הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטה יעילה לסריקת תרופות המשפרות את התכווצות שריר הלב באמצעות פרוזדורים ימניים מבודדים משרקנים.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטה יעילה לסריקת תרופות המשפרות את התכווצות שריר הלב באמצעות פרוזדורים ימניים מבודדים משרקנים.
אי ספיקת לב כרונית שכיחה (CHF) מאופיינת בתפקוד לקוי של מילוי חדרים ו/או פליטה, מה שמוביל לתפוקת לב שאינה יודעת שובע ולשכיחות מוגברת. הירידה בתפקוד הסיסטולי של הלב היא גורם מפתח בפתוגנזה של CHF. תפקוד סיסטולי הוא פשוט מילוי דם מחומצן בחדר השמאלי, ואחריו הדם נשאב בכל הגוף במהלך פעימות לב. לב חלש וחוסר היכולת של החדר השמאלי להתכווץ כראוי עם פעימות הלב מצביעים על תפקוד סיסטולי לקוי. מעריכים כי צמחים מסורתיים רבים מחזקים את התפקוד הסיסטולי של הלב אצל מטופלים. עם זאת, שיטות ניסיוניות יציבות ויעילות לסינון תרכובות המשפרות את התכווצות שריר הלב עדיין חסרות בתהליך המחקר של הרפואה האתנית. כאן, אם ניקח את הדיגוקסין כדוגמה, ניתן פרוטוקול שיטתי וסטנדרטי לסינון תרכובות המשפרות את התכווצות שריר הלב על ידי שימוש בפרוזדורים ימניים מבודדים משרקנים. התוצאות הראו כי דיגוקסין יכול לשפר באופן ניכר את ההתכווצות של הפרוזדור הימני. פרוטוקול שיטתי וסטנדרטי זה נועד לשמש כהתייחסות מתודולוגית לסינון המרכיבים הפעילים של תרופות אתניות בטיפול ב-CHF.
אי ספיקת לב נגרמת על ידי אוטם שריר הלב, מיוקרדיופתיה, עומס יתר המודינמי, דלקת וגורמים אחרים לפגיעות בשריר הלב, אשר משנים את האנטומיה והפעילות של שריר הלב ובסופו של דבר מובילים לכשל בשאיבה או במילוי החדר. דפיקות לב, עייפות ואגירת נוזלים הם התסמינים הקליניים העיקריים1. CHF הוא מצב של אי ספיקת לב כרונית שניתן לשמר, להידרדר או להראות חוסר פיצוי לאורך זמן, והשכיחות והשכיחות שלו עולות עם גילשנתיים. הירידה בתפקוד הסיסטולי של הלב היא גורם מפתח בפתוגנזה של CHF3. הטיפול הרפואי הנוכחי במחלה כולל בעיקר שימוש בתרופות להורדת לחץ דם כגון מעכבי אנזים ממיר אנגיוטנסין, β-אדרנוצפטורים (המעכבים הפעלה מוגזמת של המערכת הנוירו-הורמונלית, כלומר המערכת הסימפתטית ומערכת רנין-אנגיוטנסין-אלדוסטרון), או משתנים (המפחיתים את הגודש)4. עם זאת, הסימנים הקליניים של אי ספיקת לב הנגרמים על ידי ירידה בתפוקת הלב והרזרבה אינם מטופלים לעתים קרובות במחקרים הבוחנים את ההשפעה של טיפולים רפואיים אלה5.
תרופות אינוטרופיות חיוביות נועדו להגביר את התכווצות שריר הלב. גליקוזידים לבביים, מעכבי פוספודיאסטראז ואגוניסטים לקולטן β-אדרנרגי משמשים כתרופות אינוטרופיות חיוביות לטיפול באי ספיקת לב. גליקוזידים לבביים הם בעיקר נגזרות דיגיטליס ; דוגמה לכך היא, דיגוקסין, שהיא הנגזרת הנפוצה ביותר של Digitalis ונגזרת מ-Digitalis lanata (כפפת שועל לבנה)6. הם נקשרים באופן סלקטיבי ל-Na+/K+-ATPase על קרום התא כדי להגדיל את ריכוז הסידן התוך תאי ובכך לשפר את התכווצות הלב ואת נפח השבץ מבלי להעלות את צריכת החמצן, ובכך לשפר את יעילות הלב7. מלבד גליקוזידים לבביים, רוב התרופות האינוטרופיות החיוביות, כגון מעכבי פוספודיאסטראז ואגוניסטים לקולטן β-אדרנרגי, מגבירות את קצב הלב ואת צריכת החמצן בשריר הלב תוך הגדלת עומס הסידן בתאי שריר הלב כדי לשפר את התכווצות שריר הלב, מה שעלול לגרום להפרעות קצב ותת לחץ דם חמורות מבחינה קלינית ובכך לתמותה מוגברת8. לכן, היישום הקליני של תרופות אינוטרופיות אלה מוגבל. על מנת להימנע מסיבוכים הנגרמים על ידי רמות סידן תוך תאיות גבוהות, יש צורך לפתח מודולטורים אינוטרופיים בטוחים ויעילים ביותר לטיפול ב-CHF (איור 1).
בעשורים האחרונים נערכו מחקרים רבים לייצור וניתוח תרכובות שיכולות לתמוך בתכונות האינוטרופיות החיוביות של המודינמיקה של הלב. תרופות סיניות מסורתיות רבות (TCM), כגון Euodia rutaecarpa (Juss.) Benth., Apocynum venetum L., ו-Sophora alopecuroides L., בין היתר, יכולים לשפר את התכווצות שריר הלב 9,10,11. מחקרים הוכיחו כי הרפואה הסינית המסורתית והמונומרים הפעילים שלה יכולים להפעיל השפעות אינוטרופיות חיוביות באמצעות מנגנונים שונים בהשוואה לתרופות אינוטרופיות. לדוגמה, ליגוזינדיול, צורה של ליגוסטרזין שעבר מתילציה ב-C2 ו-C5 (מרכיב פעיל אחד של קנה שורש סצ'ואן לובאג'), המשפר משמעותית את ההתכווצות של לבבות חולדות מבודדים על ידי שיפור מעברי הסידן ברטיקולום סרקופלזמי מבלי להגביר את קצב הלב, עשוי להיות בעל פחות תופעות לוואי ומהווה טיפול טוב יותר ל-CHF12. בנוסף, מטרין הוא אלקלואיד המופק מצמח הרפואה הסינית המסורתית Sophora flavescens Ait. מטרין יכול לעכב את הוויסות של ביטוי חלבון3-AR β ולהפחית את ביטוי ה-eNOS בחולדות מודל אי ספיקת לב, ובכך לשפר את התכווצות שריר הלב שלהן13. עם זאת, במחקר הרפואה האתנית, חסרות שיטות ניסיוניות יציבות ויעילות לסינון תרכובות שיכולות לשפר את התכווצות שריר הלב.
ידוע כי בהשוואה למכרסמים אחרים, לשרקנים יש מאפייני אלקטרופיזיולוגיה וטיפול בסידן הדומים יותר לאלה של בני אדם14. מצד אחד, האלקטרוקרדיוגרמה של שרקנים דומה מספיק לזו של בני אדם, והטיפול שלהם ב-Ca2+ דומה יותר לפיזיולוגיה האנושית מאשר לזו של חולדות או עכברים15,16. מצד שני, מודלים חישוביים של קרדיומיוציטים של שרקנים עברו מחקר מקיף וכוללים תת-מערכות תאיות חיוניות, כולל אנרגטיקה ומטבוליזם של מיני חמצן תגובתי17. לכן, פרוזדורים ימניים מבודדים משרקנים נמצאים בשימוש נרחב לסינון תרכובות המשפרות את התכווצות שריר הלב. כאן, אנו לוקחים דיגוקסין כדוגמה כדי לספק פרוטוקול שיטתי וסטנדרטי לסינון תרכובות המשפרות את התכווצות שריר הלב על ידי שימוש בפרוזדורים ימניים מבודדים משרקנים. לכן, עבודה זו מספקת התייחסות מתודולוגית לסינון החומרים הפעילים של תרופות אתניות בטיפול ב-CHF.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול הניסוי נערך בהתאם לדרישות השימוש בחיות מעבדה והוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטה הרפואית נינגשיה. שרקנים זכרים של דאנקין-הארטלי במשקל 300-450 גרם שימשו למחקר הנוכחי. השפעת הדיגוקסין על ההתכווצות נצפתה בפרוזדורים ימניים מבודדים משרקנים (איור 2).
1. הכנת חמצון לעלייה הימנית המבודדת של שרקנים
2. הכנת פרוזדורים ימניים מבודדים משרקנים
3. מדידה ורישום של התפקוד הסיסטולי של פרוזדורים ימניים מבודדים משרקנים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ירידה בהתכווצות שריר הלב גורמת לתפוקת לב לא מספקת, מה שמוביל ל-CHF (איור 1). פרוטוקול זה איפשר רישום של ההשפעות של תרופות שונות על התפקוד הסיסטולי של פרוזדורים ימניים מבודדים משרקנים ולאחר מכן סינון מהיר של תרכובות מתרופות אתניות המשפרות את התכווצות שריר הלב. לאחר חיבור הפרוזדור הימני, מתמר כוח השריר JH-2 ומערכת קליטת ועיבוד האותות הביולוגיים בשלבים, הפרמטרים נקבעו כראוי, והעקומה הסיסטולית נצפתה (איור 2). משרעת העקומה מייצגת את עוצמת התכווצות הפרוזדורים הימנית. ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפעילות הקצבית הרגילה של הלב דורשת סביבה פיזית וכימית מתאימה, וכך גם פעילות הפרוזדורים הימניים המבודדים. פרוזדורים ימניים מבודדים מהעצבוב של הגוף ומההשפעה הישירה של גורמים הומורליים מערכתיים, כלומר ניתן להבחין בשינויים בפעילות הפרוזדורים הימניים בעת שינוי התרופות אליהן הם נחשפים. הגורמים הבסיסיים לפעילות ביו-חשמלית בתאים מעוררים הם שינויים בחדירות היונים של קרום התא ודיפוזיה של יונים לאחר מכן לאורך הממברנה19. לכן, שינוי בריכוז היונים מחוץ לממברנות הקרדיומיוציטים מ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן נינגשיה למדעי הטבע (מענק מס' 2023AAC03620), פרויקט המחקר המדעי של המחלקה להשכלה גבוהה של נינגשיה (NYG2022030), והקרנות הלאומיות למדעי הטבע של סין (מענק מס' 82160816 ו-82260797).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 4-0 תפר כירורגי | יאנגג'ואו פודה רפואי מכשירים ושות', | ||
| 5% דיגוקסין (מסיס בדימתיל סולפוקסיד) | TCI שנחאי | D1828 | CAS: 20830-75-5; טוהר: >96.0% |
| BL-420N מערכת רכישת ועיבוד אותות ביולוגיים | Chengdu Tai Meng Software Co., Ltd | 1700142S | |
| CaCl2 | >Shanghai yuanye Bio-Technology Co., Ltd | S24110 | CAS: 10043-52-4; טוהר: 96% |
| גלוקוז | שנחאי yuanye ביו-טכנולוגיה ושות', בע"מ | S11022 | CAS: 50-99-7; טוהר: 99% |
| Isoflurane | RWD Life Science Co., Ltd | R510-22-16 | |
| JH-2 מתמר כוח שריר | המכון להנדסה רפואית אווירונאוטיקה וחלל, בייג'ינג, סין | ||
| KCl | שנחאי yuanye ביו-טכנולוגיה ושות', בע"מ | S24120 | CAS: 7447-40-7; טוהר: 99.5% |
| מגנוס אמבטיה | שנחאי ציוד ניסיוני עתידי ושות', בע"מ | L046525 | |
| MgSO4Shanghai | yuanye Bio-Technology Co., Ltd | S24253 | CAS: 7487-88-9; טוהר: 98% |
| NaCl | שנחאי yuanye ביו-טכנולוגיה ושות', בע"מ | S24119 | CAS: 7647-14-5; טוהר: 99.5% |
| NaH2PO4Shanghai | yuanye Bio-Technology Co., Ltd | S24161 | CAS: 7558-80-7; טוהר: 99% |
| NaHCO3Shanghai | yuanye Bio-Technology Co., Ltd | S24153 | CAS: 144-55-8; טוהר: 99.8% |
| אגן הפעלה | גואנגג'ואו Telekuan Medical Instrument Co., Ltd | 305 מ"מ x 230 מ"מ | |
| מלקחיים עיניים | Suzhou שואנגלו רפואי כלי נגינה ושות', | ||
| מספריים להפעלת עיניים | סוג'ואו שואנגלו רפואי כלי נגינה ושות', | ||
| פרפין | , Leica Biosystems | ||
| 39601095 צלחת | פטרי קורנינג | 430167 | 100 מ"מ x 20 מ"מ |
| מכונת הרדמה מכרסמים | שנחאי Yuyan Instruments Co., Ltd | ABS סוג (ערוץ יחיד) | |
| בקנה מידה | שנחאי Yueping Scientific Instrument Co., Ltd | YP1002 | |
| צלחת כירורגית | ג'נגז'ו קטאי ניסוי ציוד ושות', בע"מ | 21 ס"מ x 31 ס"מ | |
| שואנגלו רפואי כלי נגינה ושות', בע"מ | SL0023 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה