L'insufficienza cardiaca destra acuta (ARHF) è stata recentemente definita come una sindrome rapidamente progressiva con congestione sistemica derivante da un riempimento ventricolare destro (RV) alterato e/o da una ridotta uscita del flusso RV1. L'ARHF può verificarsi in diverse condizioni come insufficienza cardiaca sinistra, embolia polmonare acuta, infarto miocardico acuto o ipertensione polmonare (PH). Nel caso del PH, l'esordio dell'ARHF è associato a un rischio del 40% di mortalità a breve termine o di trapianto polmonare urgente2,3,4. Qui, descriviamo come creare un grande modello animale di ARHF nel contesto dell'ipertensione polmonare cronica e come valutare il ventricolo destro usando l'ecocardiografia e i loop pressione-volume.
Le caratteristiche fisiopatologiche dell'ARHF includono il sovraccarico di pressione del camper, il sovraccarico del volume, una diminuzione della uscita del camper, un aumento della pressione venosa centrale e / o una diminuzione della pressione sistemica. Nel PH cronico, c'è un aumento iniziale della contrattilità del camper che consente di preservare la gittata cardiaca nonostante l'aumento della resistenza vascolare polmonare. Pertanto, nel contesto dell'ARHF sul PH cronico, il ventricolo destro può generare pressioni quasi isosistematiche, in particolare sotto supporto inotropo. Nel loro insieme, l'ARHF sul PH cronico e il ripristino emodinamico con inotropi portano allo sviluppo di lesioni ischemiche acute del RV, come recentemente descritto nel nostro modello animale di grandi dimensioni5. L'aumento degli inotropi crea un aumento della domanda energetica che può sviluppare ulteriormente lesioni ischemiche e infine portare allo sviluppo di disfunzioni dell'organo terminale e scarsi risultati clinici. Tuttavia, non vi è consenso su come gestire i pazienti con ARHF su PH, principalmente per quanto riguarda la gestione dei liquidi, gli inotropi e il ruolo del supporto circolatorio extracorporeo. Di conseguenza, un modello animale di grandi dimensioni di insufficienza cardiaca destra acuta può aiutare a fornire dati pre-clinici sulla gestione clinica dell'ARHF.
Come primo passo per quantificare la risposta alla terapia, sono necessari metodi semplici e riproducibili per fenotipare il ventricolo destro. Ad oggi, non c'è consenso su come migliorare il fenotipo della morfologia e della funzione del camper dei pazienti con ARHF. Il metodo gold standard per valutare la contrattilità RV (cioè la capacità intrinseca di contrarsi) e l'accoppiamento ventricolo-arterioso (cioè la contrattilità normalizzata dal postcarico ventricolare; un indice di adattamento ventricolare) è l'analisi dei loop pressione-volume (PV). Questo metodo è due volte invasivo perché richiede il cateterismo cardiaco destro e una riduzione transitoria del precarico RV utilizzando un palloncino inserito nella vena cava inferiore. Nella pratica clinica sono necessari metodi non invasivi e ripetibili per valutare il ventricolo destro. La risonanza magnetica cardiaca (CMR) è considerata il gold standard per la valutazione non invasiva del ventricolo destro. Nei pazienti con ARHF con PH cronico che sono gestiti in unità di terapia intensiva (ICU), l'uso di CMR può essere limitato a causa della condizione emodinamica instabile del paziente; inoltre, le valutazioni ripetute della CMR, più volte al giorno, anche di notte, possono essere limitate a causa del suo costo e della sua limitata disponibilità. Al contrario, l'ecocardiografia consente valutazioni morfologiche e funzionali del camper non invasive, riproducibili e a basso costo nei pazienti in terapia intensiva.
I modelli animali di grandi dimensioni sono ideali per eseguire studi preclinici incentrati sulla relazione tra parametri emodinamici invasivi e parametri non invasivi. La grande anatomia del maiale bianco è vicina agli umani. Di conseguenza, la maggior parte dei parametri ecocardiografici descritti nell'uomo sono quantificabili nei suini. Esistono alcune variazioni minori tra cuore umano e maiale che devono essere prese in considerazione per gli studi ecocardiografici. I maiali presentano una destrocardia costituzionale e una rotazione leggermente antiorario dell'asse cardiaco. Di conseguenza, la vista apicale a 4 camere diventa una vista apicale a 5 camere e la finestra acustica si trova sotto l'appendice xifoide. Inoltre, le finestre acustiche parasternali ad asse lungo e corto si trovano sul lato destro dello sterno.
Qui, descriviamo un nuovo metodo per indurre ARHF in un grande modello animale di PH tromboembolico cronico e per ripristinare l'emodinamica usando la dobutamina. Riportiamo anche lesioni ischemiche RV presenti nel modello entro 2-3 ore dal ripristino emodinamico con dobutamina. Inoltre, descriviamo come acquisire loop fotovoltaici RV e parametri RV ecocardiografici in ogni condizione fornendo approfondimenti sui cambiamenti dinamici nella morfologia e nella funzione del RV. Poiché il modello animale di grandi dimensioni del PH tromboembolico cronico e i metodi PV-loop sono stati precedentemente descritti6, queste sezioni saranno brevemente descritte. Inoltre, abbiamo riportato i risultati di valutazioni ecocardiografiche che sono ritenute potenzialmente difficili nei modelli suini. Spiegheremo i metodi per ottenere ecocardiografia ripetuta nel modello.
Il modello di ARHF sul PH cronico riportato in questo studio può essere utilizzato per confrontare diverse strategie terapeutiche. I metodi di fenotipizzazione RV possono essere utilizzati in altri modelli animali di grandi dimensioni che imitano situazioni clinicamente rilevanti come l'embolia polmonare acuta7, l'infarto miocardico RV8, la sindrome da distress respiratorio acuto9 o l'insufficienza cardiaca destra associata a insufficienza ventricolare sinistra10 o supporto circolatorio meccanico ventricolare sinistro11.