В этой рукописи описывается структурированный режим упражнений, разработанный для изучения влияния упражнений на патофизиологию легочной гипертензии — сердечной недостаточности правого желудочка в модели овец.
Методическая статья
В этой рукописи описывается структурированный режим упражнений, разработанный для изучения влияния упражнений на патофизиологию легочной гипертензии — сердечной недостаточности правого желудочка в модели овец.
Правосердечная недостаточность (RHF) является значительной причиной заболеваемости и смертности от легочной гипертензии (РГ). Для лучшего понимания патофизиологии и последствий стресса, вызванного физическими упражнениями, мы внедрили режим упражнений для дальнейшей характеристики этого заболевания с использованием нашей ранее разработанной овечьей модели хронической легочной гипертензии и правой желудочковай недостаточности (PH-RVF). С этой целью восемь овец породы Дорсет прошли модель PH-RVF с помощью перевязки левой легочной артерии (LPA) и постепенной окклюзии главной легочной артерии (MPA) надувной манжетой. Линии давления в манжете и правом желудочке (RV) были подкожно прокладывались к порту для доступа. В течение восьми недель каждая овца проходила еженедельную программу упражнений и проверку манжет (CC). Программа упражнений включала рабочие темпы и скорости восстановления по 10 минут каждая. Во время упражнений мы подключились к обоим портам, чтобы трансдуцировать давление в манжетах, гемодинамику и взять газы крови из RV. По завершении учений манжета PA была увеличена на 150–200 мм рт. ст. для увеличения посленагрузки на автодом. Через несколько дней после надувки были проведены CC и RV кровь для подтверждения давления в манжете и компенсации. В течение восьми недель SvO2 оставался относительно стабильным при максимальной интенсивности на первой неделе против 8: 62,7 ± 4,5% против 69,8 ± 4,0%, несмотря на рост RVSP с первой недели по 8: 78 ± 8 мм рт. ст. против 96 ± 8 мм рт. ст. Кроме того, пройденное расстояние увеличилось с первой по восьмую неделю: 1390 ± 297 м против 1834 ± 189 м, несмотря на то, что давление в манжете PA на 8-й неделе было увеличено до 777 ± 98 мм рт. ст. Это говорит о том, что несмотря на увеличенную посленагрузку RV, упражнения могут способствовать адаптивной реакции и компенсации упражнений в условиях PH-RVF. Этот режим упражнений предоставляет новую информацию о влиянии упражнений на PH-RVF и позволяет комплексно изучать физиологию упражнений в крупной животной модели PH-RVF.
Легочная гипертензия (ЛГ) — это сложное заболевание, вызывающее широкий спектр симптомов. Симптомы могут быть лёгкими, такими как одышка и непереносимость физической нагрузки, до тяжёлых, например, ухудшением дыхания и явной недостаточностью правого желудочка (RVF)1. По мере увеличения посленагрузки правого сердца правый желудочек (RV) начинает расширяться, вызывая систолическую дисфункцию и снижение фракции выброса. Это несоответствие в сердечных потребностях и выработке делает повседневную жизнь и физические упражнения невыносимыми, приводя как к физическому, так и к умственному ухудшению. Ранее считалось, что физические упражнения при лёгочной гипертензиивредны 2. В последнее время многие исследования показали, что программа легочной реабилитации с физическими упражнениями может снизить одышку и улучшить общее качество жизни как физически, так ипсихически 2,3,4. Однако изучение упражнений у пациентов с РГ ограничивалось теми, у кого стабильное заболевание из-за возможной декомпенсации сердечно-легочной системы.
Быстрая декомпенсация — это опасное осложнение PH-RVF. У некоторых людей с PH может быть период адекватной компенсации и проявлять лишь лёгкие симптомы, при этом декомпенсация происходит постепенно в течение нескольких месяцев или лет. К сожалению, у других, к сожалению, может быть более выраженный pH и они могут быстро снижаться при любых нагрузках. Физические упражнения могут усугублять заболевание и вызывать быстрый сердечно-лёгочный коллапс из-за цикла повышенного метаболического спроса на RV, снижения фракции выброса и продолжающейся ишемии RV. Это очень серьёзное осложнение, поскольку пациентам с декомпенсированным РВФ требуется госпитализация и уровень смертности достигает 40%5. РГ может поражать людей любого возраста, при этом большинство случаев развиваются заболеванием левой части сердца (группа 2) и заболеваниями легких (группа 3). В редких случаях PH может развиваться по идиопатическим причинам и чаще встречается у женщин в четвертом десятилетии жизни (группа 1)6. Хотя прогрессирование заболевания можно смягчить медицинским лечением, однозначного фармакологического лечения нет. Когда пациенты достигают терминальной стадии RVF, единственным окончательным методом лечения является трансплантация лёгких илисердца-лёгких 7.
