המודל של עכברוש אקוטי אוטם שריר הלב (AMI) כדאי ללמוד תוצאה של MI על תפקוד pathophysiological ופיזיולוגיות לב.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
במאמר זה
סיכום
תקציר
עם אי ספיקת לב מוביל את סיבת המוות בארה"ב (האנט), מחקר ביו חיונית כדי לקדם טיפולים רפואיים למחלות לב וכלי דם. מודלים בבעלי חיים המחקים מחלות לב האדם, כגון אוטם שריר הלב (MI) ו-reperfusion איסכמיה (IR) שגורם לאי ספיקת לב, כמו גם הלחץ עומס (התכווצות העורקים רוחבי) שגורם היפרטרופיה לב ואי ספיקת לב (גולדמן Tarnavski), דגמים שימושי ללמוד למחלות לב וכלי דם. בפרט, שריר הלב (MI) היא הגורם המוביל בתחלואה ותמותה קרדיו למרות השליטה גורמי סיכון מסוימים כגון טרשת עורקים טיפולים באמצעות התערבות כירורגית (Thygesen). יתר על כן, אובדן חריף של שריר הלב בעקבות שריר הלב (MI) תוצאות איסכמיה מוגברת טעינת התנאים שגורם שיפוץ החדר של אזור הגבול infarcted ואת מרוחק שאינו אוטם שריר הלב. אפופטוזיס נמק Myocyte, ואת עומס מוגבר כתוצאה hemodynamic להפעיל מספר רב של איתות תאיים ביוכימיים אשר יוזם הרחבה LV, היפרטרופיה, עיוות צורה חדרית, ועל היווצרות צלקת קולגן. זה שיפוץ פתולוגית ואי לנרמל את הקיר גדל מדגיש תוצאות התרחבות פרוגרסיבי, גיוס של הגבול באזור שריר הלב לתוך הצלקת, ובסופו של דבר ההידרדרות בתפקוד התכווצות שריר הלב (אי ספיקת לב, כלומר). ההתקדמות של בעיות בתפקוד LV ואי ספיקת לב אצל חולדות דומה לזה שנצפה בחולים לקיים אוטם שריר הלב גדול, לשרוד, ולאחר מכן מתפתחת אי ספיקת לב (גולדמן). אקוטי אוטם שריר הלב (AMI) מודל בחולדות נעשה שימוש כדי לחקות מחלות לב וכלי דם אדם; להשתמש במיוחד כדי ללמוד מנגנוני איתות הלב קשור עם אי ספיקת לב, כמו גם להעריך את התרומה של אסטרטגיות טיפוליות לטיפול באי ספיקת לב. השיטה המתוארת בדוח זה הינו מודל של חולדה אקוטי אוטם שריר הלב (AMI). מודל זה מכונה גם קרדיומיופתיה איסכמיה איסכמי אקוטי או ואחריו reperfusion (IR), אשר המושרה על ידי תקופה של 30 דקות של איסכמיה חריפה על ידי קשירת של העורק השמאלי הקדמי היורד (LAD) ואחריו reperfusion של הרקמה על ידי משחררים את קשירת LAD (וסילייב, מקונל). פרוטוקול זה יתמקד הערכה של גודל האוטם ואזור בסיכון (AAR) על ידי הצבע הכחול של אוואן כלוריד tetrazolium triphenyl (TTC) לאחר 4 שעות של reperfusion: הערות נוספות לעבר הערכה של תפקוד שיפוץ לב על ידי שינוי משך reperfusion, מוצג גם. בסך הכל, זה מודל החיה AMI חולדה יעילה ללימוד תוצאה של אוטם שריר הלב על תפקוד pathophysiological ופיזיולוגיות לב.
פרוטוקול
1. הכנת שטח ההפעלה
- המשטח הפעלה מוכנה לראשונה על ידי חיטוי האזור עם אתנול 70%.
- כל מכשירי ניתוח יש לעבור עיקור עם מעקר חרוז חם לפני הניתוח (ובין ניתוחים עכברוש בודדים). מכשירים אלה כוללים: מספריים כירורגיות (2), מלקחיים (1), מלקחיים מעוקל (1), מחזיק מחט (2), וכן rectractor החזה.
- גזה כותנה applicators הם להיות זמין על מנת לנהל את הדימום.
- כוונו את הטמפרטורה של מערכת שמיכה homeothermic (כרית חימום), כדי לשמש כדי לשמור על טמפרטורת הגוף של בעל החיים ב 37 ± 1 ° C, על מנת למנוע נפילה דרמטית טמפרטורת הגוף, את גודל האוטם תלוי משך חסימה כמו טמפרטורת הגוף היטב (Tarnavski et al.).
- לפני ההרדמה, כל חיה יקבלו מינון של עצירות (0.1-2.5 מ"ג / ק"ג SQ) ו carprofen טבליות דרך הפה (Rimadyl, Bioserv הלוח: 1 טבלית) יום לפני הניתוח. באותו זמן מיד לפני הניתוח, כל חיה יהיה שוב לקבל מינון של עצירות (0.1-2.5 מ"ג / ק"ג SQ).
- הערה: מחקרים שכללו הערכת תפקוד הלב שיפוץ הלב על פני תקופה של זמן (7 - עד 28 ימים מעבר), מינון של עצירות (0.1-2.5 מ"ג / ק"ג SQ) תנוהל, כל 6 שעות לאחר ניתוח לניתוח שעות 24-48 פירסום טבליות אוראלי carprofen יינתן פעם ביום (ראה "שלאחר הניתוח לשחזור").
2. הכנה אינטובציה של חולדות
- לפני אינדוקציה של הרדמה, חיות תיבחן לזהות קיימים תנאים שעשויים לסבך תוצאה ניתוחית, בדיקה גופנית תכלול בדיקה ויזואלית ומדידה של קצב הלב, קצב הנשימה, טמפרטורת הגוף ומשקל הגוף.
- אם החיות נחושים להיות בריאים, חולדות זכרים 250-300 גרם (לדוגמא ספראג Dawley) יהיה משקלו ומאפיינים מזהים יתועדו.
- חולדות הן מכן הרדים עם 80 מ"ג / ק"ג של pentobarbital; את רמת הנכונות של הרדמה מאומת באמצעות תגובת נסיגה איבר על ידי הפעלת לחץ של המיטה עכברוש מסמר (הבוהן קמצוץ רפלקס) ומדי פעם לאורך ההליך.
- עצירות (0.1-2.5 מ"ג / ק"ג; SQ) תנוהל בזמן הניתוח.
- מכונת גילוח חשמלית משמש אז לגלח את הטופס פרווה האזורים הצוואר והחזה. הערה: מחקרים שכללו הערכת תפקוד הלב שיפוץ הלב על פני תקופה של זמן (7 - עד 28 ימים מעבר), פרווה חייב להיות מגולח לחלוטין מהאזור כירורגית כדי לשמור על סטריליות.
- האזורים מגולח יש לקרצף ולחטא עם פתרון בבטאדין ואחריו לנגב את האזור עם אלכוהול 70%; זה בבטאדין ושיחים אלכוהול לחיטוי ההליך היא תחזור על עצמה שלוש פעמים.
- החיה הרדים ממוקם אז על מערכת שמיכה homeothermic (כרית חימום) במצב פרקדן על מנת לשמור על טמפרטורת הגוף.
- אינטובציה Endotracheal מבוצע אז קודם כל בזהירות לחשוף את קנה הנשימה, על מנת לשפר להדמיה של אינטובציה, על ידי ביצוע 5 מ"מ אמצע הצוואר חתך לבין הפתיחה של רקמת השריר, בדיוק מעל קנה הנשימה.
- זה מאפשר ראיה טובה יותר עבור החדרת הצינור endotracheal (גודל פוליאתילן 90; PE 90) שבו הוא צינורות משופעים על קצה על מנת להקל על הכניסה דרך הגרון.
