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Medicine

Zunehmende Lungenarterie Pulsatile Flow verbessert hypoxische Lungenbluthochdruck in Ferkel

doi: 10.3791/52571 Published: May 11, 2015

Abstract

Pulmonale arterielle Hypertonie (PAH) ist eine Krankheit, die distalen Lungenarterien (PA). Diese Arterien sind deformiert, was zu Rechtsherzversagen. Aktuelle Behandlungen sind begrenzt. Physiologisch ist pulsierenden Blutstrom nachteilig auf das Gefäßsystem. Als Reaktion auf die anhaltende pulsatile Stress, Gefäße frei Stickstoffmonoxid (NO), um Vasodilatation zum Selbstschutz zu induzieren. Basierend auf dieser Beobachtung wurde in dieser Studie entwickelt ein Protokoll zu beurteilen, ob eine künstliche Lungen pulsierenden Blutstrom könnte eine NO abhängige Abnahme des Lungenarteriendrucks zu induzieren. Eine Gruppe der Ferkel wurde 3 Wochen chronischer Hypoxie ausgesetzt und im Vergleich zu einer Kontrollgruppe von Ferkeln. Einmal in der Woche, unterzog die Ferkel Echokardiographie zur PAH Schwere zu beurteilen. Am Ende der Hypoxie Belichtung wurden die Ferkel auf eine pulsatile Protokoll unter Verwendung einer pulsierenden Katheter unterzogen. Nachdem sie betäubt und für die Operation vorbereitet, die Drosselvene Ferkels isoliert und das catheter wurde durch das rechte Atrium, den rechten Ventrikel und die Lungenarterie, unter Durchleuchtungskontrolle eingebracht. Lungenarteriendruck (PAP) wurde vor (T0) unmittelbar nach (T1) und 30 Minuten nach (T2) des Pulsprotokolls gemessen. Es wurde gezeigt, dass diese pulsatile Protokoll ist ein sicheres und effizientes Verfahren zur Induktion einer signifikanten Reduktion des mittleren PAP über eine NO-abhängigen Mechanismus. Diese Daten eröffnet neue Wege für die klinische Behandlung von PAH.

Introduction

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Pulmonale arterielle Hypertonie ist eine lebensbedrohliche Erkrankung des Lungengefäßsystems. Einigkeit besteht in dem Gebiet, die ein Ungleichgewicht zwischen einer Erhöhung der Vasokonstriktoren (Endothelin, Serotonin) und eine Abnahme der Vasodilatatoren (NO, Prostazyklin) trägt zur Entwicklung der PAH. Im Laufe der Zeit entwickelt sich diese Pro-Eingrenzungs Phänotyp in einen Komplex pro-proliferative und anti-apoptotischen Phänotyp, die zur Entwicklung von vaskulären Läsionen 1.

Längerer Einwirkung von Vasokonstriktoren führt zu einer signifikanten und anhaltenden Erhöhung der [Ca 2+] i in Pulmonalarterie glatten Muskelzellen, wodurch die Aktivierung mehrerer Calcium-regulierten Transkriptionsfaktoren, wie NFAT 2-4, Förderung PASMC Proliferation und Resistenz gegen ein Apoptose Phänotyp 5. Dieser Phänotyp führt zur pulmonalen vaskulären Läsionen, was zu einer Zunahme sowohl der PA-Druck und Lungen resistance, was letztlich zu fatalen Rechtsherzinsuffizienz 6.

Derzeit gibt es keine Behandlung, die PAH kehrt obwohl es mehrere, die Lebensqualität der 7 Patienten zu verbessern. Unter diesen Behandlungen wurde die Wirksamkeit von inhaliertem NO-Behandlung wurde gezeigt, aber wegen seiner kurzen Halbwertszeit ist es schwierig, in der klinischen Praxis zu verwenden. Aus diesem Grund wurden mehrere stabile und dauerhafte Anwendungen bevorzugt worden, wie Prostacyclin-Analoga oder Endothelin-Rezeptor-Blocker 7. Um bessere Behandlungsmethoden zu entwickeln, ist es wichtig, zu verbessern und zu erweitern Wissen über die Pathophysiologie der PAH.

Pulsatilität ist ein bekannter Stimulus Aktivierung Scherbeanspruchung induzierte Vasodilatation, zum Schutz der nicht-elastische distale Arterie von Hochdruckströmungs Verletzungen 8,9. In einem Modell der PAH sekundäre aortopulmonale chirurgische Rangieren, Nour et al. Gezeigt, intrapulmonale Scher stress-vermittelte endotheliale Funktion Enhancement 10. Mehrere Studien haben gezeigt, dass NO, Prostacyclin und ET-1-Expression sind eng durch Änderungen pulsatile Strömung reguliert. In der Tat, ein moderater Anstieg der pulsatilen Fluss erhöht eNOS-Aktivität und Prostacyclin Ebenen, die beide in PAH reduziert. Pulsierenden Fluss Modulation wird wahrscheinlich in der Ätiologie der PAH in Verbindung gebracht und künstlich erhöht es ist eine attraktive und neuartige Weise der Erhöhung NO und Prostazyklin Produktion im Lungenkreislauf.

