GRUNNLEGGENDE OG TRANSLASJONELL UROLOGI

Eksperimentell modell av menneskelig corpus cavernosum glatt muskelavslapping

Rommel P. RegadasI; Maria E. A. MoraesII; Francisco J. C. MesquitaI; Joao B. G. CerqueiraI; Lucio F. Gonzaga-SilvaI

IDepartment Of Surgery, School Of Medicine, Federal University of ceara, fortaleza, ceara, brasil
Iidepartment of pharmacology, SCHOOL OF MEDICINE, federal university of ceara, Fortaleza, ceara, brasil

Korrespondanse

Abstract

Formål: For å beskrive en teknikk for en bloc høsting av corpus cavernosum, cavernous arterie og urinrøret fra transplantasjon organdonorer og sammentrekning-avslapping eksperimenter med corpus cavernosum glatt muskulatur. Materialer Og Metoder: corpus cavernosum ble dissekert til festepunktet med crus penis. Et 3 cm segment (corpus cavernosum og urethra) ble isolert og plassert i iskald steril transportbuffer. Under forstørrelse ble den cavernøse arterien dissekert. Således ble 2 cm fragmenter av cavernøs arterie og corpus cavernosum oppnådd. Strimler som måler 3 x 3 x 8 mm3 ble deretter montert vertikalt i en isolert orgelbadanordning. Sammentrekninger ble målt isometrisk med En Narco-Biosystems force displacement transducer (modell F-60, Narco-Biosystems, Houston, TX, USA) og registrert på en 4-kanals Narco-Biosystems skrivebordsmodell polygraph.
Resultater: Fenylefrin (1µ) ble brukt til å indusere toniske sammentrekninger i corpus cavernosum (3 – 5 g spenning) og cavernøs arterie (0,5 – 1 g spenning) til de nådde et platå. Etter prekontraksjon ble glatte muskelavslappende midler brukt til å produsere relakseringskurver (10-12m til 10-4 M). Natriumnitroprussid ble brukt som en avslapningskontroll. konklusjon: høstteknikken og glatt muskelkontraksjon-avslapningsmodellen beskrevet i denne studien viste seg å være nyttige instrumenter i søket etter nye stoffer for behandling av menneskelig erektil dysfunksjon.

Nøkkelord: penis; cavernous arterie; penis ereksjon; eksperimentell; erektil dysfunksjon

INNLEDNING

Erektil dysfunksjon (ED) påvirker ca 150 millioner mennesker over hele verden. Utbredelsen AV ED I Brasil er høy: MER enn 40% Av Brasilianske menn mellom 40 og 70 år lider AV ED og mer enn en million nye tilfeller registreres årlig 1,2.selv om fosfodiesterase type-5 (PDE-5) – hemmere har revolusjonert behandlingen av erektil dysfunksjon, har mange pasienter, for det meste de med endotelial dysfunksjon (56% av tilfellene), ikke nytte av denne form for terapi 3.

for tiden utføres mange studier ved bruk av nitrogenoksid (NO) donorer, guanylylcyklaseaktivatorer (både oppløselige intracellulære og membranbundne isoformer), ionkanalagonister og RhoA-kinasehemmere for å formulere nye legemidler med forskjellige virkningsmekanismer for å behandle denne pasientpopulasjonen 4,5.de aller fleste av disse studiene benytter rotte og kanin corpus cavernosum på grunn av vanskeligheter med å skaffe prøver av humant vev 5-7. Ved Vår Urologitjeneste har eksperimentelle STUDIER på ED pågått siden 2004 ved bruk av humant corpus cavernosumvev fra organdonorer.

formålet med denne studien var å gi en detaljert beskrivelse av teknikken som brukes for en bloc høsting av corpus cavernosum, cavernous arterie og urinrøret av transplantasjon organdonorer og metodene som brukes i sammentrekning-avslapping eksperimenter med corpus cavernosum glatt muskulatur.

