本文介绍了一种详细的实验方案,用于测量大鼠门静脉压力、内脏血流和全身血流动力学参数,以表征门静脉高压综合征。
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本文介绍了一种详细的实验方案,用于测量大鼠门静脉压力、内脏血流和全身血流动力学参数,以表征门静脉高压综合征。
本研究详细描述了一种用于表征门静脉高压综合征的肝硬化大鼠侵入性血流动力学测量方案。由肝硬化引起的门静脉高压(PHT)是导致肝病患者出现最严重并发症的主要原因。门静脉高压综合征的完整特征表现为:由于肝内血管阻力(IHVR)增加而导致门静脉压力(PP)升高、高动力循环以及内脏血流量增加。进行性内脏动脉血管扩张、心输出量增加、心率(HR)升高但动脉压降低,是门静脉高压综合征的典型表现。
目前,一些新型疗法正在研发中,旨在通过靶向肝内血管阻力(IHVR)或增加内脏血流量来降低门静脉压(PP),但这可能对全身血流动力学产生副作用。因此,为了对治疗门静脉高压症(PHT)的新疗法进行临床前疗效评估,有必要对门静脉、内脏及全身血流动力学参数进行详细表征,包括测量门静脉压(PP)、门静脉血流量(PVBF)、肠系膜动脉血流量、平均动脉压(MAP)和心率(HR)。我们的视频文章为读者提供了在肝硬化大鼠中实施有创血流动力学测量的系统化操作方案。具体而言,我们描述了经由回结肠静脉进行股动脉和门静脉插管的技术,以及利用血管周围多普勒超声流量探头测量门静脉和内脏血流量的方法。文中展示了不同PHT大鼠模型的代表性实验结果。
门静脉高压(PHT)是指门静脉系统内病理性升高的血压,在肝硬化患者中可导致严重的并发症,如静脉曲张出血和腹水1。尽管肝前性(例如,门静脉血栓形成)和肝后性(例如,布加综合征)门静脉高压较为罕见,但由肝硬化引起的肝内型门静脉高压是门静脉高压最常见的病因2。
在肝硬化中,门静脉压力(PP)的升高主要是由于肝内血管阻力(IHVR)增高所致3在疾病晚期,由于心输出量增加以及全身和内脏血管阻力降低,门静脉血流量(PVBF)随之增加,从而加重门静脉高压(PHT),此即门静脉高压综合征的特征。4. 欧姆定律(ΔP = Q * R 表明,肝内血管阻力(IHVR)和血流量与门静脉压力(PP)成正比5在患者中,直接测量门静脉压力(PP)具有较高风险,且不作为常规操作;因此,通常采用肝静脉压力梯度(HVPG)作为门静脉压力的间接评估指标。6,7肝静脉压力梯度(HVPG)通过将球囊导管置于肝静脉内,测量楔入肝静脉压(WHVP)与游离肝静脉压(FHVP)之差计算得出。8生理状态下HVPG范围为1–5 mmHg,而HVPG ≥10 mmHg则定义为临床显著性门静脉高压(CSPH),提示门静脉高压相关并发症(如静脉曲张出血、腹水和肝性脑病)的风险增加9尽管PP(即肝静脉压力梯度(HVPG)是评估门静脉高压(PHT)严重程度的最重要参数,但要全面理解PHT的不同潜在机制,还需获取有关PHT其他组成部分的信息,包括高动力循环的严重程度(心率、平均动脉压)、肠系膜/内脏动脉血流以及肝内血管阻力(IHVR)。
因此,与对人体门静脉压力(PP)的间接测量相比,本研究所介绍的大鼠门静脉压力直接测量方法具有优势,不仅能够直接测量PP,还可记录其他表征门静脉高压综合征的血流动力学参数。此外,PP的直接测量是反映肝纤维化程度(肝内血管阻力IHVR的主要决定因素)的一个极佳综合性指标,且克服了因肝组织取样误差所致纤维化定量方法的某些局限性。
最常用的肝硬化性门静脉高压(PHT)啮齿类动物模型包括手术性胆管结扎(BDL)、毒素诱导的肝损伤(i.e.,通过四氯化碳、硫代乙酰胺或二甲基亚硝胺给药)以及饮食诱导的代谢性肝病模型。门静脉前性(非肝硬化性)PHT可通过部分门静脉结扎(PPVL)诱导10。
小型啮齿动物非常适合本方法,包括小鼠、仓鼠、大鼠或兔子,且其维持成本相对较低。尽管所有血流动力学评估均可在小鼠中进行,但由于体型上的明显优势,使用大鼠或其他较大的啮齿动物可获得更准确且可重复性更高的结果。此外,在小鼠中获取相似血流动力学参数需要特定的微型仪器和设备。最后,大鼠的耐受性更强,相关发病率和死亡率较低,因此与小鼠相比,大鼠的实验脱落率可能更低。
该方法适用于评估针对肝病的特定治疗(即抗纤维化或抗炎药物)或影响血管张力和/或内皮生物学功能的新型药理学方法;因此,可能对门静脉高压(PHT)的血流动力学参数产生影响。
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本文所述所有方法均已获得维也纳医科大学伦理委员会以及奥地利科学、研究和经济部(BMWFW)的批准。由于血流动力学测量属于外科干预操作,必须在手术室或类似的洁净工作区域进行无菌操作。通常建议在无菌条件下操作。若使用吸入麻醉,应考虑对手术室进行充分通风以确保操作安全。若需完成本方案中所述全部血流动力学参数的测量,每只动物所需时间约为40–50分钟。
1. 术前准备
2. 心率和平均动脉压的测量
3. 肠系膜上动脉血流量(SMABF)
4. 门静脉血流量
5. 门静脉压(PP)
6. 肝内血管阻力(IHVR)
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根据动物模型和肝病严重程度的不同,门静脉高压(PHT)的程度以及门静脉高压综合征的严重性也有所不同(图7)。
BDL 模型因胆汁淤积导致胆汁性肝硬化。因此,PP 随时间推移而升高,并出现高动力循环状态,表现为 HR 增加和 MAP 降低。在肝硬化动物中,SMABF、PVBF 和 IHVR 也随着肝脏及血流动力学改变而相应升高(图 7A-F)。
相比之下,门静脉前性门静脉高压(PPVL)引起的是肝前性、非肝硬化性门静脉高压(PHT),其特征是门静脉压力(PP)立即升高,并伴随全身血流动力学的相应变化。图7G-I然而,...
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PP 是评估门静脉高压综合征的主要结局参数,反映基础肝硬化的严重程度。两者均涉及基质沉积(即,纤维化)以及窦状隙血管收缩(由于肝脏内血管收缩因子表达增加及对血管舒张因子反应性降低)导致肝内血管阻力(IHVR)升高。门静脉压力(PP)的重要性及其对慢性肝病的影响已在多项临床前研究中得到证实11,12,13,14 和临床研究15,16,17,18因此,在肝硬化患者中,门静脉压力(PP)是一个明确的结局指标,治疗指南推荐将其降低作为治疗目标19,
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作者无任何利益冲突需要披露。
我们感谢生物医学研究中心的兽医、护士和动物饲养员在我们的研究项目期间提供的持续支持。作者们感谢本方案所有评审人员的重要意见。部分研究由奥地利胃肠病与肝病学会(ÖGGH)授予PS的“青年科学奖”以及奥地利内科学会授予TR的“斯科达奖”资助。
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| 用于Transonic系统的血管周围探头(大鼠)(门静脉) | Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA | #MA2PSB | 超声血流探针(2 mm) |
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