İnsan vücudunun fizyolojisini bütünleştiren 4 damarlı Örnekleme Yaklaşımı<emIn vivo</em
Summary
Bu dönemde in vivo insan plasental fizyoloji çalışmak için ayrıntılı bir yöntem sunulmaktadır. Yöntem, plasentanın maternal ve fetal taraflarındaki gelen ve giden damarlardan alınan kan örneklerini, hacimsel kan akışı ve plasental doku örneklemesi ile ilgili ultrason ölçümleri ile birleştirir.
Abstract
Insan plasenta rahimde iken hala araştırma için son derece erişilemez. Bu nedenle, plasental anatomi, hemodinamik ve gebeliğin süresindeki türler arasında yüksek çeşitliliğe rağmen, insan plasental fizyolojisinin in vivo olarak mevcut anlayışı büyük oranda hayvan çalışmalarına dayanmaktadır. İnsan plasenta çalışmalarının büyük çoğunluğu ex vivo perfüzyon çalışmaları veya in vitro trofoblast çalışmalardır. In vitro çalışmalar ve hayvan modelleri çok önemlidir, ancak bu tür çalışmaların sonuçlarının insan plasentasına in vivo ekstrapolasyonu kesin değildir. İnsana plasenta fizyolojisini venöz dönemde çalışmayı ve yöntemin ayrıntılı bir protokolünü sunmayı amaçladık. Planlanan sezaryen sırasında uterin vene uterin vene girişin uterus kesi öncesi istismar edilmesi, gelen ve giden damarlardan plasentanın maternal ve fetal taraflarındaki kan örneklerini toplarız. Konuyu birleştirirkenHacimsel kan akımı ölçümleri ile kan numunelerinden elde edilen santrasyon ölçümleri sayesinde, herhangi bir bileşiğin plasental ve fetal alımını ve salımını nicel olarak değerlendirebiliriz. Dahası, aynı anne-fetus çiftlerinden elde edilen plasental doku örnekleri, taşıyıcı yoğunluğunu, aktivitesini ve plasental fonksiyonların diğer yönlerini in vivo olarak ölçebilir . 4 damarlı örnekleme yönteminin bu entegre kullanımı sayesinde hem normal hem de patolojik gebeliklerde plasental besin transferinin ve metabolizmasının bazılarını in vivo olarak test edebiliyoruz. Ayrıca, bu yöntem, plasenta tarafından salgılanan maddelerin maternal dolaşımda tanımlanmasını sağlar ve bu da plasenta disfonksiyonunun biyolojik belirteçlerinin araştırılmasına önemli katkı sağlayabilir.
Introduction
Ulusal Sağlık Enstitüsüne (ABD) göre, plasenta insan vücudunda en az anlaşılmış organ 1 , 2 , 3'tür . Devam eden gebelikte etik olmayan riskler getirmeksizin insan plasentasını in vivo erişmek ve incelemek zordur. İnsandaki plasental fonksiyon çalışmaları büyük oranda in vitro ve ex vivo modellere dayanır. Plasental nakil ve metabolizma ile ilgili önceki in vivo çalışmaların çoğunluğu hayvanlar 4 , 5 , 6'da gerçekleştirilmiştir . Bununla birlikte, plasental yapı ve fonksiyonlar türler arasında önemli farklılık gösterdiğinden, hayvanlardan insanlara yapılan sonuçların dikkatle kullanılması gerekir. İn vivo çalışmaların sadece birkaç küçük insan plasental ve fetal alımını ve normal fizyolojikVe hiçbiri 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 numaralı bileşiklerin bir bütün olarak transferini araştırmamıştır. Bu temel çalışmalar insan plasentasının in vivo çalışmalarının uygulanabilir olduğunu ve çeşitli amaçlara hizmet edebileceğini göstermektedir. Birincisi, plasental fonksiyonların temelde in vitro , ex vivo ve hayvan çalışmalarından türetilen güncel kavramları insan ortamında test edilerek insan plasentasına yeni ve daha spesifik bir bakış açısı getirilebilir. İkincisi, anormal fetal büyüme, preeklampsi, maternal diyabet, metabolik sendrom ve diğer maternal metabolik bozukluklarla ilişkili disfonksiyonel plasentanın özellikleri daha iyi karakterize edilebilir. Üçüncü olarak, insan in vivo çalışmalar teşhis geliştirme fırsatı sağlarPlasental fonksiyonun tik ve prediktif araçları.
Bu arka planda insan plasental fonksiyonunu in vivo araştırmak için kapsamlı bir fizyolojik veri topluluğu oluşturmayı amaçladık . Planlı bir sezaryen sırasında, plasentanın maternal ve fetal taraflarındaki (4 damarlı örnekleme yöntemi) gelen ve giden damarlardan kan örnekleri toplamak için intraabdominal uterin ven girişini kullanırız. Bu numuneler besin maddeleri ve diğer maddelerin eşleştirilmiş arteriovenöz konsantrasyon farklılıklarını hesaplamak için kullanılır 14 . Buna ek olarak, ultrason ile plasentanın her iki tarafındaki hacimsel kan akışını ölçüyoruz. Sonuç olarak, herhangi bir bileşiğin plasental ve fetal alım miktarı belirlenebilir. Ayrıca plasenta tarafından maternal ve fetal dolaşımlara 15 , 16 , 17 serbest bırakılan maddelerin belirlenmesi mümkündür. BirleştirildiğindeD anne ve çocuğun klinik parametreleri ile birlikte, ve plasental ve diğer ilgili dokuların analizleri ile, bu yöntem, plasenta fonksiyonlarının birçok yönünü in vivo aynı anne-fetus çiftlerine entegre etmek için heyecan verici bir potansiyele sahiptir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Plasenta 4-gemi örnekleme yöntemi, üç ana amaç için uygundur. İlk olarak, spesifik maddelerin maternal tarafta plasenta tarafından nasıl alındığını ve glikoz ve amino asit çalışmalarımızla gösterildiği gibi muhtemelen umblikal dolaşıma ve fetusa transfer edildiğini incelemek için kullanılabilir. İkincisi, yöntem progesteron sonuçlarına göre plasenta tarafından üretilen ve maternal veya fetal dolaşıma bırakılan maddelerin incelenmesi ile oldukça yakından ilgilidir. Üçüncü …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Her şeyden önce, bu projeye katılan annelere içtenlikle teşekkür ederiz. Sonra, örnekleme prosedürüne yardımcı olan ve kolaylaştıran tüm personeli, Anestezi uzmanı, hemşire anestezisti ve cerrahi hemşirelerini kabul ediyoruz. Proje, Güneydoğu Norveç Bölgesel Sağlık Otoritesi ve Norveç Kadın Sağlığı Danışma Birimi, Oslo Üniversitesi ve Oslo Üniversitesi Hastanesi tarafından sağlanan yerel fonlardan sağlanan finansman olmaksızın mümkün olmazdı.
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 |
References
- Jansson, T., Powell, T. L. Role of the placenta in fetal programming: underlying mechanisms and potential interventional approaches. Clin Sci (Lond). 113 (1), 1-13 (2007).
- Hanson, M. A., Gluckman, P. D. Early developmental conditioning of later health and disease: physiology or pathophysiology. Physiol Rev. 94 (4), 1027-1076 (2014).
- Guttmacher, A. E., Spong, C. Y. The human placenta project: it’s time for real time. Am J Obstet Gynecol. 213, 3-5 (2015).
- Battaglia, F. C., Regnault, T. R. Placental transport and metabolism of amino acids. Placenta. 22 (2-3), 145-161 (2001).
- Hay, W. W. Placental-fetal glucose exchange and fetal glucose metabolism. Trans Am Clin Climatol Assoc. 117, 321-339 (2006).
- Woollett, L. A. Review: Transport of maternal cholesterol to the fetal circulation. Placenta. 32, 218-221 (2011).
- Prenton, M. A., Young, M. Umbilical vein-artery and uterine arterio-venous plasma amino acid differences (in the human subject). J Obstet Gynaecol Br Commonw. 76 (5), 404-411 (1969).
- Cetin, I., et al. Plasma and erythrocyte amino acids in mother and fetus. Biol Neonate. 60 (2), 83-91 (1991).
- Filshie, G. M., Anstey, M. D. The distribution of arachidonic acid in plasma and tissues of patients near term undergoing elective or emergency Caesarean section. Br J Obstet Gynaecol. 85 (2), 119-123 (1978).
- Haberey, P. P., Schaefer, A., Nisand, I., Dellenbach, P. The fate and importance of fetal lactate in the human placenta -a new hypothesis. J Perinat Med. 10 (2), 127-129 (1982).
- Prendergast, C. H., et al. Glucose production by the human placenta in vivo. Placenta. 20 (7), 591-598 (1999).
- Metzger, B. E., Rodeck, C., Freinkel, N., Price, J., Young, M. Transplacental arteriovenous gradients for glucose, insulin, glucagon and placental lactogen during normoglycaemia in human pregnancy at term. Placenta. 6 (4), 347-354 (1985).
- Zamudio, S., et al. Hypoglycemia and the origin of hypoxia-induced reduction in human fetal growth. PLoS One. 5 (1), 8551 (2010).
- Holme, A. M., Roland, M. C., Lorentzen, B., Michelsen, T. M., Henriksen, T. Placental glucose transfer: a human in vivo study. PLoS One. 10 (2), 0117084 (2015).
- Holme, A. M., Roland, M. C., Henriksen, T., Michelsen, T. M. In vivo uteroplacental release of placental growth factor and soluble Fms-like tyrosine kinase-1 in normal and preeclamptic pregnancies. Am J Obstet Gynecol. 215 (6), 781-782 (2016).
- Paasche Roland, M. C., Lorentzen, B., Godang, K., Henriksen, T. Uteroplacental arterio-venous difference in soluble VEGFR-1 (sFlt-1), but not in soluble endoglin concentrations in preeclampsia. Placenta. 33 (3), 224-226 (2012).
- Brar, H. S., et al. Uteroplacental unit as a source of elevated circulating prorenin levels in normal pregnancy. Am J Obstet Gynecol. 155 (6), 1223-1226 (1986).
- Myatt, L., et al. Strategy for standardization of preeclampsia research study design. Hypertension. 63 (6), 1293-1301 (2014).
- Kiserud, T., Rasmussen, S. How repeat measurements affect the mean diameter of the umbilical vein and the ductus venosus. Ultrasound Obstet Gynecol. 11 (6), 419-425 (1998).
- Burton, G. J., et al. Optimising sample collection for placental research. Placenta. 35 (1), 9-22 (2014).
- Illsley, N. P., Wang, Z. Q., Gray, A., Sellers, M. C., Jacobs, M. M. Simultaneous preparation of paired, syncytial, microvillous and basal membranes from human placenta. Biochim Biophys Acta. 1029 (2), 218-226 (1990).
- Staff, A. C., Ranheim, T., Khoury, J., Henriksen, T. Increased contents of phospholipids, cholesterol, and lipid peroxides in decidua basalis in women with preeclampsia. Am J Obstet Gynecol. 180 (3), 587-592 (1999).
- Catalano, P. M., Thomas, A. J., Avallone, D. A., Amini, S. B. Anthropometric estimation of neonatal body composition. Am J Obstet Gynecol. 173 (4), 1176-1181 (1995).
- Ellis, K. J., et al. Body-composition assessment in infancy: air-displacement plethysmography compared with a reference 4-compartment model. Am J Clin Nutr. 85 (1), 90-95 (2007).
- Haugen, G., Kiserud, T., Godfrey, K., Crozier, S., Hanson, M. Portal and umbilical venous blood supply to the liver in the human fetus near term. Ultrasound Obstet Gynecol. 24 (6), 599-605 (2004).
- Acharya, G., et al. Experimental validation of uterine artery volume blood flow measurement by Doppler ultrasonography in pregnant sheep. Ultrasound Obstet Gynecol. 29 (4), 401-406 (2007).
- Wu, X., et al. Glutamate-glutamine cycle and exchange in the placenta-fetus unit during late pregnancy. Amino Acids. 47 (1), 45-53 (2015).
- Tuckey, R. C. Progesterone synthesis by the human placenta. Placenta. 26 (4), 273-281 (2005).
- Simmons, M. A., Meschia, G., Makowski, E. L., Battaglia, F. C. Fetal metabolic response to maternal starvation. Pediatr Res. 8 (10), 830-836 (1974).
- Simmons, M. A., Jones, M. D., Battaglia, F. C., Meschia, G. Insulin effect on fetal glucose utilization. Pediatr Res. 12 (2), 90-92 (1978).
- Bujold, E., et al. Evidence supporting that the excess of the sVEGFR-1 concentration in maternal plasma in preeclampsia has a uterine origin. J Matern Fetal Neonatal Med. 18 (1), 9-16 (2005).
- Jansson, T., Aye, I. L., Goberdhan, D. C. The emerging role of mTORC1 signaling in placental nutrient-sensing. Placenta. 33, 23-29 (2012).
- Cetin, I. Placental transport of amino acids in normal and growth-restricted pregnancies. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 110, 50-54 (2003).
