Kliniczne zwężenie zastawki aortalnej (AS) jest dobrze znane z tego, że sprzyja postępującemu wzrostowi obciążenia następczego lewej komory (LV). Aby skompensować to chronicznie rosnące obciążenie hemodynamiczne, następuje przerost lewej komory (LVH) jako odpowiedź adaptacyjna1,2. Rozwój LVH jest często związany z nieprawidłowościami w mikrokrążeniu wieńcowym. Uważa się, że dysfunkcja mikrokrążenia przyczynia się do przewlekłego niedokrwienia u tych pacjentów 5. Oprócz przepływu wieńcowego 3,4, rezerwa przepływu wieńcowego (CFR) reprezentuje funkcjonalną zmianę tętnic wieńcowych 1,3 i jest definiowana jako stosunek maksymalnej prędkości przepływu w przekrwieniu do wyjściowej prędkości przepływu lub spoczynkowej prędkości przepływu4,6,7. CFR jest obniżany podczas przebudowy LV 1-3,5-9 i jest używany jako wskaźnik stopnia funkcjonalnego nasilenia dysfunkcji wieńcowej 1,10,17. Wiadomo, że jest upośledzony w wielu postaciach kardiomiopatii rozstrzeniowej 10, a także zwężenia tętnicy wieńcowej6. CFR jest również markerem prognostycznym dla złych wyników klinicznych 12.
Przebudowa LV w warunkach dysfunkcji serca, takich jak niedokrwienie lub LVH, towarzyszy również rozległemu zwłóknieniu, zmianom w mikrokrążeniu wieńcowym i pogrubieniu tętnic wieńcowych 1,2. W wyniku tych zmian w fizjologii naczyń wieńcowych prawdopodobnie dojdzie do przebudowy tętnic wieńcowych. Pomaga to złagodzić skutki niskiej dyfuzji tlenu i dysfunkcji rozkurczowej lewej komory, które mogą powodować podatność na niedokrwienie mięśnia sercowego 1,2,13.
Genetycznie modyfikowane myszy są obecnie szeroko rozpowszechnionym narzędziem badawczym do naśladowania ludzkich stanów chorobowych, takich jak miażdżyca tętnic wieńcowych 5,7,10,12,17. W szczególności szeroko badano model przeciążenia ciśnieniem u myszy 14,17. Wykazano, że model zwężenia zastawki aortalnej (TAC) jest związany z rozległym zwłóknieniem i zwężeniem tętnic wieńcowych wynikającym częściowo z przyśrodkowego pogrubienia tętnic wieńcowych i z towarzyszącymi zmianami we wzorcach przepływu wieńcowego 1,11,17,19 podobnymi do tego, co obserwuje się w ustawieniu LVH u ludzi. Chociaż wiadomo, że długotrwałe przeciążenie ciśnieniem prowadzi do niewyrównanej niewydolności serca w ciągu około 4-8 tygodni, wpływ na dynamikę przepływu wieńcowego i rezerwę przepływu w tych modelach, na wczesnym etapie procesu progresji choroby i na różnych etapach po prążku, nie został jeszcze jasno określony.
Liczne szczepy myszy są obecnie dostępne do użytku badawczego, w tym dobrze scharakteryzowane myszy LDLR-/- lub ApoE-/- 10-12, co skłoniło do opracowania czułych technik oceny funkcji układu sercowo-naczyniowego i morfologii u żyjących myszy 11-15. Techniki te obejmują MRI, PET, tomografię komputerową z kontrastem, ultrasonografię wysokiej częstotliwości i tomografię wiązką elektronów 2,9,17,19, z których wszystkie stanowią obiecującą alternatywę dla metod inwazyjnych, takich jak cewnikowanie serca i koronarografia 12. Jednak u myszy z bardzo małymi rozmiarami tętnic wieńcowych i wysokim tętnem (HR) obrazowanie krążenia wieńcowego nadal stanowi wyzwanie techniczne dla wielu obecnie dostępnych technik 4,12. Co ciekawe, nastąpił wykładniczy wzrost postępu technicznego w dziedzinie echokardiografii dopplerowskiej przezklatkowej (TTDE), w tym opracowanie matrycowych głowic skanujących wysokiej częstotliwości o częstotliwościach środkowych od 15 do 50 MHz, umożliwiających rozdzielczość osiową około 30-100 μm, na głębokości 8-40 mm i liczbę klatek na sekundę większą niż 400 klatek na sekundę. Z kolei techniki oparte na TTDE okazały się potencjalnie potężnym narzędziem do obrazowania większych 2 lub nawet mniejszych naczyń, takich jak tętnice wieńcowe 5,12.
Kolejnym krytycznym postępem, który pozwolił badaczom na prowadzenie badań obrazowania diagnostycznego układu naczyniowego u małych zwierząt, jest starannie kontrolowane stosowanie środków znieczulających, które utrzymują tętno i częstość oddechów zwierząt podczas obrazowania 11. Kontrolowane utrzymanie znieczulenia jest szczególnie ważne w badaniach związanych z rozszerzeniem naczyń krwionośnych u myszy, a wpływ znieczulenia również musi być dalej badany w tym kontekście 10,11. Z drugiej strony u ludzi pomiary CFR pochodzące z TTDE stały się częściej stosowanym narzędziem do oceny zwężonych i niedrożnych tętnic wieńcowych nasierdziowych, głównie w lewej tętnicy wieńcowej przedniej zstępującej (LAD) 5,16. Jednak prognostyczna rola CFR i zmian przepływu wieńcowego u pacjentów bezobjawowych lub myszy z zachowaną funkcją skurczową lewej komory w spoczynku została znacznie mniej zbadana 16. Dlatego celem badania było najpierw ustalenie jasnego protokołu krok po kroku, aby ocenić zmiany w przepływie wieńcowym za pomocą TTDE w mysim modelu przeciążenia ciśnieniem; po drugie, w badaniu tym zbadano prognostyczne znaczenie CFR i zmian przepływu wieńcowego w odpowiedzi na stres przeciążeniowy ciśnienia u tych myszy. Postawiliśmy hipotezę, że ocena CFR i przepływu wieńcowego oparta na TTDE może być przydatna we wczesnym wykrywaniu dysfunkcji naczyń wieńcowych, które mogą poprzedzać dysfunkcję lewej komory
.