Evaluierung der rechtsventrikulären Funktion in experimentellen Modellen der pulmonalen arteriellen Hypertonie

Wir erforschen regenerative Therapien, insbesondere mesenchymale Stammzellen und Mitochondrien, um den vaskulären Umbau umzukehren und die kardiopulmonale Funktion bei experimenteller pulmonaler arterieller Hypertonie zu verbessern. Invasive Eingriffe wie die rechtsventrikuläre Punktion und die Herzdissektion sind beide unheilbar, was Längsschnittuntersuchungen einschränkt. Darüber hinaus kann die Variabilität bei echokardiographischen Messungen die Reproduzierbarkeit über verschiedene Operatoren und Zeitpunkte hinweg beeinträchtigen. Unser Protokoll kombiniert die nicht-invasive Echokardiographie mit invasiven hämodynamischen Messungen und postmortalen Analysen und bietet so eine umfassende Beurteilung des Fortschreitens der pulmonalen Hypertonie und des rechtsventrikulären Umbaus bei Ratten. Dieser integrierte Ansatz erhöht die Zuverlässigkeit der Daten und reduziert die Anzahl der benötigten Tiere. In Zukunft wollen wir die Gehirn-Herz-Lungen-Interaktion und die kognitiven Defizite bei Patienten mit pulmonaler arterieller Hypertonie besser verstehen, um die klinische Relevanz und mögliche zugrundeliegende Mechanismen zu verstehen.

[Dozent] Verwenden Sie zunächst einen in Waschmittel und Wasser getränkten Mullverband, um das Fell auf der Brust des betäubten Tieres zu befeuchten. Rasieren Sie mit einer Rasierklinge, die an der Kelly-Pinzette befestigt ist, das Fell von der Brust des Tieres. Tragen Sie eine großzügige Menge leitfähiges Gel auf die Brust des Tieres auf. Drücken Sie die 2D-Taste auf dem Bedienfeld. Platzieren Sie den Schallkopf zwischen dem dritten und fünften Interkostalraum, um eine kurze Achsenansicht zu erhalten. Richten Sie dann den Schallkopf in einem 90-Grad-Winkel relativ zum Brustbein auf die linke Schulter des Tieres, um ein Schnittbild der Herzbasis aufzunehmen, das den rechten Ventrikel, die Aortenklappe, die Pulmonalklappe und den linken Vorhof zeigt. Drücken Sie die Einfrieren-Taste auf dem Bedienfeld, um das Bild einzufrieren, und drücken Sie dann die Speichertaste auf dem Bedienfeld, um das Bild zu speichern. Wenn der richtige Winkel gefunden ist, halten Sie diese Position und drücken Sie die PW-Pulswellentaste, um den Pulswellen-Spektraldopplermodus zu aktivieren. Bewegen Sie den gelben Cursor mit dem Trackball auf dem Bedienfeld in eine beliebige Richtung auf dem Bildschirm und platzieren Sie ihn über dem Pulmonalventil. Drücken Sie die Fünf-Taste auf dem Bedienfeld, um die Blutflusskurve über die Pulmonalklappe zu erfassen. Positionieren Sie nun den Schallkopf zwischen dem dritten und fünften Interkostalraum, um eine Ansicht der Längsachse zu erhalten. Richten Sie den Schallkopf in einem Winkel von 45 bis 60 Grad relativ zum Brustbein auf die rechte Schulter des Tieres und erfassen Sie einen Längsschnitt, der den linken Ventrikel, den rechten Ventrikel, den linken Vorhof, die Mitralklappe und die Aortenklappe zeigt. Drücken Sie die Freeze-Taste auf dem Bedienfeld, um das Bild einzufrieren, und drücken Sie dann die Speichern-Taste auf dem Bedienfeld, um das Bild zu speichern. Drücken Sie die Schaltfläche "Untersuchung beenden" auf dem Bedienfeld, um die Bildgebungssitzung abzuschließen und die Bilder in der Patientendatenbank zu speichern. Wählen Sie für die Echokardiographie auf dem Bildschirm die Option "Suchen" und wählen Sie die entsprechende Tier-ID aus der Datenbank aus, um mit der Analyse zu beginnen. Drücken Sie die SonoView-Taste auf dem Bedienfeld. Klicken Sie einmal in den Bildbereich auf dem Bildschirm, um die Analyse zu starten. Verwenden Sie den Trackball, um das Bild mit kurzer Achse im Spektraldopplermodus mit gepulsten Wellen auszuwählen. Drücken Sie nun die Taschenrechnertaste und wählen Sie auf dem Bildschirm Herzfrequenz HF aus. Verwenden Sie den Trackball, um Cursorlinien von Spitze zu Spitze von zwei Kurven zu zeichnen. Wiederholen Sie diesen Vorgang dreimal, um den Mittelwert zu erhalten. Drücken Sie die Taschenrechnertaste erneut und wählen Sie auf dem Bildschirm Pulmonalventil, PV und dann PV-Beschleunigungszeit/Auswurfzeit. Verwenden Sie den Trackball, um einen Cursor vom Anfang bis zum Höhepunkt und dann vom Anfang bis zum Ende derselben Kurve zu platzieren. Wiederholen Sie den Vorgang dreimal, um den Mittelwert zu erhalten. Drücken Sie die Schaltfläche Speichern auf dem Bedienfeld, um die Ergebnisse zu speichern. Wählen Sie mit dem Trackball das Bild der langen Achse im oberen rechten Bereich des Bildschirms aus. Drücken Sie die Rechnertaste auf dem Bedienfeld und wählen Sie den rechtsventrikulären Abfluss verfolgt, RVOT, den Parameter und