يصف هذا البروتوكول طريقة لقياس ضغط البطين الأيسر وحجمه باستخدام تقنية توصيل حجم الضغط. تتيح هذه الطريقة المراقبة المستمرة في الوقت الفعلي لآثار الأدوية على القلب.
مقالة منهجية
يصف هذا البروتوكول طريقة لقياس ضغط البطين الأيسر وحجمه باستخدام تقنية توصيل حجم الضغط. تتيح هذه الطريقة المراقبة المستمرة في الوقت الفعلي لآثار الأدوية على القلب.
يمكن أن يكون لانخفاض وظائف القلب تأثير سلبي على الأعضاء الأخرى. تعتبر العلاقة بين ضغط البطين الأيسر وحجمه طريقة صالحة لتقييم وظيفة القلب. المراقبة في الوقت الحقيقي لوظيفة القلب مهمة لتقييم الأدوية. في ظل ظروف الصدر المغلق ، يدخل محول الطاقة المصغر ، وهو عنصر مهم في قسطرة حجم الضغط ، إلى البطين الأيسر للفأر من خلال الشريان السباتي الأيمن. يتصور الجهاز التغيرات في وظيفة القلب أثناء التجربة في شكل حلقة حجم الضغط. يتم حساب الحجم الفعلي للبطين عن طريق تغيير موصلية الدم عن طريق حقن 50 ميكرولتر من محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 20٪ في الوريد الوداجي الأيسر للفئران. يتم حساب الحجم الفعلي لتجويف البطين للفأر عن طريق قياس موصلية الدم في حجم معروف باستخدام قسطرة توصيل حجم الضغط. يسمح هذا البروتوكول بالمراقبة المستمرة لآثار الأدوية على القلب وسيعزز الأساس المنطقي لاستخدام الأدوية العرقية المتخصصة في أمراض القلب والأوعية الدموية.
أمراض القلب والأوعية الدموية لديها أعلى معدل وفيات في العالم1. تشمل أسبابه تضيق الشريان التاجي (نقص تروية عضلة القلب) ، وانسداد الشريان التاجي (احتشاء عضلة القلب) ، وإصابة نقص التروية2. نظرا لأن القلب في دورة انقباضية وانبساطية ثابتة ، فهو أحد أكثر أجزاء الجسم تطلبا للطاقة. لذلك ، عندما تواجه الشرايين التاجية صعوبة في الحفاظ على الطاقة والأكسجين الكافيين ، تنخفض وظيفة القلب حتما ، مما يؤثر سلبا على الأعضاء الأخرى 3,4. القلب هو قوة في الدورة الدموية ، ويجب تقييم وظيفة القلب بعقلانية.
يعتبر تقييم وظيفة القلب عن طريق الضغط البطيني وعلاقات الحجم طريقة شاملة5. تشكل التغيرات في الوقت الفعلي في ضغط البطين وحجمه خلال الدورة القلبية الكاملة حلقة الضغط والحجم. تسمح حلقة حجم الضغط البطيني بالتحليل الكمي لوظيفة القلب والقدرة الاحتياطية من حيث المراحل والطاقات المختلفة للبطين. يحتوي البطين الطبيعي على حجم انقباضي صغير مع عمل جيد للضربات وكفاءة5،6،7.
تقنية قسطرة التوصيل بالضغط والحجم هي طريقة غازية للكشف عن حالة البطين الأيسر. يمكن استخدامه للحصول على حلقة ضغط وحجم مستمرة في الوقت الفعلي8. تعتبر قسطرة التوصيلية الكهربية الحجمية للضغط أدوات قوية ، وإجراءات معالجة الصوت ضرورية للحصول على نتائج قابلة للتكرار وموثوقة ، بما في ذلك التحليل في الجسم الحي للتوصيل المتوازي لعضلة القلب أثناء معايرة المحلول الملحي والقياس المختبري لتوصيل الدم في معايرة كوفيت3.
حمض الفيروليك (FA) ، وهو حمض الفينول ، يتم توزيعه على نطاق واسع في الممالك النباتية مثل Avena sativa و Ligusticum chuanxiong hort 9,10. حمض الفيروليك له تأثيرات دوائية لخفض ضغط الدم وعدم انتظام ضربات القلب. FA هو منتج طبيعي نشط بيولوجيا مع وظائف متعددة. FA يمكن أن تقاوم الضرر التأكسدي ، وتقلل من الاستجابات الالتهابية ، وتمنع تراكم الصفائح الدموية ، وتمنع أمراض القلب التاجية وتصلب الشرايين11. ومع ذلك ، فقد ركزت معظم الدراسات على حمض الفيروليك على جانب واحد من القلب ونادرا ما تم تقييم آثار حمض الفيروليك في الدورة الدموية12،13،14،15. هنا نصف نهج مغلق الصدر لتخدير الأيزوفلوران جنبا إلى جنب مع الكيتامين (50 مجم / كجم) مع التركيز على استجابة القلب لمحلول حمض الفيروليك أثناء حقن الوريد الوداجي.
سنصف الإجراء الكامل لاستخدام الأداة في ظل ظروف الصدر المغلق ، بما في ذلك إعداد المحلول ، وإعداد محول الطاقة ، وإعداد الفئران قبل التجربة ، وإدخال القسطرة في الشريان السباتي الأيمن وتحليل البيانات. عادة ما تكون مدة التجربة أقل من 4 ساعات ويتم تحديدها بواسطة البروتوكولات التجريبية المختلفة. في تجربة واحدة، يمكننا الحصول على معلومات قلبية مفصلة مثل ضغط البطين الأيسر وحجمه ومعدل ضربات قلبه.
تمت مراجعة بروتوكول والموافقة عليه من قبل لجنة أخلاقيات رعاية التجريبية بجامعة تشنغدو للطب الصيني التقليدي (سجل رقم 2023-04). تم استخدام ذكور الفئران Sprague Dawley (SD) (280 ± 20 جم ، 8-10 أسابيع) في هذه الدراسة. تم الاحتفاظ بالفئران في غرفة وكانت حرة في الشرب والأكل.
1. إعداد الحل
2. إعداد المستشعر
3. إعداد الفئران قبل التجريبية
4. إدخال القسطرة في الشريان السباتي الأيمن
5. حقن المخدرات ومعايرة الموصلية
6. تحليل البيانات
استند كل اختبار (ن = 3) إلى دخول قسطرة توصيل حجم الضغط إلى البطين الأيسر. هناك تغييرات كبيرة في الإشارة ، مثل زيادة ملحوظة في نطاق الضغط ، حيث تدخل القسطرة البطين الأيسر من الشريان السباتي (الشكل 1). يكتمل التحليل البياني لعلاقة الضغط والحجم عن طريق رسم الحجم (ميكرولتر) على المحور Y والضغط (مم زئبق) على المحور السيني. كان ضغط البطين الأيسر للفأر في حدود 10-105 مم زئبق ، وكانت قيم التوصيل للحجم في حدود 65-115 ميكرولتر.
تتكون الدورة القلبية الكاملة من حلقة الضغط والحجم عكس اتجاه عقارب الساعة (الشكل 2). لوحظت تغيرات كبيرة في وظائف القلب في الفئران بعد إعطاء حمض الفيروليك لهم (الشكل 3). كان ضغط البطين الأيسر للفأر في حدود 0-85 مم زئبق وكانت قيم التوصيل للحجم في حدود 30-100 ميكرولتر.
كما هو موضح في الشكل 4، تحدث تغيرات في حلقة حجم الضغط في البطين الأيسر عندما يتم حقن محلول ملحي مفرط التوتر في الوريد الوداجي للفئران. بسبب القياس المباشر لإشارات الضغط والتوصيل داخل تجويف البطين ، يمكن أن يؤدي حقن محلول ملحي مفرط التوتر عبر الوريد الوداجي الأيسر إلى زيادة قيم الموصلية. يمكن القضاء على التداخل من عضلة القلب عن طريق أخذ قياسات متعددة للتغيرات في قيم الموصلية.
تم استخدام التوصيل الحجمي للضغط لمعايرة كوفيت (الشكل 5). هذا لتحويل قيم التوصيل المقاسة إلى حجمي.

الشكل 1: حلقات الضغط والحجم المختلفة في الشريان السباتي والبطين الناتجة عن قسطرة التوصيلية الكهربية للضغط والحجم. أ: توجد فروق كبيرة في الضغط والتوصيلية النوعية بين الشرايين والبطينين. (ب) يمكن أن يكون إدخال مستشعر مصغر في البطين حلقة ضغط حجم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: حلقة الضغط والحجم. تتضمن حلقة حجم الضغط أربع مراحل: الانبساط ، والانكماش متساوي الحجم ، والانقباض ، والاسترخاء متساوي الحجم. تمثل مساحة ملف حجم الضغط الشغل الناتج عن انقباض قلبي واحد. طرح حجم نهاية الانقباض (ESV) من الحجم الانبساطي النهائي (EDV) ينتج ناتج البطين. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: تتأثر وظيفة البطين الأيسر في الفئران بعد حقن محلول حمض الفيروليك. أ: تأثر حلقة ضغط البطين الأيسر وحجمه. (ب) يمثل الكسر القذفي (EF) النسبة المئوية لحجم السكتة الدماغية بالنسبة إلى الحجم الانبساطي النهائي للبطين: التغير في الكسر القذفي للبطين الأيسر مع عدد ضربات القلب. (ج) يختلف حجم الطرف الانقباضي للبطين الأيسر مع زيادة عدد ضربات القلب. (د) يتغير ثابت الزمن في علاقة نهاية البطين الأيسر بالضغط والحجم مع زيادة معدل ضربات القلب. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: تغيرات الضغط والتوصيل في البطين الأيسر للفئران بعد حقن 20٪ من محلول كلوريد الصوديوم في الوريد. أ: تحليل البيانات التي تغيرت فيها التوصيلية الكهربية. (ب) تنتقل حلقة حجم الضغط إلى اليمين بسبب زيادة التوصيلية الكهربية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: تستخدم قسطرة توصيل حجم الضغط لقياس توصيل كمية معلومة من الكوفيت مملوءة بدم الفئران. أ: التوصيلية الكهربية لأحجام مختلفة. (ب) ارتباط جيد للتوصيل الهوائي يقاس بواسطة قسطرة التوصيلية الكهربية للضغط والحجم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
من الضروري اعتماد استراتيجية جرعات عقلانية لحالات مختلفة من وظائف القلب. تقنية قسطرة توصيل حجم الضغط هي الطريقة الأكثر سهولة لدراسة وظيفة البطين الأيسر5. تتيح هذه الطريقة دراسة آثار الأدوية على وظيفة القلب من منظور كامل. وصفنا المراحل المختلفة للتجربة بالتفصيل. سيوفر هذا بعض التسهيلات لدراسة وظائف القلب.
تقنية قسطرة توصيل حجم الضغط هي الطريقة الأكثر شمولا وصرامة. يمكن الحصول على معلومات حول ما يصل إلى 30 مؤشرا في تجربة واحدة ، بما في ذلك القيم المطلقة (الضغط والحجم) والقيم النسبية (EF) ، وحتى بعض المعلومات حول استقلاب الدواء.
تم الحفاظ على درجة حرارة جسم الفئران عند 37 درجة مئوية ± 0.5 خلال الإجراء التجريبي الكامل5. يجب تقليل فقدان الدم من الفئران أثناء التجربة5. يجب ملاحظة حجم دم الفئران خلال التجربة17.
تسمح تقنية قسطرة التوصيل بالضغط والحجم بالكشف في الوقت الفعلي عن حالة البطينين18. يمكن أن تكون هذه التقنية مفيدة جدا في دراسة تأثير دواء واحد أو مجموعة من الأدوية على القلب. ستقوم قسطرة التوصيل بقياس ضغط وتوصيل البطين الأيسر مباشرة. يرتبط هذا ارتباطا وثيقا بدرجة حرارة الجسم ودرجة تخدير الفئران قيد الاختبار. في هذه التجربة ، بعد حقن محلول حمض الفيروليك ، تم توضيح التغيرات في وظيفة البطين الأيسر بوضوح من خلال حلقة حجم الضغط ، بما في ذلك انخفاض الضغط الانقباضي النهائي وحجم نهاية الانقباض (الشكل 2 أ). تم زيادة جزء طرد البطين الأيسر للفئران بشكل كبير ، مع قيمة ذروة بلغت 89.87 ٪ (الشكل 2B). تم تخفيض الضغط الانقباضي النهائي للبطين الأيسر في الفئران بشكل كبير ، مع قيمة لا تقل عن 55.44 ميكرولتر. وهذا يتفق مع التأثير الدوائي لحمض الفيروليك في خفض ضغط الدم كما ورد سابقا11.
يمكن أن تساهم بعض المركبات الطبيعية الموجودة في النباتات الغذائية والطبية في الحفاظ على الصحة. حمض الفيروليك هو مركب فينولي موجود على نطاق واسع في النباتات ، بما في ذلك Ligusticum chuanxiong و Angelica sinensis19 ، وهي مكونات نشطة مهمة في العديد من الأدوية الصينية التقليدية. أفادت الأبحاث الحالية أن حمض الفيروليك يمتلك أنشطة بيولوجية متعددة ، بما في ذلك التأثيرات المضادة للالتهابات والمضادة للتليف وموت الخلايا المبرمج11. من الضروري دراسة تأثير هذا المنتج الطبيعي المتاح بسهولة من الطعام على وظيفة القلب في الدورة الدموية ، على الرغم من أن الأبحاث أشارت إلى آثاره الإيجابية على التركيب المورفولوجي للقلب12,20.
يمكن وضع قسطرة حجم الضغط في غرفة البطين لحيوان التجارب للحصول على ضغط البطين والتوصيل مباشرة. تستخدم معايرة المحلول الملحي ومعايرة كوفيت للحصول على أحجام البطين الحقيقية. تسمح هذه التجربة بالحصول على حلقة ضغط وحجم مستمرة ، والتي ستعكس بصريا التغيرات في وظيفة البطين. هناك طريقتان للوصول إلى غرفة البطين باستخدام قسطرة حجم الضغط ، بما في ذلك حالة الصدر المفتوح وحالة الصدر المغلق. في حالة الصدر المفتوح ، من الأسهل التحكم في موضع قسطرة حجم الضغط في تجويف البطين. لا يتطلب قياس وظيفة البطين في ظل ظروف الصدر المغلق التنفس المساعد للحيوان ، وهو أقل ضررا للحيوان وله معدل نجاح أعلى. بالإضافة إلى ذلك ، يتم ملاحظة حلقة حجم الضغط في ظل ظروف الصدر المغلق لتحديد ما إذا كانت قسطرة حجم الضغط في تجويف البطين. إذا تم ضغط هذه القسطرة بواسطة عضلة القلب ، فستظهر حلقة حجم الضغط ذروة غير طبيعية.
القلب هو عضو حيوي يضخ الدم في جميع أنحاء الجسم. هناك حاجة إلى نهج أكثر عقلانية لتقييم وظيفة القلب ، بما في ذلك قبل وبعد الأحمال وكذلك حالة القلب نفسها21. تستخدم حلقات حجم الضغط لوصف التغيرات في ضغط حجرة البطين المركزي وحجمها خلال الدورة القلبية الكاملة في الوقت الفعلي. يصف هذا البروتوكول طريقة كاملة لقياس وظيفة البطين الأيسر باستخدام أجهزة استشعار مصغرة. يسمح تغيير نموذج المستشعر الدقيق في البروتوكول التجريبي بقياس وظيفة القلب في المختلفة ، مثل الخنازير والفئران وما إلى ذلك4،8،22. يسمح استخدام قسطرة توصيل حجم الضغط بالمراقبة في الوقت الفعلي لتأثيرات الأدوية على ضغط البطين الأيسر وحجمه ، بالإضافة إلى التأثير الكلي على الدورة الدموية للموضوع التجريبي. تساعد هذه التقنية على تقليل الآثار السلبية المحتملة للأدوية على القلب.
يعلن المؤلفون أن البحث قد أجري في غياب أي علاقات تجارية أو مالية يمكن تفسيرها على أنها تضارب محتمل في المصالح.
تم دعم هذا العمل من قبل مشروع البحث والتطوير الرئيسي لمقاطعة سيتشوان (2022YFS043) والمشروع الخاص للنهوض بالمواهب التابع لمؤسسة الشباب بجامعة تشنغدو للطب الصيني التقليدي (QJJJ2022029).
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1 مل حقنة | Sartorius AG ، ألمانيا | - | |
| المحافظ | على درجة الحرارة Rayward Life Technology Co.، Ltd | 69020 | |
| Dual Bio Amp | Millar، Inc. ، الولايات المتحدة الأمريكية | DA-100 | |
| مسحوق التنظيف النشط بالإنزيم | Alconox Inc. ، الولايات المتحدة الأمريكية | 1104 | |
| حمض الفيروليك | ؛ Macklin Biochemical Co.، Ltd ، شنغهاي ، الصين | F900027 | |
| محولات القسطرة Mikro-Tip ، SPR-838NR | Millar، Inc. ، الولايات المتحدة الأمريكية | SPR-838NR | |
| Millar Miro-Tip Pressure Volume (MPVS) Ultra | Millar، Inc. ، الولايات المتحدة الأمريكية | SPR-869 | |
| مقص كهربائي للحيوانات الأليفة | Jinyun County New Concept Home Supplies Co.، Ltd. | - | |
| Power Lab 8/35 | Millar, Inc., USA | PL3508 | |
| كلوريد الصوديوم, كلوريد الصوديوم | كاشف كيلونج الكيميائي ، تشنغدو ، الصين | KX829463 | |
| كريم إزالة الشعر Veet | Shanghai Songqi E-commerce Co.، Ltd. | 3226470 |