Die vorliegende Studie soll beurteilen die Auswirkungen einer 10 min pulsatilen Fluss mit einem neu entwickelten pulsierenden Katheter auf hämodynamische Messungen in einer pulmonalen Hypertonie (PH) Modell bei Ferkeln in denen Hypoxie induziert wurde. Es wurde vermutet, dass die Erhöhung Pulmonalarterie Pulsatilität induziert Vasorelaxation der Lungenarterien, wodurch Pulmonalarteriendrucks abnimmt.

Rechtsherz catheterization (RHC) ist eine kritische klinische Intervention für die Diagnose und Follow-up von PAH-Patienten. Tatsächlich ist es der sicherste Weg zur Diagnose von PAH und ermöglicht es Ärzten, vaskuläre Reaktivität 11,12 sowie Fortschreiten der Erkrankung zu beurteilen. In der Tat jeder PAH Patienten erfährt RHC mehrmals. In der vorliegenden Studie bei großen Tieren soll die Wirksamkeit und Sicherheit von pulsatilen Katheter bei der Beurteilung und Behandlung von PAH während einer regulären RHC Verfahren demonstrieren. Da pulsatile Katheter sind bereits verfügbar und RHC wird routinemäßig bei PAH-Patienten durchgeführt, diese Studie liefert alle erforderlich, um klinische Studien durchführen zu können schnell Informationen.

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Protocol

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HINWEIS: Diese Studie wurde vom Ethikausschuss Nummer CEEA34.PB.103.12 zugelassen.

1. Verwendung von Ferkel als Tiermodell

  1. Führen Sie die in zwei Gruppen (n = 6 pro Gruppe), in Bezug auf Geschlecht, Alter (15 ± 3 Monate) und Gewicht (30 ± 10 kg) (Kontrollgruppe und chronischer Hypoxie (CH) Gruppe) abgestimmt. Haus der CH-Gruppe für 3 Wochen in einer Unterdruckkammer (0,4 atm), und Haus die Kontrollgruppe in regelmäßigen normobare (1 atm) Bedingungen.
  2. Verwenden Sie eine Unterdruckkammer, bestehend aus einer Plexiglas-Box mit einem 2 Quadratmeter Grundfläche und einer Höhe von 1,6 Meter, wie in Abbildung 1 dargestellt.
  3. Kontinuierlich zu überwachen und eine Temperatur zwischen 18 ° C und einem Druck von 0,4 Atmosphären zu halten. Für ausreichende Lüftung sorgen durch eine Vakuumpumpe, so dass ein Lufterneuerungsrate von 8 m 3 pro Stunde.
  4. Legen Sie zwei Tiere in der Kammer des entsprechenden Wurf. Jede 48 Stunden, stellen Sie den Druck in der Box auf normobare Bedingungen für die Hälfteeine Stunde zu reinigen die Box, in der Gegenwart der beiden Tiere, mit der Box gehalten closedto sie verhindern zu entkommen. Dieses Verfahren zur Induzierung von pulmonaler Hypertonie wurde weithin validiert 13.
  5. Anästhesierung der Tiere
    1. Betäuben die Ferkel mit einer anfänglichen intravenösen Injektion von Natriumthiopental (10 mg / kg) und Aufrechterhaltung einer Narkose durch kontinuierliche Inhalation von Isofluran (1,5 bis 3,5%). Zwei Tropfen Carbopolgel in der Ferkel Augen Hornhaut Trockenheit zu verhindern.
    2. Legen Sie die Tiere in der linken Seitenlage mit ihren Vorderbeinen gefesselt in einer gebeugten Position, um die Brust freizulegen. Reinigen Sie die Haut mit Wasser und Seife und dann rasieren mit einem elektrischen Rasierer, jede Haar, das Eindringen der Ultraschall durch die Brust behindern könnten, zu entfernen.
  6. Echokardiogramm
  7. Überwachung der Entwicklung der PAH in Längsrichtung und nicht-invasiv durch Echokardiographie. Führen Sie ein Echo jede Woche mit einem 3 MHz-Sonde. Record ein Elektrokardiogramm, indem 3-Elektroden auf der rechten und linken Pfoten und auf der rechten Seite der Brust.
  8. Record zweidimensional und M-Modus-Bilddaten in drei verschiedene Fälle (Längs- und Nebenachse und apikalen) unter Verwendung einer Doppler-Sonde. Halten Sie die Sonde in der rechten Hand und zwischen der vierten und fünften linken Zwischenrippenräume. Bewegen Sie die Sonde langsam nach oben und unten, rechts und links drehen, bis eine gute Bildauflösung für die verschiedenen Herzstrukturen (dh das Septum) erhalten. Das akustische Fenster unterscheidet sich leicht von einem Tier zum anderen in Abhängigkeit von der Position des Herzens in der Brust.
  9. Nehmen Sie das EKG zur gleichen Zeit für jeden dieser Fälle und für mindestens 10 Herzzyklen, um Offline-Analyse zu ermöglichen. Enddiastole ist als der Punkt im Herzzyklus zusammenfällt mit dem Beginn der Q-Welle im EKG bestimmt. Ende der Systole zusammenfällt mit dem Beginn der T-Welle.
  10. Messen Sie Mitral- und Trikuspidalklappe Blutfluss durch einePical Sicht Doppler-Ultraschall. Legen Sie die-Doppler-Sonde an der Spitze des Manubrium sterni; im Entnahmebereich gerade oberhalb des Ventils angeordnet, um den Blutfluss über den Ventil aufzuzeichnen.
  11. Aufzeichnung der Strömungsgeschwindigkeit des Blutes während des Herzzyklus durch Doppler-Flussmessung, um die Geschwindigkeits-Zeit-Integral der Blutfluss durch die Mitral- und Trikuspidalklappe und die Aorten- und Pulmonalklappen erhalten. Verwenden Sie das Video Graphics Array der Echograph, um Bilder mit einer Bildrate von 25 pro Sekunde, um feste Bilder oder Bilder-Sequenz von der Echograph bereitgestellt bekommen zu speichern.
  12. Messung der Dimensionen und Oberflächenbereich der Herzkammern mit Messgeräten und die Konturen der durch das in Übereinstimmung mit den internationalen Empfehlungen 14 in den Echograph integrierte Software vorgeschlagen Flächen.
  13. Messen Sie die freie Wanddicke von der rechten Herzkammer während der Diastole und der Systole durch TM (Zeitlupe) Aufnahme in Nebenachse Inzidenz 14.
  14. Meadass der Pulmonalarterie Wurzel Durchmesser an der Spitze der Pulmonalklappe auf der Nebenachse 14 Ansicht.
  15. Messen, das Septum und die hintere Wand des linken Ventrikels während der Diastole in TM Bewegung auf der Längsansicht zu Beginn der Q-Zacken im EKG und in der Systole an der Spitze der T-Welle im EKG-14.
  16. Messen Sie die linksventrikuläre enddiastolische Durchmesser (LVEDD) und linksventrikulärer endsystolische Durchmessern (LVESD). Berechnen fractional shortening (FS) unter Verwendung der Formel FS (%) = (LVEDD-LVESD) / LVEDD. Den Durchmesser der Aorta und der Fläche der rechten und linken Vorhof.
  17. Von der Geschwindigkeits-Zeit-Integral der Mitral- und Trikuspidalklappe Blut fließt, messen Sie das folgende: maximale Amplitude des E und eine Welle, Verzögerung der Halbzeit der E-Welle, Flussdauer, Geschwindigkeits-Zeit-Index 14.
  18. Von Doppler-Messungen der Lungenarterie, messen Sie das folgende: Maximalgeschwindigkeit, Aufstieg der Halbzeit,fließen Dauer und der darin integrierten 14.
  19. Beurteilen Sie die linksventrikuläre Lautstärke mit dem Simpson 15 Verfahren.
  20. Speichern Sie die Daten für jedes Ferkel in einer Datenbank für die anschließende statistische Analyse auf die ganze Gruppe.

2. Rechtsherzkatheter

  1. Tier Vorbereitung
    1. Vor pulsatile Katheterplatzierung, Schwein liegt in einer Unterdruckkammer während 3 Wochen, um pulmonale Hypertonie zu induzieren platziert.
    2. Schnell die Tiere für 24 Stunden vor der Operation (24 h für feste Nahrung, 8 bis 12 h für Wasser).
    3. 24 Stunden vor der RHC, haben eine gut ausgebildete Tierarzt führen Sie eine pre-Anästhesie klinischen Prüfung zu Schleimhautfarbe, Rekapillarisierungszeit Zeit, globale Lungen- und Herzfunktionen mit einem Stethoskop und die Körpertemperatur mit Hilfe eines Rektalthermometer bewerten.
    4. Injektionen verabreichen Midazolam (intramuskulär, 0,5 mg / kg) und Morphinhydrochlorid (intramuskulär, 0,1 mg / kg) 15 bis 30 min vor der Induktion of Anästhesie. Wiederholen Injektion von Morphin-Hydrochlorid (0,05 bis 0,5 mg / kg, intramuskulär) während der Induktions alle 4 bis 6 Stunden.
    5. Verabreichen Natriumthiopental (10 mg / kg, intravenös) über eine anfängliche Bolusinjektion von 5 mg / kg, dann durch eine teilweise eingespritzt, bis es wirksam war. Folgen Sie uns das durch Beutel und Maske Belüftung bis Intubation.
    6. Piglet Intubation
      1. Schmieren Sie die Röhre mit pramocaine Gel. Legen Sie eine Metallschreibkopf in das Rohr, um es zu versteifen und die Intubation zu erleichtern.
      2. Tippen Sie auf das Augenlid zu tiefe Narkose zu gewährleisten. Führen Intubation durch direkte Visualisierung des Kehlkopfes, mit einer Laryngoskop, um die Zunge zu erhöhen und zu verhindern Verletzungen der Stimmband. Pumpen Sie den Schlauch Ballon Aufstoßen Fragen zu vermeiden.
    7. Steuern Sie die Atemfrequenz bei 10-12 Atemzüge pro Minute; Stromvolumen 7-10 ml / kg, Inhalationsdrucks von 25 bis 30 cm H 2 O und eine Inspirationsphase von 2 sec mit einem positiven End-exspiratorischen Druck von 5 cm H 2 O.
    8. Betäuben das Tier mit Isofluran in 100% Sauerstoff (Induktions 3-5% mit Sauerstofffluss von 2-3 l / min, Aufrechterhaltung der 1,5-2,5% Sauerstoffstrom bei 1 l / min). Gelten Carbopolgel an der Hornhaut, wie in Schritt 1.5.1.
    9. Legen Sie eine heparinisierten Katheter in die Schwanz A. auricularis (5 ml einer 0,9% igen Kochsalzlösung mit 5.000 IU / ml Heparin versetzt) ​​über subkutane Infusion mit grünen Kanüle an Ort und Stelle mit einer Naht Stich fixiert.
    10. Infundieren Ringer-Laktat-Lösung (10-20 ml / kg / h).
    11. Legen Sie das Tier auf einer leicht geneigten Untersuchungstisch. Halten Sie den Kopf leicht nach unten geneigt, um den Speichelfluss zu fördern.
  2. Überwachung
    1. Alle 5 min, prüfen und notieren Sie die folgenden Werte auf den einzelnen Anästhesie Fallbericht: Schleimhautfarbe und kapillare Füllungszeit, Unterkiefermuskelspannung und Augapfel Position, Miosis / Mydriasis, Augenlidreflexe.
    2. Das Herz und die respira kontinuierlich zu überwachentory Rate, Pulsoxymetrie, Körpertemperatur und Elektrokardiogramme. Legen Sie eine arterielle Einführungs in die Oberschenkelarterie. Legen Sie eine großkalibrige 10 cm langen Katheter in die Oberschenkelarterie und den systemischen Blutdruck zu überwachen.
  3. Einrichten des pulsierenden Katheter
    ANMERKUNG: Diese medizinische Vorrichtung besteht aus zwei Kathetern, die Seite-an-Seite und miteinander verschweißt. Der distale Teil der ersten eine mit einem Standard-Ballon mit einem Durchmesser von 20 mm und einem maximalen Fassungsvermögen von 5 ml verbunden. Der zweite Katheter ermöglicht Einführen eines Drahtes, um die Positionierung in der Pulmonalarterie zu erleichtern. Das Gerät ist 750 mm lang mit einem Innenmesser von 0,035 und einem Außendurchmesser von 12 Fr.
    1. Für die Experimente durchzuführen Pulsation mit einer kleinen Tierbeatmungs Harvard 683, die ein aktives Vakuum auf den Ballon wirkt während der Deflation und positiven Druck beim Aufblasen mit einem Volumen von 2,5 ml für jeden Impuls. Helium verwenden als Treibgas für den Balloon zu pumpen, um die Gasembolie zu verhindern.
    2. Notieren Sie die Oberfläche EKG-Kurven ständig irgendwelche Herzrhythmusstörungen während der Protokoll zu dokumentieren. In der linken Oberschenkelarterie, schließen eine Sensoreinrichtung auf eine 20-Gauge-Katheter zu einer hämodynamischen Monitoring-System angeschlossen ist.
  4. Rechtsherzkatheter
    1. Waschen und rasieren den Hals des Tieres. Reinigen Sie die Haut mit einem Hautantiseptischen Lösung (Betadine Scrub) mit einem Gazekompresse. Um die Operationsstelle abzugrenzen, legen sterilen Tüchern um die rechte Halsschlagader zwischen der rechten Schulter und dem sterni.
    2. Machen Sie eine 4 cm Längsschnitt mit einer sterilen Schere auf halbem Weg zwischen der rechten Schulter und dem sterni.
    3. Die Haut- und Muskelschichten mit einer Pinzette vorsichtig entfernen. Dann entfernen Sie vorsichtig die rund um die Vene über eine Länge von ca. 5 cm Bindegewebe. Clip der distalen Seite, um Blutungen zu verhindern. Legen Sie ein Bindemittel Draht um die proximal Seite, um die Vene Öffnung nach hemi Schnitt zu steuern.
    4. Mit Hilfe eines speziellen kleinen sehr scharfen Meißel, schneiden Sie die Ader in die Hälfte quer. Stellen Sie sicher, dass die Kanten des Einschnitts sind ordentlich. Mit dünnen Schaumstoff, heben eine Kante des Einschnitts und drücken Sie vorsichtig den Katheter in der proximalen Seite der Vene. Steuer Blutungen mit Bindemittel Draht.
    5. Führen Sie den Katheter in die Halsschlagader und drücken Sie nacheinander durch die obere Hohlvene, rechte Vorhof, rechte Herzkammer und schließlich der Lungenarterie.
    6. Nehmen Sie den Druck über 10 stabile Herzzyklen, auf jeder Herzkammer und Lungenschlagader (T0). Messen Sie Herzblut fließt dreimal in 1-Minuten-Intervallen.
    7. Positionieren Sie den Ballonkatheter in die Lungenarterie unter Durchleuchtungskontrolle. Aufblasen und Entleeren des Ballons (Pulsation) mit 1 cm 3 Helium. Weiter Pulsation für 10 min. Nehmen Drücke über 10 stabile Herzzyklen, in jeder Herzkammer und der Lungen artery und Messung der Herzdurchblutung nach 10 min (T1).
    8. Messen Sie die Herzdurchblutung wieder 30 Minuten nach der Pulsatilität Protokoll (T2).

3. keine Messung

  1. Schließen Sie ein Douglas Tasche zu der ausgeatmeten Atemgasaustrittsrohr, bis er vollständig gefüllt ist. Legen Sie sie über die in-Rohr aus einem NO-Atem-Analysator.
  2. Langsam und ständig zwingen die ausgeatmete Luft in den Analysator durch Zusammendrücken des elastischen Douglas Tasche. Messen Sie die Tasche Abfluss durch den Durchflussmesser des Analysators einen konstanten Fluss zu halten.

4. Histologie Messungen

  1. Narkose, injizieren 30 ml Dolethal (injizierbare Lösung nach Sterbehilfe) in die pulsatile Katheter im Herzen platziert.
  2. Unmittelbar nach der Euthanasie, öffnen Sie die Brust durch Sägen der Hammergriff in Längsrichtung, leicht bewegen das Herz und halten Sie die rechte Lunge. Dann mit Präparierscheren, schneiden Sie zwei 2 oder 3 cm 3 Proben aus dem miDDLE Lungenlappen.
  3. Schnellfrost einer Probe in flüssigem Stickstoff und bei -80 ° C gelagert. Befestigen Sie die zweite Probe in 3,7% Paraformaldehyd für 24 h und dann in Paraffin die anschließende histologische Untersuchung zu verankern.
  4. Zuführen Histologie Messungen wie zuvor beschrieben 16. Messen Sie die PA Wandstärke wie folgt: 2 Messungen / Arterie in 10 Arterien / Ferkel und Ferkel in 6 / Gruppe.
  5. Statistische Analysen. Werte wurden als fache Veränderung ± SEM ausgedrückt.
    1. So vergleichen Sie zwei Mittel, verwenden Sie einen ungepaarten Student t-Test. Vergleichen Sie mehr als zwei Mittel, mit einem Einweg-ANOVA, gefolgt von einem Dunn-Test. A p <0,05 wurde als statistisch signifikant (*).

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Representative Results

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Zunehmende Lungenarterie Pulsatile Flow verbessert induzierten chronischen Hypoxic Pulmonary Hypertension in Ferkel

Vor dem Aussetzen Tieren zu einem Anstieg des pulsatilen Flusses, Ultraschall wurde nicht-invasiv zu werden, ob die Ferkel waren pulmonalen Hypertonie entwickelt. Wie in 2 gezeigt, drei Wochen chronischer Hypoxie die Entwicklung von Lungenhochdruck bei Ferkeln, gekennzeichnet durch eine signifikante Reduktion der Lungenarterie Beschleunigungszeit (Doppler) und eine Erhöhung der RV-Hypertrophie (M-Modus). Während RHC, invasive Messungen sowohl rechtsventrikulären systolischen Druck (RVSP) und mittlere PA Druck bestätigte die Anwesenheit der pulmonalen Hypertonie bei chronisch hypoxischen Ferkel vs. Kontrolle Ferkel (Werte T0) (Abbildung 3). Diastolischer Druck im rechten Ventrikel war -3 ± 1 mmHg in der Kontrollgruppe und -2 ± 1 in der PAH-Gruppe und die atrialen Druck betrug -4 ± 2 mmHg in EACh-Gruppe. Die systemische Druck betrug 106 ± 13 vs 95 ± 18 mmHg in der Kontrollgruppe vs der PAH-Gruppe. Lungenhochdruck wurde auch durch die Quantifizierung der Gefäßremodelling bei der histologischen Schnitte bestätigt. Um die wahrscheinlichen therapeutischen Wirkung von pulsierenden Fluss auf pulmonale Hypertonie zu untersuchen, wurde ein pulsierender Katheter verwendet werden, um eine künstliche pulsatile Lungenfluss für 10 min zu erzeugen. Wie in Figur 3 eine Erhöhung des pulsatilen Flusses für 10 Minuten führte zu einer signifikanten Reduktion sowohl RVSP gezeigt und bedeuten PA Druck (T1-Werte) gegenüber der Basislinie (T & sub0; -Werte). Da die Herzleistung nicht verändert wurde, reduzierte Pulsatilität der vaskulären Lungenarterie Widerstand von 26 ± 3% in der Kontrollgruppe und von 41 ± 4% in der PAH-Gruppe. Um zu gewährleisten, dass die Abnahme der PA-Druck wurde über die Zeit aufrechterhalten blieb Tiere, bei denen die richtige Katheter nicht weiter pulsierenden Fluss zu erzeugen, anstelle für weitere 30 min. Wie gezeigt (T2-Werte), die beide RVSPund mittlere PA Druck weiter ab im Vergleich zum Ausgangswert (T0 Werte). Es sei darauf hingewiesen, daß der systemische Gefäßparameter wurden nicht durch die Erzeugung von pulsierenden Fluss in der Lungenarterie und weder Druck noch systemische Herzleistung deutlich verändert berührt.

Ausgeatmetem NO wurde 6 chronisch hypoxischen Ferkel (T0) und 40 min nach der Erzeugung des künstlichen pulsatile Strömung (T2) gemessen wird. Das vorläufige Ergebnis, die bestätigt werden muss - eine signifikante (p <0.001) Zunahme der ausgeatmeten NO von 2 ± 1 ppm bis 22 ± 8 ppm.

Schließlich ergab die pulsatile Strömung keine signifikanten Auswirkungen auf zirkulierenden ET-1 und von 5-HT, was darauf hindeutet, dass die Abnahme PA Druck vor allem auf eine Erhöhung der NO-Erzeugung.

Abbildung 1
Abbildung 1: DiaGramm des Protokolls. (A) Schematische Darstellung der hypoxischen Feld mit der erforderlichen Ausrüstung. (B) Zeitleiste des Experiments. Echokardiographen wurden jede Woche für 3 Wochen vor durchgeführt, während und nach der Hypoxie. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 2
Abbildung 2: Die Echokardiographie Ergebnisse Typische Analyse gemessen nicht-invasiv.. (A) in den 3 Wochen (W1, W2, W3) von chronischer Hypoxie-Exposition (0,4 Atmosphären), wurden Veränderungen der Herzfrequenz als rechtsventrikuläre Hypertrophie beobachtet schrittweise erhöht (B). Außerdem Lungenarterie Beschleunigungszeit (PAAT) Messungen (C) gezeigt, dass PAAT verringert in PAH Pigl deutlichets als PAH fortgeschritten, während keine Änderungen in der Kontrollgruppe auftrat. Eine ANOVA statistische Analyse der geringen Zahl der betroffenen Tiere angepasst wurde durchgeführt (* p <0,05; ** p <0.005; *** p <0.001). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 3
Abb. 3: Lungen Druck wurde Umge Nach Pulsatile Catheter Exposure (A) Ferkel wurden pulsatile Katheterisierung für 10 Minuten ausgesetzt. Der mittlere pulmonale arterielle Druck (PAPcm H 2 O) wurde vor (T0) unmittelbar nach (T1) ausgewertet wird, und 30 min nach der Pulsation (T2). Jedes Mal wurde der Druck über 10 stabile Herzzyklen, um einen repräsentativen Wert für die Ergebnisse zu erhalten, gemessen. (B) Vascular REMOD Eling wurde quantifiziert und wurde in PAH Ferkel stieg im Vergleich zum Steuer Ferkeln. Eine ANOVA-Statistikanalyse der geringen Anzahl der betroffenen Tiere angepasst wurde durchgeführt (* p <0,05; ** p <0.005; *** p <0,001).

Figur 4
Abbildung 4: Pulsatile Katheter nicht ändern hämodynamischen Parameter Die systemische systolische Druck (A) und das Herzzeitvolumen (B) wurden in PAH und Kontrolle Ferkel vor, während und nach der pulsatile Protokoll ausgewertet.. Kein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen und den verschiedenen Zeitpunkten beobachtet. (C) Der systolische Lungendrücke wurden (mmHg) nach rechts Katheterisierung bei T0, T1 und T2 gemessen wird. Eine ANOVA-Statistikanalyse der geringen Anzahl der betroffenen Tiere angepasst wurde durchgeführt (* p <0,05; ** p <0.005; *** p <0,001).ww.jove.com/files/ftp_upload/52571/52571fig4large.jpg "target =" _ blank "> Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Discussion

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Zum ersten Mal wurde gezeigt, dass Veränderungen der Lungen pulsatile Fluss kausal mit der Entwicklung von PAH der chronischen hypoxischen Exposition. Diese translationalen Ansatz belegt, dass die Induktion einer künstlichen Erhöhung der Lungen pulsatilen Fluss mit einem speziell Katheter verbessert Lungenhochdruck, wahrscheinlich durch die Erhöhung keine Generation.

Diese Erkenntnisse sind nicht nur originell, sie sind auch von großem therapeutischem Interesse, die zeigen, dass endogene NO-Produktion kann mechanisch und sicher in den Lungenkreislauf, ohne die systemischen Funktionen stimuliert werden. Das Studiendesign entspricht den neuesten Empfehlungen der präklinischen Forschung bei Lungenhochdruck, der vor kurzem empfohlen Tests an großen Tieren vor neuen Methoden werden in Kliniken übernommen. Die Translations Potential dieser Befunde ist sehr hoch.

Doch die pathophysiologischenMechanismus der PAH ist nicht eindeutig. Klassifikation der PAH wird zwischen fünf verschiedenen Gruppen. Gruppe drei stellvertretend für mediale Hypertrophie der chronischen Hypoxie. Obwohl es in dieser Gruppe enthalten sein, so gilt das Modell nicht perfekt repräsentieren menschliche PAH. Menschliche PAH der chronischen Hypoxie wird hauptsächlich chronischer Bronchitis, bei denen Läsionen der Bronchien und Lungenparenchym induzieren peripheren Lungen zu systemischen Nebenschlüsse verbunden sind. Diese Shunts veran Hypoxämie über eine andere der in dem Modell verwendeten Mechanismus. Hier ist das Modell näher an das Leben in großer Höhe als Lungenerkrankung. Doch die kardiale Hämodynamik des Modells sind in der Nähe wie beim Menschen: gleiche Herzfrequenz, Herzzeitvolumen und demselben selben Lungendruck.

Eine frühere Studie von Nour et al. Gezeigt, koronare 17 und Lungenkreislauf 10 Vasodilatation sekundär zu Pulsation. Ihr Modell der PAH war ein aortopulmonale Shunt. Aortopulmonale sjagt den Blutfluss in den Lungenarterien. Es ist unsere Ansicht, dass die Platzierung eines Ballons in die Lungenarterie schafft ein Hindernis für die Rechtsherzauswurf, die mit der Abnahme der in ihrem Experiment beobachteten Lungendruck stören könnten. Es ist aus diesem Grund, dass ein Modell der PAH gewählt wurde, der keine Auswirkungen Herzleistung. Stattdessen bleibt die Herzdurchblutung im ganzen konstant Experiment.

Außerdem sind ihre experimentellen Bedingungen ganz anders, da die Brust des Tieres wird operativ während des Aufbringens der Pulsatilität, die normale Belüftung und Lungenkreislauf modifiziert eröffnet. Es ist daher schwierig, die beiden Versuche zu vergleichen.

Der Mechanismus, über den Pulsatilität verringert PAH nicht nachgewiesen wurde. Das von Nour geführte Studie zeigten einen Anstieg der E-NOS, während wir zeigten eine Zunahme von ausgeatmetem NO. Diese zwei Schlussfolgerungen sind stark an einer Rolle playEd von NO in der PAH-Untersetzungsmechanismus. Aber auch andere Mediatoren beteiligt 18 werden. Es wäre sinnvoll, weitere Studien durchführen, um die Biomarker in Pulsation-induzierte Vasodilatation beteiligt zu untersuchen.

NO Lieferung wurde als vorteilhaft für PAH-Patienten 19-21 berichtet. Jedoch NO hat eine sehr kurze Halbwertszeit und seine Verwendung zur Behandlung von Patienten beinhaltet daher ein kompliziertes Verfahren. Darüber hinaus ist die Freisetzung von NO sekundäre pulsatile Strömung muss mehr eindeutig nachzuweisen. Die Erhöhung der eNOS und die in der Studie von Nour aber nicht in der Studie durchgeführt, beobachtet systemische Vasodilatation legen nahe, dass es notwendig ist, weitere Studien, die die NO-Freisetzung durch die Pulsatilität und seine Rolle bei Vasodilatation verursachte Spannungen. Dies ist ein weiterer Grund, warum keine Therapie ist noch nicht in der klinischen Praxis.

Rechtsherzkatheter ist ein Standardverfahren verwendet, um die Schwere der Erkrankung zu beurteilen und zu überwachen patient Behandlung 16,18. Es wäre durchaus möglich, um pulsatile Katheter anstelle der normalen Katheter zu verwenden. Dies würde keine zusätzliche Verfahren und könnte verwendet werden, um die Schwere der PAH zu beurteilen als auch zur Behandlung von Patienten und zur Verbesserung ihres Zustandes werden. Ein weiterer Vorteil dieser Technik ist, dass es nur wenige, wenn überhaupt, toxische Wirkungen hat. Da diese Geräte zu induzieren keine Generation über ein physiologischer Prozess, jede nachteilige Wechselwirkungen mit anderen Therapien unwahrscheinlich. Folglich könnte pulsatile Katheter schnell und sicher in Patienten, die eine anhaltende Behandlung verwendet werden.

Obwohl Roman, die Ergebnisse dieser Studie bestätigen frühere Beobachtungen in links Herzinsuffizienz-Patienten, die sekundäre Lungenhochdruck entwickelt wurde. In der Tat, Patienten mit pulmonaler Hypertonie mit chronischer Herzinsuffizienz verbunden ein erhebliches Risiko der Morbidität und Tod nach Herztransplantationen. Torre-Amione et al. 22 beobachteten thbei Patienten, die eine pulsatile linksventrikuläre Unterstützungsvorrichtung erhielten, eine signifikante Abnahme der Lungendruck, damit sie für Herztransplantationen qualifizieren. Obwohl es in der Studie untersuchte, konnte kein Release wahrscheinlich erklären, die Verbesserung der Lungendruck, wie in dieser Studie. Diese Studie bestätigt nicht nur bisherigen Erkenntnisse aber darauf hin, dass der Einsatz von pulsierenden Katheter sollte auch in linken Herzinsuffizienz-Patienten, die sekundäre Lungenhochdruck mit hoher klinischer Bedeutung entwickeln erkundet werden.

Trotz der sehr vielversprechend, diese Studie hat einige Einschränkungen. Erstens ist die Wirksamkeit dieser Vorrichtung nur mit einem Modell der Lungenhochdruck getestet. Derzeit gibt es nur sehr wenige Großtierlungenhochdruck-Modelle 23. Es ist wichtig, neue Modelle zu entwickeln. Im Lichte der Ergebnisse von Torre-Amione et al. 22 betreffend sekundäre Lungenhochdruck, eine pulmonale Hypertonie Modell Associated mit Linksherzinsuffizienz wäre von großem therapeutischem Interesse ist. Die Wirkung der pulsierenden Katheter auf die NO-Freisetzung wurde durch Messung über die NO, die in der ausgeatmeten NO PA und nicht direkt geschätzt. Ozkan et al. 24 haben gezeigt, dass ausgeatmete NO ist ein guter Indikator für die Menge von NO im PA Zirkulation. In der Tat in ihrer Studie zeigten sie, dass ausgeatmete NO sank bei PAH-Patienten vs. Kontrollen und die Stimulierung keine Generation in der PA mit Epoprostenol wurde in der ausgeatmeten NO wider. Dies bedeutet, dass keine Messung ausgeatmet ist eine gültige Methode zur Schätzung KEINE Ebenen, die in der PA. Diese Studie auch PA Druck gemessen über 30 Minuten, aber die langfristigen Auswirkungen (Wochen, Monate und Jahre) wurden nicht untersucht. Teilen diese Technik ermöglicht es anderen Teams, um verschiedene Protokolle (dh Kombinationen mit anderen Behandlungen) zu testen, analysieren die Vorteile und vielleicht entdecken schädliche Wirkungen haben. Vor allem ist zu hoffen, dass diese Studie kann dazu führen,schnelle und sichere Anwendung des Gerätes in der menschlichen PAH-Patienten.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Drugs for anesthesia
sodium thiopental, THIOPENTAL SODIUM Abbott, France 0000071-73-8 powder
3 place Gustave Eiffe 94518 RUNGIS CEDEX.
 isoflurane, FORANE Abbott, France 05260-05 glass bottle 250 ml
3 place Gustave Eiffe 94518 RUNGIS CEDEX.
midazolam, Hypnovel Accord Healthcare  Vidal injectable ampoules 1mg/ml
45 Rue du Faubourg de Roubaix 59000 Lille France
pramocaine,TRONOTHANE 1%  Laboratoires LISAPHARM Vidal Gel appl locale T/30g
3, rue Scheffer. 75016 Paris.
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Zunehmende Lungenarterie Pulsatile Flow verbessert hypoxische Lungenbluthochdruck in Ferkel
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Courboulin, A., Kang, C., Baillard, O., Bonnet, S., Bonnet, P. Increasing Pulmonary Artery Pulsatile Flow Improves Hypoxic Pulmonary Hypertension in Piglets. J. Vis. Exp. (99), e52571, doi:10.3791/52571 (2015).More

Courboulin, A., Kang, C., Baillard, O., Bonnet, S., Bonnet, P. Increasing Pulmonary Artery Pulsatile Flow Improves Hypoxic Pulmonary Hypertension in Piglets. J. Vis. Exp. (99), e52571, doi:10.3791/52571 (2015).

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