Przedstawiono protokół oceny funkcji rozkurczowej za pomocą ultrasonografii Dopplera w przedklinicznym modelu nadciśnienia płucnego spowodowanego chorobą lewego serca.
Artykuł metodologiczny
Przedstawiono protokół oceny funkcji rozkurczowej za pomocą ultrasonografii Dopplera w przedklinicznym modelu nadciśnienia płucnego spowodowanego chorobą lewego serca.
Dysfunkcja rozkurczowa i niewydolność serca z zachowaną frakcją wyrzutową (HFpEF) są istotnymi czynnikami przyczyniającymi się do nadciśnienia płucnego (PH) spowodowanego chorobą lewego serca. Standardowa ocena in vivo nieprawidłowości relaksacyjnych w modelach przedklinicznych obejmuje dwuwymiarową (2D) echokardiografię z Dopplerem ocenę przepływu transmisalnego i relaksacji tkanek, co jest złożone, kosztowne i wymaga zaawansowanego sprzętu echokardiograficznego. Tutaj cenna metoda zastępcza oceny dysfunkcji rozkurczowej w pH spowodowanym chorobą lewego serca została zademonstrowana w dobrze ugruntowanym modelu gryzoni z użyciem ultrasonografii Dopplera z falą impulsową bez echokardiografii 2D. Rozkurczowy wzorzec przepływu transmitalnego jest identyfikowany na podstawie okna wierzchołkowego i skorelowany z jednoczesnym rejestrem EKG. Indeksy funkcji rozkurczowej są zbierane, a identyfikacja tych indeksów opisana jest w tym protokole. Ta tania, łatwo wdrożona technika identyfikuje istotne markery dysfunkcji rozkurczowej związanej z PH, chorobami sercowo-naczyniowymi i HFpEF. Ponadto reprodukuje jego postęp w czasie, gdy echokardiografia 2D nie jest preferowana lub dostępna. Główne ograniczenia tej metody dotyczą braku wizualizacji struktur serca, potencjalnych niedokładności wynikających z zależności sygnału Dopplerowa od kąta oraz habitusu ciała zwierzęcia, który można złagodzić poprzez dostosowanie lokalizacji sondy i optymalizację jej ustawienia z przepływem krwi.
Nadciśnienie płucne (PH) to śmiertelna choroba bez lekarstwa, charakteryzująca się podwyższonym ciśnieniem krwi płucnej1. Choroba lewego serca (LHD) jest zdecydowanie najczęstszą przyczyną PH na świecie i wiąże się z wysokimi kosztami oraz znaczną zachorowalnością 2,3. Przyczyny PH-LHD sercowych to wiele różnych czynników prowadzących do dysfunkcji skurczowej lub rozkurczowej, takich jak niewydolność serca, która jest wieloaspektowym zespołem klinicznym i nadal należy do głównych przyczyn śmiertelności na świecie4. Wśród pacjentów z niewydolnością serca HFpEF stanowi ponad połowę hospitalizacji opartych na incydentach, 4,5. Dysfunkcja rozkurczowa została zidentyfikowana jako jeden z najważniejszych czynników prekursorów i fundamentalna cecha współdziałania HFpEF i pH wynikającego z LHD (PH-LHD)6,7. Z powodu braku odpowiednich modeli przedklinicznych, które odwzorowują większość klinicznych i subklinicznych cech PH i HFpEF, zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw tych chorób jest niepełne7.
Dysfunkcja rozkurczowa jest cechą charakterystyczną PH-LHD i można ją ocenić za pomocą echokardiografii 2D oraz Dopplera8. Dwuwymiarowe i Dopplerowskie metody oceny funkcji rozkurczowej lewej komory obejmują między innymi szczytową prędkość wczesnej rozkurczowej fali E, szczytową późną falę rozkurczową A, czas trwania zastawki mitralnej A (odstęp czasu od początku fali A do końca fali A przy zerowej wartości bazowej), stosunek E/A zastawki mitralnej, czas spowolnienia fali E (DT, odstęp czasu od szczytowej fali E ekstrapolowany do zerowej prędkości bazowej), obrazowanie tkanek Dopplera (TDI) pierścienia zastawki mitralnej przegrody (e', parametr echokardiograficzny rozluźnienia tkanki pierścienia zastawki mitralnej) oraz IVRT (czas relaksacji izowolulicznej, czyli czas między zamknięciem zastawki aortowej a jej otwarciem). Markery echokardiograficzne zaburzonej relaksacji obejmują kombinację zmniejszonego lub odwróconego stosunku E/A w kontekście augmentacji fali A i redukcji fali E, wydłużonego IVRT, skróconego czasu spowolnienia fali E, opóźnionych indeksów Dopplera tkanek (wydłużona prędkość e', podwyższona średnia przegroda E/e') oraz niższą wartość bezwzględną globalnego odkształcenia podłużnego (GLS)9. Badania porównujące pomiary echokardiograficzne i inwazyjne hemodynamiczne wykazały, że pomiary echokardiograficzne i inwazyjne są porównywalne i stanowią wiarygodną metodę oceny hemodynamiki serca10. Jednak echokardiografia 2D jest złożona, kosztowna i wymaga zaawansowanego sprzętu oraz personelu do echokardiografii. Te czynniki stanowią istotne ograniczenie w śledzeniu postępu choroby u zwierząt. W konsekwencji badacze polegają albo na dwóch miarach (początku i końca badania) w badaniach longitudinalnych, albo na pojedynczych pomiarach w projektowaniu przekroju przekrojowym.
Wśród tych parametrów dysfunkcji rozkurczowej można ocenić echokardiografię impulsową Dopplerowską za pomocą impulsowej fali dopplerowskiej, co eliminuje potrzebę stosowania echokardiografii 2D. W tym artykule protokół oceny funkcji rozkurczowej metodą Dopplera został przedstawiony w dobrze ugruntowanym modelu szczura ZSF-1 PH-LHD11. Łącznie 25 samców szczurów ZSF1 (10 genetycznie otyłych i 15 genetycznie szczupłych) było poddłużnie obserwowanych i badanych sonograficznie pod kątem rozwoju dysfunkcji rozkurczowej przez szesnaście tygodni między 8 a 24 tygodniami życia. Te same parametry echokardiograficzne oceniano w obu kohortach. Wszystkie zwierzęta zostały ocenione na początku (8 tygodni życia). Dowody na dysfunkcję rozkurczową w Dopplerze ujawniły się już w wieku 16 tygodni, kiedy wykonano pomiary pośrednie. Pomiary końcowe wykonano w wieku 24 tygodni. Podczas gdy badacz zbierający dane nie mógł zostać oślepiony z powodu oczywistego przyrostu masy ciała w grupie otyłej, badacz analizujący dane był ślepy na fenotyp zwierząt. Chociaż ta łatwo wdrożalna metoda umożliwia podłużną ocenę postępu choroby u gryzoni, ograniczenia tej metody obejmują zależność od kąta sygnału Dopplerowskiego dobrej jakości, co może być trudne do uzyskania w zależności od ustawienia sondy i wielkości zwierzęcia.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury były przeprowadzane zgodnie z zatwierdzeniem Komitetu ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa (ACUC) dla protokołu RA21M273. Żadne zwierzę nie było narażone na dyskomfort podczas zbierania danych ani celów pomiarów. Odczynniki i używany sprzęt są wymienione w Tabeli Materiałów.
1. Przygotowanie sprzętu i zwierzęcia
2. Wykonanie śladowania EKG
3. Konfiguracja komputera
4. Wykonywanie pomiarów Dopplera
5. Pozyskiwanie danych z ultrasonografii Dopplera
6. Zakończenie eksperymentu
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Metoda ta umożliwia podłużną ocenę funkcji rozkurczowej w PH-LHD. Aby najdokładniej ocenić funkcję rozkurczową, wzorce przepływu przed- i wstecznego związane z otwieraniem i zamykaniem zastawki mitralnej i aortowej należy wizualizować w obrębie tego samego cyklu serca przez wiele cykli (Rysunek 1). Zamknięcie zastawki aortowej oznacza początek rozgoru, którego najwcześniejszą fazą jest relaksacja izowolumiczna, poprzedzająca otwarcie zastawki mitralnej i późniejsze rozpoczęcie dwufazowego pr...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tym artykule zademonstrowano metodę zastępczą oceny dysfunkcji rozkurczowej w PH-LHD w dobrze ugruntowanym modelu gryzoni z użyciem impulsowego ultrasonografii Dopplera bez echokardiografii 2D. Rozkurczowy wzorzec przepływu transmisyjnego jest identyfikowany na podstawie okna wierzchołkowego i skorelowany z jednoczesnym rejestrowaniem EKG, co pozwala na określenie wskaźników funkcji rozkurczowej. Ta tania technika identyfikuje markery funkcji i dysfunkcji rozkurczowej podłużnie, unikając potrzeby kosztownej echokardiog...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają żadnych relacji finansowych z żadnym producentem użytych materiałów.
Prace te zostały wsparte przez Career Development Award Amerykańskiego Stowarzyszenia Kardiologii dla MB (24CDA1267633), nagrodę NHLBI R56 dla JS (1R56HL169285) oraz nagrodę NHLBI dla LS (R01HL14811201).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Przygotowanie do znieczulenia | VetEquip Inc. | 901806 | |
| Komputer | Dell | 7420 Plus | |
| Patyk watowy | Puritan Medical Products Company | 806-WC | |
| Krem do depilatora | Church i Dwight | 300725 | |
| Sonda Dopplera 10 i 20MHz | INDUS Instruments | NA | |
| Układ Dopplera | INDUS Instruments | NA | |
| Podkładka EKG | INDUS Instruments | NA | |
| Żel elektrody | Laboratoria Parkera | 45993 | |
| Vaporizer izofluranowy | VetEquip Inc. | 911103 | |
| Żel ultradźwiękowy | Laboratoria Parkera | 45659 | |
| Wentylowana komora indukcyjna znieczulająca | VetEquip Inc. | 942102 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie