Este manuscrito descreve o regime estruturado de exercícios desenvolvido para estudar os efeitos do exercício na fisiopatologia da hipertensão pulmonar — insuficiência cardíaca ventricular direita em um modelo ovino.
Artigo de método
Este manuscrito descreve o regime estruturado de exercícios desenvolvido para estudar os efeitos do exercício na fisiopatologia da hipertensão pulmonar — insuficiência cardíaca ventricular direita em um modelo ovino.
A insuficiência cardíaca direita (RHF) é uma causa significativa de morbidade e mortalidade devido à hipertensão pulmonar (HP). Para compreender melhor a fisiopatologia e as implicações do estresse induzido pelo exercício, implementamos um regime de exercícios para caracterizar ainda mais essa doença, utilizando nosso modelo ovino previamente desenvolvido de hipertensão pulmonar crônica com insuficiência ventricular direita (PH-RVF). Para isso, oito ovelhas cruzadas de Dorset passaram pelo modelo PH-RVF por ligadura da artéria pulmonar esquerda (LPA) e oclusão progressiva da artéria pulmonar principal (MPA) com um manguito inflável. As linhas de pressão do manguito e do ventrículo direito (RV) foram tuneladas subcutâneamente até uma porta para acesso. Ao longo de oito semanas, cada ovelha passou por um regime semanal de exercícios e uma verificação de manguito (CC). O regime de exercícios consistia em velocidades de trabalho e de recuperação por 10 minutos cada. Durante o exercício, acessamos ambos os portos para transduzir a pressão do manguito, a hemodinâmica e coletar gases sanguíneos do RV. Ao término do exercício, o manguito PA foi inflado entre 150-200 mmHg para aumentar a pós-carga do RV. Um gasometria de sangue por CC e RV foram realizados alguns dias após a inflação para confirmar a pressão do manguito e garantir a compensação. Ao longo de oito semanas, o SvsO 2 permaneceu relativamente estável na intensidade máxima na semana 1 vs semana 8: 62,7 ± 4,5% contra 69,8 ± 4,0%, apesar do RVSP ter aumentado da semana 1 para a semana 8: 78 ± 8 mmHg contra 96 ± 8 mmHg. Além disso, a distância percorrida aumentou da semana 1 para a 8: 1390 ± 297 m contra 1834 ± 189 m, apesar da pressão do manguito PA na semana 8 ter aumentado para 777 ± 98 mmHg. Isso sugere que, apesar do aumento da pós-carga do RV, o exercício pode ajudar em uma resposta adaptativa e compensação ao exercício no contexto da PH-RVF. Esse regime de exercícios fornece informações inovadoras sobre os efeitos do exercício na PH-RVF e possibilita estudos complexos da fisiologia do exercício em um modelo animal grande da PH-RVF.
A hipertensão pulmonar (HP) é uma doença complexa que causa uma ampla variedade de sintomas. Os sintomas podem ser leves, como dispneia e intolerância ao exercício, até graves, como declínio respiratório e falência evidente do ventrículo direito (FRV)1. À medida que a pós-carga do coração direito aumenta, o ventrículo direito (VD) começa a se dilatar, causando disfunção sistólica e redução da fração de ejeção. Essa incompatibilidade na demanda e na produção cardíaca torna intoleráveis as atividades da vida diária e exercícios, levando tanto ao declínio físico quanto mental. Anteriormente, o exercício em situações de hipertensão pulmonar era considerado prejudicial2. Recentemente, muitos estudos demonstraram que um programa de reabilitação pulmonar com exercícios pode reduzir a dispneia e melhorar a qualidade de vida tanto física quanto mentalmente 2,3,4. No entanto, o estudo do exercício em pacientes com HP tem sido limitado àqueles com doença estável devido à possível descompensação cardiopulmonar.
A descompensação rápida é uma complicação temida da PH-RVF. Algumas pessoas com HP podem ter um período de compensação adequada e apresentar apenas sintomas leves, com a descompensação ocorrendo lentamente ao longo de meses a anos. Outros, infelizmente, podem ter um HP mais severo e podem se descompensar rapidamente com qualquer tipo de esforço. O exercício pode agravar a doença e causar colapso cardiopulmonar rápido devido a um ciclo de aumento da demanda metabólica do VD, fração de ejeção reduzida e isquemia contínua do VD. Essa é uma complicação muito séria porque pacientes que desenvolvem FRVF descompensada precisam de internação hospitalar e têm taxas de mortalidade de até 40%. A HP pode afetar pessoas de qualquer idade, com a maioria dos casos desenvolvendo doença cardíaca esquerda (Grupo 2) e doença pulmonar (Grupo 3). Em casos raros, a HP pode se desenvolver por causas idiopáticas e é mais comum em mulheres na quarta década de vida (Grupo 1)6. Embora a progressão da doença possa ser temperada com o manejo médico, não existe uma cura farmacológica definitiva. Uma vez que os pacientes atingem a RVF em estágio terminal, o único tratamento definitivo é o transplante de pulmão ou coração epulmão 7.
Devido à morbidade e mortalidade da HP e da subsequente FRV, anteriormente criamos um modelo clinicamente relevante de PH-RVF em ovelhas para desenvolver novasterapias 8. Neste modelo, ligamos a artéria pulmonar esquerda (LPA) e colocamos um manguito inflável que servia como oclusor vascular ao redor da artéria pulmonar principal (MPA). Ao longo de 8 semanas, aumentamos a pressão dentro desse braço para diminuir o fluxo pela artéria pulmonar principal, aumentar a pós-carga do RV e induzir a remodelação do RV. Esse modelo foi desenvolvido ainda mais ao incorporar um regime de exercícios para estudar melhor a interação entre HP e exercício. Esse protocolo é único porque captura mudanças nos parâmetros hemodinâmicos, como pressão sistólica do ventrículo direito (RVSP) e frequência cardíaca (FC), em tempo real. O sangue de RV foi usado como substituto para sangue venoso misto para analisar mudanças em SvsO 2 e comparar a extração de oxigênio em diferentes velocidades de exercício. O regime de exercícios e os métodos de aquisição de dados são descritos abaixo como um recurso para que os pesquisadores desenvolvam melhor compreensão da complexa fisiopatologia da PH-RVF.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
O Comitê Institucional de Cuidado e Uso de Animais do Vanderbilt University Medical Center aprovou o seguinte protocolo. Os procedimentos descritos foram realizados de acordo com o Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório do Conselho Nacional de Pesquisados EUA 9. Todas as ovelhas eram de espécies cruzadas de Dorset, fêmeas, pesavam entre 55 e 65 kg e tinham entre 1 e 2 anos de idade. Veja a Figura 1 para a linha do tempo completa do regime e o protocolo das sessões de exercícios.
1. Aclimatação na esteira
2. Modelo cirúrgico para iniciar o modelo PH-RVF
3. Recuperação pós-operatória
4. Prepare-se para sessão de exercícios e checagem de punho
5. Acesso ao porto
6. Rotina de exercícios
7. Desconexão das portas
8. Verificação de algemas
9. Completar todo o regime
10. Terminar a sessão de exercícios mais cedo
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Todos os dados são representados como media±SEM. Ao longo de oito semanas, o SvsO 2 permaneceu relativamente estável na velocidade máxima na esteira na semana 1 vs semana 8: 62,7 ± 4,5% contra 69,8 ± 4,0% (Figura 5A), apesar do RVSP ter aumentado da semana 1 para a semana 8: 78 ± 8 mmHg contra 96 ± 8 mmHg (Figura 5B). A distância percorrida durante o exercício aumentou da semana 1 para a semana 8: 1390 ± 29...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
O modelo PH-RVF apresentado para ovelhas foi atualizado em relação à versão anterior, combinando-o com uma plataforma de exercícios na esteira para estudar a interação entre exercício e desenvolvimento de doenças8. Como cada animal pode responder de forma diferente à inflação dos punhos, para um condicionamento consistente entre os animais, as velocidades da esteira durante a sessão de exercício foram ajustadas para incluir velocidades de trabalho e de recuperação...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Os autores não têm conflitos de interesse a revelar.
Este trabalho foi financiado pelas seguintes instituições e prêmios: National Institutes of Health R01HL171577, National Institute of General Medical Sciences da bolsa NIH T32 GM007347, bolsa T3 HL160508 2 dos National Institutes of Health, Prêmio Vanderbilt Faculty Research Scholar, Prêmio de Independência Docente Inicial do Segundo Século da American Heart Association 24SCEFIA1255079, Fundo de Pesquisa Cardiotorácica do Centro Médico da Universidade Vanderbilt, Centro Médico da Universidade Vanderbilt: Fundo Sra. Shelley F. Kleiner e Dr. Fredric Kleiner, Centro Médico da Universidade Vanderbilt, Fundo de Pesquisa Sra. Dorothy Thomas e Fundo Memorial de Transplante de Pulmão David M. Livingston do Centro Médico da Universidade Vanderbilt. Além disso, esse trabalho não teria sido possível sem o Programa de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Vanderbilt e a equipe do Laboratório S.R. Light: Jamie Adcock, Susan Fultz, Azia Tanks e Eiman Barsoum para seu suporte técnico.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 0.9% Normal Saline, 1000 mL | Baxter Healthcare Corp | 0338-0049-04 | Medicação, PH Crônico |
| 16 mm Heavy Duty Occluder with actuating tubing | Access Technologies | OC-16HD | Descartável, PH Crônico |
| 70% isopropyl alcohol prep pads | Medline | MDS090670 | Descartável, PH Crônico |
| Aluminum Lamb and Goat Treadmill | Livestock Performance Products | DC314 | Equipamento |
| Bags, Infusion: Nonsterile Novaplus Infusion Bag, 500 mL | Medline | TCV4005H | Descartável, PH Crônico |
| Blue Clave | Medline | BOPC1000 | Descartável, PH Crônico |
| Cathflo Activase (alteplase) 2 mg | Cathflo | NDC 50242004164 | Medicação, PH Crônico |
| Computer | Dell | Lattitude 7400 | Equipamento |
| Data acquisition hardware | ADInstruments | PowerLab 16/30 | Equipamento |
| EPOC Point-of-care blood gas analyzer | Siemens Healthineers | Siemens-Epoc-R | Equipamento |
| Flow Meter | Transonic | https://www.transonic.com/tubing-flow-meters-manufacturers | |
| Gauze Sponges: Sterile X-ray Compatible Gauze Sponges, 16-Ply, 4” × 4” | Medline | PRM21430LFH | Descartável, PH Crônico |
| GEM 7000 with iQM3 | Werfen | 6000228442 | Equipamento |
| Heparin | Fresenius Kabi | 63323-540-31 | Medicação, PH Crônico |
| Hospira Primary IV Sets, 80” | Patterson Veterinary | 07-835-0123 | Descartável, PH Crônico |
| Hypertonic saline 3% | Baxter Healthcare Corp. | 0338-0054-03 | Medicação, PH Crônico |
| Hypodermic Needle with Bevel and Regular Wall, 20 G × 1” | Medline | B-D305175Z | Descartável, PH Crônico |
| Interface Cable, Edwards LifeScience Transducer to ADInstruments Bridge Amplifier | Fogg System | 0395-2434 | Equipamento |
| Labchart software | ADInstruments | Labchart 8 | Equipamento |
| Needles: Hypodermic Needle with Regular Bevel, Sterile, 18 G × 1.5” | Medline | B-D305185Z | Descartável, PH Crônico |
| Octal Bridge Amplifier | ADInstruments | FE228 | Equipamento |
| Port-A-Cath Huber Needle, Straight, 22 G × 1-1/2” | Medline | AAKM21200724 | Descartável, PH Crônico |
| Sheep Halter | Weaver Livestock | 35-7840-S20 | Equipamento |
| Sterile Leur-Lock Syringe, 1 mL | Fisher Scientific | BD309628 | Descartável, PH Crônico |
| Sterile Luer-Lock Syringe, 10 mL | Medline | SYR110010Z | Descartável, PH Crônico |
| Sterile Luer-Lock Syringe, 3 mL | Medline | SYR103010Z | Descartável, PH Crônico |
| Sterile Luer-Lock Syringe, 5 mL | Medline | SYR105010Z | Descartável, PH Crônico |
| Sterile Water | Fresenius Kabi | 918550 | Medicação |
| Stopcock: 3-Way Stopcock with Handle in OFF Position, Rotating Adaptor Male Collar Fitting, 45 PSI | Medline | DYNJSC301 | Descartável, PH Crônico |
| Transducer clip | Edwards LifeScience | TCLIP05 | Equipamento |
| Transonic Perivascular Flow Probe (PAU Series) | ADInstruments | https://www.adinstruments.com/products/perivascular-flowprobes | |
| Transport Cage/ Large Animal Caging | Ancare | ANAT305660SS | Equipamento |
| Trigger Aneroid Gauge (Sphygmomanometer) | Patterson Veterinary | 07-815-0464 | Equipamento |
| TruWave Disposable Pressure Transducer Kits by Edwards Lifesciences | Medline | VSYPX260 | Descartável, PH Crônico |
| Tubing: Pressure Monitoring Tubing with Fixed Male Luer Lock and Female Fitting, Low Pressure, 72” L | Medline | DYNJPMTBG72MF | Descartável, PH Crônico |
| Umbilical Tape, Cotton, 3-Strand, 1/8 x 36" | Medline | DYNJPMTBG72MF | Descartável, PH Crônico |
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Solicitar permissão para reutilizar o texto ou as figuras deste artigo JoVE
Solicitar permissão