Name: Szczurzy model przeciążenia ciśnieniem wywołał umiarkowaną przebudowę i dysfunkcję skurczową, w przeciwieństwie do jawnej skurczowej niewydolności serca (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-04-30T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 13 s
Description: Poznaj model przeciążenia ciśnieniem u szczura wywołujący umiarkowaną przebudowę i wczesną dysfunkcję skurczową serca. Ta metoda pozwala badać szlaki sygnałowe i identyfikować molekularne cele terapeutyczne w niewydolności serca.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

NIH przyznaje HL070241 P.D.

Wszystkie opisane tutaj metody i procedury zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt (IACUC) Szkoły Medycznej Uniwersytetu Tulane.
1. Narzędzia i instrumenty do tworzenia modeli AAB
<ol>
	<li>Zaopatrz się w środki dezynfekujące, takie jak 70% alkohol izopropylowy i powidon-jod.</li>
	<li>Zaopatrz się w ketaminę i ksylazynę do znieczulenia oraz buprenorfinę do znieczulenia.</li>
	<li>Zaopatrz się w poduszkę grzewczą i jednorazową podkładkę o dużej chłonności o wymiarach 18 cali x 30 cali.</li>
	<li>Zaopatrz się w rolkę ze 100% bawełnianego sznurka, taśmę i maszynkę do strzyżenia włosów.</li>
	<li>Zaopatrz się w plastikową deskę o wymiarach 20 cm x 25 cm, grubości od 3 do 5 mm.</li>
	<li>Zaopatrz się w oświetlacz światłowodowy Z-LITE.</li>
	<li>Zaopatrz się w wentylator mechaniczny dla małych zwierząt (np. SAR-830/AP).</li>
	<li>Zaopatrz się w szwy stożkowe Vicryl 2-0 i 3-0 oraz nylonowy szew monofilamentowy 3-0, sterylne gaziki i sterylne bardzo duże bawełniane końcówki oraz sterylne rękawiczki.</li>
	<li>Uzyskać 16 G angiocath do intubacji.</li>
	<li>Kup następujące narzędzia chirurgiczne.
	<ol>
		<li>Zaopatrz się w podwiązanie Hemoclip ze stali nierdzewnej Weck i klipsy do podwiązywania ze stali nierdzewnej.</li>
		<li>Zdobądź utwardzone nożyczki do cienkiej tęczówki.</li>
		<li>Zaopatrz się w kleszcze Adson.</li>
		<li>Zaopatrz się w dwa zakrzywione kleszcze Graefe.</li>
		<li>Zaopatrz się w kleszcze proste Halsted-Mosquito Hemostats.</li>
		<li>Zaopatrz się w uchwyt na igły Mayo-Hegar.</li>
		<li>Zdobądź retraktor klatki piersiowej Alm z zębami.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wykorzystaj i zdobądź autoklaw i sterylizator perełkowy.</li>
</ol>
2. Zabieg chirurgiczny z opaską aorty wstępującej
<ol>
	<li>Znieczulić zwierzę wstrzyknięciem dootrzewnowym mieszaniny 75-100 mg/kg ketaminy i 10 mg/kg ksylazyny. 
	UWAGA: Odczekaj kilka minut, aż zwierzę będzie całkowicie uspokojone i wiotkie. Jeśli dawka środka znieczulającego jest niewystarczająca, a zwierzę nadal porusza się w klatce, należy ponownie wstrzyknąć zwierzęciu tę samą dawkę środka znieczulającego po odczekaniu wystarczającej ilości czasu, około 5-10 minut między kolejnymi wstrzyknięciami. Większość zwierząt wymaga 1-2 zastrzyków, aby uzyskać głęboką sedację i znieczulenie.</li>
	<li>Ogol włosy w miejscu operacyjnym znajdującym się po prawej stronie bocznej klatki piersiowej pod prawą pachą.</li>
	<li>Ustabilizuj zwierzę, delikatnie przyklejając wszystkie cztery kończyny do plastikowej deski. Następnie wykonaj intubację dotchawiczą za pomocą angiokatu 16 G. Po pomyślnej intubacji zwierzęcia należy rozpocząć wentylację mechaniczną o objętości oddechowej 2 ml przy 50 cyklach/min i FiO2 przy 21%. Szukaj symetrycznego wzrostu ściany klatki piersiowej z każdym oddechem.</li>
	<li>Obróć zwierzę powoli, aby leżało na lewym boku, a następnie zegnij ogon w kształcie litery U i ustabilizuj go, delikatnie przyklejając go taśmą do plastikowej deski. Następnie śmiało zdezynfekuj ogolony obszar za pomocą miejscowego stosowania jodu powidonu. </li>
	<li>Naciekać skórę w miejscu nacięcia mieszanką 50/50 objętości 1-2% lidokainy/0,25-0,5% bupiwakainy jako środek przeciwbólowy zapobiegawczy przed wykonaniem nacięcia.</li>
	<li>Wykonaj prawe poziome nacięcie skóry o długości 1-2 centymetrów w prawej okolicy pachowej 1 cm poniżej prawej pachy. Następnie rozetnij warstwę mięśniową klatki piersiowej, aż dotrze do klatki piersiowej. Wykonaj torakotomię 1 cm między 2. a 3. klatkąpiersiową.
	<ol>
		<li>Podczas preparowania warstwy mięśniowej klatki piersiowej należy zachować ostrożność i unikać uszkodzenia prawej tętnicy pachowej, która biegnie pod prawą pachą. 
		UWAGA: Torakotomia wykonywana między1 a 2 żebrem niesie ze sobą ryzyko opaski prawej tętnicy ramienno-głowowej zamiast aorty wstępującej. Torakotomia między 3. a czwartym żebrem utrudnia wizualizację i opaskę aorty wstępującej, ponieważ operator będzie patrzył na prawy przedsionek. 
		UWAGA: Unikaj rozciągania torakotomii zbyt przyśrodkowo w kierunku mostka, aby uniknąć wypreparowania i uszkodzenia prawej tętnicy sutkowej wewnętrznej.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Delikatnie rozetnij dwa płaty grasicy i rozsuń je z boku. Następnie zidentyfikuj aortę wstępującą i odizoluj ją od żyły głównej górnej przez rozwarstwienie za pomocą zakrzywionych kleszczy Graefe. 
	UWAGA: Znaczna manipulacja grasicą spowoduje jej obrzęk i utrudni wizualizację aorty wstępującej.
	<ol>
		<li>Wypreparuj żyłę główną górną z aorty ze szczególną ostrożnością, aby uniknąć urazu lub pęknięcia żyły głównej górnej, co jest śmiertelne. Może to być najtrudniejsza część procedury i oczekuje się, że będzie się zdarzać od czasu do czasu nawet w najbardziej doświadczonych rękach, ale często u początkujących i uczących się.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Delikatnie podnieś wznoszącą się aortę za pomocą zakrzywionych kleszczy Graefe i umieść klips naczyniowy wokół aorty wstępującej.
	<ol>
		<li>Wyreguluj narzędzie do podwiązywania krwionośnych naczyń krwionośnych za pomocą plastikowego, wstępnie przyciętego 7-calowego elementu, aby uzyskać klips naczyniowy o żądanym obszarze wewnętrznym 1.5 mm2 lub 2 mm2, w zależności od pożądanego modelu HF.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zszyj klatkę piersiową za pomocą szwu monofilamentowego Vicryl 2-0. Następnie zszyj warstwę mięśniową klatki piersiowej za pomocą szwu stożkowego 3-0 Vicryl. Następnie zszyj nacięcie skóry za pomocą nylonowego szwu monofilamentowego 3-0.</li>
	<li>Po zakończeniu operacji należy podawać kombinację następujących leków, które mają służyć jako środek przeciwbólowy w okresie pooperacyjnym: 1) Buprenorfina 0,01-0,05 mg/kg podskórnie co 8-12 godzin, 2) Meloksykam 2 mg/kg podskórnie co 12 godzin i 3) Morfina 2,5 mg/kg podskórnie co 2-4 godziny w razie potrzeby w przypadku silnego bólu><.
	UWAGA: Pozostaw zwierzę do rekonwalescencji na poduszce grzewczej pod regularnym nadzorem. Gdy zwierzę wykazuje oznaki powrotu do zdrowia po znieczuleniu (jest w stanie oddychać spontanicznie - bez oznak sapania lub używania mięśni dodatkowych przez ponad dwie minuty - i ma dobry refleks, czerwone i ciepłe kończyny), ekstubuj zwierzę i zwróć je do klatki.</li>
</ol>
3. Echokardiografia
<ol>
	<li>Uspokoić zwierzę wstrzyknięciem dootrzewnowym 80-100 mg/kg ketaminy. Zapewnij odpowiednią sedację, aby prawidłowo uzyskać dobrej jakości obrazy echa. 
	UWAGA: Stosowanie izofluranu jako środka znieczulającego jest odradzane ze względu na jego działanie kardiodepresyjne, szczególnie w przypadku silnego przeciążenia ciśnieniem i może dawać fałszywe wrażenie rozszerzenia LV i dysfunkcji skurczowej, która ustępuje po odstawieniu znieczulenia zwierzęcia.
	<ol>
		<li>Zachowaj ostrożność i podawaj połowę lub nawet jedną trzecią dawki ketaminy zwierzętom, które wyglądają na duszne i tachypneiczne z podejrzeniem, że rozwinął się fenotyp HFrEF.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ogolić włosy na klatce piersiowej, z przodu, u zwierzęcia całkowicie uspokojonego.</li>
	<li>Połóż zwierzę na plecach i ustabilizuj je na plastikowej desce.</li>
	<li>Uzyskuj klipy widoku 2D przymostkowej długiej osi i 2D przymostkowej krótkiej osi na poziomie mięśnia brodawkowatego. Uzyskaj również obrazy w trybie M z widoku krótkiej osi przymostkowej na poziomie mięśnia brodawkowatego, aby zmierzyć grubość przegrody lewej komory i ściany tylnej w rozkurczu, a także średnicę końcoworozkurczową i końcowoskurczową LV.
	<ol>
		<li>Rejestruj obrazy lub klipy z tętnem 370 - 420 uderzeń na minutę, aby zapewnić prawidłową ocenę rozmiaru i funkcji LV. Akwizycja obrazów przy niższym tętnie prowadzi do fałszywego wrażenia obniżonej funkcji lewej komory i rozszerzenia lewej komory. 
		UWAGA: Akwizycja skróconych obrazów/klipów widoku 2D z długą osią przymostkową prowadzi do fałszywych pomiarów. W celu kontroli jakości upewnij się, że wierzchołek lewej wysokości i kąt aortalno-mitralny są wizualizowane w tym samym cięciu płaskim.</li>
		<li>Uzyskuj obrazy/klipy 2D z krótkiej osi przymostkowej na poziomie mięśnia środkowego brodawkowatego. Będzie to służyć jako punkt odniesienia do uzyskania wiarygodnych seryjnych i późniejszych pomiarów LV podczas śledzenia zwierząt w czasie przez cały okres badania.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Uzyskaj obrazy w trybie M w widoku długiej osi przymostkowej na poziomie zastawki aortalnej, aby ocenić względną średnicę aorty do lewego przedsionka (LA) przy skurczu końcowym. 
	UWAGA: Zwierzęta z fenotypami MOD i HFrEF powinny wykazywać oznaki dylatacji LA ze stosunkiem LA/Ao wynoszącym ≥1,25 i <1,5 w fenotypie MOD HF i ≥1,5 w fenotypie HFrEF10.</li>
</ol>

<ol><li>McMurray, J. J., Petrie, M. C., Murdoch, D. R., Davie, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+epidemiology+of+heart+failure%3A+public+and+private+health+burden%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">Clinical epidemiology of heart failure: public and private health burden.</a> European Heart Journal. 19 (Suppl P), P9-P16 (1998).</li>
<li>Berk, B. C., Fujiwara, K., Lehoux, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ECM+remodeling+in+hypertensive+heart+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">ECM remodeling in hypertensive heart disease.</a> Journal of Clinical Investigation. 117 (3), 568-575 (2007).</li>
<li>Frey, N., Olson, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+hypertrophy%3A+the+good%2C+the+bad%2C+and+the+ugly%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Cardiac hypertrophy: the good, the bad, and the ugly.</a> Annual Review of Physiology. 65, 45-79 (2003).</li>
<li>Hill, J. A., Olson, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Cardiac plasticity.</a> New England Journal of Medicine. 358 (13), 1370-1380 (2008).</li>
<li>Kehat, I., Molkentin, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+pathways+underlying+cardiac+remodeling+during+pathophysiological+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Molecular pathways underlying cardiac remodeling during pathophysiological stimulation.</a> Circulation. 122 (25), 2727-2735 (2010).</li>
<li>Rothermel, B. A., Hill, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autophagy+in+load-induced+heart+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Autophagy in load-induced heart disease.</a> Circulation Research. 103 (12), 1363-1369 (2008).</li>
<li>Barrick, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parent-of-origin+effects+on+cardiac+response+to+pressure+overload+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Parent-of-origin effects on cardiac response to pressure overload in mice.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 297 (3), H1003-H1009 (2009).</li>
<li>Barrick, C. J., Rojas, M., Schoonhoven, R., Smyth, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+response+to+pressure+overload+in+129S1%2FSvImJ+and+C57BL%2F6J+mice%3A+temporal-+and+background-dependent+development+of+concentric+left+ventricular+hypertrophy%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Cardiac response to pressure overload in 129S1/SvImJ and C57BL/6J mice: temporal- and background-dependent development of concentric left ventricular hypertrophy.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 292 (5), H2119-H2130 (2007).</li>
<li>Lygate, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serial+high+resolution+3D-MRI+after+aortic+banding+in+mice%3A+band+internalization+is+a+source+of+variability+in+the+hypertrophic+response%5BTitle%5D)+AND+%22Basic+Research+in+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Serial high resolution 3D-MRI after aortic banding in mice: band internalization is a source of variability in the hypertrophic response.</a> Basic Research in Cardiology. 101 (1), 8-16 (2006).</li>
<li>Chaanine, A. H., Hajjar, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+the+Differential+Progression+of+Left+Ventricular+Remodeling+in+a+Rat+Model+of+Pressure+Overload+Induced+Heart+Failure.+Does+Clip+Size+Matter%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology+%28Clifton%2C+N.J.%29%22%5BJournal%5D)">Characterization of the Differential Progression of Left Ventricular Remodeling in a Rat Model of Pressure Overload Induced Heart Failure. Does Clip Size Matter?</a> Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.). 1816, 195-206 (2018).</li>
<li>Chaanine, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+Integrity+and+Function+in+the+Progression+of+Early+Pressure+Overload-Induced+Left+Ventricular+Remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Heart+Association%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial Integrity and Function in the Progression of Early Pressure Overload-Induced Left Ventricular Remodeling.</a> Journal of the American Heart Association. 6 (6), (2017).</li>
<li>Chaanine, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+role+of+BNIP3+in+cardiac+remodeling%2C+myocardial+stiffness%2C+and+endoplasmic+reticulum%3A+mitochondrial+calcium+homeostasis+in+diastolic+and+systolic+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%3A+Heart+Failure%22%5BJournal%5D)">Potential role of BNIP3 in cardiac remodeling, myocardial stiffness, and endoplasmic reticulum: mitochondrial calcium homeostasis in diastolic and systolic heart failure.</a> Circulation: Heart Failure. 6 (3), 572-583 (2013).</li>
<li>Takagawa, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+infarct+size+measurement+in+the+mouse+chronic+infarction+model%3A+comparison+of+area-+and+length-based+approaches%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology+%28Bethesda%2C+Md.+%3A+1985%29%22%5BJournal%5D)">Myocardial infarct size measurement in the mouse chronic infarction model: comparison of area- and length-based approaches.</a> Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md. : 1985). 102 (6), 2104-2111 (2007).</li>
<li>Vietta, G. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+use+of+cardiac+troponin-I+and+echocardiography+imaging+for+prediction+of+myocardial+infarction+size+in+Wistar+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Life+Sciences%22%5BJournal%5D)">Early use of cardiac troponin-I and echocardiography imaging for prediction of myocardial infarction size in Wistar rats.</a> Life Sciences. 93 (4), 139-144 (2013).</li>
<li>Frangogiannis, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+inflammatory+response+in+myocardial+injury%2C+repair%2C+and+remodelling%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews.+Cardiology%22%5BJournal%5D)">The inflammatory response in myocardial injury, repair, and remodelling.</a> Nature Reviews. Cardiology. 11 (5), 255-265 (2014).</li>
<li>Doggrell, S. A., Brown, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rat+models+of+hypertension%2C+cardiac+hypertrophy+and+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">Rat models of hypertension, cardiac hypertrophy and failure.</a> Cardiovascular Research. 39 (1), 89-105 (1998).</li>
</ol>

Wszyscy autorzy nie zgłaszają konfliktu interesów.

Po PO związanym z AAB u szczura, LV ulega koncentrycznej przebudowie poprzez zwiększenie grubości ścianki LV, znanej jako koncentryczny LVH, jako mechanizm kompensacyjny przeciwdziałający wzrostowi naprężeń ścian LV. Wzrost grubości ścianki lewej komory staje się zauważalny w pierwszym tygodniu po AAB i osiąga maksymalną grubość po 2-3 tygodniach od AAB. W tym okresie aktywacja nieprzystosowanych szlaków transdukcji sygnału prowadzi do postępującego powiększania lewej komory wraz ze wzrostem objętości lewej komory, proce...

Niewydolność serca (HF) jest powszechną chorobą i wiąże się z wysoką zachorowalnością i śmiertelnością1. Modele przeciążenia ciśnieniowego (PO) HF u gryzoni, wytwarzane przez wstępujące lub poprzeczne pasmo aorty, są powszechnie stosowane do badania mechanizmów molekularnych prowadzących do niewydolności serca i testowania potencjalnych nowych celów terapeutycznych w HF. Naśladują również zmiany obserwowane w ludzkiej niewydolności serca wtórne do przedłużającego się nadciśnienia układowego lub ciężkiego zwężenia zastawki aortalnej. Po PO ściana lewej komory (LV) stopniowo zwiększa swoją grubość, w procesie znanym jako koncentryczny przerost lewej komory (LVH), aby skompensować i dostosować się do wzrostu naprężenia ściany lewej komory. Jest to jednak związane z aktywacją wielu nieprzystosowawczych szlaków sygnałowych, które prowadzą do zaburzeń w obiegu wapnia i homeostazie, przebudowy metabolicznej i macierzy zewnątrzkomórkowej oraz zmian w ekspresji genów, a także zwiększonej apoptozy i autofagii2,3,4,5,6. Te zmiany molekularne stanowią wyzwalacz inicjacji i propagacji przebudowy mięśnia sercowego i przejścia do zdekompensowanego fenotypu HF.
Pomimo użycia szczepów wsobnych gryzoni i standaryzacji rozmiaru klipsa oraz techniki chirurgicznej, istnieje ogromna zmienność fenotypowa w strukturze i funkcji komory LV w modelach pasm aortalnych7,8,9. Zmienność fenotypowa napotkana po PO u szczura, szczepu Sprague-Dawley, jest opisana w innym miejscu10,11. Spośród nich występują dwa fenotypy HF, które wskazują na przebudowę mięśnia sercowego i aktywację szlaków transdukcji sygnału prowadzących do stanu podwyższonego stresu oksydacyjnego. Jest to związane z przebudową metaboliczną, zmienioną ekspresją genów i zmianami w potranslacyjnej modyfikacji białek, co razem odgrywa rolę w procesie przebudowy10,12. Pierwszy to fenotyp umiarkowanej przebudowy i wczesnej dysfunkcji skurczowej (MOD), a drugi to fenotyp jawnej skurczowej HF (HFrEF).
Model PO HF jest korzystniejszy niż model HF z zawałem mięśnia sercowego (MI), ponieważ wywołane przez PO naprężenia ściany obwodowej i południkowej są równomiernie rozłożone na wszystkie segmenty mięśnia sercowego. Jednak oba modele cierpią z powodu zmienności nasilenia PO10,11 i w rozmiarze zawału13,14 wraz z intensywnym stanem zapalnym i bliznowaceniem w miejscu zawału15, a także przyleganiem do ściany klatki piersiowej i otaczających tkanek, które obserwuje się w modelu MI HF. Co więcej, model HF indukowany przez PO u szczurów jest trudny do stworzenia, ponieważ wiąże się z wysoką śmiertelnością i wskaźnikami niepowodzeń10, przy czym tylko 20% operowanych szczurów rozwija fenotyp MOD HF10.
MOD jest atrakcyjnym fenotypem HF i stanowi ewolucję tradycyjnie tworzonego fenotypu HFrEF, ponieważ pozwala na wczesne ukierunkowanie szlaków transdukcji sygnału, które odgrywają rolę w przebudowie mięśnia sercowego, zwłaszcza gdy dotyczy to zaburzeń w dynamice i funkcji mitochondriów, metabolizmie mięśnia sercowego, obiegu wapnia i przebudowie macierzy zewnątrzkomórkowej. Te procesy patofizjologiczne są wysoce widoczne w fenotypie MOD HF11. W tym manuskrypcie opisujemy, jak stworzyć fenotypy MOD i HFrEF oraz rozwiązujemy pułapki podczas wykonywania procedury pasma aorty wstępującej (AAB). Wyjaśniamy również, jak najlepiej scharakteryzować za pomocą echokardiografii dwa fenotypy HF, MOD i HFrEF, oraz jak odróżnić je od innych fenotypów, które nie rozwijają ciężkiego PO lub u których rozwija się ciężkie PO i koncentryczna przebudowa, ale bez znaczącej przebudowy ekscentrycznej.

<table><tbody><tr><td>Kleszcze Adson</td><td>F.S.T.</td><td>11019-12</td><td>narzędzie chirurgiczne</td></tr><tr><td>Zwijacz klatki piersiowej Alm z zębami</td><td>ROBOZ</td><td>RS-6510</td><td>narzędzie chirurgiczne</td></tr><tr><td>Kleszcze Graefe, zakrzywione</td><td>FST</td><td>11152-10</td><td>narzędzie chirurgiczne</td></tr><tr><td>Halsted-Mosquito Hemostats, proste</td><td>FST</td><td>13010-12</td><td>narzędzie chirurgiczne</td></tr><tr><td>Hartowane nożyczki do drobnych tęczówek, proste</td><td>Fine Science Tools FST</td><td>14090-11</td><td>narzędzie chirurgiczne</td></tr><tr><td>hemoclip tradycyjne klipsy do podwiązywania ze stali nierdzewnej</td><td>Narzędzie chirurgiczne</td><td>Weck</td><td>523735</td></tr> uchwyt <tr><td>igły Mayo-Hegar</td><td>FST</td><td>12004-18</td><td>narzędzie chirurgiczne</td></tr><tr><td>wentylator mechaniczny</td><td>CWE inc</td><td>SAR-830 / AP</td><td>wentylator mechaniczny dla małych zwierząt</td></tr><tr><td>Weck ze stali nierdzewnej Podwiązanie hemolipów</td><td>Weck</td><td>533140</td><td>narzędzie chirurgiczne</td></tr></tbody></table>

szczurzy model przeciążenia ciśnieniem wywołał umiarkowaną przebudowę i dysfunkcję skurczową, w przeciwieństwie do jawnej skurczowej niewydolności serca

A Rat Model of Pressure Overload Induced Moderate Remodeling and Systolic Dysfunction as Opposed to Overt Systolic Heart Failure

W odpowiedzi na uraz, taki jak zawał mięśnia sercowego, przedłużające się nadciśnienie lub czynnik kardiotoksyczny, serce początkowo dostosowuje się poprzez aktywację szlaków transdukcji sygnału, aby przeciwdziałać, w krótkim okresie, utracie miocytów serca i/lub wzrostowi stresu w ścianie. Jednak przedłużona aktywacja tych szlaków staje się szkodliwa, prowadząc do inicjacji i propagacji przebudowy serca, co prowadzi do zmian w geometrii lewej komory i zwiększenia objętości lewej komory; fenotyp obserwowany u pacjentów ze skurczową niewydolnością serca (HF). W tym miejscu opisujemy stworzenie szczurzego modelu umiarkowanej przebudowy wywołanej przeciążeniem ciśnieniowym i wczesnej dysfunkcji skurczowej (MOD) poprzez wstępujące pasmo aorty (AAB) za pomocą klipsa naczyniowego o powierzchni wewnętrznej 2mm2. Zabieg wykonywany jest na szczurach rasy Sprague-Dawley o wadze 200 g. Fenotyp MOD HF rozwija się po 8-12 tygodniach od AAB i jest charakteryzowany nieinwazyjnie za pomocą echokardiografii. Wcześniejsze prace sugerują aktywację szlaków transdukcji sygnału i zmienioną ekspresję genów oraz modyfikację potranslacyjną białek w fenotypie MOD HF, które naśladują te obserwowane w ludzkim skurczowym HF; w związku z tym, dzięki czemu fenotyp MOD HF jest odpowiednim modelem do badań translacyjnych w celu identyfikacji i testowania potencjalnych terapeutycznych celów przeciw przebudowie w HF. Zaletą fenotypu MOD HF w porównaniu z jawnym skurczowym fenotypem HF jest to, że pozwala on na identyfikację celów molekularnych zaangażowanych we wczesny proces przebudowy i wczesne zastosowanie interwencji terapeutycznych. Ograniczeniem fenotypu MOD HF jest to, że może on nie naśladować spektrum chorób prowadzących do skurczowej niewydolności serca u człowieka. Co więcej, jest to fenotyp trudny do stworzenia, ponieważ operacja AAB wiąże się z wysoką śmiertelnością i wskaźnikami niepowodzeń, a tylko 20% operowanych szczurów rozwija pożądany fenotyp HF.

Charakterystykę fenotypów HF, które rozwijają się 8-12 tygodni po AAB, można łatwo przeprowadzić za pomocą echokardiografii. Reprezentatywne obrazy w trybie M dla grupy Sham, 3. tygodnia po AAB oraz fenotypów MOD i HFrEF przedstawiono na Rysunku 1A. Rysunek 1B oraz Rysunek 1C przedstawiają odpowiednio rozmiar klipsa naczyniowego wykorzystanego do wytworzenia feno...

Opisujemy tworzenie szczurzego modelu umiarkowanego przemodelowania wywołanego przeciążeniem ciśnieniem i wczesnej dysfunkcji skurczowej, gdzie aktywowane są szlaki transdukcji sygnału zaangażowane w inicjację procesu przebudowy. Ten model zwierzęcy pomoże w identyfikacji celów molekularnych do zastosowania wczesnych strategii terapeutycznych zapobiegających przebudowie niewydolności serca.

Szczurzy model przeciążenia ciśnieniem wywołał umiarkowaną przebudowę i dysfunkcję skurczową, w przeciwieństwie do jawnej skurczowej niewydolności serca

In response to an injury, such as myocardial infarction, prolonged hypertension or a cardiotoxic agent, the heart initially adapts through the activation ...

Model umiarkowanej przebudowy i wczesnej dysfunkcji skurczowej wywołany przeciążeniem ciśnieniem u szczurów jest łagodniejszą wersją wcześniej utworzonego modelu przeciążenia ciśnieniem szczurów wywołanego skurczową niewydolnością serca. Badanie, które uwielbiam, badanie szlaków zaangażowanych w inicjację i propagację przebudowy serca, zwłaszcza jeśli chodzi o przebudowę metaboliczną, dysfunkcję mięśnia sercowego i obieg wapnia. Przed rozpoczęciem zabiegu wyreguluj narzędzie do podwiązywania krwionośnych lipidów naczyniowych za pomocą wstępnie przyciętego siedmiocalowego kawałka plastiku, aby zmodyfikować klips do odpowiedniego obszaru wewnętrznego, w zależności od pożądanego modelu niewydolności serca.Następnie potwierdź brak reakcji na odruch płodowy u znieczulonego szczura i zgol włosy pod prawą pachą w prawej bocznej części klatki piersiowej. Przyklej kończyny zwierzęcia do plastikowej deski do wycinki i zaintubuj zwierzę za pomocą angiokatu o rozmiarze 16. Zainicjuj wentylację mechaniczną z objętościami oddechowymi wynoszącymi dwa mililitry przy 50 cyklach na minutę i ułamkiem wdychanego tlenu wynoszącym 21 procent.Z każdym oddechem należy obserwować symetryczne wznoszenie się ściany klatki piersiowej. Ostrożnie ułóż zwierzę na lewym boku i zegnij ogon w kształcie litery U. Następnie delikatnie przyklej ogon do plastikowej deski i zdezynfekuj odsłoniętą skórę jodem powidonu.Za pomocą skalpela wykonaj od jednego do dwóch centymetrów poziomych nacięć skóry w prawej okolicy pachy jeden centymetr poniżej prawej pachy i wypreparuj warstwę mięśniową klatki piersiowej, aż dojdziesz do klatki piersiowej. Wykonaj jednocentymetrową torakotomię między drugim a trzecim żebrem i umieść retraktor klatki piersiowej w nacięciu, a następnie delikatnie rozetnij dwa płaty grasicy. Popchnij płaty na bok i użyj zakrzywionych szarych kleszczy, aby ostrożnie stępić wstępującą aortę z żyły głównej górnej.Po odizolowaniu aorty wstępującej ostrożnie podnieś naczynie za pomocą kleszczy i umieść klips naczyniowy wokół aorty wstępującej. Następnie użyj szwu monofilamentowego 2-0, aby zamknąć klatkę piersiową przed zszyciem warstwy mięśniowej klatki piersiowej za pomocą szwu stożkowego A-3-0 vicryl i zamknij skórę nylonowym szwem monofilamentowym 3-0. W przypadku obrazowania echokardiograficznego, po sedacji, usuń włosy z przedniej części klatki piersiowej szczura i ustabilizuj zwierzę w pozycji leżącej na plastikowej desce preparcyjnej.Uzyskaj klipy 2D z długą osią przymostkową i 2D z krótką osią przymostkową na poziomie mięśnia brodawkowatego. Uzyskaj obrazy w trybie M z krótkiego widoku osi przymostkowej na poziomie mięśnia brodawkowatego, aby zmierzyć grubość przegrody międzykomorowej lewej i ściany tylnej w rozkurczu oraz średnicy końcoworozkurczowej i skurczowej lewej komory. Uzyskaj obrazy widoku 2D krótkiej osi przymostkowej w trybie M na poziomie mięśnia środkowego brodawkowatego, aby służyć jako odniesienie do uzyskania wiarygodnych seryjnych i późniejszych pomiarów lewej komory.Następnie uzyskaj obrazy w trybie M widoku długiej osi przymostkowej na poziomie zastawki aortalnej, aby ocenić względną średnicę aorty po lewej stronie przedsionka i skurcz końcowy. Charakterystykę fenotypów niewydolności serca, które rozwijają się od ośmiu do 12 tygodni po wstędze aorty wstępującej, można łatwo przeprowadzić za pomocą echokardiografii. Klipy wideo echokardiografii 2D z długą osią przymostkową i krótką osią przymostkową 2D można wykorzystać do pomiaru długości i obszaru lewej komory przy końcu rozkurczu i skurczu końcowym u zwierząt z pozorowaną i MOD niewydolnością serca.W tym widoku 2D krótkiej osi przymostkowej można zaobserwować zwiększony przerost lewej komory i fenotyp MOD w porównaniu z wyglądem lewej komory na pozorowanym obrazie echokardiografii. Objętość lewej komory i rozkurczowa w fenotypie niewydolności serca MOD zwykle waha się od 600 do 700 mikrolitrów, przy czym niewiele zwierząt wykazuje objętość końcoworozkurczową większą niż 700 mikrolitrów. Objętość lewej komory i skurczowa w fenotypie MOD waha się od 120 do 160 mikrolitrów.W tych reprezentatywnych pętlach objętości ciśnienia u zwierząt z pozorowanym pasmem aortalnym w trzecim tygodniu po zstępowaniu, MOD i jawnej skurczowej niewydolności serca, maksymalne ciśnienie w lewej komorze w ósmym tygodniu jest dramatycznie zwiększone u zwierząt z MOD i jawną skurczową niewydolnością serca w porównaniu ze zwierzętami z opaską aorty po trzecim tygodniu. z powodu niedopasowania między wzrostem zwierzęcia a aortą oraz utrwalonym zwężeniem w aorcie wstępującej. Ponadto zwierzęta w trzecim tygodniu po AAB są w pełni kompensowane po trzech tygodniach ze zmniejszeniem lewej komory oraz objętości rozkurczowej i skurczowej w porównaniu ze zwierzętami pozorowanymi.Warto zauważyć, że model niewydolności serca wywołanej przeciążeniem ciśnieniem u szczurów wiąże się z wysoką śmiertelnością i wskaźnikami niepowodzeń tylko u około 20 procent szczurów, które przechodzą przejście pasma aorty wstępującej, w celu rozwinięcia fenotypu niewydolności serca MOD. Najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest prawidłowe scharakteryzowanie fenotypu zwierząt za pomocą echokardiografii, tak aby zawęzić różnice biologiczne obserwowane między zwierzętami w tej samej grupie. W bardziej dynamicznej ocenie za pomocą cewnika pętli objętości ciśnienia można użyć do oceny relaksacji, dysfunkcji skurczu i sztywności mięśniowej.

a-rat-model-pressure-overload-induced-moderate-remodeling-systolic

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Opisujemy stopniową procedurę tworzenia przeciążenia ciśnieniowego i przerostu lewej komory u szczurów Wistar poprzez zwężenie aorty wstępującej za pomocą małego metalowego klipsa. Model ten jest szeroko stosowany do badania zmian przebudowy podczas przerostu mięśnia sercowego oraz do identyfikacji i oceny strategii regresji takich zmian.

Zwężenie aorty wstępującej u szczurów w celu stworzenia modelu przerostu mięśnia sercowego spowodowanego przeciążeniem ciśnieniem

Opisany jest szczurzy model zwężenia aorty brzusznej, który wywołuje przerost i przebudowę mięśnia sercowego. Skuteczna, wysoce powtarzalna i minimalnie inwazyjna metoda jest stosowana w celu zapewnienia prostej, ale użytecznej platformy do badań nad przerostem i dysfunkcją mięśnia sercowego.

Model przebudowy serca poprzez zwężenie aorty brzusznej u szczurów

Przedstawiamy chirurgiczną metodę wywoływania przerostu i niewydolności prawej komory u szczurów.

Model pasma pnia płucnego przeciążenia ciśnieniem wywołanego przerostem i niewydolnością prawej komory

Tutaj opisujemy krok po kroku protokół chirurgicznego usuwania aorty w dobrze znanym mysim modelu zwężenia aorty. Procedura ta pozwala nie tylko na zbadanie mechanizmów leżących u podstaw odwrotnej przebudowy lewej komory i regresji przerostu, ale także na przetestowanie nowych opcji terapeutycznych, które mogą przyspieszyć powrót do zdrowia mięśnia sercowego.

Badanie odwrotnej przebudowy lewej komory przez odpasowanie aorty u gryzoni

Obecny protokół opisuje zabieg chirurgiczny mający na celu usunięcie pasma aorty wstępującej w szczurzym modelu nadciśnienia płucnego spowodowanego chorobą lewego serca. Technika ta bada endogenne mechanizmy odwrotnej przebudowy krążenia płucnego i prawego serca, dostarczając w ten sposób informacji o strategiach odwracania nadciśnienia płucnego i/lub dysfunkcji prawej komory.

Model odwróconej przebudowy naczyń krwionośnych w nadciśnieniu płucnym spowodowanym chorobą lewego serca przez odcięcie aorty u szczurów

Obecny protokół opisuje krok po kroku procedurę tworzenia modelu miniświni niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową przy użyciu zstępującego zwężenia aorty. Przedstawiono również metody oceny morfologii, histologii i funkcji tego modelu choroby serca.

Chirurgiczny model niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową u tybetańskich świnek miniaturowych

Protokół ten przedstawia praktyczny przewodnik po operacji tworzenia niedomykalności aorty (AR) u myszy. Ocena myszy AR za pomocą echokardiografii i inwazyjnego pomiaru hemodynamicznego podsumowuje jej klinicznie istotne cechy hipertrofii ekscentrycznej wywołanej przeciążeniem objętościowym, co sugeruje jej obiecujące zastosowanie w badaniu przerostu mięśnia sercowego.

Chirurgicznie wywołane przeciążenie objętości serca przez niedomykalność zastawki aortalnej u myszy

Obecny protokół opisuje zmodyfikowaną i uproszczoną technikę z minimalnie inwazyjną procedurą poprzecznego zwężenia aorty (TAC) przy użyciu samodzielnie wykonanego retraktora. Procedura ta może być przeprowadzona bez respiratora lub mikroskopu i wprowadza przeciążenie ciśnieniem, ostatecznie prowadząc do przerostu serca lub niewydolności serca.

Zmodyfikowana technika poprzecznego zwężenia aorty u myszy

Opisujemy mysi model przeciążenia ciśnienia w prawej komorze wywołanego przez opaski na pniu płucnym. Szczegółowe protokoły intubacji, chirurgii i fenotypowania za pomocą echokardiografii znajdują się w artykule. Do intubacji i chirurgii wykorzystywane są instrumenty wykonane na zamówienie, co pozwala na szybkie i niedrogie odtworzenie modelu.

Mysi model przerostu prawej komory serca wywołanego przeciążeniem ciśnieniowym i niewydolności przez opaski pnia płucnego

Niewydolność prawego serca (RHF) charakteryzuje się prawostronnym rozszerzeniem i przerostem serca, co prowadzi do nieprawidłowego funkcjonowania komór i przedsionków. Chorobom krążeniowo-oddechowym związanym z RHF towarzyszy zwiększone ryzyko zaburzeń rytmu serca. W artykule opisano standaryzowany model RHF indukowanego pasmami tętnic płucnych związanego ze zwiększoną arytmogenezą komorową i przedsionkową.

Szczurzy model prawostronnej przebudowy serca i arytmii z wykorzystaniem pasma tętnicy płucnej

Poznaj model przeciążenia ciśnieniem u szczura wywołujący umiarkowaną przebudowę i wczesną dysfunkcję skurczową serca. Ta metoda pozwala badać szlaki sygnałowe i identyfikować molekularne cele terapeutyczne w niewydolności serca.

Szczurzy model przeciążenia ciśnieniem wywołał umiarkowaną przebudowę i dysfunkcję skurczową, w przeciwieństwie do jawnej skurczowej niewydolności serca (Wideo) | JoVE Journal

Szczurzy model przeciążenia ciśnieniem wywołał umiarkowaną przebudowę i dysfunkcję skurczową, w przeciwieństwie do jawnej skurczowej niewydolności serca

Przeglądaj więcej filmów