Toenemende longslagader Pulsatiele Flow Verbetert Hypoxische Pulmonale Hypertensie in Biggen

Samenvatting

Longontsteking wordt geassocieerd met een significante vermindering van de pulsatiliteit, contractiliteit en elasticiteit van de longslagader, wat bijdraagt aan een toename van de longslagaderdruk en de longweerstand. Met behulp van een hypoxisch varkensmodel heeft dit onderzoek aangetoond dat het verbeteren van de plasticiteit van de longslagader met behulp van een nieuw ontwikkelde pulsatiele katheter, de hypoxische longhypertensie verbetert.

Samenvatting

Pulmonale arteriële hypertensie (PAH) is een ziekte die distale longslagaders (PA). Deze slagaders zijn vervormd, wat leidt tot rechter ventrikel falen. Huidige behandelingen zijn beperkt. Fysiologisch pulsatiele bloedstroom is schadelijk voor de vasculatuur. In reactie op aanhoudende pulserende spanning, vaten stikstofmonoxide (NO) om vaatverwijding zelfbeschermings- induceren vrijgeven. Op basis van deze waarneming, deze studie een protocol ontwikkeld om te beoordelen of een kunstmatige pulmonaire pulsatiele bloedstroom een ​​NO-afhankelijke afname in pulmonale arteriële druk kon veroorzaken. Eén groep biggen werd blootgesteld aan chronische hypoxia gedurende 3 weken en vergeleken met een controlegroep van biggen. Eenmaal per week, de biggen onderging echocardiografie aan PAH ernst te beoordelen. Aan het einde van de blootstelling hypoxie werden de biggen onderworpen aan een pulsvormige protocol met een pulserende katheter. Nadat verdoofd en voorbereid voor operatie, de halsader van de biggen werd geïsoleerd en catheter werd ingebracht door het rechter atrium, het rechter ventrikel en de pulmonale arterie, onder radioscopische controle. Pulmonale arteriële druk (PAP) werd gemeten vóór (T0) direct na (T1) en na 30 min (T2) de pulserende protocol. Aangetoond werd dat dit pulsvormige protocol is een veilige en efficiënte werkwijze voor het induceren van een significante verlaging van de gemiddelde PAP via een NO-afhankelijk mechanisme. Deze gegevens openen nieuwe mogelijkheden voor de klinische behandeling van PAH.

Inleiding

Pulmonale arteriële hypertensie is een levensbedreigende ziekte die de longvaten. Men is het er in het veld dat een onbalans tussen een toename vasoconstrictoren (endotheline, serotonine) en een afname van vasodilatoren (NO, prostacycline) draagt ​​bij tot de ontwikkeling van PAH. Na verloop van tijd, dit pro-constrictieve fenotype zich tot een complex pro-proliferatieve en anti-apoptotische fenotype dragen aan de ontwikkeling van vasculaire laesies ^1.

Langdurige blootstelling aan vasoconstrictors leidt tot een aanzienlijke en blijvende toename van [Ca ^2,] _i in longslagader gladde spiercellen, waardoor de activatie van verschillende calcium-gereguleerde transcriptiefactoren zoals NFAT ^2-4, bevorderen PASMC proliferatie en weerstand tegen een apoptose fenotype ^5. Dit fenotype leidt tot pulmonale vasculaire lesies, die bijdragen tot een toename van zowel PA-druk en pulmonaire resistance, wat uiteindelijk leidt tot fatale rechter hartfalen ^6.

Er is momenteel geen behandeling beschikbaar die PAH omkeert hoewel er een aantal die de levenskwaliteit ⁷ patiënten te verbeteren. Onder deze behandelingen is de doeltreffendheid van geïnhaleerde NO behandeling gedemonstreerd maar vanwege de korte halfwaardetijd moeilijk om te gebruiken in klinische praktijk. Daarom zijn stabieler en duurzaam behandelingen zijn voorkeur, zoals prostacycline analogen of endotheline receptor blokkers ^7. Om betere behandelingen te ontwikkelen, moeten verbeterd en kennis van de pathofysiologie van PAH verlengen.

Pulsatiliteit is een bekende activerende stimulus schuifspanning geïnduceerde vasodilatatie, beschermen de niet-elastische slagader distaal tegen agressieve debiet verwondingen ^8,9. In een model van PAH secundair aan aortopulmonary chirurgische rangeren, Nour et al. Aangetoond intrapulmonale shear str-ess gemedieerde endotheelfunctie enhancement ^10. Verschillende studies hebben aangetoond dat NO, prostacycline en ET-1-expressie nauw gereguleerd door veranderingen in pulserende stroom. Inderdaad, een gematigde toename pulsatiele stroming verhoogt eNOS activiteit en prostacycline niveaus, die beide worden verminderd PAH. Pulserende stroom modulatie wordt waarschijnlijk betrokken bij de etiologie van PAH en kunstmatig verhogen het is een aantrekkelijke en nieuwe manier van het verhogen van NO en prostacycline productie in de pulmonale circulatie.