MATERIALER og METODER

alle studieprotokoller ble tidligere godkjent av Human Subjects Research Ethics Committee Ved Federal University Of Ceará og Av National Research Ethics Committee ved Det Brasilianske Helsedepartementet.

etter autorisasjon fra familien ble humant corpus cavernosum hentet fra kadaverdonorer (< 40 år) under operasjon for organtransplantasjon.

etter fjerning av hjerte, lever og nyrer og gjennom samme snitt (xiphoid pubic), var corpus cavernosum plassert over pubic symphysis ved digital hypodermisk tilnærming. Corpus cavernosum ble dissekert til festepunktet med ischiopubic ramus (crus penis) (Figur-1).

et 3 cm segment inkludert corpus cavernosum og urinrøret ble isolert en blokk (Figur-2). Ingen ytterligere ytre snitt ble gjort ved slutten av prosedyren. Deretter ble vevene plassert i iskald steril transportbuffer (Collins-løsning) og behandlet innen 1 time etter innsamling.

prøvene ble behandlet under stereoskopisk forstørrelse. Hele cavernøse arterien i midten av corpus cavernosum ble dissekert og isolert fra det omkringliggende cavernøse vevet(Figur-3). Deretter ble cavernøse vev skilt fra bindevev og tunica albuginea. Således ble 2 cm fragmenter av hver cavernøs arterie og corpus cavernosum oppnådd.

corpus cavernosum-fragmentene ble kuttet i strimler som måler omtrent 3 x 3 x 8 mm3 og montert vertikalt under 1g hvilespenning. Den cavernøse arterien ble kuttet i 5 mm ringer og montert horisontalt under 0,2 g hvilespenning. Vevet ble opprettholdt i 5 mL organkamre inneholdende Krebs-Henseleit medium sammensatt av 114,6 mM Nacl, 4,96 mM KCl, 1,3 mM MgSO4, 2,0 mM CaCl2, 1,23 mM NaH2PO4, 25 mM nahco3 og 3,6 mM glukose, beriket med 10 µ guanetidin og 10 µ indometacin (pH 7,4, 37ºc, gasset med 5% CO2 og 95% O2).

vevene fikk lov til å balansere i 90 min med vask ved 15 min intervaller. Spenningen ble målt av en isometrisk transduser (F-60 Narco-Biosystems koblet til en 4-kanals skrivebordsmodell polygraph) (Figur-4).

en mikromolfenylefrin ble tilsatt til badene for å oppnå 60-70% submaximale glatte muskelkontraksjoner. Deretter ble konsentrasjons-responskurver (10-8M til 10-2 M) til glatte muskelavslappende midler eller natriumnitroprussid (SNP), en nitrogenoksiddonor, plottet for å sjekke for endotelfunksjonell integritet.

RESULTATER

Fenylefrin (1µ) ble brukt til å indusere toniske sammentrekninger i corpus cavernosum (3-5g spenning) og cavernous arterie (0,5 – 1g spenning) til de nådde et platå. Etter prekontraksjon ble glatte muskelavslappende midler brukt til å produsere relakseringskurver (10-12m til 10-4 M). SNP ble brukt som en avslapning kontroll.En rekke kjemiske stoffer har blitt brukt i vårt laboratorium for å indusere glatt muskelavslapping, inkludert ruc13, en nitrogenoksiddonor. Det beroliger fullstendig den menneskelige corpus cavernosum og cavernous arterien og oppnår En Emax på 100% og EN EC50 PÅ 6,4 ± 0,14 (Figur-5).Ved å Bruke preparater av corpus cavernosum med intakt endotel fra humane donorer under 40 år uten tidligere erektil dysfunksjon eller kardiovaskulære risikofaktorer (f.eks. diabetes, hypertensjon og dyslipidemier), viste denne fysio-farmakologiske modellen seg å være et attraktivt instrument i søket etter nye legemidler for behandling av menneskelig erektil dysfunksjon.

PDE-5-hemmere har revolusjonert behandlingen av erektil dysfunksjon. Men mange PASIENTER med ED også lider av endotelial dysfunksjon (56%) og er derfor ikke svarer til denne klassen av narkotika 3.

endotelial dysfunksjon observeres ofte hos pasienter med comorbiditeter som arteriell hypertensjon og diabetes mellitus. Det er preget av en mangel i den endogene produksjonen AV no 8.i sann ED, diabetes, hypertensjon og dyslipidemi (komponenter i metabolsk syndrom) har en tendens til å være forbundet med endotelial dysfunksjon. ED har også blitt rapportert å være en markør for kardiovaskulær arteriell sykdom 9.

søket etter nye legemidler som kan øke tilgjengeligheten av endogent NO har vært en betydelig utfordring. Flere eksperimentelle modeller har blitt brukt de siste tiårene basert på rotte, kanin og human corpus cavernosum 6,7,10,11.ved bruk av corpus cavernosum in vivo og annet vev (f.eks. blodplater) fra arter som rotter, kaniner og mennesker, Peng Wang et al. 12 konkluderte med at, til tross for lignende kinetikk og enzymatiske egenskaper, har Forskjellige Pde forskjellige sensitiviteter for inhibitorer. Dette bør tas i betraktning når du arbeider med eksperimentelle modeller av denne typen.vår eksperimentelle modell benyttet sunt corpus cavernosum vev fra unge kadaver donorer drept av traumer eller slag for å minimere bekymringen for forvrengning av resultater forårsaket av prøvevev av dårlig tilstand.

i kontrast, i en studie ved hjelp av en lignende human corpus cavernosum modell for evaluering av effekten av sildenafil på enzymatisk pde hemming og påfølgende glatt muskelavslapning, ble det tatt prøver fra pasienter med ED under kirurgi for penile protese implantasjon, så det synes sannsynlig at i dette tilfellet de fleste av fagene presentert endotelskade til en viss grad 6.

En annen bekymring i dette forskningsområdet er tilgjengeligheten av vev for å utføre forsøkene. I Ceará utføres åtte organtransplantasjoner hver måned, noe som gjør det mulig å fullføre studier uten store avbrudd.

Seidler et al. 4 arbeidet med en lignende modell ved hjelp av corpus cavernosum donert av pasienter som gjennomgår kjønnsskifte kirurgi som behandling for transseksualisme og kjønnsidentitetsforstyrrelse. Til tross for vevets gode tilstand begrenser det lille antallet menn som sender til denne typen prosedyre muligheten for å samle tilstrekkelig vev til eksperimentelt arbeid.denne artikkelen presenterer en omfattende modell for høsting av humant corpus cavernosum vev og for å utføre eksperimenter med glatt muskelavslapping in vivo. Sunn menneskelig corpus cavernosum fjernes fra kadaverdonorer og underkastes eksperimenter i isolerte bad. Teknikken gjør det mulig å dissekere og isolere corpus cavernosum, cavernous arterie og urinrør.betydningen av teknikken ligger i at den gjør det mulig å teste en rekke nye legemidler, inkludert stabile no-donorer, guanylylcyklaseaktivatorer og RhoA-kinasehemmere, på glatt muskel corpus cavernosum, penile arterier og urinrør 7,12-15.

KONKLUSJON

denne eksperimentelle modellen innebærer disseksjon, høsting, isolasjon og bevaring av den menneskelige corpus cavernosum, cavernous arterie og urinrøret under ideelle forhold sammen med de medfølgende fysio-farmakologiske studier. Gjennomførbarhet og reproduserbarhet av modellen gjør det til et attraktivt instrument i søket etter nye stoffer for behandling av menneskelig erektil dysfunksjon.

INTERESSEKONFLIKT

ingen erklært.

1. Moreira ED Jr, Bestane WJ, Bartolo EB, Fittipaldi JA: Utbredelse og determinanter av erektil dysfunksjon I Santos, sørøst-Brasil. Sao Paulo Med J. 2002; 120: 49-54.

2. Moreira ED Jr, Lisboa Lô CF, Villa M, Nicolosi A, Glasser DB: Prevalens og korrelater av erektil dysfunksjon I Salvador, nordøstlige Brasil: en populasjonsbasert studie. Int J Impot Res. 2002; 14 (Suppl 2): S3-9.

3. Feldman HA, Goldstein I, Hatzichristou DG, Krane RJ, McKinlay JB: Impotens og dens medisinske og psykososiale korrelater: resultater Av Massachusetts Male Aging Study. J Urol. 1994; 151: 54-61.

4. Seidler M, Uckert S, Waldkirch E, Stief CG, Oelke M, Tsikas D, et al.: In vitro effekter av en ny klasse av nitrogenoksid (NO) donerende forbindelser på isolert humant erektilvev. Eur Urol. 2002; 42: 523-8.

5. Lfg, Wieraszko AY, El-Sherif, Clarke MJ: D-trans-labilisering Av Nitrogenoksid i Ru-II-Komplekser Ved C-bundet Imidazoler. Inorg-Chim Acta 2001; 312: 15-22.

6. Ballard SA, Gingell Cj, Tang K, Turner LA, Price ME, Naylor AM: effekter av sildenafil på avslapning av humant corpus cavernosum vev in vitro og på aktivitetene av sykliske nukleotidfosfodiesterase isozymer. J Urol. 1998; 159: 2164-71.

7. Prieto D, Rivera L, Recio P, Rubio JL, Hern@ndez M, Garcupuna-Sakristusá A: rolle nitrogenoksid i avslapning fremkalt av sildenafil i penile resistens arterier. J Urol. 2006; 175: 1164-70.

8. Rendell MS, Rajfer J, Wicker PA, Smith MD: Sildenafil For behandling av erektil dysfunksjon hos menn med diabetes: en randomisert kontrollert studie. Sildenafil Diabetes Study Group. JAMA. 1999; 281: 421-6.

9. Palumbo PJ: Metabolske risikofaktorer, endotelial dysfunksjon og erektil dysfunksjon hos menn med diabetes. Er J Med Sci. 2007; 334: 466-80.

10. Thompson CS, Mumtaz FH, Khan MA, Wallis RM, Mikhailidis DP, Morgan RJ, Et al.: Effekten av sildenafil på glatt muskelavslapping i corpus cavernosal og syklisk gmp-dannelse hos diabetisk kanin. Eur J Pharmacol. 2001; 425: 57-64.

11. Angulo J, Cuevas P, Moncada I, Martí-Morales A, Allona A, Ferná A, et al.: Begrunnelse for kombinasjonen AV PGE (1) og s-nitroso-glutation for å indusere avslapning av menneskelig penis glatt muskel. J Pharmacol Exp Ther. 2000; 295: 586-93.

12. Wang P, Wu P, Myers Jg, Stamford A, Egan RW, Billah MM: Karakterisering av menneske, hund og kanin corpus cavernosum type 5 fosfodiesteraser. Livet Sci. 2001; 68: 1977-87.

13. Martinez AC, Garcupuna-Sakristusá A, Rivera L, Benedito S: Bifasisk respons på histamin i kaninpenil dorsal arterie. J Cardiovasc Pharmacol. 2000; 36: 737-43.

14. Matsumoto A, Morita T, Kondo S: Alfa-adrenoceptormediert penis ereksjon hos hunder: in vivo og in vitro observasjoner. J Glatt Muskel Res. 2000; 36: 169-79.

15. Andersson KE, Gratzke C: Farmakologi av alfa1-adrenoseptorantagonister i nedre urinveier og sentralnervesystemet. Nat Clin Pract Urol. 2007; 4: 368-78.

Korrespondanse til
Dr. Rommel Prata Regadas
Dr. Ratisbona, 208, Fatima
Fortaleza, Ceará, 60411-220, Brasil
Faks: + 55 85 3366-8064
E-post: [email protected]

Akseptert etter revisjon: 20. januar 2010

REDAKSJONELL KOMMENTAR

Penis ereksjon er en kompleks nevrovaskulær hendelse som er avhengig av vasodilatasjon av erektilvev på grunn av neuronal og endotelial avledet nitrogenoksid (NO) utgitt ved aktivering av parasympatiske nerver på seksuell stimulering av den cavernøse endotelforingen 1.

denne seksuelle stimulansen fører til at blodet strømmer inn i corpus cavernosum, og den påfølgende penile stivheten opprettholdes ved hjelp av en venookklusiv mekanisme.

dette aktiveres av den spesielle mikroarkitekturen til corpus cavernosum, som samtykker i et sofistikert hemodynamisk system.

ellers spiller tunica albuginea en nøkkelrolle i erektilfunksjonen.