- צינור endotracheal מוכנס לתוך קנה הנשימה, עם להדמיה שנעזר באמצעות מיקרוסקופ סטריאו כירורגית, על ידי מניפולציה של הלשון בזהירות בעת הצגת קנה הנשימה לבין הכניסה של הצינור endotracheal.
- אוורור מכני מושגת לאחר מכן על ידי חיבור צינור endotracheal כדי קנט מדעי ההנשמה (Dual Mode Topo) רכיבה על 80 נשימות לדקה נפח אדיר של 1.2 מ"ל לכל משקל גוף 100 גרם.
- לעטוף סטרילי ממוקם אז על החולדה, ומשאיר רק את אזור הניתוח נחשף, ובכך לצמצם אפשרות של זיהום במהלך המבצע.
- המנתח ועוזריו הם בעלי חיים ללבוש מסכה, חלוק, כפפות, עם כפפות להיות שונה בין הניתוחים עכברוש בודדים.
3. חלוף השמאל Anterior העורקים יורד (LAD) קשירת
- לאחר נשימה יציב נוצר, החזה נפתח בחלל השמאלי צלעי הרביעי, באמצעות hemostats או מספריים סוף הסיבוב כדי לפתוח את החלל, אבל בלי חיתוך הרקמה, כך הסיכון של דימום יכול להיות מופחת.
- מפשק החזה ממוקם אז בתוך המרחב צלעי הרביעי; כדי להפיץ את הצלעות, כך החדר השמאלי (LV) חשוף, מטפלת מירבית לא לפגוע הריאות.
- קרום הלב נפתח, אבל נשאר במקומו, אם אפשר.
- קדמי פרוקסימלי השמאל יורד (LAD) עורק יזוהו (איור 1), עם שימוש של כמיקרוסקופ סטריאו urgical, ואת LAD לאחר מכן ligated transiently (או יכול להיות קשור עם Slipknot) באמצעות תפר 6-0 prolene לתקופת 30 דקות איסכמי (איור 1), אך ללא החצנה של הלב.
- כדי לאפשר reperfusion לב, מספריים microsurgical משמשים לחתוך את הקשר של המיתר (או על ידי שחרור Slipknot), שנעשו על ידי 6-0 prolene תפר, 30 דקות לאחר קשירת של הנער.
- בחולדות דמה שליטה, ההליך הוא זהה, למעט LAD לא ligated transiently.
- יצוא הוא אז בקצרה (1-2 שניות) את צבט מונשם כדי לאפשר מחדש האינפלציה של הריאות.
- מפשק חזה מוסר אז הצלעות נמשכים זה לזה באמצעות תפר 2-0 prolene עם דפוס תפר קטע.
- לאחר בצלעות סגורות, יצוא של מכונת ההנשמה הוא שוב בקצרה (1-2 שניות) כדי להבטיח את צבט נשימה נכונה.
- העור הוא נסגר באמצעות תפרים 6-0 prolene עם דפוס תפר מתמשך.
4. אישור של קשירת מוצלחת של העורק LAD
- קשירת נכונה של הנער יאושר על ידי התבוננות הלבנה של רקמת שריר הלב דיסטלי אל תפר, כמו גם תפקוד לקוי של הקיר הקדמי, כפי שנצפה במהלך קשירת LAD חולף.
- Reperfusion יאומת על ידי שובו של הצבע האדום לרקמת שריר הלב לבין הפגנה של התאוששות מסוימת של תנועה הקיר הקדמי, כפי שנצפו מיד לאחר קשירת LAD חולף.
- הערה: מחקרים שכללו הערכת תפקוד הלב שיפוץ הלב על פני תקופה של זמן (7 - עד 28 ימים מעבר), echocardiogram יבוצעו 24 שעות LAD קשירת לפרסם, על מנת לקבוע את מידת המושרה אוטם שריר הלב. כל החיות עם קיצור החדר השמאלי השבר (LV FS) <20%, כפי שנקבע בין echocardiogram, כמו גם תפקוד לקוי של הקיר הקדמי ההצעה עולה בקנה אחד עם האוטם, יהיה מזוהה המשמש למעקב תפקוד הלב מחקרים שיפוץ. שאם חולדות בקרה צפויים להיות נורמלי LV FS בין 40-45% (דל מונטה ואח').
5. לאחר ניתוח שחזור
- לאחר הניתוח הושלם, לעטוף הסטרילי מעל החיה יוסרו. טמפרטורת הגוף (באמצעות מדחום רקטלי), קצב הנשימה (על ידי בדיקה חזותית), קצב הלב (על ידי רטט), וכן סימנים חריגים של כאב להיות במעקב עד החיה הופך אמבולטורי.
- החולדה יוסר ההנשמה ואחר כך להציב בכלוב חיה ואיפשר להתאושש מן ההרדמה. בכלוב הזה, קצה אחד של הכלוב יהיה מחומם על ידי כרית חימום כדי לאפשר החולדה לחפש חום. כמו כן, המים יהיו זמינים עכברוש בתקופה זו תצפית.
- אם סימני התייבשות הם נצפו לאחר הניתוח, 0.5 מ"ל של תמיסת מלח סטרילית יהיה להזריק intraperitoneally (IP).
- עצירות (0.1-2.5 מ"ג / ק"ג; SQ) אז יהיה להינתן מיד לאחר הניתוח ובמהלך ההחלמה שלאחר הניתוח.
- הערה: מחקרים שכללו הערכת תפקוד הלב שיפוץ הלב על פני תקופה של זמן (7 - עד 28 ימים מעבר), מינון של עצירות (0.1-2.5 מ"ג / ק"ג SQ) תנוהל, כל 6 שעות לאחר ניתוח לניתוח שלאחר 24-48 שעות. טבליות Carprofen אוראלי (Rimadyl, Bioserv לוח) יהיה גם בתנאי (1-גלולה יומית) לניתוח לפחות 48 שעות שלאחר.
6. הערכה היסטולוגית של reperfusion איסכמיה
- לאחר השלמת תקופת 4 שעות reperfusion, חולדות יש מרדים שוב עם 80 מ"ג / ק"ג של pentobarbital ואת LAD הוא ligated שוב (או Slipknot ניתן וקשר) (הואנג ואח' ו קייזר ואח').
- 1 מ"ל של בלו 5% אוואן (ב פוספט שנאגרו מלוחים) מוזרק מכן לתוך החדר החדר הימני מותר perfuse במשך 2 דקות.
- לאחר של 2 דקות, 1 מ"ל של תמיסת אשלגן כלורי רוויים מוזרק מכן כדי לעצור את הלב מהמכות החדרה חדרית זכות.
- הלב הוא אז נכרת במהירות, מוטבע 2% agarose פוספט שנאגרו מלוחים, ואת מחולק אז 1-2 פרוסות מ"מ.
- שריר הלב קיימא הוא מוכתם אז במשך 20 דקות ותמונות של כל פרוסה עם כלוריד 2% tetrazolium triphenyl (TTC) הוא נתפס. התמונות הן לכמת אז על מנת לזהות את כמות שטח שריר הלב: (1) שאינו בסיכון (סעיפים כחול), (2) אזור בסיכון (AAR: אדום וחתכים לבן), ו - (3 ) באזור זה infarcted (לבן "בלא כתם" חלקים) (איור 2).
7. נציג תוצאות
עבור מחקרים שכללו הערכת גודל האוטם ואזור בסיכון (AAR), על ידי הצבע הכחול של אוואן כלוריד tetrazolium triphenyl (TTC), לאחר 4 שעות של reperfusion, קשירת התקין של הנער ניתן לאשרעל ידי התבוננות הלבנה של רקמת שריר הלב דיסטלי אל תפר, כמו גם תפקוד לקוי של הקיר הקדמי, כפי שנצפה במהלך קשירת LAD חולף. Reperfusion ניתן לאמת על ידי שובו של הצבע האדום לרקמת שריר הלב לבין הפגנה של התאוששות מסוימת של תנועה הקיר הקדמי, נצפתה מיד לאחר קשירת LAD חולף. עבור מחקרים שכללו הערכת תפקוד הלב שיפוץ הלב על פני תקופה של זמן (7 - ל 28 - ימים ומעבר), קשירת התקין של איסכמיה ואחריו reperfusion יכול גם להיות מאושרת על ידי הלבנה של חוסר תפקוד הרקמה, של הקיר הקדמי והחזרת הצבע האדום עם התאוששות מסוימת של תנועה הקיר הבאים reperfusion. בנוסף, תפקוד הלב לקוי יכול להיקבע על ידי echocardiogram מתבצע 24 שעות ביממה LAD קשירת לפרסם, על מנת לקבוע את מידת אוטם שריר הלב המושרה. כל החיות עם קיצור החדר השמאלי השבר (LV FS) <20%, כפי שנקבע בין echocardiogram, כמו גם תפקוד לקוי של הקיר הקדמי ההצעה עולה בקנה אחד עם האוטם, יהיה מזוהה המשמש למעקב תפקוד הלב מחקרים שיפוץ. שאם חולדות בקרה צפויים להיות נורמלי LV FS בין 40-45% (דל מונטה).
באיור 1. תרשים סכמטי של אוטם שריר הלב לבין קשירת LAD. תרשים סכמטי של אוטם שריר הלב (1) ו (2) קשירת הקדמי של החדר השמאלי היורד (LAD) העורק באמצעות תפר, נהג לחקות את אוטם שריר הלב שנגרם על ידי היווצרות המגפה.
איור 2. תמונה ייצוגית של הלב חולדה בעקבות עמי. תמונה ייצוגית של הלב חולדה מראה את האזור (אזור שאינו occluded זלוף הכליליים) הכחול, שטח באזור אדום זלוף occluded (הכליליים המציין את אזור בסיכון (AAR) עבור אוטם, ושטח באזור (לבן / צהוב infarcted בתוך AAR).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
אוטם לבבי חריף (AMI) בחולדות, המכונה גם reperfusion-איסכמיה (IR), משמש בדרך כלל לחקות שיפוץ חדרי אנושי מוביל לאי ספיקת לב. ההתקדמות של בעיות בתפקוד LV ואי ספיקת לב במודלים של בעלי חיים (חולדות ועכברים) דומה לזה שנצפה בבני אדם אשר לקיים MI, לשרוד ואז לאחר מכן מתפתחת אי ספיקת לב (גולדמן). הליך זה התווה גרסה אחת של הטכניקה הזו והערות נוספות הכילו גם בתיאור וריאציות מתודולוגי. וריאציות נוספות כגון הליך חריף של אוטם שריר הלב (AMI) כוללים את משך הזמן של איסכמיה ומשך reperfusion. כמו כן,...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
אין ניגודי אינטרסים הכריז.
תודות
BKM נתמך על ידי המכון הלאומי לבריאות (NIH) / הלאומי ללב ריאות ודם המכון (NHLBI) מענק (R01-HL085487). MH הוא נתמך על ידי איגוד הלב האמריקאי הלאומי (AHA) המדען פיתוח גרנט (SDG) והחברה לקרדיולוגיה הגריאטרי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מנשם | Kent Scientific | TOPO | TOPO Dual Mode |
| סירקולטור תרמוסטטי E103 | Harvard Apparatus | 732802 | |
| מערכת שמיכה הומיותרמית | Harvard Apparatus | 55-7222F | |
| מיקרוסקופ סטריאו | Nikon Instruments | MMA36300 | SMZ-645 Zoom Stereo Microscope |
| סטריליזטור חרוזים לוהט | Harvard Apparatus | 610183 | |
| מכונת גילוח חשמלית | GE Healthcare | ||
| להבים וידיות | Welch Allyn | 690047-1 | להבי לרינגוסקופ סטנדרטיים (מנורה) |
| מספריים כירורגיים | Fine Science Tools | 14014-17 | |
| מספריים כירורגיים | Fine Science Tools | 14072-10 | |
| פינצטה | Fine Science Tools | 11028-15 | |
| פינצטה קמורה | Fine Science Tools | 11001-12 | |
| מחזיק מחט | Fine Science Tools | 12004-18 | |
