Ostra niewydolność prawego serca (ARHF) została niedawno zdefiniowana jako szybko postępujący zespół z ogólnoustrojowym przekrwieniem wynikającym z nieprawidłowego napełniania prawej komory (RV) i/lub zmniejszonego przepływu RV1. ARHF może wystąpić w kilku stanach, takich jak lewostronna niewydolność serca, ostra zatorowość płucna, ostry zawał mięśnia sercowego lub nadciśnienie płucne (PH). W przypadku PH początek ARHF wiąże się z 40% ryzykiem krótkotrwałej śmiertelności lub pilnego przeszczepu płuc2,3,4. W tym miejscu opisujemy, jak stworzyć duży model zwierzęcy ARHF w warunkach przewlekłego nadciśnienia płucnego oraz jak ocenić prawą komorę za pomocą echokardiografii i pętli ciśnienie-objętość.
Patofizjologiczne cechy ARHF obejmują przeciążenie ciśnieniem RV, przeciążenie objętościowe, spadek wydatku RV, wzrost centralnego ciśnienia żylnego i/lub spadek ciśnienia ogólnoustrojowego. W przewlekłym PH następuje początkowy wzrost kurczliwości RV, co pozwala na zachowanie pojemności minutowej serca pomimo wzrostu naczyniowego oporu płucnego. Dlatego w kontekście ARHF na przewlekłe PH, prawa komora może generować ciśnienie prawie izosystemowe, szczególnie przy wsparciu inotropowym. Podsumowując, ARHF na przewlekłe pH i odbudowę hemodynamiczną za pomocą inotropów prowadzą do rozwoju ostrych zmian niedokrwiennych RV, jak niedawno opisano w naszym dużym modelu zwierzęcym5. Wzrost inotropów powoduje zwiększone zapotrzebowanie energetyczne, które może prowadzić do dalszego rozwoju zmian niedokrwiennych, a ostatecznie prowadzić do rozwoju dysfunkcji narządów końcowych i złych wyników klinicznych. Nie ma jednak zgody co do tego, jak postępować z pacjentami z ARHF przy PH, głównie w odniesieniu do zarządzania płynami, inotropów i roli pozaustrojowego wspomagania krążenia. W związku z tym duży model zwierzęcy ostrej niewydolności prawego serca może pomóc w dostarczeniu danych przedklinicznych dotyczących postępowania klinicznego z ARHF.
Jako pierwszy krok do ilościowego określenia odpowiedzi na terapię, potrzebne są proste i powtarzalne metody fenotypowania prawej komory. Do tej pory nie ma zgody co do tego, jak poprawić fenotyp morfologii i funkcji RV u pacjentów z ARHF. Złotym standardem metody oceny kurczliwości RV (tj. wewnętrznej zdolności do skurczu) i sprzężenia komorowo-tętniczego (tj. kurczliwości znormalizowanej przez komorowe obciążenie następcze; wskaźnik adaptacji komorowej) jest analiza pętli ciśnienie-objętość (PV). Metoda ta jest podwójnie inwazyjna, ponieważ wymaga cewnikowania prawego serca i przejściowego zmniejszenia obciążenia wstępnego RV za pomocą balonu wprowadzonego do żyły głównej dolnej. W praktyce klinicznej potrzebne są nieinwazyjne i powtarzalne metody oceny właściwej komory. Rezonans magnetyczny serca (CMR) jest uważany za złoty standard w nieinwazyjnej ocenie prawej komory. U pacjentów z ARHF przy przewlekłym PH, którzy są leczeni na oddziale intensywnej terapii (OIOM), stosowanie CMR może być ograniczone ze względu na niestabilny stan hemodynamiczny pacjenta; ponadto wielokrotne badania CMR, kilka razy dziennie, w tym w nocy, mogą być ograniczone ze względu na ich koszt i ograniczoną dostępność. I odwrotnie, echokardiografia umożliwia nieinwazyjną, powtarzalną i tanią ocenę morfologii i funkcji RV u pacjentów na OIT.
Duże modele zwierzęce są idealne do przeprowadzania badań przedklinicznych skupiających się na związku między inwazyjnymi parametrami hemodynamicznymi a parametrami nieinwazyjnymi. Anatomia dużej białej świni jest zbliżona do ludzkiej. W związku z tym większość parametrów echokardiograficznych opisanych u ludzi jest mierzalna u świń. Istnieją pewne niewielkie różnice między sercem człowieka i świni, które należy wziąć pod uwagę w badaniach echokardiograficznych. Świnie wykazują konstytucyjną dekstrokardię i lekko przeciwny do ruchu wskazówek zegara obrót osi serca. W efekcie widok wierzchołkowy 4-komorowy staje się wierzchołkowym widokiem 5-komorowym, a okno akustyczne znajduje się poniżej wyrostka robaczkowego mieczykowatego. Dodatkowo po prawej stronie mostka znajdują się okna akustyczne o długiej i krótkiej osi przymostkowej.
Tutaj opisujemy nowatorską metodę indukcji ARHF w dużym modelu zwierzęcym przewlekłego zakrzepowo-zatorowego PH i przywrócenia hemodynamiki za pomocą dobutaminy. Zgłaszamy również zmiany niedokrwienne RV obecne w modelu w ciągu 2-3 godzin po odbudowie hemodynamicznej dobutaminą. Ponadto opisujemy, w jaki sposób uzyskać pętle PV RV i echokardiograficzne parametry RV w każdym stanie, dostarczając wglądu w dynamiczne zmiany w morfologii i funkcji RV. Ponieważ duży model zwierzęcy przewlekłego PH zakrzepowo-zatorowego i metody pętli fotowoltaicznej zostały wcześniej opisane6, sekcje te zostaną pokrótce opisane. Przedstawiliśmy również wyniki ocen echokardiograficznych, które są uważane za potencjalnie trudne w modelach świńskich. Wyjaśnimy metody uzyskiwania powtarzających się badań echokardiograficznych w modelu.
Model ARHF na przewlekłe PH opisany w tym badaniu może być wykorzystany do porównania różnych strategii terapeutycznych. Metody fenotypowania RV mogą być stosowane w innych dużych modelach zwierzęcych naśladujących klinicznie istotne sytuacje, takie jak ostra zatorowość płucna7, zawał mięśnia sercowego RV8, zespół ostrej niewydolności oddechowej9 lub niewydolność prawego serca związana z niewydolnością lewej komory10 lub mechaniczne wspomaganie krążenia w lewej komorze 11.