Dit manuscript beschrijft het gestructureerde oefenprogramma dat is ontwikkeld om de effecten van lichaamsbeweging op de pathofysiologie van pulmonale hypertensie te bestuderen - rechterventriculair hartfalen in een schaammodel.
Methodenartikel
Dit manuscript beschrijft het gestructureerde oefenprogramma dat is ontwikkeld om de effecten van lichaamsbeweging op de pathofysiologie van pulmonale hypertensie te bestuderen - rechterventriculair hartfalen in een schaammodel.
Rechterhartfalen (RHF) is een belangrijke oorzaak van morbiditeit en sterfte door pulmonale hypertensie (PH). Om de pathofysiologie en implicaties van door inspanning veroorzaakte stress beter te begrijpen, hebben we een oefenprogramma geïmplementeerd om deze ziekte verder te karakteriseren met behulp van ons eerder ontwikkelde oom-model van chronische pulmonale hypertensie-rechterventrikelfalen (PH-RVF). Hiervoor ondergingen acht Dorset kruisschapen het PH-RVF-model via ligatie van de linker pulmonale arterie (LPA) en progressieve afsluiting van de hoofd-longslagader (MPA) met een opblaasbare manchet. De druklijnen van de manchet en rechter ventrikel (RV) werden subcutaan naar een poort getunneld voor toegang. Gedurende acht weken onderging elk schaap een wekelijkse bewegingsroutine en een cuff check (CC). Het oefenprogramma bestond uit werksnelheden en herstelmomenten van elk 10 minuten. Tijdens de inspanning hebben we beide poorten gebruikt om de druk van de manchet, hemodynamica en het opnemen van RV-bloedgassen te transporteren. Aan het einde van de oefening werd de PA-manchet met 150-200 mmHg opgeblazen om de nabelasting van de RV te vergroten. Een CC en een RV-bloedgas werden enkele dagen na het opblazen uitgevoerd om de manchetdruk te bevestigen en compensatie te waarborgen. Gedurende acht weken bleef de SversusO2 relatief stabiel bij maximale intensiteit in week 1 versus week 8: 62,7 ± 4,5% versus 69,8 ± 4,0%, ondanks dat de RVSP steeg van week 1 tot week 8: 78 ± 8 mmHg versus 96 ± 8 mmHg. Daarnaast nam de afgelegde afstand toe van week 1 tot week 8: 1390 ± 297 m versus 1834 ± 189 m, ondanks dat de PA-manchetdruk in week 8 was verhoogd tot 777 ± 98 mmHg. Dit suggereert dat ondanks de verhoogde RV-afterload, beweging kan bijdragen aan een adaptieve respons en compensatie voor beweging in de context van PH-RVF. Dit oefenprogramma levert nieuwe informatie over de effecten van beweging bij PH-RVF en maakt complexe studies van de lichaamsfysiologie mogelijk in een grootdiermodel van PH-RVF.
Pulmonale hypertensie (PH) is een complexe ziekte die een breed scala aan symptomen veroorzaakt. Symptomen kunnen mild zijn, zoals dyspneu en inspanningsintolerantie, tot ernstig, zoals ademhalingsachteruitgang en duidelijke rechterventrikelfalen (RVF)1. Naarmate de afterload van het rechterhart toeneemt, begint de rechterventrikel (RV) te verwijden, wat systolische disfunctie en een verlaagde ejectiefractie veroorzaakt. Deze mismatch in hartvraag en -output maakt dagelijkse activiteiten en lichaamsbeweging ondraaglijk, wat leidt tot zowel fysieke als mentale achteruitgang. Voorheen werd lichaamsbeweging bij pulmonale hypertensie als nadelig beschouwd. Onlangs hebben veel studies aangetoond dat een longrevalidatieprogramma met beweging dyspneu kan verminderen en de algehele levenskwaliteit zowel fysiek als mentaal kan verbeteren 2,3,4. De studie van beweging bij patiënten met PH is echter beperkt gebleven tot mensen met stabiele ziekte vanwege mogelijke cardiopulmonale decompensatie.
Snelle decompositie is een gevreesde complicatie van PH-RVF. Sommige mensen met PH kunnen een periode van adequate compensatie hebben en slechts milde symptomen hebben, waarbij decompensatie langzaam optreedt over maanden tot jaren. Anderen hebben helaas een zwaardere pH en kunnen snel afnemen bij elke inspanning. Beweging kan de ziekte verergeren en snelle cardiopulmonale inzakking veroorzaken door een cyclus van verhoogde RV-stofwisseling, een verlaagde ejectiefractie en aanhoudende RV-ischemie. Dit is een zeer ernstige complicatie omdat patiënten die een gedecompenseerde RVF ontwikkelen, ziekenhuisopname nodig hebben en sterftecijfers tot wel 40% hebben. PH kan mensen van elke leeftijd treffen, waarbij de meeste gevallen zich ontwikkelen door linkerhartziekte (Groep 2) en longziekte (Groep 3). In zeldzame gevallen kan PH zich ontwikkelen door idiopathische oorzaken en komt het vaker voor bij vrouwen in hun vierde levensdecennium (Groep 1)6. Hoewel de ziekteprogressie kan worden getemperd door medisch behandelen, is er geen definitieve farmacologische genezing. Zodra patiënten eindstadium RVF bereiken, is de enige definitieve behandeling long- of hart-longtransplantatie7.
