11 aprile 2016
L'ipertensione arteriosa polmonare (PAH) è una malattia delle arteriole polmonari che porta alla loro obliterazione e allo sviluppo di insufficienza ventricolare destra. I modelli di roditori di PAH sono fondamentali per comprendere la fisiopatologia della PAH. Qui dimostriamo la caratterizzazione emodinamica, con cateterismo cardiaco destro ed ecocardiografia, nel topo e nel ratto.
L'obiettivo generale dell'ecocardiografia e della cateterizzazione del cuore destro nei roditori è determinare la funzione del cuore destro in vari modelli di malattie cardiache e polmonari. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nella ricerca sulla fisiologia cardiovascolare, come ad esempio: quali sono gli effetti delle manipolazioni genetiche o degli effetti dei farmaci sullo sviluppo dell'ipertensione polmonare? Il vantaggio principale di questa tecnica è che fornisce un'analisi completa della funzione del cuore destro in questi modelli di malattie cardiache e polmonari.
Per visualizzare l'asse lungo parasternale del cuore di un roditore, inizia posizionando un roditore anestetizzato in posizione supina. Confermare il livello appropriato di sedazione pizzicando le dita dei piedi e applicare un unguento veterinario sugli occhi dell'animale. Quindi, radersi il petto e applicare il gel per ultrasuoni.
Selezionare B-Mode per proiettare un'immagine live 2D. Quindi, allineare un trasduttore a ultrasuoni con la frequenza appropriata alla linea parasternale sinistra. Ruotare il trasduttore in senso antiorario di 30 gradi, con l'indicatore della sonda rivolto in direzione caudale.
Quindi, inclinare leggermente il trasduttore, facendo oscillare lo strumento lungo l'asse corto del trasduttore sullo stesso piano tomografico per ottenere una vista completa della camera del ventricolo sinistro al centro dello schermo. Individua e visualizza il lume del ventricolo sinistro, il setto interventricolare, il lume del ventricolo destro, l'aorta ascendente e l'atrio sinistro. Per visualizzare l'asse corto parasternale a livello aortico, in modalità B, ruotare il trasduttore di 90 gradi e inclinare il trasduttore verso il cranio per identificare la vista della sezione trasversale della valvola aortica.
Quindi, mantenendo fermo il trasduttore nella stessa posizione, passare alla modalità Doppler a onde pulsate. Quindi, posizionare il volume del campione prossimalmente al livello della valvola polmonare al centro del tratto di efflusso ventricolare destro e posizionare il cursore parallelamente alla direzione del flusso sanguigno attraverso il vaso. Regolare la scala lungo la direzione del flusso sanguigno secondo necessità per ottenere un buon inviluppo doppler, cioè un'immagine con bordi bianchi e una cavità scura all'interno, indicativa del flusso sanguigno laminare, e registrare il tracciato doppler.
Per eseguire un cateterismo cardiaco destro a torace chiuso, posizionare il roditore anestetizzato sotto un microscopio da dissezione e incidere la pelle dalla mandibola allo sterno. Posizionare un paio di divaricatori su ciascun lato dell'incisione per esporre completamente l'area cervicale. Quindi, separare le ghiandole salivari mediante dissezione smussata, seguita dall'uso di una pinza a punta sottile e smussata per esporre la vena giugulare esterna destra.
Isolare con cura la vena giugulare esterna destra dal tessuto connettivo circostante e posizionare due pezzi di sutura di seta sotto la vena giugulare esterna destra. Legare distalmente la vena il più vicino possibile alla mandibola e fare un nodo sciolto prossimalmente. Usando le forbici dell'iride, praticare una piccola incisione nella vena giugulare esterna prossimale al nodo legato distale.
Quindi, segnare il catetere a una lunghezza approssimativamente corrispondente a quella dalla vena giugulare esterna al cuore. Quindi, utilizzando una pinza, inserire il catetere nell'incisione e stringere il nodo prossimale. Spingere delicatamente il catetere nel cuore destro, monitorando la profondità di avanzamento in base al segno sul catetere e verificando la posizione del catetere in situ mediante il tracciamento della pressione sul monitor del computer.
Una volta identificato un tracciato della pressione ventricolare destra, stabilizzare il catetere per la raccolta dei dati. Per ottenere le anse del volume della pressione ventricolare destra, quindi intubare il roditore. Quindi, praticare un'incisione sotto il processo xifoideo e sezionare bilateralmente la pelle con le forbici verso il fianco.
Per aprire la cavità addominale attraverso la parete addominale, eseguire una dissezione bilaterale attraverso la parete addominale sotto il diaframma. Quindi, apri il diaframma per esporre l'apice del cuore e taglia bilateralmente la gabbia toracica. Isolare accuratamente la vena cava inferiore dal tessuto connettivo circostante e posizionare una garza sterile imbevuta di soluzione fisiologica normale sulla cavità addominale e sui siti di intubazione.
Quindi, utilizzando un piccolo pezzo di tubo in PE 60, guidare la puntura del catetere di conduttanza nell'apice del ventricolo destro e inserire la punta del catetere attraverso la ferita da taglio fino a quando tutti gli elettrodi sono all'interno del ventricolo. Ora monitora l'anello del volume di pressione nel software, regolando la posizione del catetere per ottenere anse di forma coerente che non dimostrino variazioni respiratorie significative come necessario. Per ottenere una famiglia di anse di pressione-volume, applicare delicatamente una pressione sulla vena cava inferiore per diminuire il riempimento ventricolare destro.
Da questi dati è possibile calcolare una serie di parametri emodinamici. Per eseguire la perfusione di gonfiaggio del polmone, collegare innanzitutto il tubo di gonfiaggio a un supporto ad anello. Quindi, seziona senza mezzi termini la trachea dal muscolo circostante e dal tessuto connettivo e posiziona un pezzo di sutura di seta attorno alla trachea.
Quindi, fare un nodo sciolto nella sutura, premere la testa per allungare delicatamente la trachea e tagliare il 70% della circonferenza della trachea vicino alla mandibola. Mantenendo la trachea tesa, inserire una cannula tracheale e fissare la cannula con una sutura. Collegare la cannula al tubo di gonfiaggio, quindi pugnalare la parete libera del ventricolo destro con una siringa da 10 millilitri riempita di PBS e lavare i polmoni, iniettando verso l'arteria polmonare.
Quando i polmoni iniziano a sbiancare, intacca una volta l'atrio sinistro. Quindi, taglia la radice dell'aorta per raccogliere il cuore. Infine, gonfiare il polmone con formalina neutra tamponata al 10% per cinque minuti e rimuovere la cannula tracheale.
Quindi, legare la trachea, asportare il polmone dal torace e fissare il tessuto polmonare con formalina neutra tamponata al 10%. Una vista parasternale dell'asse corto a livello aortico può essere facilmente visualizzata nei roditori, consentendo la registrazione e la misurazione dei tracciati doppler arterioso polmonare, le cui forme sono state associate al grado di ipertensione polmonare. In un cateterismo cardiaco destro a torace chiuso di un topo esposto a ipossia cronica, la pressione sistolica del ventricolo destro è elevata a 45 millimetri di mercurio, coerente con una significativa ipertensione polmonare.
In un cateterismo cardiaco destro a torace aperto di un ratto normale, la pressione sistolica del ventricolo destro si osserva a un livello significativamente più basso di 27 millimetri di mercurio. La procedura può essere completata in pochi minuti se la tecnica può essere padroneggiata ed eseguita correttamente. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di assicurarsi che il roditore sia adeguatamente anestetizzato e che non ci siano fonti significative di sanguinamento o secchezza dei tessuti che potrebbero provocare ipervolemia.
Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come eseguire una caratterizzazione emodinamica completa del cuore destro. La pratica è fondamentale per padroneggiare queste tecniche.
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L'ipertensione arteriosa polmonare (PAH) è una condizione grave che colpisce le arteriole polmonari, portando a insufficienza del ventricolo destro. Questo studio utilizza l'ecocardiografia e la cateterizzazione del cuore destro in modelli murini per indagare l'emodinamica associata alla PAH.
Una caratterizzazione emodinamica completa nei modelli rodentici di ipertensione arteriosa polmonare (PAH) è essenziale per ridurre i rischi nella fase iniziale della scoperta di farmaci cardiovascolari e per validare i meccanismi della malattia. La valutazione quantitativa della funzione del ventricolo destro e delle relazioni pressione-volume consente una previsione affidabile sulla modulazione del bersaglio e una continuità traslazionale dai modelli preclinici alla malattia umana. Queste capacità supportano la selezione del portafoglio e guidano le decisioni di avanzamento o interruzione dei programmi terapeutici per la PAH.
Questa metodologia integra le fasi iniziali della scoperta fino all'identificazione dei composti promettenti e alla validazione preclinica nei processi di sviluppo di farmaci cardiovascolari.