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Articles by Naomi C. Chesler in JoVE
JoVE General
Caracterización de los aislados y ventilados, y pulmón de ratón instrumentado perfundidos con flujo pulsátil
Department of Biomedical Engineering, University of Wisconsin – Madison
El protocolo siguiente se describe el proceso de aislamiento, ventilación e instrumentación de los pulmones del ratón para medir constante o pulsátil vascular pulmonar de presión-flujo relaciones con el fin de cuantificar los efectos del flujo sanguíneo, el flujo de aire, los cambios en las vías respiratorias y los cambios vasculares en la poscarga del ventrículo derecho.
Other articles by Naomi C. Chesler on PubMed
Efectos De La Isquemia Y La Actividad Miogénica En Las Propiedades Mecánicas Activas Y Pasivas De Las Arterias Cerebral De Rata
Pasivo (papaverina inducido) y activa (la presión espontánea inducida) propiedades biomecánicas de los isquémicos y no isquémicos de ratas las arterias cerebrales medias (MCAS) se estudió bajo condiciones de presión in vitro. MCM de control isquémicos (1 h de la oclusión), contralateral y operación simulada, se aislaron de ratas Wistar macho (n = 22) y se presuriza con un sistema de control permite que la arteriografía de la presión transmural (PTM) y la medición del diámetro de la luz y el espesor de la pared . Tres parámetros de rigidez mecánica computarizada fueron: rigidez total pasivo (beta), que dependen de la presión de los cambios de módulo (E (inc, p)), y células del músculo liso (SMC) dependientes de la actividad (cambios en E (inc, a)). La versión beta del valor de los buques isquémicos fue mayor en comparación con los vasos falsos (13,9 + / - 1.7 vs 9.1 + / - 1,4, P <0,05), lo que indica posible a corto plazo debido a la remodelación de la isquemia. E (inc, p) aumenta con la presión en los vasos pasivos (P <0,05), pero se mantuvo relativamente constante en los buques activos para todos los tipos de buques, lo que indica que la actividad inducida por la presión SMC contráctil (es decir, la reactividad miogénica) en las arterias cerebrales conduce a la el mantenimiento de un módulo de elasticidad constante dentro del intervalo de presión autorregulador. E (Inc., una) aumentó con la presión para todas las condiciones, lo que significa que los cambios en la rigidez están influenciados por la actividad de SMC y el tono vascular.
Deposición De Partículas En Las Arterias Ex Vivo: Efectos De La Presión, Caudal, Y De Forma De Onda
El objetivo de este estudio fue cuantificar el efecto de las perturbaciones hemodinámicas presión, flujo y forma de onda en la deposición de proteínas de tamaño de partículas en las arterias carótidas porcino ex vivo. Un sistema in vivo perfusión ex se utiliza para controlar la presión y el medio ambiente de flujo para el tejido extirpado arterial. Confocal de imágenes de microscopía láser reveló que 200 nm partículas se depositaron intimally y que más esferas eran evidentes a lo largo de los vasos perfundidos en condiciones de forma de onda oscilatoria que todos los demás. Bajo todas las condiciones de presión, flujo y forma de onda, las partículas fueron excluidos de la media y adventicia de la pared del vaso. Los datos de flujo estacionario apoyar el uso de la Ley de Darcy con la presión dependiente de la permeabilidad hidráulica de los tejidos modelo arterial.
Propiedades Mecánicas De Las Arterias Cerebral De Rata Media Con Y Sin El Tono Miogénico
El espesor de diámetro interior y la pared de las arterias cerebrales de rata media (MCA) se midieron in vitro en tanto una presión inducida, estado myogenically-activo y un inducido por fármacos, estado pasivo para cuantificar el comportamiento mecánico activa y pasiva. Parámetros de elasticidad de la literatura (rigidez derivada de una exponencial relación presión-diámetro, beta y elasticidad en respuesta a un incremento en la presión, Einc-p) y un parámetro de elasticidad novedosa en respuesta a células de músculo liso (SMC) de activación, Einc- una, se calcularon. beta para todos los MCM pasivos fue de 9,11 + / - 1,07, pero no pudo ser calculado para los buques activos. La rigidez progresiva aumentó significativamente con la presión en los vasos pasivos; Einc-p (10 (6) dinas/cm2) aumentó de 5,6 + / - 0,5 a 75 mm Hg a 14,7 + / - 2,4 a 125 mm Hg (p <0,05). En los buques activos, Einc-p (10 (6) dinas/cm2) se mantuvo relativamente constante (5,5 + / - 2,4 a 75 mm Hg y 6.2 + / - 1,0 a 125 mm Hg). Einc-a (10 (6) dinas/cm2) aumentó significativamente con la presión (de 15,1 + / - 2,3 a 75 mm Hg a 49,4 + / - 12,6 a 125 mmHg, p <0,001), lo que indica una mayor contribución de la actividad de SMC para buques la rigidez de la pared a presiones más altas.
Las Mediciones De La Biomecánica Del Ratón La Arteria Pulmonar
Técnicas robustas para la caracterización de las propiedades biomecánicas de las arterias pulmonares de ratón permitirá interesantes a nivel de genes hipótesis acerca de la enfermedad vascular pulmonar para ser probado en animales genéticamente modificados. En este artículo presentamos las primeras mediciones de las propiedades biomecánicas de las arterias pulmonares de ratones.
Aspectos Vinculados Mecánico Y Biológico De Remodelación En Las Arterias Pulmonares De Ratón Con La Hipoxia Inducida Por La Hipertensión
Insuficiencia cardíaca derecha por hipertensión pulmonar, causa importante de morbilidad y mortalidad. Para el estudio de los vinculados a los cambios vasculares mecánicas y biológicas que son inducidos por la hipertensión pulmonar, mecánica probada aisladas que dejan las principales arterias pulmonares de los ratones expuestos a la hipoxia hipobárica crónica y realizado ensayos histológicos en los buques contralateral. En las pruebas de los vasos aislados, los buques de hipoxia estira menos en respuesta a la presión que los controles en todos los niveles de presión. Dada la corta longitud y de gran diámetro de la arteria pulmonar, la tangente módulo de Young no puede medirse, en su lugar, un módulo elástico eficaces se calculó que aumentó significativamente con la hipoxia [(280 kPa (SD 53) y 296 kPa (SD 50) para 10 y 15 días, respectivamente, frente a 222 kPa (SD 35) para el control, p <0,02)]. Los buques de hipoxia también tenían altos coeficientes de amortiguamiento [(0,063 (SD 0,017) y 0,054 (SD 0,014) para 10 y 15 días, respectivamente, frente a 0.033 (SD 0.016) para el control, p <0,002)], lo que indica aumento de la disipación de energía. El aumento de la rigidez con la hipoxia correlacionado con un aumento en el grosor de colágeno (colágeno por ciento multiplicado por el espesor de pared), así como la suma de la elastina y el colágeno espesores medido histológicamente en la pared de la arteria. Estos resultados ponen de manifiesto los cambios mecanobiológica en la vasculatura pulmonar que se producen en respuesta a la hipoxia inducida por la hipertensión pulmonar. Por otra parte, muestran importantes cambios vasculares mecánicos y biológicos que aumentan la impedancia vascular pulmonar, que conduce a insuficiencia cardíaca derecha.
El Mecanobiología De La Remodelación Vascular Pulmonar En La Ausencia Congénita De ENOS
La hipertensión pulmonar primaria es una enfermedad rara pero mortal. Los pulmones extraídos de pacientes con HPP son deficientes en óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS), lo que hace el ratón eNOS nulo un modelo potencialmente útil de la enfermedad. Para comprender mejor la progresión de la remodelación vascular pulmonar en la ausencia congénita de la eNOS, que induce la hipertensión pulmonar en la eNOS nulo ratones utilizando la hipoxia hipobárica, a continuación, cuantificar la estructura y función de las grandes arterias en los vasos contralaterales. En particular, para evaluar la estructura se cuantificó el diámetro, espesor de la pared, y el colágeno, la elastina y el contenido de células musculares lisas, para cuantificar la función que realiza las pruebas de presión-diámetro. Después de la remodelación, las arterias pulmonares se había incrementado la pared, el colágeno y la elastina espesores comparación con los controles (P <0,05). Las arterias pulmonares remodeladas también había aumentado módulos de elasticidad a las cepas de alta y baja en comparación con los controles (P <0,05). Los aumentos en los módulos de baja tensión y alta correlación con el aumento de la elastina y el colágeno de espesor, respectivamente (P <0,05). Estos resultados proporcionan una idea de la mecanobiología de la remodelación vascular pulmonar en la ausencia congénita de la eNOS, y la naturaleza, junto a estos cambios.
La Resistencia Vascular Pulmonar Y La Impedancia En Los Pulmones Del Ratón Aislados: Efectos De La Embolia Pulmonar
Para estudiar pulsátiles de presión-flujo en el tipo de relaciones intacta la red vascular pulmonar de los ratones, hemos desarrollado un protocolo para la medición de la resistencia vascular pulmonar y la impedancia en el aislado y ventilado, y los pulmones perfundidos de ratón. Se utilizó una embolia pulmonar para validar el efecto de la obstrucción vascular en la resistencia y la impedancia. Arteria pulmonar principal y la izquierda presiones auriculares y la tasa de flujo vascular pulmonar se midieron en condiciones estables y pulsátil en los pulmones de ratones C57BL/6J (n = 6) antes y después de dos inyecciones con 25 micras de diámetro microesferas (un millón por infusión). Después de que las embolizaciones primeros y segundos, la presión arterial pulmonar aumentó aproximadamente dos veces y tres y un medio veces, respectivamente, en comparación con el valor inicial, a un caudal constante de 1 ml / min (p <0,05). La resistencia vascular pulmonar y 0 Hz Impedancia también aumentó después de las embolizaciones primera y la segunda para todos los caudales de prueba (P <0,05). Dependientes de la frecuencia de las características del espectro de impedancia vascular pulmonar son indicativos de cambios en los principales sitios de reflexión pulmonares vasculares con embolización. Nuestros resultados demuestran que la presión arterial pulmonar, la resistencia y la magnitud de la impedancia se mide en esta configuración pulmonar aislada, cambió de manera consistente con los estudios in vivo en animales de mayor tamaño y los seres humanos y demostrar la utilidad de las cepas aisladas, ventiladas y pulmón de ratón perfundidos para la investigación constante y pulsátil de presión-flujo relaciones de cambio.
