Respuesta cardíaca a la estimulación β-adrenérgica determinada por análisis de asa presión-volumen

Nuestro enfoque de pecho abierto, en el que incluimos ventilación con presión positiva al final de la espiración, es significativo para evaluar y analizar la función cardíaca in vivo, y el aumento de la estimulación beta-adrenérgica. El procedimiento se puede utilizar para abordar tanto los parámetros basales de la función cardíaca independiente de la carga como la reserva beta-adrenérgica en ratones modificados genéticamente o en intervenciones. Después de confirmar una falta de respuesta al reflejo del pedal, desinfecte la extremidad posterior izquierda del ratón anestesiado con etanol al 70% y haga una incisión para exponer la vena femoral izquierda.

Blast de la arteria epigástrica y la vena con una cauterización. Para ver mejor la vena femoral, el campo de visión se extiende por una sutura a través del abdomen. Luego, se coloca una sutura distal al acceso del catéter, para ligar la vena femoral.

Pase una sutura debajo de la vena femoral y prepare un nudo craneal al sitio de la punción. Perfore la vena femoral con un microtubo preparado conectado a una jeringa de 1 mililitro y asegure el tubo dentro del vaso con la sutura anudada. Para contrarrestar cualquier pérdida de líquido, use una bomba de jeringa automática para infundir cloruro de sodio al 0,9%, complementado con 12,5% de albúmina, a una velocidad de infusión de 15 microlitros, e hidratar el tejido expuesto con cloruro de sodio 0,9% precalentado.

Para acceder al tórax, enjuague el tórax con etanol al 70% e incise la piel justo debajo del proceso xifoide. Separe sin rodeos los músculos pectorales de la pared torácica y use fórceps para levantar el proceso xifoideo para permitir que se corte la pared torácica, hasta que el diafragma sea completamente visible. Incise el diafragma desde abajo para exponer el ápice cardíaco y use fórceps para extirpar cuidadosamente el pericardio.

Realice una costotomía limitada en el lado izquierdo y pase una sutura debajo de la vena caval inferior para permitir la reducción de la precarga aguas abajo. Usando una cánula de calibre 25, perfore suavemente el ápice cardíaco y reemplace la cánula con un catéter de presión-volumen, hasta que todos los electrodos estén dentro del ventrículo. Luego, ajuste suavemente la posición del catéter hasta que se obtengan asas de forma rectangular.

Para adquirir mediciones de asa presión-volumen, realice un análisis en línea de los parámetros de la función cardíaca de interés y espere hasta que se obtenga una función cardíaca en estado estacionario. Detenga el respirador en la posición de final de la espiración y registre los parámetros basales. Después de 3 a 5 segundos, use fórceps para levantar la sutura debajo de la vena cava inferior para obtener parámetros independientes de precarga y encienda el ventilador.

Espere al menos 30 segundos para la segunda oclusión hasta que los parámetros hemodinámicos se estabilicen. Después de obtener la medición en condiciones basales, monte una jeringa cargada de isoproterenol en la bomba de la jeringa. Espere al menos dos minutos, hasta que se observe una nueva función cardíaca en estado estacionario.

Antes de detener el respirador en la posición de final de espiración y registrar los parámetros basales. Después de 3 a 5 segundos, levante la sutura debajo de la vena cava inferior para obtener parámetros independientes de precarga y espere al menos 30 segundos para la segunda oclusión. A continuación, monte la jeringa que contiene la siguiente concentración de isoproterenol y repita la línea de base y precargue los registros de parámetros independientes.

Para realizar una calibración de conductancia paralela, después de la última medición dosis-respuesta de isoproterenol, conecte una jeringa cargada con la solución de cloruro de sodio al 15% a la cánula femoral e infunda cuidadosamente 5 microlitros de la solución hipertónica hasta que el bucle presión-volumen se desplace ligeramente hacia la derecha. Espere hasta que los bucles vuelvan al estado estacionario, antes de detener el respirador al final de la espiración, e inyecte inmediatamente un bolo de 10 microlitros de cloruro de sodio al 15%. Luego verifique si el bucle presión-volumen se ha ampliado en gran medida y se ha desplazado hacia la derecha.

Para realizar una relación conductancia-volumen, espere 5 minutos hasta que el bolo salino hipertónico se diluya completamente antes de retirar el catéter, y use una jeringa de 1 mililitro, equipada con una cánula de calibre 21 para extraer al menos 600 microlitros de sangre del ventrículo izquierdo del corazón que late. Luego transfiera la sangre a una cubeta de calibración precalentada en un baño de agua de 37 grados centígrados, con cilindros de un volumen conocido, y coloque el catéter de presión-volumen centralmente en cada cilindro para permitir el registro de la conductancia. Usando este método abierto de medición de presión-volumen-asa torácica, si el catéter se coloca correctamente dentro del ventrículo, un ciclo cardíaco completo estará representado por un asa de presión-volumen-forma rectangular.

Como se ilustra, la sístole comienza con una fase de contracción isovolumétrica, durante la cual ambas válvulas cardíacas se cierran. Cuando la presión ventricular excede la presión aórtica, la válvula aórtica se abre y la sangre se bombea a la aorta durante la fase de eyección. Posteriormente, cuando la presión aórtica excede la presión ventricular, la válvula aórtica se cierra y comienza la diástole.

Durante la relajación isovolumétrica, la presión ventricular disminuye, hasta que la presión auricular excede la presión ventricular y la válvula mitral se abre. El llenado diastólico pasivo, caracterizado por la relación presión-volumen diastólico final, tiene lugar hasta que comienza el siguiente ciclo cardíaco. Dado que es capaz de determinar la función cardíaca independientemente de la precarga, el análisis de presión-volumen puede proporcionar una visión detallada de la función cardíaca, en la contractilidad cardíaca.

Por ejemplo, en este análisis, el isoproterenol indujo un efecto significativo en cada función cardíaca medida y en cada parámetro de contractilidad cardíaca. Por el contrario, se observó una reducción en los parámetros diastólicos en respuesta al aumento de las concentraciones de isoproterenol. La colocación precisa del catéter dentro del ventrículo izquierdo, es crucial para obtener asas reproducibles sin artefactos.

Para optimizar la colocación del catéter, preferimos el enfoque de tórax abierto. Después de las mediciones del asa PV, se puede determinar la endisis alométrica, y se puede aislar el tejido, para identificar alteraciones moleculares e histopatológicas, causadas por tratamientos y/o modificaciones genéticas. Esta técnica allana el camino para analizar la reserva beta-adrenérgica en modelos de ratón en condiciones normales y patológicas y puede utilizarse como plantilla para probar otros estímulos.