å være rik på elastiske fibre er det i stand til å motstå overstretching av corpus ved økte nivåer av intracavernous press, komprimere trans-albugineal effluent årer, samt å gi på uuttømmelig beskyttende struktur til arteriole og til intracavernous nerver.

denne funksjonen er mulig på grunn av sin struktur laget av kollagenfibre forbundet med elastiske fiberbroer 2,3

derfor er det svært viktig å beholde sin integritet for å opprettholde sin grunnleggende rolle i erektilmekanismen.

tilstedeværelsen av strukturelle forstyrrelser som en overdreven kollagenavsetning gir opphav til dannelsen av en plakk, fibrotisk først og deretter kalsifisert, som det kan finnes I Peyronies sykdom.

Videre er det en signifikant reduksjon av elastisk fiberkonsentrasjon også hos disse pasientene som er berørt av induration penis plastica 4.

Lignende endring ble funnet hos pasienter som gjennomgikk radikal prostatektomi, hvor trabekulære elastiske fibre og glatte muskelfibre ble redusert og kollageninnholdet økte signifikant 5.

som alder fremmer gonadale steroidhormoner, og spesielt testosteronproduksjonen minker 6, nerveledningen bremser og effektiviteten av den vaskulære mikrosirkulasjonen av penis reduseres.Androgener er avgjørende for utvikling, vekst og modning av erektilvev, som virker på hemostatis i corpora cavernosum, regulerer veksten av glatt muskel og proteinsyntese av bindevevet.

derfor kan en reduksjon i produksjonen gi opphav til bryteren fra elastiske fibre til kollagenfibre, som er grunnlaget for kavernosal fibrose 7,8.Nylige studier har vist at testosteron også regulerer ekspresjonen av fosfodiesterase type 5 (PDE5) 9.det er kjent at erektil dysfunksjon (ED) påvirker 150 millioner mennesker over hele verden.Inntil for få år siden ble det antatt at 90% AV ED hadde en psykogenetisk etiologi.Videre har ytterligere nevrofysiologiske, hemodynamiske og farmakologiske studier hjulpet oss til å forstå bedre den komplekse biokjemiske og mikro-anatomiske mekanismen for erektilfunksjonen, og viser oss at 50% AV ED har en organisk etiologi 10.på den annen side kan selv psykogenetisk ED være konsekvensen av en økning av adrenerg stimulering og ha seg en organisk opprinnelse 11.

de siste 20 årene har vært vitne til bemerkelsesverdige endringer i BEHANDLINGEN AV ED.fremveksten OG suksessen TIL PDE5-hemmere som effektiv terapi for erektil dysfunksjon er bemerkelsesverdig med tanke på hensikten bak utviklingen av den opprinnelige forbindelsen: opprinnelig utformet som et antianginal middel, ble det raskt klart at den første PDE5-inhibitoren på markedet, sildenafil, viste erektogenese som en bivirkning, og stoffet ble snart anerkjent som en potensiell revolusjonerende behandling for ED.

videre har sildenafil vist seg å forhindre progresjon av fibrose i corpus cavernosum hos prostatektomiserte pasienter. Dens effekt ser ut til å skyldes en anti-proliferativ effekt som utøves på fibroblaster 12.Det er kjent AT pde-5-hemmere har revolusjonert behandlingen av erektil dysfunksjon og forandret livet til millioner mennesker over hele verden.

men det er fortsatt en høy andel av PASIENTER MED ED som også påvirkes av endotelial dysfunksjon (56%) og deretter de ikke svarer til denne klassen av narkotika 13.

SELV om det allerede er grundig studert, FORTSETTER ingen givere å være et viktig tema når DET gjelder ED.Mange studier har blitt utført FOR å finne nye no-donorer eller nye guanylylcyklaseaktivatorer for å prøve å finne nye stoffer for å behandle disse pasientene som ikke responderer PÅ PDE – 5-hemmere 14.det nåværende arbeidet viser oss en modell for høsting av humant corpus cavernosum vev og for å lage glatte muskelavslappingsforsøk in vivo.den sunne corpus cavernosum tatt fra unge kadaverdonorer drept av traumer eller slag gir vev i god stand.

i litteraturen har vi ikke funnet en lignende tilnærming på grunn av vanskeligheten med å skaffe prøver av humant vev.med denne teknikken er det mulig å teste nye stoffer, som ingen donorer, guanylylcyklaseaktivatorer og RohA-Kinasehemmere på humant glatt muskelvev in vivo, heller enn å bruke corpus cavernosum in vivo fra dyr som rotter eller kaniner som Det Har blitt utført Av Pen Wang et al. 15.Endelig kan denne høstteknikken og glatt muskelkontraksjon-avslapningsmodell være et veldig nyttig instrument for å hjelpe oss med å finne nye stoffer for å behandle ED.

1. Andersson KE, Wagner G: Fysiologi av penis ereksjon. Physiol Rev. 1995; 75: 191-236.

2. Iacono F, Barra S, De Rosa G, Boscaino A, Lotti T: Mikrostrukturelle lidelser av tunica albuginea hos pasienter rammet av impotens. Eur Urol. 1994; 26: 233-9.

3. Iacono F, Barra S, Lotti T: Elastisk fiber konsentrasjon i tunica albuginea av corpora cavernosa og nattlig tumescence overvåking. Int J Impot Res. 1995; 7: 63-70.

4. Iacono F, Barra S, De Rosa G, Boscaino A, Lotti T: Mikrostrukturelle lidelser av tunica albuginea hos pasienter rammet Av Peyronies sykdom med eller uten ereksjonsdysfunksjon. J Urol. 1993; 150: 1806-9.

5. Iacono F, Giannella R, Somma P, Manno G, Fusco F, Mirone V: Histologiske endringer i kavernøst vev etter radikal prostatektomi. J Urol. 2005; 173: 1673-6.

6. Traish A, Kim N: androgenens fysiologiske rolle i penis ereksjon: regulering av corpus cavernosum struktur og funksjon. J Sex Med. 2005; 2: 759-70.

7. Traish AM, Guay PÅ: er androgener kritisk for penis ereksjon hos mennesker? Undersøke kliniske og prekliniske bevis. J Sex Med. 2006; 3: 382-404; diskusjon 404-7.

8. Park K, Seo JJ, Kang HK, Ryu Sb, Kim HJ, Jeong Gw: et nytt potensial for blodoksygeneringsnivå avhengig (FET) funksjonell MR for evaluering av cerebrale sentre for penis ereksjon. Int J Impot Res. 2001; 13: 73-81.

9. Morelli A, Filippi S, Mancina R, Luconi M, Vignozzi L, Marini M, et al. Androgener regulerer fosfodiesterase type 5-uttrykk og funksjonell aktivitet i corpora cavernosa. Endokrinologi. 2004; 145: 2253-63. Erratum i: Endokrinologi. 2004; 145: 3152.

10. Kaiser FE: Erektil dysfunksjon i den aldrende mannen. Med Clin North Am. 1999; 83: 1267-78.

11. Iacono F, Barra S, Lotti T: Evaluering av penile dype arterier i psykogen impotens ved hjelp av tosidig ultralyd. J Urol. 1993; 149: 1262-4.

12. Iacono F, Prezioso D, Somma P, Chierchia S, Galasso R, Micheli P: Histopatologisk påvist forebygging av post-prostatektomi kavernøs fibrose med sildenafil. Urol Int. 2008; 80: 249-52.

13. Feldman HA, Goldstein I, Hatzichristou DG, Krane RJ, McKinlay JB: Impotens og Dens medisinske og psykososiale korrelater: Resultater Av Massachusetts Male Aging Study. J Urol. 1994; 151: 54-61.

14. Seidler M, Uckert S, Waldkirch E, Stief CG, Oelke M, Tsikas D, et al.: In vitro effekter av en ny klasse av nitrogenoksid (NO) donerende forbindelser på isolert humant erektilvev. Eur Urol. 2002; 42: 523-8.

15. Wang P, Wu P, Myers Jg, Stamford A, Egan RW, Billah MM: Karakterisering av menneske, hund og kanin corpus cavernosum type 5 fosfodiesteraser. Livet Sci. 2001; 68: 1977-87.