Akuter Myokardinfarkt bei Ratten

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, einen akuten Myokardinfarkt bei Ratten zu modellieren, um die mit der unmittelbaren Reaktion des Myokards auf eine kardiale Ischämie sowie anschließendem Reperfusionsverletzung verbundenen kardialen Signalmechanismen zu untersuchen. Zu diesen Reaktionen gehören Infarktgröße, betroffenes Areal und Zelltod. Der erste Schritt besteht darin, den linken Ventrikel freizulegen, indem am vierten Interkostalraum der linken Brustseite ein kleiner Schnitt gesetzt und die Rippen nach erfolgter Isolierung auseinandergezogen werden.

Die linke absteigende Arterie oder LAD wird nach der ischämischen Phase für 30 Minuten vorübergehend ligiert. Die Ligatur der LAD wird gelöst, sodass nach einer vierstündigen Reperfusionsphase eine kardiale Reperfusion erfolgen kann. Die LAD wird erneut ligiert, bevor das Herz entfernt und auf die Größe des infarzierten Myokardbereichs, der betroffenen und nicht betroffenen Areale, untersucht wird.

Schließlich können die Ergebnisse der histologischen Untersuchung des infarzierten Myokards genutzt werden, um therapeutische Strategien zur Behandlung von Herzinsuffizienz zu erforschen. Diese Technik kann Einblicke in die Signalmechanismen liefern, die mit der unmittelbaren Reaktion auf Ischämie verbunden sind, gefolgt von ausgeprägten Schäden wie Infarctgröße, betroffener Bereich und Zelltod.

Dieses Modell kann verwendet werden, um neuartige therapeutische Strategien zur Behandlung der ischämischen Herzkrankheit zu evaluieren. Die Demonstration des Verfahrens wird von einem leitenden wissenschaftlichen Mitarbeiter und X, einem leitenden Postdoktoranden aus dem Labor von Dr. Bradley McConnell am Department für Pharmakologische und Pharmazeutische Wissenschaften der University of Houston, einem institutionellen Mitglied des Texas Medical Center, durchgeführt. Bevor das chirurgische Verfahren beginnen kann, muss die Operationsfläche mit 70 %igem Ethanol desinfiziert werden.

Sterilisieren Sie alle chirurgischen Instrumente vor jeder einzelnen Operation mit einem Heißperlen-Sterilisator. Benötigt werden zwei chirurgische Scheren, eine Pinzette, eine gebogene Pinzette, zwei Nadelhalter und ein Brustretraktor. Stellen Sie die Temperatur des homöothermen Deckensystems so ein, dass die Körpertemperatur des Tieres bei 37 ± 1 °C gehalten wird.

Die Größe eines Infarkts hängt von der Dauer der Okklusion sowie von der Körpertemperatur ab. Halten Sie Wattegaze und Applikatoren bereit, um Blutungen zu behandeln. Nur Tiere, die eine körperliche Untersuchung mittels visueller Inspektion, Messung von Herzfrequenz, Atemfrequenz, Körpertemperatur und Körpergewicht bestehen, werden in diesen Studien verwendet.

Notieren Sie das Gewicht und die kennzeichnenden Merkmale gesunder Tiere, die am Tag vor dem Eingriff einer Operation unterzogen werden. Verabreichen Sie eine Dosis Buprenorphin. Mundschutz, Kittel und Handschuhe müssen während des gesamten Verfahrens getragen werden, und die Handschuhe müssen zwischen einzelnen Operationen gewechselt werden.

Beginnen Sie damit, eine Ratte zu anästhesieren, und bereiten Sie die Operationsstelle vor, indem Sie das Fell gründlich von den Nacken- und Brustbereichen rasieren. Desinfizieren Sie die rasierten Bereiche mit Betadine-Lösung, gefolgt von 70 % Ethanol. Wiederholen Sie diesen Vorgang dreimal.

Stellen Sie das Tier auf ein homöothermisches Deckensystem, um die Körpertemperatur angemessen aufrechtzuerhalten. Es liegt auf der rechten Seite. Die abgeschrägten Ränder eines Polyethylenrohrs erleichtern das Einführen in den Kehlkopf.

Führen Sie den endotrachealen Schlauch mithilfe eines chirurgischen Stereomikroskops ein, wobei Sie die Zunge bei Bedarf vorsichtig manipulieren und die Luftröhre stets im Blick behalten. Schließen Sie den endotrachealen Schlauch an ein Beatmungsgerät an, das mit 80 Atemzügen pro Minute arbeitet und ein Atemzugvolumen von 1,2 Milliliter pro 100 Gramm Körpergewicht bereitstellt.

Nachdem die mechanische Beatmung erreicht ist, legen Sie ein steriles Tuch über die Ratte, wobei nur der Operationsbereich freiliegt. Sobald eine gleichmäßige Atmung etabliert ist, öffnen Sie den Brustkorb im linken vierten Interkostalraum. Minimieren Sie das Ausmaß des Einschnitts in das Gewebe, um das Risiko einer Blutung zu verringern.

Platzieren Sie einen Brustretraktor im vierten Interkostalraum und spreizen Sie die Rippen, um den linken Ventrikel (LV) freizulegen; dabei ist darauf zu achten, die Lunge nicht zu beschädigen. Öffnen Sie anschließend das Perikard, lassen Sie es jedoch an Ort und Stelle. Identifizieren Sie, falls möglich, die proximale Arteria descendens anterior (LAD) mithilfe eines chirurgischen Stereomikroskops.

Vorübergehend die LAD ligieren oder mit einem Slipknoten abbinden, um eine Ischämie auszulösen, wobei darauf zu achten ist, dass das Herz selbst nicht ausgetragen wird. Die LAD-Ligatur wird bestätigt durch die Beobachtung einer Blässe des myokardialen Gewebes distal zur Naht sowie einer Dysfunktion der vorderen Wand während der ischämischen Phase.

Nach einer 30-minütigen ischämischen Phase die Herzreperfusion beginnen, indem die Ligatur um die LAD mit mikrochirurgischen Scheren durchtrennt oder gelöst wird. Die Reperfusion wird durch die Wiedereinsetzung der roten Färbung des Myokardgewebes und die Beobachtung einer teilweisen Wiederherstellung der Bewegung der Vorderwand unmittelbar nach dem Lösen der LAD-Ligatur bestätigt. Das Verfahren ist für Sham-Kontrollratten identisch, mit dem Unterschied, dass die LAD nicht vorübergehend ligiert wird.

Entfernen Sie den Brustretraktor und ziehen Sie die Rippen mit einem unterbrochenen Nahtmuster zusammen. Sobald die Rippen geschlossen sind, erzeugen Sie einen negativen Brustdruck, um eine korrekte Atmung sicherzustellen, indem Sie Luft aus dem Brustkorb abziehen. Schließen Sie abschließend die Haut mit einem kontinuierlichen Nahtmuster. Nach der Operation stellen Sie die Ratte in einen Käfig mit einer Heizplatte und Wasser; überwachen Sie die Körpertemperatur mittels Rektalthermometer, die Atemfrequenz durch visuelle Inspektion, die Herzfrequenz durch Palpation sowie abnorme Schmerzzeichen, bis das Tier wieder lauffähig ist.

Sterile Kochsalzlösung sollte verabreicht werden. Wenn Anzeichen einer Dehydrierung beobachtet werden, sollte Buprenorphin unmittelbar nach der Operation verabreicht werden. Nach einer vierstündigen Reperfusionsphase wird die erneut anästhetisierte Ratte in den Operationsbereich zurückgebracht.

Visualisieren Sie den linken Ventrikel, wie zuvor gezeigt, und ligieren Sie die LADA ein zweites Mal oder verknoten Sie den Schiebeknoten erneut. Injizieren Sie ein Milliliter 5 %iges Evans-Blau in die rechte Ventrikelkammer und lassen Sie es zwei Minuten lang perfundieren. Danach injizieren Sie ein Milliliter gesättigte Kaliumchloridlösung in die rechte Ventrikelkammer, um den Herzschlag zu stoppen, entfernen Sie das Herz rasch und betten Sie es in erwärmtes 2 %iges Agar in gepuffertem Salin ein.

Nachdem sich das Agar bei Raumtemperatur verfestigt hat, schneiden Sie das Herz in Abschnitte von ein bis zwei Millimetern. Färben Sie das vitale Myokard 20 Minuten lang mit 2 % Trientetraoleumchlorid oder TTC und fertigen Sie ein Bild jedes sichtbaren Schnitts an. Hier sehen Sie ein repräsentatives Bild des Rattenherzens.

Nach vier Stunden Reperfusion repräsentiert der blaue Bereich die nicht okkludierte oder nicht gefährdete, durchblutete Region. Die roten Bereiche zeigen die für eine Infarktbildung gefährdete Zone an, und die weiß-gelben Bereiche kennzeichnen das infarzierte Myokard innerhalb der Risikoregion. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man einen akuten Myokardinfarkt bei Ratten durchführt und welches Tiermodell verwendet wird, um die humane ischämische Herzerkrankung nachzuahmen.

Dieses Modell kann verwendet werden, um die unmittelbaren Reaktionen auf eine Ischämie zu untersuchen, gefolgt von einer Reperfusionsschädigung innerhalb der ersten paar Stunden, wie beispielsweise die Infarctgröße, das Risikoareal und den Zelltod. Wie Sie in diesem Video beobachten können, viel Erfolg bei Ihren Experimenten.