| מחזיק מחט | Fine Science Tools | 91201-13 | |
| מרחיב חזה | Fine Science Tools | 17008-07 | |
| מסכות | VWR international | 47730-640 | |
| ספוגי גזה | Dermacea | 441205 | |
| כפפות סטריליות | Cardinal Health | 2D7203I | |
| צינורית PE 90 | BD Biosciences | 427420 | |
| מזרק 20 ml | BD Biosciences | 301625 | |
| חוט תפירה Prolene 6-0 | Ethicon Inc. | 8706H | |
| חוט תפירה משי 2-0 | Ethicon Inc. | K873H | |
| זריקת פנטוברביטול נתרן | OVATION Pharmaceuticals | NDC 67386-501-55 | |
| פובידון-יוד | NOVAPLUS | V10-8204 | |
| בופרנורפין | Pharmaceuticals Inc. | NDC 12496-0757-1 |
מקורות
- Hunt, S. A., Baker, D. W., Chin, M. H., Cinquegrani, M. P., Feldmanmd, A. M., Francis, G. S., Ganiats, T. G., Goldstein, S., Gregoratos, G., Jessup, M. L., Noble, R. J., Packer, M., Silver, M. A., Stevenson, L. W. SC.ACC/AHA Guidelines for the Evaluation and Management of Chronic Heart Failure in the Adult: Executive Summary A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (Committee to Revise the 1995 Guidelines for the Evaluation and Management of Heart Failure). Circulation. 104, 2996-3007 (2001).
- Goldman, S., Raya, T. E. Rat infarct model of myocardial infarction and heart failure. J Card Fail. 1, 169-177 (1995).
- Tarnavski, O., McMullen, J. R., Schinke, M., Nie, Q., Kong, S., &, I. zumo, S, Mouse cardiac surgery: comprehensive techniques for the generation of mouse models of human diseases and their application for genomic studies. Physiol Genomics. 16, 349-360 (2004).
- Thygesen, K., Alpert, J. S. Universal Definition of Myocardial Infarction. Circulation. 116, 2634-2653 (2007).
- Vasilyev, N., Williams, T., Brennan, M. L., Unzek, S., Zhou, X., Heinecke, J. W., Spitz, D. R., Topol, E. J., Hazen, S. L., Penn, M. S. Myeloperoxidase-generated oxidants modulate left ventricular remodeling but not infarct size after myocardial infarction. Circulation. 112, 2812-2820 (2005).
- McConnell, B. K., Popovic, Z., Mal, N., Lee, K., Bautista, J., Forudi, F., Schwartzman, R., Jin, J. P., Penn, M., Bond, M. Disruption of protein kinase A interaction with A-kinase-anchoring proteins in the heart in vivo: effects on cardiac contractility, protein kinase A phosphorylation, and troponin I proteolysis. J Biol Chem. 284, 1583-1592 (2009).
- Monte, D. el, Butler, F., Boecker, K., Gwathmey, W., K, J., Hajjar, R. J. Novel technique of aortic banding followed by gene transfer during hypertrophy and heart failure. Physiol. Genomics. 9, 49-56 (2002).
- Huang, M. H., Nguyen, V., Wu, Y., Rastogi, S., McConnell, B. K., Wijaya, C., Uretsky, B. F., Poh, K. K., Tan, H. C., Cheng, J., Perin, E., Fujise, K. Synergistic Infarct Size Reduction by Combination Therapy with Milrinone and Esmolol at Early Reperfusion during Acute Myocardial Infarction. American Journal of Physiology. , Forthcoming Forthcoming.
- Kaiser, R. A., Bueno, O. F., Lips, D. J., Doevendans, P. A., Jones, F., Kimball, T. F., Molkentin, J. D. Targeted inhibition of p38 mitogen-activated protein kinase antagonizes cardiac injury and cell death following ischemia-reperfusion in vivo. J Biol Chem. 279, 15524-15530 (2004).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