Un Método Para La Caracterización Del Sistema Dinámico Usando La Resistencia Hidráulica De La Serie
La presión necesaria para conducir el flujo a través de un dispositivo de microfluidos es una característica importante de dicho dispositivo. Se presenta un método para medir la velocidad de flujo a través de componentes y sistemas de microfluidos, incluyendo microbombas y microválvulas. La plataforma de medición se compone de dos sensores de presión y un tubo de vidrio, que proporciona resistencia en serie. El principio de la medición es el equivalente de fluido dinámico de la ley de Ohm, que define la relación entre corriente, resistencia, y el voltaje que son análogos a velocidad de flujo, resistencia hidráulica, y la caída de presión, respectivamente. Una vez que la resistencia en serie se sabe, es posible calcular la velocidad de flujo a través de un dispositivo basado en la presión solo. Además, las características del sistema dinámico del dispositivo de resistencia y capacitancia-puede ser calculado. Las ventajas de este método son su configuración simple, la capacidad de medir con precisión el caudal de la presión más fácil de medir, y la capacidad de predecir la respuesta dinámica de dispositivos de microfluidos.
Remodelado Vascular Pulmonar En Pulmones De Los Ratones Aislados: Efectos Sobre El Flujo Pulsátil De Presión Relaciones
Hipoxia crónica produce vasoconstricción pulmonar e hipertensión pulmonar, que conducen a la remodelación vascular pulmonar y la hipertrofia ventricular derecha. Para determinar los efectos de la hipoxia inducida por el remodelado vascular pulmonar en la impedancia vascular pulmonar, que es la poscarga del ventrículo derecho, se exponen ratones C57BL6 a 0 (control), 10 y 15 días después de la hipoxia hipobárica (n = 6, cada uno) y se mide pulmonar la resistencia vascular (PVR) y ex vivo de la impedancia. La hipoxia crónica condujo a un aumento de la presión arterial pulmonar para caudales de entre 1 y 5ml/min (P <0,01), y el aumento de PVR, 0-Hz impedancia vascular pulmonar y el índice de reflexión de la onda (P <0,05), así como una más negativa ángulo de fase de impedancia para las frecuencias bajas (P <0,05). Los aumentos en la resistencia y la impedancia 0-Hz correlacionado con muscularización aumento de las pequeñas arteriolas medidos con técnicas de inmunohistoquímica cuantitativa (P <0,01). Los aumentos en la reflexión de la onda y la disminución en el ángulo de fase se deben probablemente a una mayor rigidez arterial proximal. Estos resultados confirman que la hipoxia crónica causa cambios significativos en las constantes y de presión-flujo pulsátil de las relaciones en los pulmones del ratón y lo hace a través de la remodelación estructural. También proporcionan datos importantes de referencia para los experimentos con ratones genéticamente modificados, con el que los mecanismos moleculares de la remodelación vascular pulmonar puede ser investigado.
El Colágeno-gen Y La Proteína Relacionada Con Los Cambios De Expresión En El Pulmón En Respuesta a La Hipoxia Crónica
La acumulación de colágeno vascular, probablemente contribuye a aumentar y la impedancia de la vía aérea en la hipoxia inducida por la hipertensión pulmonar (HPH). El colágeno existe en varios subtipos y se puede acumular a través de aumento de la síntesis o degradación disminuida. Para entender mejor las contribuciones individuales de fibrilar (FB) y la membrana basal (BM), el colágeno, las metaloproteinasas de matriz (MMP) y los inhibidores tisulares de las MMP (TIMP) a vascular pulmonar y la remodelación de las vías respiratorias en HPH, que investigó los cambios temporales en los genes y proteínas expresión en los pulmones de ratones expuestos a la hipoxia por día 0, 3, 6, 10 y 15. El cambio más grande y más temprana en la expresión génica fue de tipo I colágeno FB, que se incrementó significativamente en los niveles de control a los 6, 10 y 15 días después de la hipoxia (p <0,05). Tipo III y tipo IV FB BM colágeno se incrementaron a 10 y 15 días de la hipoxia (p <0,05); niveles de MMP y TIMP expresión génica fueron generalmente más altos, pero a veces inferiores a los niveles de control en varios puntos de tiempo. El contenido de colágeno de la proteína se incrementó en todo el pulmón a los 6 días de la hipoxia y el aumento monótonamente con exposiciones más largas. Sin embargo, ni el análisis cualitativo, ni semi-cuantitativo de la inmunohistoquímica demostró la acumulación de colágeno tipo I FB en compartimientos del pulmón que no sea las grandes vías respiratorias, lo que sugiere que otros subtipos de colágeno pueden ser importantes contribuyentes a la acumulación de colágeno de la proteína. Estos resultados proporcionan penetración en los patrones de genes y la expresión de la proteína correspondiente a la acumulación de colágeno en el pulmón en respuesta a la hipoxia crónica, a través del cual se puede desarrollar una mejor comprensión de la evolución en el tiempo de los cambios en la biología y biomecánica matriz que se producen en HPH.
Los Efectos Del Ciclo Ovárico Y El Embarazo De La Impedancia Vascular Uterina Y Mecánica De La Arteria Uterina
Resistencia vascular uterina (RUV) es la relación de la presión arterial media sistémica en el sentido de flujo sanguíneo en el útero y es sensible a los cambios en las pequeñas arterias y arteriolas. Sin embargo, proporciona una visión poco o nada en cuenta los cambios en las grandes arterias de conducción,. Las fluctuaciones de los estrógenos (E2) y los niveles de progesterona (P4) durante el ciclo ovárico se cree que causa vasodilatación arteria uterina resistencia, los efectos sobre las arterias grandes son desconocidos. Aquí, nuestro objetivo era utilizar la impedancia uterina vascular, que es sensible a cambios en las arterias grandes y pequeñas, para determinar los efectos del ciclo ovárico y el embarazo sobre la vasculatura uterina entero.
