Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Rattenmodel van rechtszijdige cardiale remodellering en aritmie met behulp van longslagaderbanden

2.1K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/67001

⸱

30 augustus 2024

 ,  ,  ,  ,  , 
1Montreal Heart Institute, 2Department of Pharmacology and Physiology, Université de Montréal, 3Department of Medicine, Faculty of Medicine, Université de Montréal

In dit artikel

Samenvatting

Rechterhartfalen (RHF) wordt gekenmerkt door rechtszijdige hartdilatatie en hypertrofie, wat leidt tot ventriculaire en atriale stoornissen. Cardiopulmonale aandoeningen geassocieerd met RHF gaan gepaard met een verhoogd risico op hartritmestoornissen. Dit artikel beschrijft een gestandaardiseerd model van door longslagaderband geïnduceerde RHF geassocieerd met verbeterde ventriculaire en atriale aritmogenese.

Samenvatting

Klinische aandoeningen, waaronder chronische obstructieve longziekte of pulmonale arteriële hypertensie (PAH), kunnen leiden tot chronische overbelasting van de rechterventrikeldruk en progressief rechterhartfalen (RHF). RHF kan geïdentificeerd worden aan de hand van rechtszijdige cardiale hypertrofie en dilatatie geassocieerd met een abnormale myocardfunctie die de RV en het rechter atrium (RA) aantast. We hebben onlangs aangetoond dat ernstige RHF gepaard gaat met een verhoogd risico op atriale ontsteking, atriale fibrose en atriumfibrilleren (AF), de meest voorkomende vorm van hartritmestoornissen (CA). Recente studies hebben aangetoond dat RV- en RA-ontsteking een belangrijke rol speelt bij de aritmogenese van CA, inclusief AF. De impact van ontsteking op de ontwikkeling van CA en AF bij RHF is echter slecht beschreven.

Experimentele modellen van RHF zijn nodig om het verband tussen rechtszijdige myocardontsteking en CA beter te begrijpen. Het rattenmodel van monocrotaline (MCT)-geïnduceerde pulmonale hypertensie (PH) is goed ingeburgerd om RHF uit te lokken. MCT veroorzaakt echter ernstige pneumotoxiciteit en longontsteking. Daarom helpt MCT-geïnduceerde RHF niet om te onderscheiden of de daaropvolgende myocardiale ontsteking afkomstig is van de RHF op zich of circulerende ontstekingssignalen die door de beschadigde long worden uitgescheiden.

In dit artikel werd een mechanische methode met pulmonale slagaderband (PAB) gebruikt om rechtszijdige hartritmestoornissen uit te lokken. De PAB bestaat uit het uitvoeren van een permanente hechting van de longslagader trunk gedurende 3 weken. Een dergelijke aanpak genereert een verhoogde overbelasting van de rechtszijdige druk. Bij D21 na PAB resulteert de hechting in hypertrofische, verwijde en ontstoken RV en RA. De PAB-geïnduceerde RHF gaat ook gepaard met kwetsbaarheid voor ventriculaire en atriale aritmieën, waaronder AF.

Inleiding

Rechterhartfalen (RHF) wordt gekenmerkt door rechterventrikel (RV) en atriale (RA) hypertrofie en dilatatie, wat leidt tot rechtszijdige hartstoring als reactie op chronische RV-drukoverbelasting als gevolg van de vernauwing van de longslagaders (PA)1. Daarom kunnen omstandigheden die de vernauwing van PA veroorzaken, verantwoordelijk zijn voor een verhoogd risico op RHF 1,2,3,4. Klinische gegevens toonden aan dat RHF de belangrijkste oorzaak is van ziekenhuisopname (56%) bij patiënten met PA-hypertensie (PAH)2. Klinische studies hebben aangetoond dat patiënten, onafhankelijk van de oorzaak van PAH, waaronder trombo-embolische pulmonale hypertensie (PH) en idiopathische PAH, vaak worden getroffen door RHF en 20% vatbaarder zijn voor het ontwikkelen van hartritmestoornissen, waaronder supraventriculaire tachyaritmieën en atriumfibrilleren (AF)2,5,6.

Om het verband tussen PAH en RHF beter te begrijpen, zijn dierstudies, waaronder het model van een enkele dosis monocrotaline (MCT), gebruikt om ernstige longontsteking en RHF 7,8 uit te lokken. We hebben onlangs waargenomen dat MCT-geïnduceerde RHF geassocieerd was met RA-ontsteking en AF9. Vanwege het belang van MCT-geïnduceerde longontsteking en circulerende cytokinen, was het echter moeilijk te beschrijven of MCT-geïnduceerde RA-ontsteking een gevolg is van RHF alleen9. Daarom was een nieuw model van RHF-geïnduceerde hartritmestoornissen nodig om de RA-ontstekingsstatus te bestuderen.

Het experimentele model PA trunk banding (PAB) is bij verschillende diersoorten gebruikt om obstructieve PA-ziekten na te bootsen en om de bijbehorende pathologische cardiale remodellering te bestuderen die de rechterkant van het hart aantast10. PAB is gerapporteerd als een effectieve methode om disfunctie en falen van de juiste RV te induceren in verschillende onderzoeken die RV-overbelasting nabootsen 10,11,12,13,14,15,16. Technisch gezien is PAB het plaatsen van een permanente hechting op de PA-stam, waardoor een mechanische vermindering van de PA-stamdiameter10 wordt veroorzaakt. PAB genereert een verhoogde drukoverbelasting van de RV10. Ten eerste wordt de RV-holte, als compenserende aanpassing aan de plotselinge toename van de RV-afterload, verwijd, wat leidt tot chronische RV-hypertrofie10,13. RV-dilatatie en hypertrofie tasten de tricuspidaliskleppen aan, die lek worden13. Om precies te zijn, de uitgesproken verwijding van de RV in combinatie met een hoge RV-afterload heeft tot gevolg dat de tricuspidalisklepannulus tussen de RV en de RA wordt uitgerekt13,17. Vanwege de onvolledige occlusie van de klep zal een deel van het bloed dat tijdens de systole uit de RV wordt uitgestoten, naar de RA-holte17 worden geleid. Lekkage van de tricuspidalisklep kan worden waargenomen door middel van echocardiografie en wordt tricuspidalisregurgitatie17 genoemd. Vervolgens krijgt de RA een ongepast hoge bloeddruk, wat bijdraagt aan verhoogde RA-dilatatie en hypertrofie13. De chronische RV- en RA-remodellering gaat gepaard met lokale myocardiale ontstekingsreacties die leiden tot RV- en RA-fibrose en functieverlies 9,13. Hartfibrose wordt gekenmerkt door de ontwikkeling van laagspanningszones die minder contractiel zijn en vatbaarder voor het uitlokken van geleidingsblokkades en terugkeercircuits die betrokken zijn bij de ontwikkeling van hartritmestoornissen, waaronder ventriculaire fibrillatie en AF18,19.

De originaliteit van dit artikel ligt in het gebruik van een gestandaardiseerde methode van PAB-geïnduceerde rechtszijdige cardiale remodellering om de induceerbaarheid van hartritmestoornissen in 3 weken na PAB uit te lokken en te bestuderen. De belangrijkste voordelen van deze chirurgische benadering zijn: i) de directe controle over de vermindering van de PA-stamdiameter en ii) het vermijden van longontsteking om zich te concentreren op RHF-geïnduceerde myocardiale ontsteking om hartritmestoornissen, waaronder AF, te bestuderen.

De hier beschreven benadering omvat een nauwkeurige microchirurgische procedure om de PAB te creëren, beoordeling van verhoogde RV-afterload, echocardiografie om PAB-geïnduceerde myocardiale structurele en functionele remodellering te observeren, en elektrofysiologisch onderzoek om de kwetsbaarheid voor hartritmestoornissen, waaronder AF, te evalueren.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle hieronder beschreven procedures zijn goedgekeurd door de ethische commissie van het Montreal Heart Institute (protocolnummers: 2021-2938-2021-47-01 en 2024-3412-2024-48-01) en volgden strikt de richtlijnen van de Canadian Council on Animal Care (CCAC). Mannelijke Wistar-ratten (225-275 g) in de leeftijd van 6-8 weken werden gebruikt voor de procedures. Alle dieren werden gehuisvest in de dierenverzorgingsfaciliteit van het Montreal Heart Institute, met gratis toegang tot water en voedsel.

1. Preoperatieve voorbereiding

  1. Steriliseer alle chirurgische instrumenten en materialen vóór de operatie met behulp van een autoclaaf van verzadigde stoom onder hoge druk bij temperaturen tussen 121 °C en 134 °C onder 15-30 psi gedurende 30-40 minuten, gevolgd door een droogcyclus van 25 minuten.
  2. Bereid alle hoeveelheden medicijnen voor die nodig zijn voor de operatie. Gebruik een multimodale pijnstillende benadering met buprenorfine (0,05 mg/kg) en ketoprofen (5 mg/kg) subcutaan geïnjecteerd 30 minuten voor de operatie en herhaald 6 uur (buprenorfine) en 24 uur na de operatie (buprenorfine en ketoprofen). Voer bovendien een lokale analgesie uit op de incisieplaats (lidocaïne 5 mg/ml).
  3. Voer vóór de operatie een baseline transthoracale echocardiografie uit (zie gedetailleerde procedure voor transthoracale echocardiografie in stappen 6.1-6.13.) om de PA-diameter te bepalen en selecteer de juiste meetnaald die als geleider zal worden gebruikt om de verwachte 60% vermindering van de PA-diameter tijdens PAB te genereren.
    OPMERKING: In dit artikel werden mannelijke Wistar-ratten van 225-275 g gebruikt, en het gebruik van een naald van 19 G was geschikt om een dergelijke vermindering van 60% van de PA-diameter te genereren.
  4. Bereid een naald van 19 G voor (of het juiste kaliber zoals bepaald in stap 1.3) die als lood zal worden gebruikt (zie hieronder: stappen 4.18 en 4.19) om een optimale PA-slurfvernauwing te verkrijgen, waardoor ernstige remodellering van het rattenhart wordt uitgelokt. Buig de 19 G met een tang tot 90-110° (Figuur 1A).
    OPMERKING: Het buigen van de 19 G vergemakkelijkt i) de positionering bij de PA-stam en ii) het aanbrengen van de ligatie tijdens de procedure. De 19 G wordt gebruikt als een geleider waaromheen de hechtdraad zal worden geïnstalleerd om de diameter van de PA te verkleinen tot 1,0 mm (60% reductie voor ratten met een gewicht van 225-275 g), wat een aanzienlijke RV-drukoverbelasting veroorzaakt die verantwoordelijk is voor ernstige RV-remodellering in 3 weken.

2. Inductie van anesthesie en voorbereiding van dieren

OPMERKING: Analyses werden uitgevoerd op mannelijke Wistar-ratten (225-275 g) in de leeftijd van 6-8 weken. Gebruik een verwarmingskussen tijdens alle stappen van de volgende procedures om de lichaamstemperatuur van het dier rond de 37 °C te houden. Breng een rectale sonde aan om de lichaamstemperatuur te controleren.

  1. Verdoof het dier met continu ingeademd isofluraan 3% en 100% zuurstof 2-3 L/min.
  2. Breng oogsmerende gel aan om het hoornvlies te beschermen tegen uitdroging.
  3. Controleer het niveau van anesthesie met behulp van de teenknijpreflex.

3. Intubatie

OPMERKING: Intubatie werd uitgevoerd zoals eerder beschreven20.

  1. Breng het dier over naar een hellend intubatiestation in rugligging. Houd de rat bij de bovenste snijtanden vast met behulp van een draadlus om het lichaam in een zwevende positie op 45° te houden om een betere visualisatie van de keel te verkrijgen.
  2. Richt een flexibele lichtbron op het nekoppervlak om door het faryngoepiglottische gebied te transiliseren.
  3. Verleng de tong met een wattenstaafje en stabiliseer deze op de bovenkaak met een gebogen weegspatel als tongspatel.
  4. Visualiseer de luchtpijp en de stembanden.
  5. Gebruik een angiokatheter van 16 G om de intubatie uit te voeren. Gebruik de katheter als tracheale tube en maak de naald met afgeschuinde punt bot om als inbrenger te gebruiken.
  6. Schuif de endotracheale tube (16 G angiokatheter) die op de inbrenger is gemonteerd (naald met afgeschuinde punt) in de luchtpijp en verwijder de inbrenger, eenmaal geplaatst, (Figuur 1B).
  7. Bevestig de juiste positie van de buis door een normaal ademhalingspatroon in acht te nemen (ongeveer 80 ademhalingen/min voor ratten met een gewicht van 225 g en ongeveer 70 ademhalingen/min voor ratten met een gewicht van 275 g) en de aanwezigheid van nevel op het oppervlak van de metalen spatel (of kleine spiegel) wanneer deze op de flens van de naaf van de canule wordt geplaatst.
  8. Eenmaal correct geïntubeerd, brengt u het dier snel over naar de operatiepost in rugligging over een homeotherm verwarmingskussen.
  9. Pas het ademvolume en de snelheid van de ventilator aan op basis van het lichaamsgewicht van de rat. Ratten van ongeveer 225-275 g ontvangen een ademvolume van 2,0-2,5 ml en 70-80 ademhalingen/min met de ventilator.
  10. Sluit de endotracheale tube aan op het beademingsapparaat om mechanische beademing op gang te brengen. Plaats de uitstroompunt van de ventilator in een waterfles. De luchtbellen die na elke ademhaling uit de uitstroom komen, duiden op een succesvolle intubatie.
  11. Zodra een stabiele ademhaling tot stand is gebracht, zet u de endotracheale tube vast met chirurgische tape en bevestigt u de rectale sonde langs de staart om de lichaamstemperatuur te controleren.

figure-protocol-1
Figuur 1: Belangrijkste instrumenten die nodig zijn voor de voorbereiding van de microchirurgische ingreep van PAB. (A) Gemodificeerde naald van 19 G die als geleider wordt gebruikt om een diameter van 1 mm van de PA-stam na PAB te verkrijgen. (B) Gebruikte endotracheale instrumenten of succesvolle intubatie van ratten. 1. De spatel wordt gebruikt als tongspatel bij verdoofde ratten om de luchtpijp bloot te leggen. 2. De 16G-katheter fungeert als een endotracheale tube nadat de punt van de stylus is afgestompt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

4. PAB-operatie (Figuur 2)

OPMERKING: Alle procedures moeten worden uitgevoerd volgens strikte aseptische chirurgische technieken.