dann den RVOT-Durchmesser auf dem Bildschirm. Positionieren Sie den Cursor mit dem Trackball von einer Wand des rechten Ventrikels zur gegenüberliegenden Wand. Führen Sie diesen Vorgang dreimal durch, um den Durchschnitt zu erhalten. Bei der rechtsventrikulären Punktion wird zunächst ein anästhesiertes Tier tracheotomiert. Stellen Sie sicher, dass der Computer eingeschaltet ist, die LabVIEW-Software geöffnet ist und die Baseline für die Signalerfassung konfiguriert ist. Nachdem Sie den rechten Ventrikel in der Software lokalisiert haben, überprüfen Sie, ob die Signalerfassung begonnen hat. Klicken Sie auf dem Bildschirm auf die Schaltfläche "Speichern" und geben Sie die ID des Tieres ein. Verwenden Sie eine mit heparinisierter Kochsalzlösung gefüllte 19-Gauge-Kopfhautvene, die leicht über dem anatomischen Referenzpunkt punktiert, und achten Sie darauf, die Nadel nicht zu tief einzuführen. Überprüfen Sie die Genauigkeit der Punktion, indem Sie die Druckwerte beobachten. Zeichnen Sie mindestens 10 stabile Druckwellenspitzen auf, um die Zuverlässigkeit der Daten zu gewährleisten. Am Ende der Signalerfassung ist Heparin mit einer heparinisierten Spritze zur Blutentnahme durch Punktion des linken Ventrikels oder der Bauchvene zu verabreichen. Öffnen Sie für die Datenanalyse das MATLAB-Programm, klicken Sie auf die Schaltfläche "Nach Einfügen suchen" und wählen Sie die Datei auf der internen Festplatte des Computers aus, die den richtigen Code enthält. Beobachten Sie auf der linken Seite des MATLAB-Bildschirms die Liste der Dateien, die Codes für jeden Kanal enthalten, der vom Wandler erkannt wird. Wählen Sie den Code aus, der der ausgewählten Kanalkonfiguration entspricht, die zuvor im Experiment verwendet wurde. Drücken Sie die Ausführen-Taste und wählen Sie die .bin Datei auf der externen Festplatte für die Analyse aus. Wählen Sie den gleichmäßigsten Abschnitt der Kurve aus, indem Sie einmal am Anfang und einmal am Ende klicken, um den Abschnitt mit visuell gleichen Spitzen und Tälern zu identifizieren. Wählen Sie dann ein Zehn-Sekunden-Segment der Kurve aus, indem Sie einmal bei null Sekunden und einmal bei 10 Sekunden klicken. Passen Sie die Grundlinie an, indem Sie den niedrigsten Talwert im Befehlsfenster subtrahieren und die Eingabetaste auf der Tastatur drücken. Die Software generiert automatisch alle relevanten Daten. Beobachten Sie die Daten in zwei Spalten, die den Spitzenzeitpunkt und den Druckwert darstellen. Kopieren Sie die systolischen Druckwerte, fügen Sie sie in eine .txt Datei ein und entfernen Sie die Zeitwerte. Ersetzen Sie alle Punkte in der Datei durch Kommas, um die Berechnung des Durchschnitts zu ermöglichen. Wählen Sie 10 Spitzendruckwerte aus und berechnen Sie deren Durchschnitt. Für den rechtsventrikulären Hypertrophieindex ist das Körpergewicht des Tieres zu Beginn des Versuchs zu messen und aufzuzeichnen. Messen Sie den systolischen Druck des rechten Ventrikels, euthanasieren Sie dann und entfernen Sie die Thoraxorgane. Präparieren Sie die Aorta, die Lungenarterie, die Hohlvene und die Lungenvenen von der Basis des Herzens, trocknen Sie dann das gesamte Herz mit Gaze und notieren Sie das Trockengewicht mit einer Präzisionswaage. Nach dem Präparieren und Entfernen der Vorhöfe trennen Sie den rechten Ventrikel zusammen mit dem Septum vom linken Ventrikel. Notieren Sie die Gewichte des getrockneten rechten Ventrikels und des linken Ventrikels plus Septum getrennt mit der Präzisionswaage. Das Verhältnis von PAT zu PET war bei Tieren mit pulmonaler arterieller Hypertonie im Vergleich zu Kontrollen signifikant reduziert, was auf einen erhöhten pulmonalen Gefäßwiderstand und ein verändertes Blutflussmuster in der Lungenarterie hinweist. Der rechtsventrikuläre Abflussdurchmesser war bei Tieren mit pulmonaler arterieller Hypertonie im Vergleich zu Kontrollen erhöht, was den Grad der ventrikulären Hypertrophie als adaptive Reaktion des rechten Ventrikels widerspiegelt und die Entwicklung der Krankheit ersetzt. Repräsentative Echokardiographie-Bilder zeigten bei Tieren mit pulmonaler arterieller Hypertonie im Vergleich zu den Kontrollen sichtbar vergrößerte rechtsventrikuläre Abflussdurchmesser und veränderte Flussmuster. Der rechtsventrikuläre systolische Druck war bei Tieren mit pulmonaler arterieller Hypertonie im Vergleich zu Kontrollen signifikant erhöht, was den erhöhten pulmonalen Gefäßwiderstand widerspiegelt. Die Druckwellenform-Aufzeichnungen zeigten höhere Peaks bei Tieren mit pulmonaler arterieller Hypertonie, was mit einer erhöhten RVSP übereinstimmt. Der rechtsventrikuläre Hypertrophieindex war bei Tieren mit pulmonaler arterieller Hypertonie im Vergleich zu Kontrollen signifikant erhöht.