Mô hình nghiên cứu chức năng cương dương trên thực nghiệm

Rối loạn cương dương là tình trạng suy giảm chức năng sinh dục gặp khá phổ biến và có xu hướng ngày càng tăng [42]. Việc xây dựng được các mô hình thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của thuốc đến chức năng cương dương là một bước cần thiết để phát triển các thuốc điều trị rối loạn cương dương.

1.3.2.1. Test cương trên động vật tỉnh

Động vật thực nghiệm được sử dụng trong test cương trên động vật tỉnh thường là thỏ hoặc chuột cống.

Test cương trên thỏ

Thỏ đực trưởng thành được nuôi ít nhất 7 ngày trong điều kiện phòng thí nghiệm trước khi làm nghiên cứu, sau đó thỏ được dùng thuốc thử. Giữ thỏ nhẹ nhàng trong phòng yên tĩnh, hạn chế tối đa mọi kích thích. Đo chiều dài dương vật (đoạn dương vật được lộ ra, không bị che bởi bao quy đầu) tại các thời điểm 5, 10, 15, 30, 50, 60, 90, và 120 phút sau khi dùng thuốc và tiếp tục theo dõi mỗi giờ sau đó cho đến khi hết thời gian nghiên cứu [43],[44].

Test cương trên chuột cống

Các test cương được áp dụng trên chuột cống bao gồm test cương không tiếp xúc, test cương gây ra bởi hóa chất, và test cương phản xạ [45].

Trong test cương không tiếp xúc, một buồng quan sát được chia thành hai nửa bởi một rào chắn có đục lỗ. Con đực được đặt ở một bên của buồng quan sát và con cái trong chu kỳ động dục được đặt ở buồng phía đối diện. Hàng rào chắn có vai trò ngăn cản sự tiếp xúc trực tiếp giữa con đực và con cái ở hai bên, nhưng cho phép

chuột vẫn có thể tiếp nhận các kích thích thính giác, thị giác và khứu giác. Việc quan sát hành vi được thực hiện trong 30 phút. Sự cương dương được xác định khi dương vật lộ ra khỏi bao quy đầu, kèm theo hành động cúi đầu về phía vùng sinh dục và hông chuyển động [45]. Các chỉ số nghiên cứu được ghi nhận là tổng số lần cương dương và thời gian xuất hiện cương dương lần đầu tiên [45],[46]. Tần suất cương không tiếp xúc được xem như là một chỉ số của hưng phấn tình dục. Test này được sử dụng để xác định các thuốc là tác nhân thúc đẩy quá trình cương dương, nghĩa là các thuốc này không có tác dụng khởi động quá trình cương nhưng có tác dụng tăng cường khả năng cương khi có mặt của các kích thích [46].

Với test cương gây ra bởi hóa chất, chuột cống đực được dùng thuốc thử, hoạt động cương dương sẽ được theo dõi trong một buồng quan sát không có mặt của con cái. Test này được áp dụng để xác định những thuốc có khả năng khởi phát quá trình cương, ví dụ như apomorphin, melanotan II (MT-II) và PT-141 [46]. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hiện tượng cương dương tự phát có thể xảy ra trên động vật thực nghiệm ngay cả với những tác động đơn giản như động tác giữ khi cho chuột uống thuốc, do đó cần phải có các biện pháp kiểm soát phù hợp với thời gian thử nghiệm [45],[46].

Để thực hiện test cương phản xạ, chuột cống đực được cố định trong một ống nhựa có đường kính 8 cm, dài 20 cm trong 5 phút để làm quen. Bộc lộ dương vật bằng cách co vỏ bao quy đầu và giữ bằng một vòng kim loại. Quan sát và ghi lại các đáp ứng phản xạ của dương vật, bao gồm các hiện tượng sung huyết quy đầu, cương gốc và đầu dương vật, mở đầu dương vật, và gập thân dương vật (quick/long flip).

Thời gian quan sát kéo dài 15 phút kể từ khi có đáp ứng đầu tiên [45].

1.3.2.2. Đo áp lực thể hang (Intracavernous pressure – ICP)

Các phương pháp đánh giá chức năng cương dương trên động vật tỉnh có nhược điểm là tính chính xác không cao do chịu ảnh hưởng nhiều bởi ngoại cảnh và chủ quan của người quan sát. Nhược điểm này có thể được khắc phục bằng cách đặt một catheter vào trong thể hang để đo áp lực thể hang của động vật thực nghiệm, và đây cũng là phương pháp đánh giá ảnh hưởng của thuốc thử đến chức năng cương

dương được áp dụng phổ biến hiện nay. Phương pháp này có thể được tiến hành trên động vật gây mê hoặc động vật tỉnh.

Đo ICP trên động vật gây mê

Phương pháp đo ICP này có thể được tiến hành trên chuột cống, chó, hoặc thỏ.

Động vật thực nghiệm được gây mê để phẫu thuật bộc lộ thể hang và đặt catheter vào trong để đo ICP, đồng thời một catheter khác cũng được đặt vào động mạch cảnh để đo huyết áp động mạch trung bình (MAP). Các catheter này đều được nối với một bộ chuyển đổi áp lực và hệ thống thu thập dữ liệu. Bằng cách kích thích vào thể hang hoặc kích thích vào thần kinh trung ương sẽ tạo nên những thay đổi trong ICP và MAP. Các kích thích được sử dụng có thể là kích thích điện hoặc kích thích trực tiếp bằng hóa chất thử. Tại thể hang, có thể tiến hành đưa hóa chất vào trong thể hang hoặc sử dụng dòng điện kích thích vào dây thần kinh hang hoặc đám rối chậu. Tại thần kinh trung ương, vùng bị kích thích điện hoặc tiêm hóa chất có thể là nhân cận não thất của vùng dưới đồi hoặc khu vực tiền thị giữa [45],[46].

Các chỉ số nghiên cứu được xác định bao gồm MAP, ICP, tỷ lệ ICP/MAP và thời gian xìu dương vật là thời gian tính từ lúc ngừng kích thích điện cho đến thời điểm duy trì được ICP cố định. Ưu điểm của phương pháp này là có thể ghi lại đồng thời sự thay đổi huyết động tại dương vật và toàn thân, bên cạnh đó, những thay đổi nhỏ trong đáp ứng của dương vật cũng có thể được quan sát [45],[46]. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là cần gây mê động vật, điều này có thể tác động đến đáp ứng sinh lý của dương vật và ảnh hưởng của các tác nhân dược lý đến hoạt động cương dương [45]. Vì vậy, thiết bị đo ICP từ xa đã được phát triển để ghi lại ICP và MAP trên động vật tỉnh.

Đo ICP trên động vật tỉnh

Trước khi dùng thuốc thử, chuột cống đực được gây mê và cấy bộ cảm biến theo dõi ICP từ xa vào trong thể hang. Sau thời gian nghỉ ngơi 7 ngày, tiến hành đo ICP mà không cần gây mê chuột trong các điều kiện hoạt động tự nhiên khi chuột tham gia một số test như test hành vi tình dục, test cương không tiếp xúc, test cương gây ra bởi hóa chất hay test cương phản xạ. Phương pháp này giảm thiểu tối đa những

tác động đến sinh lý cương dương và vai trò của thuốc thử trong đáp ứng cương, do vậy các số liệu được cung cấp sẽ mang tính xác thực và có giá trị cao hơn [45],[46].

1.3.2.3. Đo dòng máu chảy qua dương vật

Dùng siêu âm Doppler để đánh giá vi tuần hoàn dương vật nhằm xác định lưu lượng dòng máu chảy qua dương vật cùng với đặc tính mạch máu tại dương vật.

Động vật được gây mê khi tiến hành siêu âm. Khi bắt đầu thử nghiệm, vỏ bao dương vật sẽ được co lại, và sau 10 phút thích nghi với nhiệt độ phòng thí nghiệm, đầu dò của máy siêu âm sẽ được đặt ở vị trí lưng của dương vật. Lưu lượng dòng chảy tại dương vật sẽ được ghi lại trong thời gian 10 phút [47],[48]. Có thể sử dụng kết hợp phương pháp này với đo ICP bằng cách kích thích điện vào dây thần kinh hang, thuốc thử có tác dụng tăng cường chức năng cương dương khi làm tăng tốc độ dòng chảy trước và sau khi kích thích, và làm giảm tốc độ dòng chảy trong thời gian kích thích [49].

1.3.2.4. Nghiên cứu trên cơ trơn thể hang cô lập

Nghiên cứu này được thực hiện để tìm hiểu cơ chế tác dụng của thuốc trên cơ trơn thể hang. Động vật thường được sử dụng là thỏ hoặc chuột cống. Cô lập dải thể hang và đặt trong bình nuôi cơ quan cô lập có chứa các dung dịch nuôi thích hợp, có thể là dung dịch Krebs [50], dung dịch Krebs–Henseleit [51], hoặc dung dịch Krebs-bicarbonat [52], và được sục bằng hỗn hợp khí 95% O₂ và 5% CO₂. Các hoạt động co, giãn của cơ trơn thể hang được ghi lại dưới tác dụng của các hóa chất thử.

Thuốc làm giãn cơ trơn thể hang thường liên quan đến tác dụng làm tăng giải phóng NO từ nội mô mạch máu hoặc do ức chế enzym phosphodiesterase.

1.3.3. Mô hình nghiên cứu hành vi tình dục trên thực nghiệm