Modelos De Líneas De Transmisión Para Simular La Impedancia De La Vasculatura Uterina Durante El Ciclo Ovárico Y El Embarazo
Los cambios en la impedancia vascular uterina puede dar luces de diagnóstico en los cambios fisiológicos y patológicos en la resistencia vascular uterina y el cumplimiento durante el ciclo ovárico y el embarazo. Aquí, el objetivo fue desarrollar modelos para simular la impedancia vascular uterina con el fin de profundizar en el tamaño de la rigidez vascular y los cambios que se producen durante el ciclo ovárico y el embarazo.
¿Cómo Medir Periféricos Mecánica Vascular Pulmonar
La hipertensión pulmonar (HP) es inicialmente una enfermedad de las arterias pequeñas, la resistencia periférica. Los cambios en estos vasos son mejor evaluados por la medición de la presión arterial pulmonar en varios niveles de flujo para generar múltiples puntos de presión-flujo curvas. Este enfoque es superior a la tradicional de un solo punto de medición de la resistencia vascular pulmonar (RVP), ya que permite una definición de flujo independiente de las propiedades de resistencia de la porción del lecho vascular pulmonar y también proporciona información sobre su distensibilidad. En modelos animales, de múltiples puntos de presión-flujo curvas se puede obtener utilizando un aislado, ventilado, sistema pulmonar perfundidos. Clínicamente, las pruebas de ejercicio cardiopulmonar (PECP) con ecocardiografía no invasiva es factible y proporciona valores realistas de la resistencia y el periférico. En conjunto, estos valores se pueden utilizar para comprender mejor y la pantalla de la HP y HP inducida por el ejercicio.
Cómo Medir La Función Pulmonar Del Ventrículo Derecho Y Vascular
Desde hace mucho tiempo la hipertensión pulmonar provoca una remodelación significativa arterial periférica y proximal y disfunción del ventrículo derecho. La métrica clínica con mayor frecuencia para evaluar la progresión de la hipertensión pulmonar es la resistencia vascular pulmonar (RVP). Sin embargo, incluso cuando se mide desde múltiples puntos de presión-flujo curvas, PVR proporciona información sólo sobre la función arterial periférica, no la función arterial proximal y sólo da una descripción incompleta de todas las fuerzas que se oponen al ventrículo derecho (VD) de flujo de salida. Los espectros de impedancia pulmonar vascular (PVZ) capturan el impacto de la estructura arterial proximal y periférica y la función de la función del VD. Los análisis de acoplamiento ventrículo-vascular dar una idea de la eficiencia de las interacciones mecánicas y metabólicas entre el ventrículo derecho y la vasculatura pulmonar. En este artículo revisamos las técnicas para la medición de PVZ en humanos y modelos animales y para determinar la función del VD.
Lapso De Tiempo Intermitentes De Hipoxia Inducida Por Deficiencias En La Estructura Y Función De Resistencia De La Arteria
Hemos demostrado que la exposición crónica a la hipoxia intermitente (CIH) afecta vasodilatación dependiente del endotelio en ratas. Para determinar el curso temporal de esta respuesta, las ratas fueron expuestas a CIH por 3, 14, 28 o 56 días. A continuación, se midió la acetilcolina y nitroprusiato vasodilatación inducida en las arterias gracilis aislados. Además, se midió endotelial y la óxido nítrico sintasa inducible, nitrotirosina, y el colágeno en la pared arterial y los isoprostanos urinarios. Vasodilatación dependiente del endotelio se vio afectada después de 2 semanas de CIH. Tres días de CIH no era suficiente para producir este deterioro y exposiciones más largas (es decir, 4 y 8 semanas) no se agravan. Vasodilatación alterada fue acompañado por la deposición de colágeno aumentada. CIH elevada excreción urinaria de isoprostanos, mientras que no hubo un efecto consistente en cada isoforma de la sintasa de óxido nítrico o nitrotirosina. La exposición a CIH produce deficiencias funcionales y estructurales en las arterias musculares esqueléticas de resistencia. Estas deficiencias se desarrollan dentro de 2 semanas después del inicio de la exposición y que se acompañen de pruebas de estrés oxidativo sistémico.
Impedancia En Los Pulmones Aislados De Ratón Para La Determinación Del Sitio De La Acción De Agentes Vasoactivos Y La Enfermedad
Hipertensión pulmonar hipóxica es una enfermedad de la vasculatura pulmonar que generalmente se cuantificó por la resistencia vascular pulmonar (RVP). Sin embargo, una descripción más completa de la función pulmonar vascular y la poscarga del ventrículo derecho es proporcionada por impedancia vascular pulmonar (PVZ) a partir del análisis espectral de presión-flujo pulsátil relaciones. Se estudió la presión de flujo pulsátil las relaciones en los pulmones aislados y perfundidos de ratones en normoxia, después de la inducción de la hipertensión pulmonar hipóxica en 10 días de exposición hipóxica, y después de la administración del nitroprusiato de sodio agentes vasoactivos y la serotonina con el fin de profundizar en los efectos de enfermedades y agentes vasoactivos sobre la poscarga. Exposición de la hipoxia crónica aumentó de 0 Hz impedancia (Z (0)) de 2,0 + / - 0,2 a 3,3 + / - 0,2 mmHg min / ml, pero disminuyó impedancia característica (Z (C)) de 0,21 + / - 0,02 a 0,18 + / - 0,01 mm de Hg min / ml (ambos p <0,05). Nitroprusiato de sodio redujo sólo ligeramente Z (0), pero aumentó Z (C) en los pulmones normales (p <0,05) y no afectó a la Z (C) y la disminución de Z (0) en los pulmones de hipertensos (p <0,05). La serotonina aumentó Z (C) en los pulmones normales e hipertensos, pero disminuyó Z (0) en los pulmones de hipertensos (p <0,05). Hubo una correlación inversa entre la presión media de arteria pulmonar y la Z (C) en todas las circunstancias. Estos hallazgos demuestran que las intervenciones vasoactivos pueden tener diferentes sitios de acción (es decir, segmentos, proximal frente a distal) en la vasculatura pulmonar normal y hipóxico crónico y la dependencia de la presión de Z (C) y R (W). La medición de la PVZ en pulmones aislados y permite una mejor comprensión de los modos de acción de los fármacos y la hipoxia sobre la circulación pulmonar.
La Tubería Fugas Y Mucho Más De Lo Que Piensa: Un Informe De Situación Sobre La Diversidad De Género En Ingeniería Biomédica
Mientras que el porcentaje de mujeres en la ingeniería biomédica es mayor que en muchos otros ámbitos técnicos, que está lejos de ser en proporción a la población de los EE.UU.. La disminución de la proporción de las mujeres y las minorías subrepresentadas en ingeniería biomédica de los solteros a los maestros a los niveles de doctorado es la evidencia de una tubería que gotea aún en nuestra disciplina. Además, el porcentaje de mujeres miembros de la facultad en el asistente, los niveles de profesor asociado y completa sigan siendo escasos, incluso después de años de mejora en la contratación de la mujer en la ingeniería biomédica a nivel de pregrado. Peor aún, el porcentaje de mujeres que se gradúan con títulos de grado en ingeniería biomédica ha ido disminuyendo en todo el país para el período de tres años más reciente para el que los datos nacionales están disponibles. La creciente diversidad de la ingeniería biomédica se prevé contar con importantes investigaciones y los beneficios educativos. Las barreras para el éxito de las mujeres en la ingeniería biomédica y las estrategias para la superación de estos obstáculos, y la fijación de las fugas en la tubería, se revisan.
Los Efectos De La Vasoactividad Y La Hipertensión Pulmonar Hipóxica En Extralobar Biomecánica La Arteria Pulmonar
La pérdida de cumplimiento de las grandes arterias es un factor predictivo de la nueva novela de la mortalidad cardiovascular. La hipoxia inducida por hipertensión pulmonar (HPH), se ha demostrado que disminuye extralobar arteria pulmonar (AP) el cumplimiento en ausencia de células del músculo liso (SMC) el tono y aumentar el tono de SMC en zonas periféricas de las AP. Hemos tratado de determinar el impacto de HPH en extralobar tono de PA y el impacto de la activación del SMC en la biomecánica extralobar PA. Para ello, C57BL6 ratones fueron expuestos a 0 (CTL) o 10 días (HPH) de las pruebas de los vasos hipoxia y aislado se realizaron en extralobar AP usando una solución salina fisiológica (PSS), un vasoconstrictor (U 46619), vasodilatadores dos (SNP y Y27632) o medio libre de calcio (relajante solución; VBRS). Los vasodilatadores y la solución relajante tuvo ningún efecto sobre diámetro de la arteria extralobar lo que sugiere que el tono basal SMC es esencialmente cero en condiciones de CTL y no aumenta con HPH. HPH causado un estrechamiento, disminución de la extensión circunferencial (lambda, p <0,0001), disminución de la distensibilidad de área local (C (A), p <0,0005) y un aumento gradual módulo de elasticidad (E (INC), p <0,05) en el estado de tono normal ( con PSS). En las condiciones tanto de CTL y HPH, la activación de SMC disminuyó E (inc) (p <0,0005), sino también un aumento del grosor de la pared (p <0,05) de tal manera que los cambios en la C (A) con constricción SMC fueron mínimos, y sólo en las áreas protegidas HPH fue un importante disminuir con la constricción de SMC (p <0,05). Nuestros resultados demuestran que 10 días después de la hipoxia no aumenta extralobar PA tono de SMC y que disminuye HPH-inducidos en el cumplimiento son causadas por el estrechamiento, engrosamiento de la pared y el aumento de módulo, no la vasoconstricción persistente.
El Papel Del Colágeno En Los Refuerzos Extralobar Arteria Pulmonar En Respuesta a La Hipoxia Inducida Por La Hipertensión Pulmonar
La hipertensión pulmonar hipóxica (HPH), hace que extralobar arteria pulmonar (AP) de refuerzo, lo que potencialmente daña la función sistólica del ventrículo derecho. Los cambios en la matriz extracelular las proteínas de colágeno y la elastina se han sugerido para contribuir a este endurecimiento arterial. La hipótesis de que la acumulación de colágeno vascular es una causa importante de extralobar rigidez PA en HPH y puesto a prueba nuestra hipótesis con ratones transgénicos que sintetizan el colágeno tipo I resistentes a la degradación de colagenasa (COL1A1 (R / R)). Estos ratones y controles que tienen camada normal de la degradación del colágeno (COL1A1 (+ / +)) fueron expuestos a la hipoxia durante 10 días, y algunos se les permitió recuperarse durante 32 días. En vivo la presión PA y PA aisladas propiedades mecánicas y el colágeno y la elastina se midieron el contenido de todos los grupos. Estudios vasoactivos se realizaron también con U-46619, Y-27632, o de calcio y magnesio medio libre. La hipertensión pulmonar se produjo en las dos cepas de ratón, debido a la hipoxia crónica y se resolvieron con la recuperación. HPH causado importantes cambios mecánicos PA en ambas cepas de ratón: Reducción de extensión circunferencial y medio-alto módulo de elasticidad de deformación circunferencial mayor (P <0,05 para ambos). El colágeno de tipo I Deterioro degradación impedido un retorno a las propiedades mecánicas de referencia con la recuperación y, de hecho, condujo a un aumento en los módulos baja y media-alta tensión-en comparación con la hipoxia (P <0,05 para ambas). Cambios significativos en el contenido de colágeno se encontraron, que tienden a seguir los cambios en la media-alta tensión módulo de elasticidad. No hay cambios significativos en el contenido de elastina o vasoactividad se observaron. Nuestros resultados demuestran que el contenido de colágeno es importante extralobar refuerzo PA causada por la hipoxia crónica.
Medición De La Función Ventricular Derecha En El Corazón Del Ratón Normal E Hipertensos Mediante Derivados De Admisión-presión-volumen Loops
Los ratones son un modelo animal ampliamente utilizado para la investigación de las enfermedades cardiovasculares. Las nuevas tecnologías se han utilizado para cuantificar la función ventricular izquierda en esta especie, pero las técnicas adecuadas para la determinación del ventrículo derecho (VD) la función no están tan bien demostrado. La detección de la disfunción del VD es fundamental para evaluar la progresión de enfermedades vasculares pulmonares, tales como la hipertensión pulmonar. Se utilizó un catéter de admisión para medir la presión-volumen en bucles anestesiados, con el torso abierto los ratones antes y durante la oclusión de la vena cava. Los ratones expuestos a la hipoxia crónica durante 10 días, lo que provoca la hipoxia inducida por la hipertensión pulmonar (HPH), se compararon con el control (CTL) en ratones. HPH resultó en un incremento del 27,9% en masa del VD (P <0,005), un aumento del 67,5% en la presión sistólica ventricular derecha (P <0,005), y una disminución de 61,2% en el gasto cardíaco (P <0,05). Precarga trabajo reclutable accidente cerebrovascular (PRSW) y la pendiente de la derivada de la presión máxima (dP / dt (max))-el volumen diastólico final (VDF) la relación con el aumento de HPH (P <0,05). A pesar de HPH aumento de la elastancia arterial efectiva (E (a)) más de cinco veces (de 2,7 ± 1,2 a 16,4 ± 2,5 mm Hg / l), sólo un leve aumento en el ventricular sistólico final elastancia (E (s)) se observó. Como resultado, una disminución dramática en la eficiencia de acoplamiento ventrículo-vascular producido (E (s) / G (a) se redujo de 0,71 ± 0,27 a 0,35 ± 0,17, p <0,005). Los cambios en la reserva cardiaca fueron evaluadas por la infusión de dobutamina. En ratones CTL, dobutamina significativamente mejorada E (es) y dP / dt (max)-EDV pero también aumentó E (a), causando una disminución en E (s) / G (a). En los ratones HPH, disminuye ligeramente, pero no significativa en E (s), PRSW, dP / dt (max)-EDV, y E (a) se observaron. Así, los 10 días de HPH resultado en hipertrofia del VD, la disociación del ventrículo-vascular, y una leve disminución en la reserva contráctil del VD. Este estudio demuestra la viabilidad de la obtención de RV mediciones de presión-volumen en ratones. Estas mediciones dar una idea de las interacciones vasculares ventricular estados sanos y enfermos.
Reglamento Esfuerzo Cortante De La Producción De óxido Nítrico En Las Células De La Arteria Uterina Y Placenta Endoteliales: Estudios Experimentales Y Modelos Hemodinámicos De Esfuerzos Cortantes En Las Células Endoteliales
Esfuerzo cortante hemodinámica es el regulador fisiológico más poderoso de óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS), dando lugar a un rápido aumento de óxido nítrico (NO). Los incrementos sustanciales en la sangre fluye del útero y la placenta durante la gestación dependen en gran medida la acción del NO. Nosotros y otros han investigado la función endotelial en respuesta a la tensión de corte, con modelos de cultivo celular de esfuerzo cortante. Con el fin de aplicar los resultados de estos estudios con mayor eficacia, necesitamos una comprensión más completa del origen y el acoplamiento de las fuerzas hemodinámicas y el comportamiento de tejido vascular. Por ejemplo, las ecuaciones comúnmente utilizados para calcular en esfuerzo cortante in vivo incorporar supuestos de flujo de sangre constante (no pulsátil) y la viscosidad constante de sangre (fluido newtoniano). El uso de modelos computacionales, se puede estimar una forma de onda de esfuerzo cortante sobre un ciclo cardíaco y el cambio en la viscosidad de la sangre con la velocidad de cizallamiento y los niveles de hematocrito, dos variables que a menudo cambian con el tamaño del recipiente y la ubicación dentro de un árbol vascular. Esta revisión discute la hemodinámica que se aplican al flujo sanguíneo en los vasos, con la esperanza de que la integración de estos campos puede conducir a la mejora de los experimentos in vitro del esfuerzo de corte y la comprensión de la producción de NO en la fisiología vascular uterina y de la placenta durante la gestación.
Efectos De La Inhibición Aguda Rho-cinasa En La Hipoxia Crónica Inducida Por Cambios En El Proximal Y Distal Estructura Y Función Arterial Pulmonar
La hipertensión pulmonar hipóxica (HPH) es inicialmente una enfermedad de las arterias pulmonares pequeñas. Su severidad se cuantificó por lo general la resistencia vascular pulmonar (PVR). Inhibición aguda quinasa Rho se ha encontrado para reducir RVP hacia los valores de control en modelos animales, lo que sugiere que la vasoconstricción pulmonar persistente es el mecanismo dominante para PVR aumentado. Sin embargo, HPH también puede causar cambios proximales arteriales, que son relevantes para el ventrículo derecho (VD) poscarga. Poscarga VD se puede cuantificar por la impedancia vascular pulmonar, que se obtiene a través de análisis espectral de presión-flujo pulsátil relaciones. Para determinar los efectos independientes de HPH de la vasoconstricción pulmonar persistente en las arterias proximales y distales, hemos cuantificado pulsátiles de presión-flujo relaciones antes y después de la inhibición aguda Rho-cinasa y se mide la estructura de la arteria pulmonar con la microtomografía computarizada. En los pulmones de control, Rho inhibición quinasa disminuyeron 0 Hz impedancia (Z ₀), que es equivalente a PVR, de 2,1 ± 0,4 a 1,5 ± 0,2 mm Hg · min · ml ⁻ ¹ (P <0,05) y tendían a aumentar impedancia característica (Z ( C)) de 0,21 ± 0,01 y 0,22 ± 0,01 mm de Hg · min · ml ⁻ ¹. En los pulmones de HPH, Rho quinasa disminuyeron la inhibición Z ₀ (P <0,05) sin afectar a la Z (C). Microtomografía mediciones tomografía realizada en los pulmones después de la inhibición aguda de Rho-cinasa demostrado que HPH disminuyó significativamente el diámetro átona de la arteria pulmonar principal (760 ± 60 vs 650 ± 80 m; P <0,05), disminución de la distensibilidad arterial pulmonar derecha, y la reducción de la frecuencia de las arterias de diámetro 50-100 micras (ambos p <0,05). Estos resultados demuestran que la inhibición aguda de Rho-cinasa invierte muchos pero no todos los cambios inducidos por el HPH en las arterias pulmonares distales pero no afecta a HPH cambios inducidos en las arterias de conducción que la poscarga del VD impacto.
La Rigidez De La Pared Vascular Pulmonar: Un Importante Contribuyente a La Poscarga Del Ventrículo Derecho Aumentado De Hipertensión Pulmonar
La hipertensión pulmonar (HP) se asocia con cambios estructurales y mecánicos en el lecho vascular pulmonar que el aumento del ventrículo derecho (VD) poscarga. Estos cambios, que se caracteriza por el estrechamiento y endurecimiento, se producen tanto en las arterias pulmonares proximales y distales (PAS). Una importante consecuencia del estrechamiento arterial se incrementa la resistencia vascular pulmonar (RVP). Endurecimiento arterial, lo que puede ocurrir tanto en las arterias pulmonares proximales y distales, es un índice importante de la progresión de la enfermedad y es un contribuyente importante a la postcarga RV aumento en PH. En particular, el estrechamiento, rigidez arterial y aumentar la poscarga del VD mediante el aumento de trabajo constante y oscilatorio de RV, respectivamente. En este artículo revisamos el estado actual del conocimiento de las causas y consecuencias de la rigidez arterial pulmonar en la HP y su impacto en la función del VD. Se revisan las técnicas directas e indirectas para la medición proximal y distal la rigidez arterial pulmonar, las medidas de la rigidez arterial, incluyendo el módulo de elasticidad, módulo elástico incremental, β coeficiente de rigidez y otros, los cambios en la función celular y las proteínas de matriz extracelular que contribuyen a la rigidez arterial pulmonar, las consecuencias de la PA de refuerzo para la función del VD y las implicaciones clínicas de la rigidez vascular pulmonar para la progresión del PH. La futura investigación sobre la relación entre la rigidez PA y la disfunción del VD puede facilitar nuevas terapias destinadas a mejorar la función del VD y por lo tanto en última instancia, reducir la mortalidad en la HP.
La Acumulación Persistente Hemodinámica Vascular De Colágeno Altera Recuperación De La Hipoxia Crónica
La hipertensión arterial pulmonar (HAP) es causada por el estrechamiento y endurecimiento de las arterias pulmonares, que aumentan la impedancia vascular pulmonar (PVZ). En particular, las arterias pequeñas arterias estrechas y de gran rigidez. Gran arteria pulmonar (AP) la rigidez es el mejor predictor de la mortalidad actual de la HAP. Hemos demostrado anteriormente que la acumulación de colágeno conduce a la rigidez extralobar PA en alta tensión (Ooi et al. 2010). La hipótesis de que la acumulación de colágeno aumentaría PVZ, incluyendo la resistencia vascular pulmonar total de (Z (0)), la impedancia característica (Z (C)), la velocidad de la onda del pulso (VOP) y el índice de reflexión de ondas mundiales (P (B) / P ( f)), que contribuyen al aumento de la poscarga del ventrículo derecho. Pusimos a prueba esta hipótesis mediante la exposición de ratones incapaces de degradar el colágeno tipo I (COL1A1 (R / R)) a 21 días de la hipoxia (hipoxia), algunos de los cuales se les permitió recuperarse durante 42 días (de recuperación). Littermate ratones de tipo salvaje (COL1A1 (+ / +)) se utilizaron como controles. En respuesta a la hipoxia, la presión media de la PA (PAPm) mayor en los genotipos del ratón dos sin cambios en el gasto cardíaco (CO) o el diámetro AP interior (ID), como consecuencia, Z (0) (PAPm / CO) se incrementó en aproximadamente 100 % en los dos genotipos (p <0,05). Contrariamente a nuestras expectativas, Z (C), VOP y P (B) / P (f) no ha cambiado. Sin embargo, con la recuperación, Z (C) y la VOP se redujo en el COL1A1 (+ / +) ratones y se mantuvo sin cambios en el COL1A1 (R / R) en ratones. Z (0) disminuyó con la recuperación en los dos genotipos. Microtomografía mediciones tomografía de grandes áreas protegidas no mostró evidencia de los cambios de rigidez en función de la exposición de la hipoxia o genotipo. Llegamos a la conclusión de que la hipoxia inducida por la acumulación de colágeno PA no afecta a los componentes pulsátiles de la hemodinámica pulmonar, pero que la acumulación excesiva de colágeno no impedir la recuperación normal de hemodinámica, lo que puede tener consecuencias importantes para la función del ventrículo derecho.
La Eliminación Irregular De BMPR1A Potencializa Remodelación Proximal De La Arteria Pulmonar En Los Ratones Expuestos a La Hipoxia Crónica
Reducción de la expresión vascular de la proteína morfogenética ósea del receptor de tipo IA (BMPR1A) se ha encontrado en pacientes con hipertensión arterial pulmonar. Nuestros estudios previos en ratones con eliminación irregular de BMPR1A en células musculares lisas vasculares y miocitos cardíacos mostraron una disminución de la remodelación vascular distal a pesar de una gravedad similar de la hipertensión pulmonar hipóxica (HPH). Se especula una mayor rigidez de la deposición ectópica de colágeno en las arterias pulmonares proximales podría explicar HPH. Pulsátiles de presión-flujo se midieron en las relaciones aisladas, ventiladas, los pulmones perfundidos de SM22α; TRE-CRE; R26R; BMPR1A (flox / flox) (KO) los ratones y las de tipo salvaje littermates, después de 21 días (hipoxia) y 0 días (control ) de la hipoxia crónica. Impedancia vascular pulmonar, que produce penetración en la remodelación arterial proximal y distal, se calculó. Reducción de expresión BMPR1A tuvo ningún efecto sobre la impedancia de entrada Z (0) (p = 0,52) o impedancia característica Z (C) (p = 0,18) bajo condiciones de control, sino que también tuvo ningún efecto sobre la disminución en Z (0) a través de aguda rho quinasa inhibición. Sin embargo, después de la hipoxia crónica, la reducción de la expresión BMPR1A aumento de Z (C) (P <0,001) sin afectar a la Z (0) (P = 0,72). Estos resultados demuestran que la deficiencia de BMPR1A no altera significativamente la función hemodinámica de la vasculatura distal o su respuesta a la hipoxia crónica, pero más grande, las arterias más proximales se ven afectados. En particular, la reducción de la expresión BMPR1A probable disminución de la dilatación y el aumento de rigidez en respuesta a la hipoxia, probablemente por la acumulación de colágeno. Aumento de la rigidez PA puede tener un impacto significativo sobre la función del ventrículo derecho. Este estudio ilustra por primera vez cómo los cambios proximales de arteria pulmonar en ausencia de cambios en la arteria pulmonar distal contribuir a la hipertensión arterial pulmonar.
El Papel Del Contenido De Colágeno Y De La Cruz Une En Gran Rigidez Arterial Pulmonar Después De La Hipoxia Crónica
Crónica hipertensión pulmonar hipóxica (HPH) está asociada con gran arteria pulmonar (AP) de refuerzo, que se correlaciona con la acumulación de colágeno. Sin embargo, los mecanismos por los cuales contribuye a la rigidez del colágeno PA siguen siendo en gran parte inexplorado. Además, HPH pueden alterar las propiedades mecánicas que no sean la rigidez, tales como capacidad de amortiguación de impulsos, que también afecta a la carga de trabajo del ventrículo pero rara vez se cuantifica. La hipótesis de que el contenido de colágeno y reticulación diferencialmente regular la rigidez y la capacidad de amortiguación de grandes áreas protegidas en la progresión de HPH. La hipótesis fue probada con ratones transgénicos que sintetizan el colágeno tipo I resistentes a la degradación de colagenasa (COL1A1 (R / R)). Estos ratones y controles de camada (COL1A1 (+ / +)) fueron expuestos a la hipoxia durante 10 días, y algunos fueron tratados con β-aminopropionitrilo (BAPN), lo que impide nueva formación de enlace cruzado. Aislados PA mecánicos pruebas dinámicas se llevaron a cabo, y el contenido de colágeno y entrecruzamiento se midieron. En COL1A1 (+ / +) ratones, HPH aumentó tanto el contenido de colágeno y reticulación, y el tratamiento BAPN evitar estos aumentos. Tendencias similares se observaron en el COL1A1 (R / R), los ratones, excepto que el contenido de colágeno aumentado aún más con el tratamiento BAPN. Las pruebas mecánicas demostraron que en el COL1A1 (+ / +) ratones, HPH aumento de la rigidez PA y la capacidad de amortiguación, y estos aumentos se vieron obstaculizados por el tratamiento BAPN. En COL1A1 (R / R) ratones, HPH condujo a un incremento más pequeño, pero significativo de la rigidez PA y una disminución en la capacidad de amortiguación. Estos cambios mecánicos no se vieron afectados por el tratamiento BAPN. Específicos de los buques de las correlaciones para cada cepa mostró que la rigidez y la capacidad de amortiguación se correlacionaron con el contenido total en lugar de cross-linking del colágeno. Nuestros resultados sugieren que el contenido total de colágeno es fundamental para extralobar rigidez PA durante el HPH.