Из-за заболеваемости и смертности от РГ и последующего РВФ мы ранее создали клинически значимую модель PH-RVF у овец для разработки новыхтерапий 8. В этой модели мы перевязали левую легочную артерию (ЛПА) и установили надувную манжету, которая служила сосудистым окклюдером, вокруг главной легочной артерии (МПА). В течение 8 недель мы увеличили давление внутри этой манжеты, чтобы уменьшить кровоток через главную легочную артерию, увеличить посленагрузку RV и вызвать ремоделирование RV. Эта модель теперь была дополнительно развита путём включения режима упражнений для лучшего изучения взаимодействия между PH и упражнениями. Этот протокол уникален тем, что в реальном времени фиксирует изменения гемодинамических параметров, таких как систолическое давление правого желудочка (RVSP) и частота сердечных сокращений (HR). Кровь RV использовалась в качестве суррогата для смешанной венозной крови для анализа изменений вS vO2 с целью сравнения экстракции кислорода при разной скорости упражнений. Схема упражнений и методы сбора данных приведены ниже как ресурс для исследователей для дальнейшего понимания сложной патофизиологии PH-RVF.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Институциональный комитет по уходу и использованию животных при Медицинском центре Университета Вандербильта утвердил следующий протокол. Описанные процедуры проводились в соответствии с Руководством Национального исследовательского совета США по уходу и использованию лабораторных животных9. Все овцы были дорсетского кросса, самками, весили 55–65 кг и были в возрасте от 1 до 2 лет. См. Рисунок 1 для полного графика режима и протокола тренировок.
1. Адаптация к беговой дорожке
2. Хирургическая модель для запуска модели PH-RVF
3. Послеоперационное восстановление
4. Готовьтесь к тренировкам и проверке манжет
5. Доступ к порту
6. Режим упражнений
7. Отключение от портов
8. Проверка наручников
9. Завершить весь режим
10. Досрочное завершение тренировки
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все данные представлены как средне±сем. В течение восьми недель коэффициент SvO2 оставался относительно стабильным при максимальной скорости беговой дорожки на первой и восьмой неделе: 62,7 ± 4,5% против 69,8 ± 4,0% (рисунок 5A), несмотря на рост RVSP с первой по восьмую неделю: 78 ± 8 мм рт. ст. против 96 ± 8 мм рт. ст. (рисунок 5B). Расстояние, пройденное во время упражнений, увеличилось с первой по восьм...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Представленная модель PH-RVF овец была обновлена по сравнению с предыдущей версией путём объединения с платформой для тренировок на беговой дорожке для изучения взаимодействия между упражнениями и развитием заболеваний8. Поскольку каждое животное может по-разному реагировать на надувание манжет, для стабильной физической подготовки у животных скорость беговой дорожки во время тренировки была скорректирована с учётом рабочих и восстанавливаемых скоростей. Постепенн...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликтов интересов, которые нужно раскрывать.