Vanwege de morbiditeit en mortaliteit van PH en de daaropvolgende RVF hebben we eerder een klinisch relevant PH-RVF-model bij schapen ontwikkeld om nieuwe therapieën te ontwikkelen8. In dit model hebben we de linker pulmonale slagader (LPA) geligeerd en een opblaasbare manchet geplaatst die als vasculaire occluder rond de hoofdpulmonale arteria (MPA) diende. Gedurende 8 weken verhoogden we de druk in deze manchet om de doorstroming door de hoofd-longslagader te verminderen, wat de nabelasting van de RV verhoogde en RV-remodellering induceerde. Dit model is nu verder ontwikkeld door een oefenprogramma te integreren om de interactie tussen pH en beweging beter te bestuderen. Dit protocol is uniek omdat het veranderingen in hemodynamische parameters zoals de systolische druk van de rechterventrikel (RVSP) en hartslag (HR) in realtime vastlegt. RV-bloed werd gebruikt als surrogaat voor gemengd veneus bloed om veranderingen in SvO2 te analyseren en zo zuurstofextractie bij verschillende inspanningstempo's te vergelijken. Het oefenschema en de methoden voor gegevensverzameling worden hieronder uiteengezet als een bron voor onderzoekers om een beter begrip te ontwikkelen van de complexe pathofysiologie van PH-RVF.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De Commissie voor Institutionele Dierenzorg en Gebruik van het Vanderbilt University Medical Center keurde het volgende protocol goed. De beschreven procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de U.S. National Research Council's Guide for the Care and Use of Laboratory Animals9. Alle schapen waren Dorset-kruisingen, vrouwelijk, wogen 55–65 kg en waren tussen de 1 en 2 jaar oud. Zie Figuur 1 voor de volledige schema-tijdlijn en het protocol van de trainingssessies.
1. Wennen aan de loopband
2. Chirurgisch model om het PH-RVF-model te initiëren
3. Postoperatief herstel
4. Klaarmaken voor een trainingssessie en cuff check
5. Toegang tot de haven
6. Oefenschema
7. Loskoppelen van poorten
8. Manchetcontrole
9. Voltooi het hele regime
10. Het vroegtijdig beëindigen van de oefensessie
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle gegevens worden weergegeven als gemiddelde±SEM. Gedurende acht weken bleef de SversusO2 relatief stabiel op maximale loopbandsnelheid in week 1 tegenover week 8: 62,7 ± 4,5% versus 69,8 ± 4,0% (Figuur 5A), ondanks dat de RVSP steeg van week 1 tot week 8: 78 ± 8 mmHg versus 96 ± 8 mmHg (Figuur 5B). De afstand die tijdens het sporten werd afgelegd nam toe van week 1 tot week 8: 1390 ± 297 m versus 1834 ±...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het gepresenteerde schapenmodel PH-RVF is geüpdatet ten opzichte van de vorige versie door het te combineren met een loopband-oefenplatform om de interactie tussen beweging en ziekteontwikkeling te bestuderen8. Omdat elk dier anders kan reageren op cuff-opflatie, werden voor consistente trainingsconditie bij dieren de loopbandsnelheid tijdens een trainingssessie aangepast om zowel werk- als herstelmomenten mee te nemen. Door de loopbandsnelheid geleidelijk te verh...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen belangenconflicten om te melden.
Dit werk werd gefinancierd door de volgende instellingen en prijzen: National Institutes of Health R01HL171577, National Institute of General Medical Sciences van de NIH-subsidie T32 GM007347, National Institutes of Health-subsidie T32 HL160508, Vanderbilt Faculty Research Scholar Award, American Heart Association Second Century Early Faculty Independence Award 24SCEFIA1255079, Vanderbilt University Medical Center Cardiothoracic Research Fund, Vanderbilt University Medical Center mevrouw Shelley F. Kleiner en Dr. Fredric Kleiner Fonds, Vanderbilt University Medical Center Ms. Dorothy Thomas Research Fund, en het Vanderbilt University Medical Center David M. Livingston Lung Transplant Memorial Fund. Bovendien zou dit werk niet mogelijk zijn geweest zonder het Vanderbilt University Animal Care and Use Program en het personeel van het S.R. Light Laboratory: Jamie Adcock, Susan Fultz, Azia Tanks en Eiman Barsoum voor hun technische ondersteuning.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 0.9% Normal Saline, 1000 mL | Baxter Healthcare Corp | 0338-0049-04 | Medicatie, Chronische PH |
| 16 mm Heavy Duty Occluder met aandrijfbuis | Access Technologies | OC-16HD | Disposible, Chronische PH |
| 70% isopropyl alcohol prep pads | Medline | MDS090670 | Disposible, Chronische PH |
| Aluminium Lam en Geit Loopband | Livestock Performance Products | DC314 | Uitrusting |
| Zakken, Infusie: Niet-steriele Novaplus Infusiezak, 500 mL | Medline | TCV4005H | Disposible, Chronische PH |
| Blue Clave | Medline | BOPC1000 | Disposible, Chronische PH |
| Cathflo Activase (alteplase) 2 mg | Cathflo | NDC 50242004164 | Medicatie, Chronische PH |
| Computer | Dell | Lattitude 7400 | Uitrusting |
| Data acquisitie hardware | ADInstruments | PowerLab 16/30 | Uitrusting |
| EPOC Point-of-care bloedgasanalyzer | Siemens Healthineers | Siemens-Epoc-R | Uitrusting |
| Flow Meter | Transonic | https://www.transonic.com/tubing-flow-meters-manufacturers | |
| Gaasjesponzen: Sterile X-ray Compatibele Gaasjesponzen, 16-Lig, 4” × 4” | Medline | PRM21430LFH | Disposible, Chronische PH |
| GEM 7000 met iQM3 | Werfen | 6000228442 | Uitrusting |
| Heparine | Fresenius Kabi | 63323-540-31 | Medicatie, Chronische PH |
| Hospira Primaire IV Sets, 80” | Patterson Veterinary | 07-835-0123 | Disposible, Chronische PH |
| Hypertone zoutoplossing 3% | Baxter Healthcare Corp. | 0338-0054-03 | Medicatie, Chronische PH |
| Hypodermische naald met Bevel en Regelmatige Wand, 20 G × 1” | Medline | B-D305175Z | Disposible, Chronische PH |
| Interface Kabel, Edwards LifeScience Transducer naar ADInstruments Bridge Versterker | Fogg System | 0395-2434 | Uitrusting |
| Labchart software | ADInstruments | Labchart 8 | Uitrusting |
| Naalden: Hypodermische Naald met Regelmatige Bevel, Steriel, 18 G × 1.5” | Medline | B-D305185Z | Disposible, Chronische PH |
| Octaal Bridge Versterker | ADInstruments | FE228 | Uitrusting |
| Port-A-Cath Huber Naald, Recht, 22 G × 1-1/2” | Medline | AAKM21200724 | Disposible, Chronische PH |
| Schapen Hoofdband | Weaver Livestock | 35-7840-S20 | Uitrusting |
| Steriele Leur-Lock Spuit, 1 mL | Fisher Scientific | BD309628 | Disposible, Chronische PH |
| Steriele Luer-Lock Spuit, 10 mL | Medline | SYR110010Z | Disposible, Chronische PH |
| Steriele Luer-Lock Spuit, 3 mL | Medline | SYR103010Z | Disposible, Chronische PH |
| Steriele Luer-Lock Spuit, 5 mL | Medline | SYR105010Z | Disposible, Chronische PH |
| Steriele Water | Fresenius Kabi | 918550 | Medicatie |
| Stopcock: 3-Weg Stopcock met Handgreep in UIT Positie, Roterende Adapter Mannelijke Kraag Fitting, 45 PSI | Medline | DYNJSC301 | Disposible, Chronische PH |
| Transducer clip | Edwards LifeScience | TCLIP05 | Uitrusting |
| Transonic Perivascular Flow Probe (PAU Serie) | ADInstruments | https://www.adinstruments.com/products/perivascular-flowprobes | |
| Transport Kooi/ Grote Dierenkooi | Ancare | ANAT305660SS | Uitrusting |
| Trigger Aneroid Gauge (Sphygmomanometer) | Patterson Veterinary | 07-815-0464 | Uitrusting |
| TruWave Wegwerp Druk Transducer Kits van Edwards Lifesciences | Medline | VSYPX260 | Disposible, Chronische PH |
| Slang: Druk Monitoring Slang met Vaste Mannelijke Luer Lock en Vrouwelijke Fitting, Lage Druk, 72” L | Medline | DYNJPMTBG72MF | Disposible, Chronische PH |
| Navelsnoer, Katoen, 3-Streng, 1/8 x 36" | Medline | DYNJPMTBG72MF | Disposible, Chronische PH |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen