Оценка функции правого желудочка в экспериментальных моделях легочной артериальной гипертензии

Мы исследуем регенеративную терапию, в частности мезенхимальные стволовые клетки и митохондрии, для обратного ремоделирования сосудов и улучшения сердечно-легочной функции при экспериментальной легочной артериальной гипертензии. Инвазивные процедуры, такие как пункция правого желудочка и диссекция сердца, являются завершающими, ограничивающими лонгитюдные исследования. Кроме того, вариабельность эхокардиографических измерений может повлиять на воспроизводимость у разных операторов и в разных временных точках. Наш протокол сочетает в себе неинвазивную эхокардиографию с инвазивными гемодинамическими измерениями и посмертным анализом, обеспечивая всестороннюю оценку прогрессирования легочной гипертензии и ремоделирования правого желудочка у крыс. Такой комплексный подход повышает надежность данных и сокращает количество необходимых животных. В будущем мы планируем лучше понять взаимодействие мозга, сердца и легких и когнитивный дефицит у пациентов с легочной артериальной гипертензией, чтобы понять клиническую значимость и потенциальные механизмы, лежащие в их основе.

[Инструктор] Для начала используйте марлевую повязку, смоченную в моющем средстве и воде, чтобы намочить шерсть на груди животного, находящегося под наркозом. С помощью бритвенного лезвия, прикрепленного к щипцам Келли, сбрейте шерсть с груди животного. Нанесите обильное количество проводящего геля на грудь животного. Нажмите кнопку 2D на панели управления. Поместите преобразователь между третьим и пятым межреберье, чтобы получить вид по короткой оси. Затем направьте датчик к левому плечу животного под углом 90 градусов относительно грудины, чтобы получить изображение основания сердца в поперечном сечении, показывающее правый желудочек, аортальный клапан, легочный клапан и левое предсердие. Нажмите кнопку «Застыть» на панели управления, чтобы заморозить изображение, затем нажмите кнопку «Сохранить» на панели управления, чтобы сохранить изображение. Когда правильный угол будет найден, удерживайте это положение и нажмите кнопку пульсовой волны PW, чтобы активировать спектральный доплеровский режим пульсовой волны. С помощью трекбола на панели управления перемещайте желтый курсор в любом направлении на экране и поместите его над легочным клапаном. Нажмите кнопку «пять» на панели управления, чтобы получить данные о кривой кровотока через легочный клапан. Теперь расположите преобразователь между третьим и пятым межреберьями, чтобы получить вид по длинной оси. Направьте датчик к правому плечу животного под углом от 45 до 60 градусов относительно грудины, захватывая продольный разрез, показывающий левый желудочек, правый желудочек, левое предсердие, митральный клапан и аортальный клапан. Нажмите кнопку «Застыть» на панели управления, чтобы заморозить изображение, затем нажмите кнопку «Сохранить» на панели управления, чтобы сохранить изображение. Нажмите кнопку «Завершить обследование» на панели управления, чтобы завершить сеанс визуализации и сохранить изображения в базе данных пациентов. Для эхокардиографии выберите поиск на экране и выберите соответствующий идентификатор животного из базы данных, чтобы начать анализ. Нажмите кнопку SonoView на панели управления. Щелкните один раз внутри области изображения на экране, чтобы начать анализ. Используйте трекбол для выбора изображения короткой оси в режиме спектрального доплера импульсной волны. Теперь нажмите кнопку калькулятора и выберите на экране пульсометр. Используйте трекбол для рисования линий курсора от пика к пику двух кривых. Повторите это три раза, чтобы получить среднее значение. Нажмите кнопку калькулятора еще раз и выберите на экране легочный клапан, PV, а затем время разгона/время выброса PV. Используйте трекбол для размещения курсора от начала до вершины, а затем от начала до конца той же кривой. Повторите три раза, чтобы получить среднее значение. Нажмите кнопку «Сохранить» на панели управления, чтобы сохранить результаты. С помощью трекбола выберите изображение длинной оси в верхней правой части экрана. Нажмите кнопку калькулятора на панели управления и выберите на экране нужный отслеживаемый желудочковый отток, RVOT, параметр, а затем диаметр RVOT. С помощью трекбола наведите курсор от одной стенки правого желудочка к противоположной стенке. Выполните это три раза, чтобы получить среднее значение. Для пункции правого желудочка сначала проводят трахеостомию животному, находящемуся под наркозом. Убедитесь, что компьютер включен, программное обеспечение LabVIEW открыто, а базовый уровень настроен для сбора сигнала. После определения местоположения правого желудочка в программном обеспечении убедитесь, что сбор сигнала начался. Нажмите кнопку «Сохранить» на экране и введите идентификатор животного. Используйте заполненную солевым раствором вену кожи головы 19-го калибра, заполненную физиологическим раствором, чтобы проколоть ее немного выше анатомической контрольной точки, стараясь не вводить иглу слишком глубоко. Проверьте точность прокола, наблюдая за значениями давления. Запишите не менее 10 стабильных пиков волны давления для обеспечения надежности данных. В конце получения сигнала ввести гепарин с помощью гепаринизированного шприца для забора крови через пункцию левого желудочка или брюшной полой вены. Для анализа данных откройте программу MATLAB, нажмите кнопку «Обзор для вставки» и выберите файл на внутреннем жестком диске компьютера, который содержит правильный код. В левой части экрана MATLAB просмотрите список файлов, содержащих коды для каждого канала, распознаваемого датчиком. Выберите код, соответствующий выбранной конфигурации канала, использованной ранее в эксперименте. Нажмите кнопку запуска и выберите файл .bin на внешнем жестком диске для анализа. Выберите наиболее равномерный участок кривой, щелкнув один раз в начале и один раз в конце, определив участок с визуально равными пиками и впадинами. Затем выберите десятисекундный отрезок кривой, щелкнув один раз на ноль секунд и один раз на 10 секунд. Отрегулируйте базовую линию, вычтя наименьшее значение в командном окне и нажав клавишу Enter на клавиатуре. Программное обеспечение автоматически сгенерирует все необходимые данные. Наблюдайте за данными в двух столбцах, которые являются временем пика и значением давления. Скопируйте и вставьте значения систолического давления в файл .txt и удалите значения времени. Замените все точки запятыми в файле, чтобы можно было рассчитать среднее значение. Выберите 10 значений пикового давления и рассчитайте их среднее значение. Для определения индекса гипертрофии правого желудочка измерьте и запишите массу тела животного в начале эксперимента. Измерьте систолическое давление в правом желудочке, затем усыпьте и удалите органы грудной клетки. Рассеките аорту, легочную артерию, полую вену и легочные вены от основания сердца, затем высушите все сердце с помощью марли и запишите сухой вес с помощью прецизионных весов. После рассечения и удаления предсердий отделите правый желудочек от левого вместе с перегородкой. Запишите вес высушенного правого желудочка и левого желудочка плюс перегородки отдельно с помощью прецизионных весов. Соотношение ПАТ и ПЭТ было значительно снижено у животных с легочной артериальной гипертензией по сравнению с контрольной группой, что указывает на повышенное легочное сосудистое сопротивление и измененный характер кровотока в легочной артерии. Диаметр оттока правого желудочка был увеличен у животных с легочной артериальной гипертензией по сравнению с контрольной группой, что отражало степень гипертрофии желудочков как адаптивной реакции правого желудочка, суррогатирующей развитие заболевания. Репрезентативные эхокардиографические изображения показали заметно увеличенные диаметры оттока правого желудочка и измененные схемы кровотока у животных с легочной артериальной гипертензией по сравнению с контрольной группой. Систолическое давление правого желудочка было значительно повышено у животных с легочной артериальной гипертензией по сравнению с контрольной группой, что отражало повышенное легочное сосудистое сопротивление. Записи сигналов давления показали более высокие пики у животных с легочной артериальной гипертензией, что согласуется с повышенным уровнем РВЛ. Индекс гипертрофии правого желудочка был значительно повышен у животных с легочной артериальной гипертензией по сравнению с контрольной группой.