Het onderhavige onderzoek beoogt evaluatie van de effecten van 10 min gepulseerde stromen door de nieuw ontwikkelde gepulseerde katheter hemodynamische metingen pulmonaire hypertensie (PH) model bij biggen bij wie hypoxia werd geinduceerd. Het wordt geopperd dat een verhoging longslagader pulsatiliteit induceert vasorelaxatie van de longslagaders, waardoor afneemt pulmonale arteriële druk.

Rechts hart katheterization (RHC) is een kritische klinische interventie voor de diagnose en follow-up van de PAH patiënten. Het is inderdaad de meest betrouwbare manier diagnose PAH en kunnen artsen vaatreactiviteit ^11,12 en ziekteprogressie beoordelen. In feite ondergaat elke PAK patiënt RHC meerdere malen. Deze studie bij grote dieren beoogt de werkzaamheid en veiligheid van pulserende katheters beoordeling en behandeling PAH tijdens een normale RHC procedure tonen. Omdat pulsatiele katheters zijn reeds beschikbaar en RHC wordt routinematig uitgevoerd bij PAH patiënten deze studie alle vereiste kunnen klinische proeven snelle reactie informatie.

Protocol

LET OP: Deze studie werd goedgekeurd door het aantal ethische commissie CEEA34.PB.103.12.

1. Gebruik van biggen als diermodel

1. Voer de twee groepen (n = 6 in elke groep), voldoen wat betreft geslacht, leeftijd (15 ± 3 maanden) en gewicht (30 ± 10 kg) (controlegroep en chronische hypoxia (CH) group). Huis van de CH-groep voor 3 weken in een hypobare kamer (0,4 atm), en het huis van de controlegroep in de reguliere normobare (1 atm) omstandigheden.
2. Gebruik een hypobare kamer uit een plexiglas doos met een 2 vierkante meter footprint en een hoogte van 1,6 meter, zie figuur 1.
3. Continu monitoren en handhaven van een temperatuur van 18 ° C en een druk van 0,4 atm. Zorg voor voldoende ventilatie door een vacuümpomp, zodat een lucht vernieuwing tarief van 8 m ³ per uur.
4. Plaats twee dieren in de kamer van de juiste nest. Elke 48 uur, terug de druk in het vak aan normobare voorwaarden voor de helfteen uur om de doos te reinigen, in aanwezigheid van de twee dieren, met de doos bewaarde closedto te voorkomen ontsnappen. Deze werkwijze voor het induceren pulmonale hypertensie schaal ¹³ bevestigd.
5. Verlamming van de dieren
   1. Verdoven van biggen met een intraveneuze injectie van natriumthiopental (10 mg / kg) en anesthesie te handhaven door continue inademing van isofluraan (1,5 tot 3,5%). Breng twee druppels Carbopol gel in de ogen van de biggen corneale uitdroging te voorkomen.
   2. Plaats de dieren in de linker laterale decubitus positie met hun voorpoten gebonden in een gebogen positie aan de borst bloot te leggen. Reinig de huid met water en zeep en vervolgens scheren met een elektrisch scheerapparaat aan een haar, dat zou kunnen belemmeren de penetratie van de echo door de borst te verwijderen.
6. Echocardiogram
7. Bewaken van de ontwikkeling van PAH lengterichting en niet-invasief door echocardiografie. Voer een echo wekelijks met een 3 MHz transducer. Record een elektrocardiogram door het plaatsen van 3 elektroden op de rechter en linker poten en aan de rechterzijde van de borstkas.
8. Neem tweedimensionale en M-modus beeldgegevens zijn drie verschillende incidenties (longitudinaal, nevenas en apicale) met een Doppler-probe. Houd de sonde in de rechterhand en plaats tussen de vierde en vijfde linker intercostale ruimtes. Verplaats de sensor langzaam op en neer, draaien rechts en links tot een goede beeldresolutie wordt verkregen voor de verschillende cardiale structuren (de septum). Het akoestische venster wijkt enigszins af van het ene dier op het andere afhankelijk van de positie van het hart in de borst.
9. Registreer het ECG tegelijkertijd voor elk van deze incidenten en minstens 10 hartcycli om off-line analyse mogelijk. End diastole wordt gedefinieerd als het punt in de hartcyclus samenvalt met het begin van de Q-golf op de ECG. End systole samenvalt met het begin van de T-golf.
10. Meet mitralisklep en tricuspidalisklep bloedstroom door eenPical uitzicht Doppler-echografie. Plaats de Doppler-probe aan het uiteinde van het manubrium sterni; het bemonsteringsgebied was net boven de klep om de bloedstroom die de klep op te nemen.
11. Noteer de bloedsnelheid gedurende de hartcyclus van Doppler flowmetrie de snelheid-tijdsintegraal van de bloedstroom door de mitralisklep en de tricuspidalisklep en de aorta en pulmonaire kleppen verkrijgen. Met de Video Graphics Array van de echografische beelden te bewaren bij een beeldsnelheid van 25 per seconde om vaste beelden of reeks afbeeldingen die de echograaf krijgen.
12. Meet de afmetingen en het oppervlak van het hart holten door meetinstrumenten en de contouren van de door de software geïntegreerd in de echografische overeenkomstig de internationale aanbevelingen ¹⁴ voorgesteld oppervlakken.
13. Meet de vrije wanddikte van het rechterventrikel tijdens diastole en systole van TM (time-motion) opnemen nevenas incidentie ^14.
14. Meaof de longslagader basismiddellijn aan het uiteinde van de pulmonaire kleppen van de nevenas view ^14.
15. Meet het septum en de achterwand van de linker ventrikel gedurende diastole in TM beweging op de langsaanzicht aan het begin van de Q golven op het ECG en systole aan het uiteinde van de T-golf op het ECG ^14.
16. Meet de linker ventriculaire eind-diastolische diameter (LVEDD) en linker ventriculaire eind-systolische diameter (LVESD). Bereken fractionele verkorting (FS) volgens de formule FS (%) = (LVEDD-LVESD) / LVEDD. Meet de diameter van de aorta en het oppervlak van de rechter en linker atrium.
17. Van de snelheid-tijd integraal van de mitralisklep en tricuspidalisklep bloed stroomt, meet de volgende: maximale amplitude van de E en A golf, vertraging half-time van de E golf, flow duur, snelheid-time index ^14.
18. Van Doppler metingen van de longslagader, meet de volgende: maximum snelheid, hemelvaart half-time,stromen duur en zijn integrale ^14.
19. Beoordeel de linker ventrikel volume met behulp van de methode Simpson ^15.
20. Sla de gegevens voor elk biggetje in een gegevensbestand voor latere statistische analyse van de gehele groep.

2. Recht hartkatheterisatie

1. Toebereiding van dieren
   1. Voordat pulserende katheter wordt varken in een hypobare kamer geplaatst gedurende 3 weken om pulmonale hypertensie veroorzaken.
   2. Fast de dieren gedurende 24 uur voor de operatie (24 uur voor vast voedsel, 8 tot 12 uur voor water).
   3. 24 uur voorafgaand aan RHC, een goed opgeleide vet uitvoeren van een pre-anesthesie klinisch onderzoek voor de slijmvliezen color, capillaire hervultijd, globaal long- en hartfuncties behulp van een stethoscoop en de lichaamstemperatuur met een rectale thermometer beoordelen.
   4. Dien injecties van Midazolam (intramusculair, 0,5 mg / kg) en morfine hydrochloride (intramusculair, 0,1 mg / kg) 15-30 minuten vóór de inductie of anesthesie. Tweede injectie van morfine hydrochloride (0,05 tot 0,5 mg / kg, intramusculair) tijdens de inductie elke 4-6 uur.
   5. Dien natriumthiopental (10 mg / kg, intraveneus) via een eerste bolus injectie van 5 mg / kg vervolgens door gedeeltelijke injectie totdat het effectief was. Volg deze door zak en masker ventilatie tot endotracheale intubatie.
   6. Knorretje intubatie
      1. Smeer de buis met pramocaïne gel. Steek een metalen pen in de buis om het te verstijven en de intubatie te vergemakkelijken.
      2. Raak het ooglid tot diepe narcose te verzekeren. Voer intubatie door directe visualisatie van het strottenhoofd, met behulp van een laryngoscoop aan de tong te verhogen en de stembanden te voorkomen letsel. Blaas de buis ballon-oprispingen gerelateerde problemen te voorkomen.
   7. Controle van de ademhaling bij 10-12 ademhalingen per minuut; huidige volume van 7-10 ml / kg, insufflatie druk van 25 tot 30 cm H ₂ O en een inspiratiefase van 2 seconden met een positieve end-expiratoire druk van 5 cm H ₂ O.
   8. Verdoven het dier met isofluraan bij 100% zuurstof (inductie 3-5% met zuurstofstroom van 2-3 l / min, handhaving van 1,5-2,5% zuurstof stroom bij 1 l / min). Breng carbopolgel aan het hoornvlies zoals in stap 1.5.1.
   9. Plaats een gehepariniseerde katheter in de caudale auriculaire ader (5 ml 0,9% zoutoplossing verrijkt met 5000 IU / ml heparine) via subcutane infusie met groene canule op zijn plaats gefixeerd met een hechting steek.
   10. Bezielen lactaat Ringer-oplossing (10-20 ml / kg / uur).
   11. Leg het dier op een iets gekantelde onderzoekstafel. Houd het hoofd geneigd iets naar beneden om speekselproductie te bevorderen.
2. Controle
   1. Elke 5 min, controleren en registreren de volgende waarden op het individu anesthesie case report: slijmvliezen kleur en capillaire refill tijd, mandibular spierspanning en oogbol positie, miosis / mydriasis, ooglidreflex.
   2. Het hart en de Respira continu toezichttory tarief, pulsoximetrie, lichaamstemperatuur en elektrocardiogrammen. Plaats een slagaderlijke inbrenger in de femorale slagader. Plaats een groot kaliber 10 cm lang katheter, in de femorale slagader en het toezicht op de systemische bloeddruk.
3. Het opzetten van de pulserende katheter
   Opmerking: Dit medisch apparaat omvat twee catheters zich naast elkaar en aan elkaar gelast. Het distale deel van de eerste is verbonden met een standaard ballon met een diameter van 20 mm en een maximale volumecapaciteit van 5 ml. De tweede katheter maakt het inbrengen van een draad te positioneren in de longslagader te vergemakkelijken. De inrichting is 750 mm lang met een inwendige overdruk van 0,035 en een uitwendige diameter van 12 Fr.
   1. Voor de experimenten, uitgevoerd pulsatie met een Harvard 683 dieren ventilator, die een actieve vacuüm op de ballon zijn tijdens leeglopen en positieve druk tijdens het opblazen, met een volume van 2,5 ml per puls. Gebruik helium als drijfgas voor de baloon pompen om gasembolie voorkomen.
   2. Noteer het oppervlak electrocardiografische traces continu aan een hartritmestoornissen documenteren tijdens het protocol. In de linker dijbeenslagader, sluit u een sensor apparaat naar een 20 gauge katheter, verbonden aan een hemodynamische monitoring systeem.
4. Rechts hartkatheterisatie
   1. Was en scheer de hals van het dier. Reinig de huid met een cutane antiseptische oplossing (Betadine scrub) met een gaas kompres. Om de operatieplaats afbakenen plaatst steriele doeken rond het rechter jugulaire tussen de rechterschouder en het manubrium sterni.
   2. Wordt 4 cm longitudinale incisie met een steriele schaar halverwege tussen de rechterschouder en manubrium sterni.
   3. Verwijderen van de huid en spieren lagen voorzichtig met een pincet. Dan verwijder voorzichtig het bindweefsel rond de ader over een lengte van ongeveer 5 cm. Klem de distale zijde om te voorkomen bloeden. Plaats een bindmiddel draad rond de proximal kant kunnen de ader opening na hemi-bediendeel.
   4. Met behulp van een specifieke kleine zeer scherpe beitel, snijd de ader in de helft dwars. Zorg ervoor dat de randen van de incisie zijn netjes. Met dunne schuim verhogen ene rand van de incisie en duw de katheter in de proximale zijde van de ader. Controle bloeden met bindmiddel draad.
   5. Introduceren van de katheter in de halsslagader en achtereenvolgens duwen door de superior vena cava, rechter atrium, rechter ventrikel en tenslotte de longslagader.
   6. Noteer de druk op 10 stabiele hartcycli op elke cardiale holte en de longslagader (T0). Meet cardiale bloed vloeien drie keer op 1 min intervallen.
   7. Plaats de ballonkatheter in de longslagader onder radioscopische controle. Blazen en te laten leeglopen van de ballon (pulsatie) met 1 cm ³ helium. Doorgaan pulsatie gedurende 10 min. Druk record over 10 stabiele cardiale cycli, in elke cardiale holte en de pulmonale artery en meet de cardiale bloedstroom na 10 min (T1).
   8. Meet de cardiale bloedstroom weer 30 min na pulsatility protocol (T2).

3. GEEN Meting

1. Sluit een Douglas zak om de uitgeademde ademgas uitlaatpijp tot deze volledig is gevuld. Plaats deze over de in-buis van een NO ademanalysator.
2. Langzaam en voortdurend dwingen de uitgeademde lucht in de analysator door samendrukken van de elastische Douglas zak. Meet de zak uitstroom door de stromingsmeter volgens de analysator om een ​​constante stroming te handhaven.

4. Histologie Metingen

1. Onder narcose, injecteren 30 ml Dolethal (injecteerbare oplossing voor euthanasie) in de pulserende katheter geplaatst in het hart.
2. Onmiddellijk na euthanasie, open de kist door zagen de manubrium lengterichting, iets bewegen het hart en houdt de rechter long. Vervolgens met behulp van het ontleden van een schaar, knip twee 2 of 3 cm ³ monsters van de middle kwab van de long.
3. Snap bevriezen één monster in vloeibare stikstof en bewaard bij -80 ° C. Bevestig het tweede monster in 3,7% paraformaldehyde gedurende 24 uur en vervolgens insluiten in paraffine voor verdere histologische analyse.
4. Voer histologie metingen zoals eerder beschreven ^16. Meet de wanddikte PA als volgt: 2 metingen / slagader in 10 slagaders / big en met 6 biggen / group.
5. Voer statistische analyse. Waarden werden uitgedrukt als voudige verandering ± SEM.
   1. Om twee te vergelijken, gebruikt u een ongepaarde Student's t-test. Om meer dan twee middelen te vergelijken, gebruik dan een one-way ANOVA gevolgd door een Dunn's testen. Een p <0,05 werd statistisch significant geacht (*).

Resultaten

Toenemende longslagader Pulsatiele Flow Verbetert Induced Chronische Hypoxische Pulmonale Hypertensie in Biggen

Voordat blootstellen dieren een toename pulsatiele stroming, echografie niet-invasief gebruikt om te controleren dat de biggen pulmonale hypertensie had ontwikkeld. Zoals getoond in figuur 2, drie weken na chronische hypoxia geïnduceerde ontwikkeling van pulmonale hypertensie bij biggen, gekenmerkt door een aanzienlijke vermindering van de longslagader versnellings...

Discussie

Voor het eerst werd aangetoond dat veranderingen in de pulmonale pulsatiele stroming causaal verband met de ontwikkeling van PAH secundair aan chronische hypoxische blootstelling. Deze translationele benadering levert het bewijs dat het induceren van een kunstmatige verhoging van pulmonaire pulsatiele stroming met een speciaal ontworpen katheter verbetert pulmonale hypertensie, vermoedelijk door verhogen van NO productie.

Deze bevindingen zijn niet alleen origineel, ze zijn ook van groot the...

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
Geneesmiddelen voor anesthesie
natriumthiopental, THIOPENTAL SODIUM	Abbott, Frankrijk	0000071-73-8	poeder 3 place Gustave Eiffe 94518 RUNGIS CEDEX.
isofluraan, FORANE	Abbott, Frankrijk	05260-05	glazen fles 250 ml 3 place Gustave Eiffe 94518 RUNGIS CEDEX.
midazolam, Hypnovel	Accord Healthcare	Vidal	injectieampullen 1mg/ml 45 Rue du Faubourg de Roubaix 59000 Lille Frankrijk
pramocaïne, TRONOTHANE 1%	Laboratoires LISAPHARM	Vidal	Gel appl locale T/30g 3, rue Scheffer. 75016 Parijs.
morfine chloorhydraat Lavoisier	CMD Lavoisier Laboratoires CHAIX et DU MARAIS	Vidal	injectieampullen  7, rue Labie -75017 Parijs - Frankrijk
Acrylates Copolymer-Carbopol® Aqua SF-1 Polymeer	Lubrizol		gel appl local Elysées La Défense 19 le Parvis 92073 Parijs la défense
Materiaal
Ventilateur Harvard 683	Harvard apparaat	Harvard apparaat	DRIM 75 rue des Anglais - 78700 Conflans Ste Honorine
Echographe Voluson E8 met een 3,5 MHz sonde	General Electric	GEHealthcare	DRIM 75 rue des Anglais - 78700 Conflans Ste Honorine
Pulsatil Catheter	Cardio inovating systeem		Cardio innovatieve systemen, 33 rue Vivienne, Parijs, Frankrijk 75002
NO adem Analyseur	Respur	Respur	26 rue Felix Rouget 95490 Vaureal Frankrijk