Hämodynamische Charakterisierung von Nagetiermodellen von pulmonaler arterieller Hypertonie

Das übergeordnete Ziel der Echokardiographie und der Rechtsherzkatheretisierung bei Nagetieren ist es, die Funktion des rechten Herzens in verschiedenen Modellen für Herz- und Lungenerkrankungen zu bestimmen. Diese Methode kann helfen, Schlüsselfragen in der kardiovaskulären Physiologieforschung zu beantworten, wie zum Beispiel: Welche Auswirkungen haben genetische Manipulationen oder Arzneimittelwirkungen auf die Entwicklung der pulmonalen Hypertonie? Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie eine umfassende Analyse der Rechtsherzfunktion in diesen Modellen von Herz- und Lungenerkrankungen ermöglicht.

Um die parasternale Längsachse eines Nagetierherzens zu betrachten, beginnen Sie damit, ein anästhesiertes Nagetier in Rückenlage zu bringen. Bestätigen Sie den geeigneten Sedierungsgrad durch Zusammenkneifen der Zehen und tragen Sie Tiersalbe auf die Augen des Tieres auf. Rasieren Sie anschließend die Brust und tragen Sie Ultraschallgel auf.

Wählen Sie den B-Modus, um ein 2D-Livebild zu projizieren. Richten Sie dann einen Ultraschallwandler mit der entsprechenden Frequenz auf die linke parasternale Linie aus. Drehen Sie den Messkopf um 30 Grad gegen den Uhrzeigersinn, wobei die Sondenanzeige in kaudaler Richtung zeigt.

Winkeln Sie dann den Schallkopf leicht an und bewegen Sie das Instrument entlang der kurzen Achse des Schallkopfs in derselben tomographischen Ebene, um eine vollständige Ansicht der linken Ventrikelkammer in der Mitte des Bildschirms zu erhalten. Lokalisieren und betrachten Sie das Lumen des linken Ventrikels, des interventrikulären Septums, des Lumens des rechten Ventrikels, der aufsteigenden Aorta und des linken Vorhofs. Um die parasternale Kurzachse auf Höhe der Aorta zu betrachten, drehen Sie im B-Modus den Schallkopf um 90 Grad und winkeln Sie den Schallkopf in Richtung Schädel an, um die Ansicht des Aortenklappenquerschnitts zu identifizieren.

Halten Sie dann den Wandler ruhig in der gleichen Position und wechseln Sie in den Pulswellen-Doppler-Modus. Platzieren Sie dann das Probenvolumen proximal auf Höhe der Pulmonalklappe in der Mitte des rechtsventrikulären Ausflusstrakts und positionieren Sie den Cursor parallel zur Richtung des Blutflusses durch das Gefäß. Passen Sie die Skala nach Bedarf entlang der Richtung des Blutflusses an, um eine gute Dopplerhülle zu erhalten, d. h. ein Bild mit weißen Rändern und einer dunklen Vertiefung im Inneren, die auf einen laminaren Blutfluss hinweist, und zeichnen Sie die Dopplerverfolgung auf.

Um eine geschlossene Katheteruntersuchung des rechten Herzens durchzuführen, legen Sie das anästhesierte Nagetier unter ein Präpariermikroskop und schneiden Sie die Haut vom Unterkiefer bis zum Brustbein ein. Platzieren Sie ein Paar Retraktoren auf jeder Seite des Schnitts, um den Gebärmutterhalsbereich vollständig freizulegen. Trennen Sie dann die Speicheldrüsen durch stumpfe Dissektion, gefolgt von der Verwendung einer feinen, stumpfen Pinzette, um die rechte äußere Halsvene freizulegen.

Isolieren Sie die rechte Vena jugularis externa vorsichtig vom umgebenden Bindegewebe und legen Sie zwei Stücke Seidennaht unter die rechte Vena jugularis externa. Litalisieren Sie die Vene distal so nah wie möglich am Unterkiefer und binden Sie proximal einen losen Knoten. Machen Sie mit einer Irisschere einen kleinen Schnitt in der Vena jugularis externa proximal des distalen gebundenen Knotens.

Markieren Sie anschließend den Katheter in einer Länge, die in etwa der Länge von der Vena jugularis externa bis zum Herzen entspricht. Führen Sie dann mit einer Pinzette den Katheter in den Schnitt ein und ziehen Sie den proximalen Knoten fest. Schieben Sie den Katheter vorsichtig in das rechte Herz, überwachen Sie die Vorschubtiefe entsprechend der Markierung auf dem Katheter und überprüfen Sie die Position des Katheters in situ durch die Druckverfolgung auf dem Computermonitor.

Sobald eine rechtsventrikuläre Druckverfolgung identifiziert wurde, stabilisieren Sie den Katheter für die Datenerfassung. Um rechtsventrikuläre Druckvolumenschleifen zu erhalten, intubieren Sie als nächstes das Nagetier. Machen Sie dann einen Schnitt unterhalb des Xiphoidfortsatzes und präparieren Sie die Haut beidseitig mit einer Schere in Richtung Flanke.

Um die Bauchhöhle durch die Bauchdecke zu öffnen, machen Sie eine bilaterale Dissektion durch die Bauchdecke unter dem Zwerchfell. Öffnen Sie dann das Zwerchfell, um die Spitze des Herzens freizulegen, und schneiden Sie den Brustkorb beidseitig durch. Isolieren Sie die untere Hohlvene vorsichtig vom umgebenden Bindegewebe und legen Sie sterile, in normaler Kochsalzlösung getränkte Gaze über die Bauchhöhle und die Intubationsstellen.

Führen Sie dann mit einem kleinen Stück PE 60-Schlauch die Punktion des Leitkatheters in die rechte Ventrikelspitze und führen Sie die Katheterspitze durch die Stichwunde ein, bis sich alle Elektroden in der Herzkammer befinden. Überwachen Sie nun die Druckvolumenschleife in der Software und passen Sie die Position des Katheters an, um gleichmäßig geformte Schlingen zu erhalten, die bei Bedarf keine signifikanten Schwankungen der Atmung aufweisen. Um eine Familie von Druckvolumenschleifen zu erhalten, üben Sie vorsichtig Druck auf die untere Hohlvene aus, um die rechtsventrikuläre Füllung zu verringern.

Aus diesen Daten kann dann eine Reihe von hämodynamischen Parametern berechnet werden. Um eine Aufblasperfusion der Lunge durchzuführen, verbinden Sie zunächst den Aufblasschlauch mit einem Ringständer. Präparieren Sie als Nächstes die Luftröhre stumpf von den umgebenden Muskeln und dem Bindegewebe und legen Sie ein Stück Seidennaht um die Luftröhre

Binden Sie dann einen losen Knoten in die Naht, drücken Sie auf den Kopf, um die Luftröhre sanft zu dehnen, und schneiden Sie 70 % des Umfangs der Luftröhre in der Nähe des Unterkiefers ab. Halten Sie die Luftröhre gedehnt, führen Sie eine Trachealkanüle ein und befestigen Sie die Kanüle mit einer Naht. Verbinden Sie die Kanüle mit dem Aufblasschlauch, stechen Sie dann mit einer mit PBS gefüllten 10-Milliliter-Spritze in die freie Wand des rechten Ventrikels, spülen Sie die Lunge und injizieren Sie in Richtung der Lungenarterie.

Wenn die Lunge zu blanchieren beginnt, schneiden Sie den linken Vorhof einmal ein. Schneiden Sie dann die Wurzel der Aorta ab, um das Herz zu ernten. Zum Schluss blasen Sie die Lunge fünf Minuten lang mit 10 % gepuffertem neutralem Formalin auf und entfernen Sie die Trachealkanüle.

Ligatieren Sie dann die Luftröhre, entfernen Sie die Lunge aus dem Thorax und fixieren Sie das Lungengewebe mit frischem 10% gepuffertem neutralem Formalin. Eine parasternale Kurzachsenansicht auf Aortenebene kann bei Nagetieren leicht visualisiert werden, was die Aufzeichnung und Messung von pulmonalen arteriellen Dopplerspuren ermöglicht, deren Formen mit dem Grad der pulmonalen Hypertonie in Verbindung gebracht wurden. Bei einer geschlossenen Brustkatheteruntersuchung des rechten Herzens einer Maus, die einer chronischen Hypoxie ausgesetzt war, ist der systolische Druck des rechten Ventrikels auf 45 Millimeter Quecksilbersäule erhöht, was mit einer signifikanten pulmonalen Hypertonie übereinstimmt.

Bei einer offenen Katheteruntersuchung des rechten Herzens einer normalen Ratte wird der systolische Druck des rechten Ventrikels auf einem signifikant niedrigeren Niveau von 27 Millimetern Quecksilbersäule beobachtet. Der Eingriff kann in wenigen Minuten vollständig durchgeführt werden, wenn die Technik gemeistert und richtig ausgeführt werden kann. Wenn Sie dieses Verfahren versuchen, ist es wichtig, daran zu denken, sicherzustellen, dass das Nagetier ausreichend betäubt ist und dass es keine signifikanten Quellen für Blutungen oder Gewebeaustrocknung gibt, die zu Hypervolämie führen könnten.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie eine umfassende hämodynamische Charakterisierung des rechten Herzens durchführen können. Übung ist entscheidend, um diese Techniken zu beherrschen.