Viene presentato un protocollo per la valutazione della funzione diastolica tramite ecografia Doppler in un modello preclinico di ipertensione polmonare dovuta a malattia cardiaca sinistra.
Articolo metodologico
Viene presentato un protocollo per la valutazione della funzione diastolica tramite ecografia Doppler in un modello preclinico di ipertensione polmonare dovuta a malattia cardiaca sinistra.
La disfunzione diastolica e l'insufficienza cardiaca con frazione di eiezione preservata (HFpEF) sono fattori significativi che contribuiscono all'ipertensione polmonare (HP) dovuta a malattie cardiache sinistre. La valutazione standard in vivo delle anomalie di rilassamento nei modelli preclinici include l'ecocardiografia bidimensionale (2D) con valutazione Doppler del flusso trasmettitore e del rilassamento tissutale, che è complessa, costosa e richiede attrezzature ecocardiografiche sofisticate. Qui, un prezioso metodo surrogato per valutare la disfunzione diastolica dell'HP dovuta a malattie cardiache sinistre viene dimostrato in un modello di roditore ben consolidato utilizzando l'ecografia Doppler a onde pulsate senza ecocardiografia 2D. Il pattern di flusso trasmittente diastolico viene identificato dalla finestra apicale ed è correlato con un tracciamento ECG registrato simultaneamente. Vengono raccolti gli indici della funzione diastolica e l'identificazione di questi indici è descritta in questo protocollo. Questa tecnica a basso costo e facilmente implementata identifica marcatori rilevanti di disfunzione diastolica associata a HP, malattie cardiovascolari e HFpEF. Inoltre, rileva riproducibilmente la sua progressione nel tempo, quando l'ecocardiografia 2D non è preferita o disponibile. Le principali limitazioni di questo metodo sono legate all'assenza di visualizzazione delle strutture cardiache, al potenziale di imprecisioni dovute alla dipendenza angolare del segnale Doppler, nonché all'habitus corporeo dell'animale, che può essere mitigato regolando la posizione della sonda e ottimizzandone l'allineamento con il flusso sanguigno.
L'ipertensione polmonare (HP) è una malattia mortale senza cura che si caratterizza per un aumento della pressione sanguignapolmonare 1. La malattia del cuore sinistro (LHD) è di gran lunga la causa più comune di HP nel mondo ed è associata ad elevati costi e a una morbilitàsignificativa 2,3. I colpevoli cardiaci della PH-LHD includono molteplici entità diverse che causano disfunzioni sistoliche o diastoliche, come l'insufficienza cardiaca, una sindrome clinica multifaccettata che continua a essere tra le principali cause di mortalitàa livello mondiale 4. Tra i pazienti con insufficienza cardiaca, l'HFpEF rappresenta oltre la metà dei ricoveri ospedalieri basati suincidenti 4,5. La disfunzione diastolica è stata identificata come uno dei precursori più importanti e una caratteristica fondamentale nell'interazione tra HFpEF e PH dovuta a LHD (PH-LHD)6,7. A causa della mancanza di modelli preclinici adeguati che riproducano la maggior parte delle caratteristiche cliniche e subcliniche di PH e HFpEF, la comprensione dei meccanismi alla base di queste malattie èincompleta 7.
La disfunzione diastolica è un segno distintivo della PH-LHD e può essere valutata tramite ecocardiografia 2D eDoppler 8. I metodi bidimensionali e Doppler per la valutazione della funzione diastolica del ventricolo sinistro includono, tra gli altri parametri, la velocità massima dell'onda E diastolica precoce, l'onda A diastolica tarda picco, la durata della valvola mitrale A (intervallo di tempo dall'inizio dell'onda A alla fine dell'onda A a base zero), il rapporto E/A della valvola mitrale, il tempo di decelerazione dell'onda E (DT, intervallo temporale dal picco dell'onda E estrapolato alla base a velocità zero), imaging Doppler tissutale (TDI) dell'anello della valvola mitrale settale (e', parametro ecocardiografico del rilassamento tissutale dell'anello della valvola mitrale), e IVRT (tempo di rilassamento isovolumico, tempo tra la chiusura della valvola aortica e l'apertura della valvola mitrale). I marcatori ecocardiografici di rilassamento compromesso includono una combinazione di rapporto E/A ridotto o invertito nell'ambito dell'aumento e riduzione dell'onda A, IVT prolungato, tempo di decelerazione dell'onda E ridotto, indici Doppler tissutali ritardati (velocità prolungata dell'e', aumento della E/e' media del setto setto) e un valore assoluto più basso della deformazione longitudinale globale (GLS)9. Studi che confrontano misurazioni ecocardiografiche e emodinamiche invasive hanno dimostrato che le misurazioni ecocardiografiche e invasive sono comparabili e rappresentano un metodo affidabile per valutare l'emodinamicacardiaca 10. Tuttavia, l'ecocardiografia 2D è complessa, costosa e richiede attrezzature ecocardiografiche sofisticate e personale. Questi fattori rappresentano un importante limite nel seguire la progressione della malattia negli animali. Di conseguenza, i ricercatori si affidano o a due misure (inizio e fine dello studio) per gli studi longitudinali o su misurazioni singole in un disegno di studio trasversale.
Tra questi parametri della disfunzione diastolica si possono valutare E, A, E/A, durata A, DT e IVRT tramite ecocardiografia Doppler a onde pulsate, evitando la necessità di ecocardiografia 2D. In questo articolo, un protocollo per la valutazione Doppler della funzione diastolica è dimostrato nel ben consolidato modello ZSF-1 del ratto PH-LHD11. Un totale di 25 ratti maschi ZSF1 (10 geneticamente obesi e 15 geneticamente magri) sono stati seguiti longitudinalmente e valutati sonograficamente per lo sviluppo di disfunzione diastolica per sedici settimane tra le 8 e le 24 settimane di età. Gli stessi parametri ecocardiografici sono stati valutati tra le due coorti. Tutti gli animali sono stati valutati al punto di partenza (8 settimane di età). Le evidenze Doppler di disfunzione diastolica si sono manifestate a 16 settimane di età, quando sono state effettuate le misurazioni intermedie. Le misurazioni dei punti finali sono state effettuate a 24 settimane di età. Mentre il ricercatore che effettuava la raccolta dei dati non poteva essere accecato a causa dell'evidente aumento di peso nella coorte obesa, il ricercatore che effettuava l'analisi dei dati era accecato al fenotipo degli animali. Sebbene questo metodo facilmente implementabile offra una via per la valutazione longitudinale della progressione della malattia nei roditori, i limiti di questa tecnica includono la dipendenza angolare di un segnale Doppler di buona qualità, che può essere difficile da ottenere a seconda dell'allineamento della sonda e della dimensione dell'animale.
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Tutte le procedure sono state condotte in conformità con l'approvazione del Comitato per la Cura e l'Uso degli Animali (ACUC) della Johns Hopkins University per il RA21M273 del protocollo. Nessun animale è stato esposto a disagio per la raccolta dei dati o per le misure di misurazione. I reagenti e le attrezzature utilizzate sono elencati nella Tabella dei Materiali.
1. Preparazione dell'attrezzatura e dell'animale
2. Ottenere un tracciamento ECG
3. Installazione del computer
4. Esecuzione di misurazioni Doppler
5. Ottenimento di dati dall'ecografia Doppler
6. Fine dell'esperimento
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Questo metodo consente una valutazione longitudinale della funzione diastolica nel PH-LHD. Per una valutazione più accurata della funzione diastolica, è necessario visualizzare i flussi antegrado e retrogrado relativi all'apertura e chiusura della valvola mitrale e aortica all'interno dello stesso ciclo cardiaco su più cicli (Figura 1). La chiusura della valvola aortica segna l'inizio della diastole, la cui fase più precoce è il rilassamento isovolumenico, c...
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In questo articolo, un metodo surrogato per valutare la disfunzione diastolica nella PH-LHD è dimostrato in un modello di roditore ben consolidato utilizzando l'ecografia Doppler a onda pulsata senza ecocardiografia 2D. Il pattern di flusso trasmittente diastolico viene identificato dalla finestra apicale ed è correlato con un tracciamento ECG registrato simultaneamente, che consente di determinare gli indici della funzione diastolica. Questa tecnica a basso costo identifica longitudinal...
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Gli autori non hanno rapporti finanziari con i produttori dei materiali utilizzati.
Questo lavoro è stato supportato dal Career Development Award dell'American Heart Association a MB (24CDA1267633), da un premio NHLBI R56 a JS (1R56HL169285) e da un premio NHLBI a LS (R01HL14811201).
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Configurazione dell'anestesia | VetEquip Inc. | 901806 | |
| Computer | Dell | 7420 Plus | |
| Cotton fioc | Puritan Medical Products Company | 806-WC | |
| Crema depilatrice | Church e Dwight | 300725 | |
| Sonda Doppler 10 e 20MHz | INDUS Instruments | NA | |
| Configurazione Doppler | INDUS Instruments | NA | |
| Pad ECG | INDUS Instruments | NA | |
| Gel per elettrodi | Laboratori Parker | 45993 | |
| Vaporizzatore isoflurano | VetEquip Inc. | 911103 | |
| Gel per ultrasuoni | Laboratori Parker | 45659 | |
| Camera di induzione anestetistica ventilata | VetEquip Inc. | 942102 |
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