  1. Scheer de linkerkant van de thorax met een tondeuse en ontharingscrème en bereid de huid voor met toepassingen van 2% chloorhexidine gevolgd door scrubs met 70% alcohol (drie keer herhaald).
  2. Immobiliseer de voorpoten in een open positie met medische tape en zorg ervoor dat u de ledematen niet te ver uitrekt om te voorkomen dat de ademhaling wordt beïnvloed.
  3. Trek de rechter achterpoot iets naar beneden en bevestig deze langs de staart.
  4. Strek de linker achterpoot uit en adducteer deze en bevestig deze aan de rechterkant van het dier om een lichte rechter zijwaartse positie te genereren, waardoor de linkerkant van de borst bloot komt te liggen.
  5. Gebruik bij deze stap steriele handschoenen voor het resterende deel van de operatie.
  6. Plaats een steriel laken over het dier en maak een incisie van 2-3 cm in de huid aan de linkerkant van de thorax, beginnend ongeveer 2 cm boven de processus xiphoid en diagonaal gericht op de basis van de linker voorpoot van de rat.
  7. Scheid onder de huid vervolgens de borstspieren (pectoralis minor en major) en beweeg ze opzij door middel van stompe dissectie met een schaar met ronde punt. Gebruik magnetische retractors om de spieren vast te houden, zodat de ribbenkast die zich eronder bevindt goed kan worden gevisualiseerd.
  8. Blaas de longen op door de uitstroomslang (aangesloten op de ventilator) uit de watercilinder te verwijderen (zie stap 3.10). Door de uitstroombuis uit het water te verwijderen, wordt de druk in de longen verlaagd, waardoor de lobben worden opgeblazen.
  9. Voer een thoracotomie aan de linkerkant uit met een gebogen ontleedtang. Prik een klein gaatje in de mid-claviculaire lijn van de spier tussen de3e en4e ribben.
  10. Breng de gebogen tang in de opening en schuif deze langs de linker binnenwand van de spier tussen de twee ribben om de linker borstwand iets op te tillen en te voorkomen dat u de longen aanraakt tijdens het doorsnijden van de spier.
  11. Gebruik de ingebrachte tang als richtlijn en maak met een irisschaar een incisie in de lengterichting van de ribben op ongeveer 1 cm. Houd de linker borstwand omhoog en manipuleer de schaar voorzichtig om beschadiging van de linker longkwabben direct eronder te voorkomen.
  12. Vergroot de intercostale incisie tot 1-2 cm links van het dier met behulp van een schaar met ronde punt.
  13. Verplaats de oprolmechanismen onder de ribben om de wond open te houden.
  14. Bekijk het onderste deel van de thymus en een deel van de linkerkwab van de long.
  15. Duw de thymus en de longen op dit niveau opzij, gezien de aanzienlijke ruimte die deze organen innemen. Scheid de thymuslobben met behulp van stompe dissectie met een tang en houd de long aan de linkerkant vast met een nat gaasje. Leg vervolgens het bovenste deel van het hart, het linker atrium (LA) en de longstam en de aortaboog bloot.
  16. Ontleed voorzichtig de dunne laag hartzakje die het hart in dit gebied bedekt, samen met eventueel aangehecht vetweefsel, om het gedeelte te lokaliseren waar de aorta en de longstam nog steeds vastzitten. Ontleed het hartzakje minimaal en vermijd het aanraken van het pleuramembraan.
  17. Steek de gebogen tang in een gesloten positie in de ruimte tussen het LA-aanhangsel en de longstam, in het midden van het zichtbare deel van het bloedvat, om de andere kant van het bloedvat te bereiken (Figuur 2A).
    LET OP: Werk niet te dicht bij de aortawortel van het hart om het risico op vaatruptuur en bloeding te voorkomen.
  18. Visualiseer de punt van de tang door het bindvlies craniaal naar de longstam. Gebruik de tweede tang om de punt te ontleden en prik voorzichtig in het membraan om een kleine opening te creëren. De gebogen tang die onder de longstam is geplaatst, wordt vervolgens iets geopend om een 5-0 Silk-draad vast te pakken. Trek de tang terug om de draad van de ene kant naar de andere kant van de longstam te brengen (Figuur 2B, C).
  19. Voer de vernauwing van de longstam uit. Oefen eerst een losse dubbele knoop van de 5-0 zijde dicht bij de slagader. Steek de naald van 19 G langs het vat en onder de draad. Draai deze eerste knoop vast en bevestig deze met een tweede eenvoudige knoop voordat u de 19 G verwijdert (Figuur 2D).
    LET OP: Werk snel en voorzichtig om de duur van de volledige obstructie van de longstam te minimaliseren.
  20. Voer een laatste eenvoudige knoop uit en knip de resterende 5-0 Zijdedraad ongeveer 0,5-1 cm van de knoop af (Figuur 2D).
  21. Verplaats de thymuslobben en verwijder de borstretractors.
  22. Blaas de longen opnieuw op door de uitstroom van de ventilator gedurende 2 s af te knijpen.
  23. Sluit de ribbenkast door een kruissteekpatroon uit te voeren met een synthetisch resorbeerbaar 5-0 hechtdraad.
  24. Breng een paar druppels 0,9% zoutoplossing aan op het wondgebied en druk elke kant van de borstwand samen om luchtbellen te verwijderen en de negatieve thoracale druk te herstellen.
  25. Verplaats de borstspieren en veeg de resterende zoutoplossing weg met een steriel gaasje.
  26. Gebruik een spuit om een spatblok lidocaïne op het oppervlak en de omgeving van de wond aan te brengen.
  27. Sluit de huid af met behulp van een synthetisch resorbeerbare 5-0 hechtdraad met naald in een doorlopend subcuticulair patroon.
    OPMERKING: Schijnratten ondergaan dezelfde procedure zonder stap 4.18 en 4.19.

figure-protocol-2
Figuur 2: PAB-procedure en validatie van 5.0 Silk hechtdraad versus metalen clips. Fotografie van de stap-voor-stap isolatie en ligatie van de PA stam, met (A) de expositie en isolatie van de PA stam, (B) de positionering van de hechtdraad (5.0 zijde) rond de PA stam, (C) de ligatie van de PA (PAB) (met een naald van 19 G als lood); (D) de verificatie van de hartbeweging en PA-wortel- en RV-overbelasting na PAB; (E) een vergelijking van PAB uitgevoerd met zijden hechtdraad versus een metalen clip; en (F) de validatie van de keuze van zijden hechtdraad voor PAB om een meer reproduceerbare diameter van 1 mm rond de PA-stam te creëren. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

5. Postoperatief herstel

  1. Verwijder het isofluraan terwijl de rat onder mechanische ventilatie wordt gehouden met alleen zuurstofstroom. Draai de rat op zijn rechterzij of buik om de ademhaling te vergemakkelijken.
  2. Injecteer subcutaan een volume van 0,9% zoutoplossing in het gebied van de dorsale hals om vochtherstel te bevorderen (berekend als 10 ml/kg/h anesthesie).
  3. Zodra autonome ademhaling is bevestigd, verwijdert u de endotracheale tube soepel.
  4. Observeer wanneer de rat uit zichzelf begint te bewegen en breng het dier over van het verwarmingskussen naar een nieuwe steriele kooi voor herstel. Zorg voor water en natvoer ad libitum.
  5. Plaats de kooi tijdens de postoperatieve periode (4-6 uur) op een verwarmingskussen (de helft van de kooi) om de lichaamstemperatuur op peil te houden en het dier nauwlettend in de gaten te houden.
  6. Behandel onmiddellijk tekenen van pijn, ademhalingsmoeilijkheden of abnormaal gedrag.
  7. In de postoperatieve zorg injecteert u 6 uur na de operatie een tweede dosis van 0,05 mg/kg buprenorfine. Injecteer de volgende dag, 24 uur na de operatie, een derde dosis van 0,05 mg/kg buprenorfine en een tweede dosis van 5 mg/kg ketoprofen.
  8. Houd de ratten in de gaten totdat hun gezondheid volledig is hersteld.

6. Transthoracale echocardiografie

OPMERKING: Dit artikel toont gegevens die zijn verkregen op de 21e dag na de operatie, toen de ratten werden onderworpen aan transthoracale echocardiografie. Afhankelijk van de onderzoeksdoelstellingen en de vereisten van de onderzoeksopzet kunnen onderzoekers echter andere tijdstippen definiëren voor pre- en post-PAB transthoracale echocardiografie.

  1. Voer vóór de operatie een baseline transthoracale echocardiografie uit om de PA-diameter te bepalen en om de juiste meetnaald te selecteren die als geleider wordt gebruikt om de verwachte vermindering van 60% van de PA-diameter tijdens PAB te genereren.
    OPMERKING: In deze studie werden mannelijke Wistar-ratten van 225-275 g gebruikt en het gebruik van een naald van 19 G was geschikt om een dergelijke vermindering van 60% van de PA-diameter te genereren.
  2. Weeg en verdoof de ratten met continu geïnhaleerd isofluraan (3% en 2 L/min Ø2).
  3. Voer transthoracale echocardiografie uit op elk dier met behulp van een 12S sector/multi-element sonde (4,5-11,5 MHz) en een beeldacquisitiesysteem.
  4. Gebruik kleurmapping in een tweedimensionale (2D) parasternale korte-asweergave door de 12S-sonde ter hoogte van de aortaklep te plaatsen. Klik op de Color Doppler-knop op de echomachine om het bloedstroompatroon te visualiseren dat het gebied van de longslagaderband (PAB) in de longstam doorkruist.
  5. Voer continue golfdoppler (CW) uit door de PAB te kruisen op basis van kleurmapping in de 2D-parasternale korte-asweergave om de eigenschappen van de bloedstroom die het PAB-gebied doorkruist vast te leggen, inclusief de pieksnelheid (cm/s) en de gemiddelde drukgradiënt (mmHg). Om de Doppler-curven te verkrijgen, past u het monstervolume aan ter hoogte van de band van de longslagader.
  6. Pas een 2D apicale 4-kamerweergave toe door de 12S-sonde ter hoogte van de top van het hart te plaatsen om de vergroting van de RA en RV na de operatie aan te tonen en de horizontale RA-afmeting aan het einde van de hartsystole (RAD's) te bepalen, uitgedrukt in millimeters (mm).
  7. Pas kleurmapping toe in 2D apicale 4-kamerweergave om tricuspidalisregurgitatie als gevolg van PAB te onthullen door cine-loops op de echomachine te verkrijgen.
  8. Voer M-Mode echocardiografie uit in apicale 4-kamerweergave door de conjunctie van de tricuspidalis annulus en de RV-zijwand te kruisen om de systolische excursie van het tricuspidalisannulusvlak (TAPSE) uitgedrukt in mm te bestuderen.
  9. Gebruik Tissue Doppler Imaging (TDI) in de apicale 4-kamerweergave op het niveau van de conjunctie van de tricuspidalis annulus en de RV-zijwand voor de meting van de systolische contractiliteit (Sr) van de RV-laterale wand uitgedrukt in centimeters per seconde (cm/s) om de systolische prestaties van RV te evalueren.
  10. Registreer de diastolische transtricuspidalisstroom (TTF) met behulp van gepulseerde golfdoppler in de apicale 4-kamerweergave om de diastolische eigenschappen van RV te bestuderen, waaronder pieksnelheid in de vroege vulgolf (E), atriale vulling (A) golf en de verhouding van E/A in TTF.
  11. Voer M-Mode-echocardiografie uit in de parasternale langasweergave ter hoogte van de aortaklep om het RV-uitstroomkanaal aan het einde van de hartdiastole (RVOT, uitgedrukt in millimeters) en de linker atriumafmeting aan het einde van de hartsystole (LAD's, uitgedrukt in millimeters) te meten.
  12. Voer 2D M-Mode echocardiografie uit in parasternale korte-asweergave op het niveau van papillaire spieren om LV-dimensies aan het einde van de systole en diastole (LVD's en LVDd) te beoordelen; en LV voorwanddikte bij einddiastole (LVAWd), allemaal uitgedrukt in millimeters.
  13. Voer de 2D M-modus uit in parasternale weergave met korte as om de LV-fractionele verkorting (LVFS, uitgedrukt in percentages) en de LV-ejectiefractie (LVEF, uitgedrukt in procenten) te bepalen.

7. Elektrofysiologisch onderzoek (figuur 3)

  1. Houd de ratten onder narcose na in vivo echocardiografie voor in vivo transoesofageaal elektrofysiologisch onderzoek (EPS).
  2. Breng de ECG-elektroden onder de huid van de ratten in (1 bij de linker voorpoot, 1 bij de rechter achterpoot en 1 bij de linker achterpoot).
  3. Breng voorzichtig een 4F-quadripolaire katheter met een interpoolafstand van 5 mm in de slokdarm (Figuur 3A).
  4. Pas de positie van de transoesofageale katheter dicht bij de RA aan door precies te bepalen wanneer de P-golf, die atriale contracties op het oppervlakte-ECG vertegenwoordigt, overeenkomt met de P-golf die is verkregen met het ECG van de transoesofageale katheter (Figuur 3A, B).
  5. Bepaal de stimulatiedrempel voor elk dier. Deze drempel is de minimale spanning waarbij de stimulator de hartslag direct beïnvloedt.
  6. Evalueer de kwetsbaarheid van AF door een spanningsstoot toe te passen die gelijk is aan 4 keer de drempelspanning volgens een protocol van 3 sets van 12 stimulatie-uitbarstingen, elk van 3 s bij 50 Hz, gevolgd door 2 s rust (1 minuut/set). Tussen elke set hadden de ratten een rustperiode van 1 minuut 9,13,21.
  7. Identificeer en kwantificeer, na elke burst, het optreden van cardiale tachyaritmieën, waaronder AF of atriale flutter.
    OPMERKING: AF wordt gedefinieerd als onregelmatige en ultrasnelle atriale slagen (>800 bpm). Atriale flutter wordt gedefinieerd als een regelmatig maar snel atriaal ritme geassocieerd met een afwezigheid van de P-golf of de aanwezigheid van een regelmatig patroon van meerdere P-golven tussen regelmatig opeenvolgende R-R-intervallen. Alleen aritmische episodes die langer dan 1 s duren, worden in aanmerking genomen.
  8. Vermijd het onderbreken van aanhoudende episodes van AF of atriale flutter door de volgende reeks stimulaties te stoppen als het sinusritme niet vanzelf wordt hersteld binnen de rustperiode tussen twee opeenvolgende stimulaties.

figure-protocol-3
Figuur 3: Illustratie van hartslagen in rust en de juiste positie van een transoesofageale katheter voor in vivo elektrofysiologisch onderzoek. (A) Representatief ECG van twee opeenvolgende hartslagen in rust met de P-golf, het PR-interval, het QRS-complex, het QT-interval en het R-R-interval. (B) Schema van een longitudinale doorsnede van het hart (1) en de slokdarm (2) waarin een quadripolaire katheter (3) wordt ingebracht om atriale ECG te stimuleren en te verkrijgen. (C) Representatieve ECG-signalen die de voorkeurspositie van de transoesofageale katheter aangeven wanneer het atriale signaal (rode lijn) van het oppervlakte-ECG (bovenste sporen) samenvalt met het atriale signaal van het katheter-ECG (onderste sporen). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

8. ECG-analyse

OPMERKING: De ECG-opnames en stimulaties werden uitgevoerd met behulp van een ECG-acquisitiesoftware. De analyses zijn uitgevoerd met behulp van een ECG-analysesoftware (Figuur 3A).

  1. Meet de duur van de P-golf die overeenkomt met de atriale contractie, uitgedrukt in milliseconden (ms).
  2. Bepaal het PR-interval (uitgedrukt in milliseconden) dat overeenkomt met de duur van de elektrische geleiding door de atrioventriculaire (AV) knoop.
  3. Rapporteer de duur van het QRS-complex (uitgedrukt in milliseconden) die overeenkomt met de ventriculaire depolarisatie.
  4. Evalueerde het QT-interval (uitgedrukt in milliseconden) dat de totale duur van de ventriculaire depolarisatie en repolarisatie weerspiegelt.
  5. Kwantificeer het RR-interval (uitgedrukt in milliseconden) dat de duur tussen twee opeenvolgende hartslagen aangeeft en de hartslag bepaalt.

9. Histologische analyses

  1. Euthanaseer de ratten door verbloeding onder isofluraan-anesthesie (5%, 2 L/min O2) op dag 21 na PAB.
  2. Isoleer de RA en LA om de atriale histologische remodellering te analyseren die al dan niet geassocieerd is met RHF en hartritmestoornissen.
  3. Voer een dwarsdoorsnede uit van de vers uitgesneden harten, 5 mm vanaf de top, om de ventriculaire remodellering te evalueren die al dan niet gepaard gaat met RHF en hartritmestoornissen.
  4. Fixeer de myocardiale monsters in formaline en kleur de histologische objectglaasjes met Masson's trichrome oplossing22 om de dikte en dilatatie van de ventriculaire wand en atriale fibrose op D21 na PAB te kwantificeren.

10. Statistische analyses

  1. Beoordeel de normaliteit van verdelingen met de Shapiro-Wilk-test. Vergelijk de normaal verdeelde gegevens met behulp van de t-toets van de student.
  2. Als de gegevens niet-parametrisch zijn verdeeld, voert u een Mann-Whitney-test uit. Analyseer categorische variabelen zoals AF-induceerbaarheid met behulp van de exacte test van Fisher.
  3. Druk de resultaten uit als gemiddelde ± standaardfout ten opzichte van het gemiddelde (S.E.M.). Beschouw verschillen als statistisch significant bij tweezijdige P-waarden < 0,05.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Visuele bevestiging van de juiste ligatie van de PA-stam tijdens de operatie
Tijdens de PAB-procedure is een indicatie van een goede positionering van de hechting een onmiddellijke verhoging van de bloeddruk en onmiddellijke verwijding van de RV en de wortel van de PA-stam bij de kruising met de RV. De hechting mag niet bewegen om een constante en permanente drukoverbelasting gedurende 3 weken te garanderen. In deze studie werd het gebruik van een 5-0 Silk gevalideerd...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Het succesvol functioneren van de PAB is het meest cruciale onderdeel van dit protocol. Het is belangrijk om de aorta en de PA-stam goed te onderscheiden. De isolatie van de PA moet nauwgezet worden uitgevoerd om scheuren, bloedingen en de dood tijdens de procedure te voorkomen. Het aanbrengen van de hechtdraad rond de 19G-draad moet snel worden uitgevoerd en gevolgd door onmiddellijke verwijdering van de draad, om te voorkomen dat de PA te lang 'volledig wordt geblokkeerd' door de aanwe...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

De auteurs zijn Colombe Roy, YanFen Shi, Sandra Querry en Josiane Deslandes dankbaar voor de technische uitvoering van transthoracale echocardiografie en Nathalie L'Heureux voor de voorlopige technische assistentie tijdens de standaardisatie van de PAB-methode. We zijn de leden van de dierenverzorgingsfaciliteit van het Montreal Heart Institute dankbaar.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
0.9% Sodium Chlorine Injection USB (100 ml) BaxterJB1302POplossing die wordt gebruikt voor het verdunnen van geneesmiddelen (analgetica en ontstekingsremmer) en voor het bereiden van natriumwaterspuitjes, specifiek voor het rehydreren van het dier na de operatie
19 G x 1 1/2 PrecisionGlide-naaldBD305187Gemodificeerde naald (gebogen en geslepen) die kan worden gebruikt als ruimtevuller tijdens de gedeeltelijke vernauwing van de longslagader
2" x 2" Niet-geweven niet-steriele Ritmed-gaasje, 4-laagsAMD-RitmedA2101-CHGaasjes gebruikt om bloed uit de wond te absorberen of om organen (bijv. thymus) voorzichtig opzij te duwen.
4" x 4" Niet-geweven niet-steriele Ritmed-gaasje, 4-laags (x200)AMD-RitmedA2100-CHGaasjes gebruikt om bloed uit de wond te absorberen of om organen (bijv. thymus) voorzichtig opzij te duwen.
5-0 Vicryl Violet Suture RB-1 1/2 Circle Needle 17mm 27"EthiconJ303HSynthetische absorberbare steriele chirurgische hechting met een puntnaald, gebruikt voor het sluiten van spier- en huidwonden.
Anafen (100 mg/mL)Merial Canada, Inc.1938126Verdunde injecteerbare oplossing van ketoprofen, toegediend als niet-steroïdale ontstekingsremmer, analgeticum en antipyreticum.
AutoClip SystemFST12020-00Kan worden gebruikt om de huidwond te sluiten. Bevat een clipapplicateur, wondclips (9 mm) en een clipverwijderaar.
Dumont #5/45 ForcepsFST11251-35Dumoxel-forceps met punten onder een hoek van 45°. Gebruikt om de knopen rond de ruimtevuller die op de longslagader is geplaatst, aan te halen.
Fijne schaar - ScherpFST14060-10Roestvrijstalen irisschaar, gespecialiseerd in incisie van intercostale spieren en snijden van hechtingen.
Forane (Isofluraan) 100 mLBaxter CanadaBAXCA2L9100Inhalatieanestheticum dat wordt gebruikt voor knaagdieren tijdens hun PAB-operatie.
IV-katheter 16 G x 1,77 " (Recht)BD Insyte381257Katheter die wordt gebruikt als endotracheale buis met een stompe metalen stylet.
Light  LED 130 F - DrMachEickemeyerM130300Aan de muur gemonteerde LED-verlichting.
Magnetisch Fixator Retractiesysteem: BasisplaatFST18200-50Metalen plaat waarop de bijbehorende bevestigingen zijn geïnstalleerd. Deze wordt rond de verwarmingsplaat geplaatst.
Magnetisch Fixator Retractiesysteem: Elastomeer (rol van 2 m)FST18200-07Wordt gebruikt om de retractoren aan de fixatoren te bevestigen.
Magnetisch Fixator Retractiesysteem: FixatorenFST18200-02Verplaatsbare ankers die op de basisplaat kunnen worden geplaatst.
Magnetisch Fixator Retractiesysteem: RetractorenFST18200-11Retractoren die het mogelijk maken om de chirurgische wond met de gewenste opening te behouden
Metzenbaum schaar (gebogen)FST14017-14Roestvrijstalen stompe schaar, gebruikt voor het voorzichtig dissekeren van de huid en spieren.
Micro-Adson ForcepsFST11018-12Roestvrijstalen getande forceps, gebruikt om huid en andere weefsels vast te grijpen.
Oster Golden A5 2-snelheids tondeuseOster Professional34264416949Kapperknipmachine voor huisdieren, gebruikt om het operatiegebied voor te bereiden. Aangezien het bedoeld is om te worden gebruikt bij grote dieren, moet de gebruiker voorzichtig zijn met ratten.
Verwarmingsplaat voor knaagdieren of verwarmingssysteemOp maat gemaaktN/APlaat verbonden met een eenheid uitgerust met een LED-scherm dat de temperatuur weergeeft die wordt gedetecteerd door de rectale sonde, evenals de doeltemperatuur.
Rodent Ventilator Model 683Harvard Apparatus74240-2Mechaans ventilator dat wordt gebruikt voor kleine laboratoriumdieren (maximaal 5 kg).
Semken Forceps met Serraties (Gebogen)FST11009-13Roestvrijstalen forceps, gebruikt voor weefseldissecatie.
Semken Forceps met Serraties (Recht)FST11008-13Roestvrijstalen forceps, gebruikt voor weefseldissecatie.
Silky Fresh haarverwijderingscrèmeVeet62200825036Haarverwijderingsproduct dat wordt gebruikt om het operatiegebied voor te bereiden na het scheren.
Soluprep 3M103.26Verflesje geurvrij antisepticum met 2% chloorhexidine en 70% alcohol 225 mL.
Roestvrijstalen spatel 195 mmHeathrow ScientificHS15907Spatel gebruikt als tongdepressor tijdens intubatie van ratten.
Stereomicroscoop systeem SZ61TROlympus88-126Microscoop uitgerust met een bril en een ingebouwde camera waarmee video-opnames kunnen worden gemaakt.
Steriele natriumchloride 0,9%-irrigatiefles (60 mL)Saline H2O25-6048SA-LOplossing die wordt gebruikt om de wond gedurende de operatie vochtig te houden.
Chirurgische schaar - Scherp-Stomp (Recht)FST14001-12Roestvrijstalen schaar, gebruikt om de eerste huidincisiemaak.
Hechtdraad 5-0 Zijde Geen NaaldHenry Schein102-63

Referenties

  1. Cassady, S. J., Ramani, G. V. Right heart failure in pulmonary hypertension. Cardiol Clin. 38 (2), 243-255 (2020).
  2. Campo, A., et al. Outcomes of hospitalization for right heart failure in pulmonary arterial hypertension. Eur Respir J. 38 (2), 359-367 (2011).
  3. Naeije, R., Manes, A. The right ventricle in pulmonary arterial hypertension. Eur Respir Rev. 23 (134), 476-487 (2014).
  4. Vonk-Noordegraaf, A., et al. Right heart adaptation to pulmonary arterial hypertension: physiology and pathobiology. J Am Coll Cardiol. 62 (25 Suppl), D22-D33 (2013).
  5. Olsson, K. M., Nickel, N., Tongers, J., Hoeper, M. M. Atrial flutter and fibrillation in patients with pulmonary hypertension. Int J Cardiol. 167 (5), 2300-2305 (2013).
  6. Mercurio, V., et al. Pulmonary arterial hypertension and atrial arrhythmias: incidence, risk factors, and clinical impact. Pulm Circ. 8 (2), 2045894018769874(2018).
  7. Dignam, J. P., Scott, T., Kemp-Harper, B., Hobbs, A. J. Animal models of pulmonary hypertension: Getting to the heart of the problem. Br J Pharmacol. 179 (5), 811-837 (2021).
  8. Silva, A. L., et al. Monocrotaline induces acutely cerebrovascular lesions, astrogliosis and neuronal degeneration associated with behavior changes in rats: A model of vascular damage in perspective. Neurotoxicology. 94, 59-70 (2023).
  9. Hiram, R., et al. Right atrial mechanisms of atrial fibrillation in a rat model of right heart disease. J Am Coll Cardiol. 74 (10), 1332-1347 (2019).
  10. Hirata, M., et al. Novel model of pulmonary artery banding leading to right heart failure in rats. Biomed Res Int. 2015, 753210(2015).
  11. Jalal, Z., et al. Unexpected internalization of a pulmonary artery band in a porcine model of tetralogy of Fallot. World J Pediatr Congenit Heart Surg. 8 (1), 48-54 (2017).
  12. Akazawa, Y., et al. Pulmonary artery banding is a relevant model to study the right ventricular remodeling and dysfunction that occurs in pulmonary arterial hypertension. J Appl Physiol. 129 (2), 238-246 (2020).
  13. Le Quilliec, E., et al. Atrial cardiomyocytes contribute to the inflammatory status associated with atrial fibrillation in right heart disease. Europace. 26 (4), euae082(2024).
  14. Cheng, H. W., et al. Assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography. J Vis Exp. (84), e51041(2014).
  15. Cheng, T. C., Philip, J. L., Tabima, D. M., Hacker, T. A., Chesler, N. C. Multiscale structure-function relationships in right ventricular failure due to pressure overload. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 315 (3), H699-H708 (2018).
  16. Mamazhakypov, A., Veith, C., Schermuly, R. T., Sydykov, A. Surgical protocol for pulmonary artery banding in mice to generate a model of pressure-overload-induced right ventricular failure. STAR Protoc. 4 (4), 102660(2023).
  17. Prihadi, E. A., et al. Morphologic types of tricuspid regurgitation. Characteristics and prognostic implications. JACC: Cardiovasc Imaging. 12 (3), 491-499 (2019).
  18. Samson, N., Paulin, R. Epigenetics, inflammation and metabolism in right heart failure associated with pulmonary hypertension. Pulm Circ. 7 (3), 572-587 (2017).
  19. Liu, Z., et al. Low-voltage zones as the atrial fibrillation substrates: Relationship With initiation, perpetuation, and termination. Front Cardiovasc Med. 8, 705510(2021).
  20. Tomasello, G., et al. Simple and fast orotracheal intubation procedure in rats. Acta Biomed. 87 (1), 13-15 (2016).
  21. Halațiu, V. B., Perian, M., Balan, A. I., Scridon, A. Transesophageal atrial burst pacing for atrial fibrillation induction in rats. J Vis Exp. (180), e63567(2022).
  22. Prophet, E. B., Mills, B., Arrington, J. B., Sobin, L. H. Laboratory Methods in Histotechnology. , American Registry of Pathology. Washington. (1992).
  23. Silva, J. M. A., et al. Hypertrophy of the right ventricle by pulmonary artery banding in rats: a study of structural, functional, and transcriptomics alterations in the right and left ventricles. Front Physiol. 14, 1129333(2023).
  24. Camacho, P., Fan, H., Liu, Z., He, J. Q. Small mammalian animal models of heart disease. Am J Cardiovasc Dis. 6 (3), 70-80 (2016).
  25. Andersen, S., et al. A pulmonary trunk banding model of pressure overload induced right ventricular hypertrophy and failure. J Vis Exp. (141), e58050(2018).
  26. Ukita, R., et al. A large animal model for pulmonary hypertension and right ventricular failure: Left pulmonary artery ligation and progressive main pulmonary artery banding in sheep. J Vis Exp. (173), e62694(2021).
  27. Myers, P. O., et al. Impact of age and duration of banding on left ventricular preparation before anatomic repair for congenitally corrected transposition of the great arteries. Ann Thorac Surg. 96 (2), 603-610 (2013).
  28. Liu, C., et al. Reverse remodeling of pulmonary arterioles after pulmonary artery banding in patients ≥ 2 years old with severe pulmonary arterial hypertension and congenital heart disease. Pediatr Cardiol. 40 (5), 958-964 (2019).
  29. Roy, B., Vacas, S., Ehlert, L., McCloy, K., Saggar, R., Kumar, R. Brain structural changes in patients with pulmonary arterial hypertension. J Neuroimaging. 31 (3), 524-531 (2021).
  30. Hiram, R. Resolution-promoting autacoids demonstrate promising cardioprotective effects against heart diseases. Mol Biol Rep. 49 (6), 5179-5197 (2022).
  31. Hiram, R. Cardiac cytokine therapy? Relevance of targeting inflammatory mediators to combat cardiac arrhythmogenic remodeling. Int J Cardiol Heart Vasc. 37, 100918(2021).
  32. Al-U'datt, D. G. F., et al. Implications of enigmatic transglutaminase 2 (TG2) in cardiac diseases and therapeutic developments. Biochem Pharmacol. 201, 115104(2022).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

RechterhartfalenAtriale FibrillatieEchocardiografische BeoordelingTricuspidalinsufficiëntieMyocardiale OntstekingVentrikelaire AritmieRechterventrikelhypertrofie
Rattenmodel van rechtszijdige cardiale remodellering en aritmie met behulp van longslagaderbanden
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.