercih edilen bir hayvan modeli, güvenilir, doğrulanmış, ucuz ve uygulaması kolay bir yöntemle hastalığın patolojik sürecini taklit etmelidir. Deneysel modellere örnek olarak hepatotoksik ajanlar, total veya parsiyel hepatektomi gibi cerrahi işlemler, tam veya geçici devaskülarizasyon ve enfektif işlemler7,8,9sayılabilir. Bilinen hepatotoksik maddeler galaktosamin, asetaminofen, tiyoasetamid, azoksitanatuar ve CCl4içerir. Bunlardan, CCl4 yaygın olarak henüz iyi karakterize edilmemişolmasına rağmen kullanılır10,11,12,13.
CCl4 tatlı bir koku ve düşük sıcaklıklarda hemen hemen hiç yanıcı organik renksiz sıvı bileşiktir. CCl yüksek konsantrasyonlarda maruzkalma 4 merkezi sinir sistemi hasara neden olabilir, karaciğer ve böbreklerin bozulması da dahil olmak üzere. CCl4 reaktif oksijen türlerini oluşturan karaciğerde biyotransformasyon yoluyla ALI indükler. Bu P450 sitokrom enzim 2E1 yoluyla oluşur, aktif bir metabolit oluşturan ve makromolekül bağlanması ile hücre hasarı ile sonuçlanan, lipid peroksidasyonu geliştirme ve hücre içi kalsiyum homeostaz bozukluğu14. Buna ek olarak, CCl4 modeli RNA sentezi düzeyinde astrosituyarmak için kullanılabilir15. Bu hepatotoksin intraperitoneal, intraportal, oral ve intragastrik yolları tarafından uygulanmıştır16.
Bu protokolde, bir orogastrik tüp ile sıçanlarda CCl4-indüklenen ALI ayrıntılı olarak açıklayın. Bu yöntem, ALI patogenezini araştırmak için kullanılabilecek sağlam ve tekrarlanabilir ALI’yi indükler. Karaciğer hastalığının şiddetinin belirlenmesi serum glutamat-pirüuvaz transaminaz (GPT), glutamik oksaloasetik transaminaz (GOT) enzimleri ve total bilirubin (TB) ölçümü ve hematoksilin ve eozin (H&E) ile kesin histolojik tanı ile izlenir. İntragastrik erişim yoluyla CCl4’e maruz kalmak, en az tehlike riski olan pratik, ucuz, minimal invaziv bir yönteme olanak sağlar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokolde, CCl4 sıçanlarda ALI indüklemek için bir karaciğer toksin olarak kullanılır. ALI karaciğer parankim kaybı ve karaciğermetabolik ve sentetik fonksiyonların sonraki disregülasyon ile karakterizedir. İlaçlar, virüsler, toksinler, otoimmün hastalıklar, metabolik hastalıklar ve vasküler hastalıkların hepsi hepatosit ölümüne neden olur ve sonraki inflamatuar yanıt ALI’nin patogenezine katkıda bulunur.
Karaciğere ilk hakaret sitokin üretimine yol a…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar minnetle Bertha Delgado, Patoloji Bölümü, Soroka Tıp Merkezi, Sağlık Bilimleri Fakültesi, Ben-Gurion Üniversitesi Necef, laboratuvar yanı sıra histoloji analizi nde yaptığı yardım için kabul.
Materials
| 22 G catheter BD Neoflon TM | Becton Dickinson Infusion Therapy AB | ||
| 4% buffered formaldehyde solution | Sigma – Aldrich lab materials technologies | ||
| BD Microtainer SST TM Tubes | Becton Dickinson and Company | ||
| Carbone tetrachloride | Sigma – Aldrich lab materials technologies | CAS 56-23-5 | |
| Isofluran, USP 100% | Piramamal Critical Care, Inc | ||
| Olympus AU2700 Chemistry-Immuno Analyzer | Olympus (MN, USA) | Analysis of blood samples was done by the fluorescence method | |
| Olympus BX 40 microscope | Olympus | ||
| RAT Feeding Needles | ORCHID SCIENTIFICS | ||
| SYRINGE SET 1 and 2 ml MEDI -PLUS | Shandong Zibo Shanchuan Medical Instruments Co., Ltd |
References
- Hoofnagle, J. H., Carithers, R. L., Shapiro, C., Ascher, N. Fulminant hepatic failure: Summary of a workshop. Hepatology. 21 (1), 240-252 (1995).
- Rakela, J., Lange, S. M., Ludwig, J., Baldus, W. P. Fulminant hepatitis: Mayo clinic experience with 34 cases. Mayo Clinic Proceedings. 60 (5), 289-292 (1985).
- Riordan, S. M., Williams, R. Treatment of hepatic encephalopathy. New England Journal of Medicine. 337, 473-479 (1997).
- Bernuau, J., Rueff, B., Benhamou, J. Fulminant and subfulminant liver failure: Definitions and causes. Seminars in Liver Disease. 6 (2), 97-106 (1986).
- Lidofsky, S. D. Liver transplantation for fulminant hepatic failure. Gastroenterology Clinics of North America. 22 (2), 257-269 (1993).
- Auzinger, G., Wendon, J. Intensive care management of acute liver failure. Current opinion in critical care. 14 (2), 179-188 (2008).
- Wu, Q., et al. Protection of regenerating liver after partial hepatectomy from carbon tetrachloride hepatotoxicity in rats: Roles of mitochondrial uncoupling protein 2 and ATP stores. Digestive Diseases and Sciences. 54 (9), 1918-1925 (2009).
- Tuñón, M. J., Alvarez, M., Culebras, J. M., González-Gallego, J. An overview of animal models for investigating the pathogenesis and therapeutic strategies in acute hepatic failure. World Journal of Gastroenterologyl. 15 (25), 3086-3098 (2009).
- van de Kerkhove, M. P., Hoekstra, R., van Gulik, T. M., Chamuleau, R. A. Large animal models of fulminant hepatic failure in artificial and bioartificial liver support research. Biomaterials. 25 (9), 1613-1625 (2004).
- Butterworth, R. F., et al. Experimental models of hepatic encephalopathy: ISHEN guidelines. Liver International. 29 (6), 783-788 (2009).
- Zhang, B., Gong, D., Mei, M. Protection of regenerating liver after partial hepatectomy from carbon tetrachloride hepatotoxicity in rats: Role of hepatic stimulator substance. Journal of Gastroenterology and Hepatology. 14 (10), 1010-1017 (1999).
- Ugazio, G., Danni, O., Milillo, P., Burdino, E., Congiu, A. M. Mechanism of protection against carbon tetrachloride toxicity. I. prevention of lethal effects by partial surgical hepatectomy. Drug and Chemical Toxicology. 5 (2), 115-124 (1982).
- Taniguchi, M., Takeuchi, T., Nakatsuka, R., Watanabe, T., Sato, K. Molecular process in acute liver injury and regeneration induced by carbon tetrachloride. Life Science. 75 (13), 1539-1549 (2004).
- Gordis, E. Lipid metabolites of carbon tetrachloride. Journal of Clinical Investigation. 48 (1), 203-209 (1969).
- Albrecht, J. Cerebral RNA synthesis in experimental hepatogenic encephalopathy. Journal of Neuroscience Research. 6 (4), 553-558 (1981).
- Terblanche, J., Hickman, R. Animal models of fulminant hepatic failure. Digestive Diseases and Sciences. 36 (6), 770-774 (1991).
- Gruenbaum, B. F., et al. Cell-free DNA as a potential marker to predict carbon tetrachloride-induced acute liver injury in rats. Hepatology International. 7 (2), 721-727 (2013).
- Juricek, J., et al. Analytical evaluation of the clinical chemistry analyzer Olympus AU2700 plus. Biochemia Medica. 20 (3), 334-340 (2010).
- Feldman, A. T., Wolfe, D. Tissue processing and hematoxylin and eosin staining. Methods in Molecular Biology. 1180, 31-43 (2014).
- Wang, T., et al. Protective effects of dehydrocavidine on carbon tetrachloride-induced acute hepatotoxicity in rats. Journal of Ethnopharmacology. 117 (2), 300-308 (2008).
- Ye, X., et al. Hepatoprotective effects of coptidis rhizoma aqueous extract on carbon tetrachloride-induced acute liver hepatotoxicity in rats. Journal of Ethnopharmacology. 124 (1), 130-136 (2009).
- Wills, P. J., Asha, V. V. Protective effect of lygodium flexuosum (L.) sw. extract against carbon tetrachloride-induced acute liver injury in rats. Journal of Ethnopharmacology. 108 (3), 320-326 (2006).
- Senior, J. R. Monitoring for hepatotoxicity: What is the predictive value of liver “function” tests. Clinical Pharmacology & Therapeutics. 85 (3), 331-334 (2009).
- Karmen, A. A note on the spectrometric assay of glutamic-oxalacetic transaminase in human blood serum. Journal of Clinical Investigation. 34 (1), 131-133 (1955).
- Hubner, G. Ultrastructural liver damage caused by direct action of carbon tetrachloride in vivo and in vitro. Virchows Archiv fur Pathologische Anatomie und Physiologie und fur Klinische Medizin. 339 (3), 187-197 (1965).
- Newsome, P. N., Plevris, J. N., Nelson, L. J., Hayes, P. C. Animal models of fulminant hepatic failure: A critical evaluation. Liver Transplantation. 6 (1), 21-31 (2000).
