Celem tego protokołu jest ocena ogłuszenia mięśnia sercowego po niedokrwiennym zatrzymaniu krążenia u gryzoni.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Celem tego protokołu jest ocena ogłuszenia mięśnia sercowego po niedokrwiennym zatrzymaniu krążenia u gryzoni.
Poniższy protokół jest przydatny do oceny upośledzonej funkcji serca lub ogłuszenia mięśnia sercowego po umiarkowanych urazach niedokrwiennych. Technika ta jest przydatna do modelowania uszkodzenia niedokrwiennego związanego z wieloma klinicznie istotnymi zjawiskami, w tym kardiochirurgią z zatrzymaniem krążenia i pomostowaniem krążeniowo-oddechowym, CABG poza pompą, przeszczepem, dławicą piersiową, krótkim niedokrwieniem itp. W protokole przedstawiono ogólną metodę modelowania hipotermii, hiperkaliemii, zatrzymania i reperfuzji w sercach gryzoni, koncentrując się na pomiarze funkcji skurczu mięśnia sercowego. Krótko mówiąc, serce myszy jest perfundowane w trybie langendorffa, instrumentowane za pomocą balonu dokomorowego i rejestrowane są wyjściowe parametry funkcjonalne serca. Po ustabilizowaniu się serca poddaje się krótkiej infuzji roztworu kardioprotekcyjnej kardioprogologii hipotermicznej w celu zainicjowania zatrzymania rozkurczowego. Kardioplegia jest dostarczana z przerwami przez 2 godziny. Serce jest następnie reperfaktorowane i ogrzewane do temperatur normotermicznych i monitorowane jest odzyskiwanie funkcji mięśnia sercowego. Zastosowanie tego protokołu skutkuje niezawodną obniżoną funkcją skurczową serca wolną od poważnych uszkodzeń tkanki mięśnia sercowego u gryzoni.
Ogłuszenie mięśnia sercowego definiuje się jako odwracalne zmniejszenie aktywności skurczowej pomimo przywrócenia odpowiedniego przepływu krwi po krótkim okresie niedokrwienia lub długotrwałych okresach niedokrwiennych z kardioprotekcją1,2,3,4,5. Przedstawiona metoda jest specjalnie stosowana do modelowania klinicznie istotnych urazów niedokrwiennych, które mogą powodować odwracalne upośledzenie funkcji skurczowej (tj. Uszkodzenia niedokrwienne związane z kardiochirurgią z wykorzystaniem zatrzymania krążenia, krótkich okresów niedokrwienia, dławicy piersiowej itp.). W przeciwieństwie do badań nad ciężkim niedokrwieniem mięśnia sercowego (zawał mięśnia sercowego, martwica), protokół ten został opracowany w celu oceny odzyskiwania funkcji mięśnia sercowego i kardioprotekcji bez uszkodzenia tkanki, przebudowy i śmierci komórek. W przeważającej części pracy omówiono standardowy protokół zatrzymania krążenia z elementami podobnymi do kardiochirurgii z wykorzystaniem hipotermii i przerywanego porodu kardioplegii.
Ochrona mięśnia sercowego podczas większości operacji kardiochirurgicznych opiera się na kardioplegii i obejściu krążeniowo-oddechowym. Chociaż rozwiązania i strategie kardioplegii (CP) różnią się znacznie (krew, krystaloidy, zimno, ciepło itp.), najczęstszymi elementami są: 1) hiperkaliemia i/lub inne strategie mające na celu zatrzymanie pracy serca w stanie rozkurczu, ograniczając w ten sposób wykorzystanie energii wynikające ze skurczu mięśnia sercowego, oraz 2) hipotermia w celu spowolnienia metabolizmu i pomocy w utrzymaniu ATP i innych rezerw energii podczas zatrzymania. Obecne rozwiązania w zakresie kardioplegii zapewniają ochronę serca przed urazami niedokrwiennymi, które w przeciwnym razie okazałyby się śmiertelne. Jednak strategie kardioprotekcyjne podczas chirurgicznych urazów niedokrwiennych nie są doskonałe, a wynikające z tego łagodne uszkodzenie niedokrwienne może skutkować odwracalną dysfunkcją skurczu serca pomimo odpowiedniego przepływu krwi (ogłuszenie mięśnia sercowego), kwasicę, uszkodzenie kardiomiocytów i skutki naczyniowe, w tym zmniejszoną perfuzję wieńcową i skurcz naczyń.
Ten protokół różni się od standardowych modeli izolowanego niedokrwienia serca oceniających zawał mięśnia sercowego i ciężkie niedokrwienie tym, że ocenia łagodniejsze uszkodzenia niedokrwienne, które mogą skutkować upośledzeniem funkcji serca po krótkim niedokrwieniu lub niedokrwieniem związanym z zatrzymaniem krążenia. (przegląd technik perfuzji Langendorffa i badań I/R, patrz 6-8). Ogólne wytyczne i dokładna analiza parametrów eksperymentalnych związanych z izolowanymi perfuzjonowanymi sercami myszy można znaleźć w Sutherland et al. 20039 Przedstawiona tutaj technika szczegółowo opisuje niezbędny sprzęt, odczynniki, kroki, strategie i wskazówki, aby niezawodnie wywołać ogłuszenie w sercach myszy. Konieczne są drobne modyfikacje, aby zastosować tę technikę u szczurów.
Krótko izolowane serca myszy są poddawane Langendorffowi przez około 30 minut fizjologicznym buforem Krebsa-Henseleita (KHB), po czym następuje zatrzymanie akcji serca chronione przed zimnem poprzez dostarczenie roztworu hiperkaliemicznego hipotermicznego kardioplegii. Po zatrzymaniu czynności serca monitoruje się jego regenerację podczas rozgrzewania i reperfuzji serca za pomocą KHB. Zmiany w stopniu odzyskania funkcji skurczowej serca można ocenić w celu oceny środków kardioprotekcyjnych i różnych strategii kardioprotekcyjnych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Zwierząt Dożywotnich, a wszystkie zwierzęta i procedury są zgodne z Przewodnikiem Narodowej Rady ds. Badań Naukowych dotyczącym Opieki i Użytkowania Zwierząt Laboratoryjnych10.
1. Produkcja balonów i obwód monitorowania ciśnienia w lewej komorze
2. Przygotowanie izolowanego systemu perfuzji serca
3. Chirurgia myszy
3.1) Znieczulenie i obsługa myszy
3.2) Usuń Serce
3.3) Oczyść Serce
4. Montaż serca, rozpoczęcie perfuzji i umieszczenie balonu
4.1) Montaż i kaniulacja serca
4.2) Ustalanie pomiaru perfuzji i LVP
4.3) Pomiar podstawowy
5. Inicjowanie zatrzymania krążenia
6. Reperfuzja
7. Pobieranie tkanki
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Rycina 1 przedstawia typowe wyniki z jednego eksperymentu na myszach. LVP (linia czerwona), dP/dt (linia zielona) oraz temperatura (linia fioletowa) były rejestrowane w sposób ciągły przez ok. 3 hr. Litery oznaczają: a – pomiar wyjściowy, b, c, d, e – podawanie roztworu kardioplegii, f – początek reperfuzji, g, h, i, j – pomiar przepływu wieńcowego podczas reperfuzji. Należy zwrócić uwagę na obniżenie LVDP i dP/dt po reperfuzji w porównaniu do wartości wyjściowej. Rycina 1B zawiera dane ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Powyższy protokół szczegółowo opisuje metody oceny ogłuszenia mięśnia sercowego wtórnego do globalnego niedokrwienia związanego z zatrzymaniem krążenia. W naszych rękach protokół ten powoduje około ~40% zmniejszenie czynności serca (LVDP, +/- dP/dt) przy minimalnych zmianach częstości akcji serca w 30-minutowym punkcie czasowym po reperfuzji. Gdy serce jest reperfaktorowane i ponownie rozgrzewane, wszystkie parametry funkcji serca są zmniejszane w początkowych punktach czasowych ze znacznie zmniejszonym tętnem, zanim ust...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Roztwór kardioplegii (św. Tomasz II) | Symbol / Stężenia (mM) | ||
| Chlorek | NaCl; 110 | ||
| Chlorek | KCl; 16 | ||
| Chlorek | CaCL2; 1,5 | ||
| Chlorek | MgCL2; 16 | ||
| Wodorowęglan | NaHCO3; 10 | ||
| Krebsa-Heinsleta | |||
| Chlorek | sodu NaCl; 118 | ||
| Chlorek | KCl; 4,8 | ||
| Siarczan | MgSO4; 1,7 | ||
| Wodorowęglan sodu | NaHCO3; 24,9 | ||
| potasu (jednozasadowy) | KH2PO4; 1,2 | ||
| Chlorek | CaCL2; 1.4 | ||
| Pirogronian | Na; | ||
| 2 Glukoza | C6H12O6; 6 | ||
| Odczynniki | |||
| Syrop | |||
| Spaghetti | |||
| Żel | |||
| blok styropianowy | |||
| piec laboratoryjny/inkubator ( 50C) | |||
| Sprzęt do perfuzji Langendorff Izolowany | |||
| perfuzjonowany system serca (IH-SR (Hugo-Sachs) lub równoważny) | |||
| System gromadzenia danych (DSI, ADinstruments lub równoważny) | |||
| Cyrkulator | |||
| Cyrkulator wody chłodzącej Pompa | |||
| perfuzyjna o wydajności 2-30 ml / min | |||
| Liniowe filtry perfuzyjne - 1 um włókno szklane | |||
| Czujniki i wzmacniacze ciśnienia LVP i ciśnienia | |||
| Mały cylinder z podziałką (~10 ml) | |||
| Mała sonda temperatury i termometr (Werner lub ekwiwalent) | |||
| rezysta perfuzyjna (1L) | |||
| cardioplegia resevoir (~200 mL) | |||
| bełkotka | |||
| 95/5 mieszanina | |||
| Narzędzia chirurgiczne i odczynniki | |||
| Nożyczki | |||
| dwa kleszcze | |||
| ketamina | |||
| ksylazyna | |||
| heparyna | |||
| mały zacisk z miękkimi bokami do trzymania aorty (tj. zacisk końcowy z klejonymi końcami) | |||
| Jedwabne szwy |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.