Эта работа была профинансирована следующими учреждениями и наградами: Национальный институт здоровья R01HL171577, Национальный институт общих медицинских наук NIH грант T32 GM007347, грант Национального института здоровья T32 HL160508, премия научного сотрудника факультета Вандербильта, премия Американской кардиологической ассоциации II века за независимость раннего факультета 24SCEFIA1255079, Фонд кардиоторакальных исследований Медицинского центра Университета Вандербильта, Фонд миссис Шелли Ф. Кляйнер и доктора Фредрика Кляйнера Университета Вандербильта, Фонд исследований миссис Дороти Томас Медицинского центра Университета Вандербильта, а также Мемориальный фонд трансплантации лёгких имени Дэвида М. Ливингстона Медицинского центра Университета Вандербильта. Кроме того, эта работа была бы невозможна без Программы ухода и использования животных Университета Вандербильта и сотрудников лаборатории S.R. Light: Джейми Эдкок, Сьюзан Фултц, Азия Танкс и Эймана Барсума для технической поддержки.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0.9% Normal Saline, 1000 мл | Baxter Healthcare Corp | 0338-0049-04 | Лекарство, хроническая PH |
| 16 мм тяжелый окклюдер с исполнительным шлангом | Access Technologies | OC-16HD | Одноразовые, хроническая PH |
| 70% изопропиловый спирт подготовительные салфетки | Medline | MDS090670 | Одноразовые, хроническая PH |
| Алюминиевый лебедя и козлиный тренажер | Livestock Performance Products | DC314 | Оборудование |
| Мешки для инфузии: нестерильное наполнение Novaplus, 500 мл | Medline | TCV4005H | Одноразовые, хроническая PH |
| Синяя Clave | Medline | BOPC1000 | Одноразовые, хроническая PH |
| Cathflo Activase (альтеплаз) 2 мг | Cathflo | NDC 50242004164 | Лекарство, хроническая PH |
| Компьютер | Dell | Lattitude 7400 | Оборудование |
| Оборудование для сбора данных | ADInstruments | PowerLab 16/30 | Оборудование |
| Анализатор газов крови EPOC Point-of-care | Siemens Healthineers | Siemens-Epoc-R | Оборудование |
| Потокомер | Transonic | https://www.transonic.com/tubing-flow-meters-manufacturers | |
| Марлевые спонжи: стерильные марлевые спонжи, совместимые с рентгеном, 16-слойные, 4” × 4” | Medline | PRM21430LFH | Одноразовые, хроническая PH |
| GEM 7000 с iQM3 | Werfen | 6000228442 | Оборудование |
| Гепарин | Fresenius Kabi | 63323-540-31 | Лекарство, хроническая PH |
| Главные наборы для IV-инфузии Hospira, 80” | Patterson Veterinary | 07-835-0123 | Одноразовые, хроническая PH |
| Гипертонический раствор соли 3% | Baxter Healthcare Corp. | 0338-0054-03 | Лекарство, хроническая PH |
| Подкожная игла с наклоном и обычной стенкой, 20 G × 1” | Medline | B-D305175Z | Одноразовые, хроническая PH |
| Интерфейсный кабель, преобразователь Edwards LifeScience в усилитель моста ADInstruments | Fogg System | 0395-2434 | Оборудование |
| Программное обеспечение Labchart | ADInstruments | Labchart 8 | Оборудование |
| Иглы: подкожная игла с обычным наклоном, стерильная, 18 G × 1.5” | Medline | B-D305185Z | Одноразовые, хроническая PH |
| Переключатель моста Octal | ADInstruments | FE228 | Оборудование |
| Игла Huber для порт-а-катетера, прямая, 22 G × 1-1/2” | Medline | AAKM21200724 | Одноразовые, хроническая PH |
| Шепель для овец | Weaver Livestock | 35-7840-S20 | Оборудование |
| Стерильная шприц-шприцевка Leur-Lock, 1 мл | Fisher Scientific | BD309628 | Одноразовые, хроническая PH |
| Стерильная шприц-шприцевка Luer-Lock, 10 мл | Medline | SYR110010Z | Одноразовые, хроническая PH |
| Стерильная шприц-шприцевка Luer-Lock, 3 мл | Medline | SYR103010Z | Одноразовые, хроническая PH |
| Стерильная шприц-шприцевка Luer-Lock, 5 мл | Medline | SYR105010Z | Одноразовые, хроническая PH |
| Стерильная вода | Fresenius Kabi | 918550 | Лекарство |
| Трехходовой вентиклип с ручкой в положении ВЫКЛ, вращающийся адаптер мужской штоковый фитинг, 45 PSI | Medline | DYNJSC301 | Одноразовые, хроническая PH |
| Зажим трансдуцера | Edwards LifeScience | TCLIP05 | Оборудование |
| Перисосудистая датчиковая зонд Transonic (серия PAU) | ADInstruments | https://www.adinstruments.com/products/perivascular-flowprobes | |
| Клетка для транспортировки/клетка для крупного скота | Ancare | ANAT305660SS | Оборудование |
| Ртутный манометр (спонтанеометр) | Patterson Veterinary | 07-815-0464 | Оборудование |
| Наборы одноразовых давления TruWave от Edwards Lifesciences | Medline | VSYPX260 | Одноразовые, хроническая PH |
| Шланги: шланги для мониторинга давления с фиксированным мужским штуцером Luer Lock и женской насадкой, низкое давление, 72” L | Medline | DYNJPMTBG72MF | Одноразовые, хроническая PH |
| Пуповиночное полотенце, хлопковое, 3-жильное, 1/8 x 36" | Medline | DYNJPMTBG72MF | Одноразовые, хроническая PH |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение