Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

עורק ריאת הגדלת pulsatile תזרים משפר חוסר חמצן יתר לחץ דם ריאה בחזירונים

doi: 10.3791/52571 Published: May 11, 2015

Abstract

יתר לחץ דם ריאתי עורקים (PAH) הוא מחלה הפוגעת בעורקי ריאה דיסטלי (הרשות הפלסטינית). עורקים אלה הם מעוותים, שהובילו לכישלון של חדר ימין. טיפולים נוכחיים הם מוגבלים. מבחינה פיזיולוגית, זרימת דם פועמת פוגעת בכלי הדם. בתגובה ללחץ פועם ספג, כלי לשחרר תחמוצת חנקן (NO) כדי לגרום להרחבת כלי דם להגנה עצמית. המבוסס על התבוננות זו, מחקר זה פיתח פרוטוקול להעריך אם זרימת דם מלאכותית ריאה pulsatile יכולה לגרום לירידת NO-תלוי בלחץ בעורק ריאה. קבוצה אחת של חזרזירים נחשפה להיפוקסיה כרונית במשך 3 שבועות ובהשוואה לקבוצת ביקורת של חזרזירים. פעם בשבוע, החזרזירים עברו בדיקה אקו על מנת להעריך את חומרת PAH. בסוף חשיפת היפוקסיה, החזרזירים היו נתונים לפרוטוקול pulsatile באמצעות צנתר pulsatile. לאחר שהרדים ומוכן לניתוח, וריד הצוואר של החזרזיר היה מבודד וCAtheter הוצג דרך העלייה ימנית, החדר ממני ועורק הריאה, בשליטת radioscopic. לחץ ריאתי עורקים (PAP) נמדד לפני (T0), מייד לאחר (T1) ו -30 דקות לאחר פרוטוקול pulsatile (T2). זה הודגם כי פרוטוקול pulsatile זה הוא שיטה בטוחה ויעילה של גרימת ירידה משמעותית בPAP הממוצע באמצעות מנגנון NO-תלוי. נתונים אלה לפתוח אפיקים חדשים לניהול הקליני של PAH.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

יתר לחץ דם ריאתי עורקים הוא מחלה מסכנת חיים המשפיעה על כלי דם ריאתי. יש הסכמה בתחום שחוסר איזון בין גידול בvasoconstrictors (אנדותלין, סרוטונין) וירידה במרחיבי כלי דם (NO, prostacyclin) תורם להתפתחות של PAH. לאורך זמן, פנוטיפ פרו-constrictive זה מתפתח לפנוטיפ פרו-שגשוג ואנטי-אפופטוטיים מורכב, לתרום לפיתוח של נגעים של כלי דם 1.

חשיפה ממושכת לvasoconstrictors מובילה לעלייה משמעותית ומתמשכת ב[ Ca 2 +] i בתאי שריר חלק בעורק ריאה, המאפשר ההפעלה של מספר גורמי שעתוק מוסדר סידן, כגון NFAT 2-4, קידום התפשטות PASMC והתנגדות ל פנוטיפ אפופטוזיס 5. פנוטיפ זה מוביל לנגעים של כלי דם ריאתי, שתרם לעלייה בלחץ הרשות הפלסטינית והן במיל הריאהistance, שסופו של דבר מוביל לאי ספיקת לב ימני קטלנית 6.

נכון לעכשיו, אין טיפול זמין שהופך PAH אם כי יש כמה שישפר את איכות חיים של חולי 7. בין טיפולים אלה, את האפקטיביות של שאיפת NO טיפול הודגמו אבל בגלל זמן מחצית החיים שלו קצרים שקשה להשתמש בפרקטיקה קלינית. מסיבה זו, טיפולים יותר יציבים ועמידים כבר העדיפו, כמו תחליפי prostacyclin, או חוסמי הקולטן אנדותלין 7. לפתח טיפולים טובים יותר, זה הכרחי כדי לשפר ולהרחיב את הידע של הפתופיזיולוגיה של PAH.

Pulsatility הוא גירוי ידוע הפעלת התרחבות מתח מושרה גזירה, הגנה על עורק דיסטלי לא אלסטי מזרימת פציעות בלחץ גבוה 8,9. במודל של PAH המשני לaortopulmonary הסטה כירורגית, נור ואח '. רח' גזירת intrapulmonary הפגיןבתיווך ESS תפקוד האנדותל שיפור 10. מספר מחקרים הראו כי אין, prostacyclin וביטוי ET-1 מוסדרים באופן הדוק על ידי שינויים בזרימה פועמת. ואכן, עלייה מתונה בזרימת pulsatile מגבירה את פעילות eNOS ורמות prostacyclin, אשר שניהם מופחתות בPAH. זרימת pulsatile אפנון כנראה מעורב באטיולוגיה של PAH ובאופן מלאכותי בהגדלתו היא דרך אטרקטיבית ורומן של הגדלת NO וייצור prostacyclin בתוך מחזור דם ריאתי.

המחקר הנוכחי נועד להעריך את ההשפעות של pulsatile 10 דקות לזרום באמצעות צנתר pulsatile חדש שפותח על מדידות המודינמית במודל יתר לחץ דם ריאה (PH) בחזרזירים בהם היפוקסיה כבר מושרה. זה כבר שיערו כי הגדלת pulsatility עורק ריאה גורמת vasorelaxation של עורקי הריאה, ובכך להקטין את לחץ בעורק ריאה.

לב חתול תקיןheterization (RHC) היא התערבות קלינית קריטית לאבחון ומעקב של חולי PAH. ואכן, זה הוא הדרך אמינה ביותר לאבחון רופאי PAH ומאפשר לחוקרים להעריך את תגובת כלי דם 11,12 כמו גם התקדמות מחלה. למעשה כל חולה PAH עובר RHC מספר פעמים. המחקר הנוכחי בבעלי חיים גדולים נועד להדגים את היעילות ובטיחות של צנתרים pulsatile בהערכה והטיפול בPAH במהלך הליך RHC רגיל. בגלל הצנתרים pulsatile כבר זמינים וRHC מבוצע באופן שגרתי בחולי PAH, מחקר זה מספק את כל המידע הנדרש לתוכל לערוך ניסויים קליניים במהירות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

הערה: מחקר זה אושר על ידי מספר ועדת האתיקה CEEA34.PB.103.12.

1. שימוש בחזירונים כמודל חיה

  1. לבצע בשתי קבוצות (n = 6 בכל קבוצה), מותאם במונחים של מין, גיל (15 ± 3 חודשים) ומשקל (30 ± 10 קילוגרם) (קבוצת ביקורת וקבוצת היפוקסיה כרונית (CH)). בית הקבוצה CH במשך 3 שבועות בתא hypobaric (0.4 ATM), ובית קבוצת השליטה בnormobaric הרגיל (ATM 1) תנאים.
  2. השתמש קאמרי hypobaric המורכב מתיבת פרספקס עם טביעת רגל 2 מ"ר ובגובה של 1.6 מטרים, כפי שמוצג באיור 1.
  3. ברציפות לפקח ולשמור על טמפרטורה של 18 מעלות צלזיוס ולחץ של 0.4 אטמוספרות. להבטיח אוורור נאות על ידי משאבת ואקום, המאפשר קצב התחדשות אוויר של 8 מ '3 לשעה.
  4. מניחים שני בעלי חיים בתא של ההמלטה המתאימה. כל שעה 48, להחזיר את הלחץ בתיבת תנאי normobaric למחציתשעה כדי לנקות את התיבה, בנוכחות שני בעלי החיים, עם התיבה המשיכה closedto למנוע מהם לברוח. שיטה זו של גרימת יתר לחץ דם ריאה אומתה נרחבת 13.
  5. הרדמה של בעלי החיים
    1. להרדים את החזרזירים עם הזרקה תוך ורידית של ראשונית thiopental נתרן (10 מ"ג / קילוגרם) ולשמור על הרדמה על ידי שאיפה מתמדת של isoflurane (1.5 ל 3.5%). החל שתי טיפות של ג'ל Carbopol בעיניים "חזירונים כדי למנוע יובש בקרנית.
    2. מניחים את החיות במצב פַּחֶסֶת הרוחב נשאר עם הרגליים הקדמיות שלהם קשורות במצב מכווץ כדי לחשוף את החזה. נקה את העור במים וסבון ולאחר מכן לגלח באמצעות מכונת גילוח חשמלית כדי להסיר כל שיער שיכול לעכב חדירה של אולטרסאונד בחזה.
  6. אקו
  7. לעקוב אחר ההתפתחות של PAH longitudinally והלא פולשני ידי אקו. בצע הד בכל שבוע באמצעות מתמר 3 מגה-הרץ. RecORD רל על ידי הנחת 3 אלקטרודות מימין ומשמאל והכפות בצד ימין של החזה.
  8. נתוני הדמיה שיא דו-ממדי ו- M-מצב בשלושה מקרים שונים (ציר אורך, קטין ופסגה) באמצעות הבדיקה דופלר-. החזק את הבדיקה ביד ימין והמקום בין חללי הצלע השמאלי הרביעי וחמישי. הזז את החללית באיטיות ולמטה, מסובב אותו ימינה ושמאלה עד רזולוציית תמונה טובה מתקבלת למבני לב השונים (כלומר המחיצה). חלון אקוסטי שונה במקצת מבעלי חיים אחד למשנהו בהתאם לעמדתו של הלב בחזה.
  9. רשום את א.ק.ג. באותו הזמן לכל אחד ממקרים אלה ולפחות 10 מחזורי לב כדי לאפשר ניתוח off-line. ירוויח הסוף מוגדר כנקודה במחזור הלב בד בבד עם תחילתו של גל Q באק"ג. התכווצות הסוף עולה בקנה אחד עם תחילתו של גל T.
  10. למדוד את זרימת דם שסתום צניפי וtricuspid ידיאולטרסאונד דופלר תצוגת pical. מניחים את-דופלר הבדיקה בקצה sterni manubrium; אזור הדגימה היה ממוקם ממש מעל השסתום כדי להקליט את זרימת הדם חוצה את השסתום.
  11. רשום את מהירות הדם במהלך מחזור הלב על ידי Flowmetry דופלר להשיג את המהירות בזמן נפרד מזרימת הדם דרך מסתם מיטרלי וtricuspid וסתם אב העורקים וריאות. השתמש במערך גרפיקת וידאו של echograph כדי לאחסן תמונות בקצב פריימים של 25 שניות על מנת לקבל תמונות קבועות או תמונות הניתנות על ידי רצף echograph.
  12. מדוד את הממדים ושטח פנים של חללי לב באמצעות מכשירי מדידה וקווי המתאר של אזורי פני השטח שהוצעו על ידי התוכנה משולבת בechograph בהתאם להמלצות בינלאומיות 14.
  13. מדוד את עובי הקיר החופשי של החדר ממני במהלך דיאסטולה והתכווצות ידי TM (זמן תנועה) הקלטה בשכיחות ציר קטין 14.
  14. מאהבטוח קוטר שורש עורק הריאה בקצה של שסתומי ריאה בתצוגת ציר הקטין 14.
  15. מדוד את המחיצה והקיר האחורי של החדר השמאלי במהלך דיאסטולה בתנועה TM במבט אורכי בתחילת גלי Q באק"ג ובהתכווצות בקצה של גל T בא.ק.ג. 14.
  16. מדוד את קוטר החדר השמאלי הסוף-דיאסטולי (LVEDD) וקטרים ​​הסוף-סיסטולי של חדר השמאלי (LVESD). לחשב קיצור חלקי (FS) באמצעות FS הנוסחה (%) = (LVEDD-LVESD) / LVEDD. מדוד את הקוטר של אב העורקים ואת שטח הפנים של אטריום ימין ומהשמאל.
  17. ממהירות בזמן נפרד מצניפי ותזרים דם tricuspid, למדוד את הדברים הבאים: משרעת המרבי של E וגל, האטה בחץ המשרה של גל E, לזרום מדד משך, מהירות-זמן 14.
  18. ממדידות דופלר של עורק הריאה, למדוד את הדברים הבאים: המהירות המרבית, התרוממות בחצי משרה,לזרום משך ו נפרד 14.
  19. להעריך את השמאל בשיטת סימפסון 15 הנפח של החדר.
  20. לאחסן את הנתונים עבור כל חזרזיר במסד נתונים לניתוח סטטיסטי שלאחר מכן בכל הקבוצה.

2. ימין לב צנתור

  1. הכנת בעלי חיים
    1. לפני מיקום צנתר pulsatile, חזיר ממוקם בתא hypobaric במהלך 3 שבועות על מנת לגרום ליתר לחץ דם ריאתי.
    2. לצום בעלי החיים במשך 24 שעות לפני הניתוח (24 שעות למזון מוצק, 8 עד 12 שעות למים).
    3. 24 שעות לפני RHC, יש לי וטרינר מאומן היטב לבצע בחינה קלינית מראש הרדמה להעריך צבע רירי קרום, זמן מילוי נימים, ריאות גלובליות ופונקציות לב באמצעות סטטוסקופ וטמפרטורת גוף באמצעות מדחום רקטלי.
    4. להזריק של Midazolam (תוך שרירית, 0.5 מ"ג / קילוגרם) וhydrochloride מורפיום (תוך שרירית, 0.1 מ"ג / קילוגרם) 15 עד 30 דקות לפני o האינדוקציההרדמה ו. הזרקה חוזרת של מורפיום הידרוכלוריד (0.05-0.5 מ"ג / קילוגרם, תוך שרירית) במהלך אינדוקציה כל 4 עד 6 שעות.
    5. לנהל thiopental נתרן (10 מ"ג / קילוגרם, תוך ורידי) באמצעות הזרקה ראשונית בולוס של 5 מ"ג / קילוגרם לאחר מכן על ידי הזרקה חלקית עד שהיה יעיל. בצע זאת על ידי שקית ולהסוות אוורור עד אינטובציה endotracheal.
    6. אינטובציה חזרזיר
      1. לשמן את הצינור עם ג'ל pramocaine. הכנס חרט מתכת לתוך הצינור כדי להקשיח אותו ולהקל על תהליך אינטובציה.
      2. לגעת בעפעף כדי להבטיח הרדמה עמוקה. לבצע אינטובציה על ידי הדמיה ישירה של הגרון, באמצעות לרינגוסקופ להעלות את הלשון ולהימנע מפגיעה במייתרי הקול. לנפח את בלון הצינור כדי למנוע בעיות הקשורות לregurgitation.
    7. לשלוט על קצב הנשימה ב10-12 נשימות לדקה; נפח נוכחי של 7-10 מיליליטר / קילוגרם, לחץ ניפוח של 25 עד 30 סנטימטרים H 2 O ושלב שאיפה של 2 שניות עם דואר חיובילחץ ND-נשיפה של 5 סנטימטר H 2 O.
    8. להרדים את החיה עם isoflurane ב 100% חמצן (אינדוקציה 3-5% עם זרימת חמצן של 2 עד 3 ליטר / דקה, תחזוקה של 1.5-2.5% זרימת חמצן בL 1 / min). החל ג'ל carbopol לקרנית כמו בשלב 1.5.1.
    9. הכנס קטטר heparinized לתוך עורק אוזן הזנב (5 מיליליטר של תמיסת מלח 0.9% ממוסמרים עם 5,000 IU / הפרין מיליליטר) באמצעות עירוי תת עורי עם צינורית ירוקה קבועה במקום עם תפר תפר.
    10. להשרות תמיסה הרטמן (10-20 מיליליטר / קילוגרם / שעה).
    11. מניחים את החיה על שולחן בדיקה מעט מוטה. שמור את הראש נוטה מעט כלפי מטה כדי לקדם את זרימת רוק.
  2. ניטור
    1. כל 5 דקות, לבדוק ולתעד את הערכים הבאים בדו"ח מקרה ההרדמה הפרט: מיוזיס / mydriasis, רפלקס palpebral צבע רירי קרום וזמן מילוי נימים, טונוס שרירים לסת ומיקום גלגל העין,.
    2. ברציפות לפקח על הלב וrespiraשיעור הטורים, דופק oximetry, טמפרטורת הגוף ואק"ג. הכנס ההיכרויות עורקים לעורק הירך. הכנס גדול קליבר 10 סנטימטרים צנתר ארוך, לעורק הירך ולפקח על לחץ הדם המערכתי.
  3. הגדרה של קטטר pulsatile
    הערה: מכשיר רפואי מורכב משני צנתרים ממוקמים בצד על ידי צד ומרותך יחד. החלק הדיסטלי של הראשון מחובר לבלון סטנדרטי בקוטר של 20 מ"מ וקיבולת נפח מרבי של 5 מיליליטר. קטטר השני מאפשר החדרה של חוט כדי להקל על מיקום בעורק הריאה. המכשיר הוא 750 מ"מ ארוך עם מד פנימי של 0.035 וקוטר חיצוני של 12 האב
    1. לניסויים, לבצע פעימה עם מאוורר קטן הרווארד 683 בעלי חיים, שחל ואקום פעיל לבלון בדפלציה ולחץ חיובי באינפלציה, בהיקף של 2.5 מיליליטר לכל דופק. השתמש הליום כגז דלק לכדורoon לשאוב כדי למנוע תסחיף גז.
    2. רשום את העתקים אק"ג משטח רציף לתעד כל הפרעות בקצב לב במהלך הפרוטוקול. בעורק הירך השמאל, חבר התקן חיישן לקטטר 20 מד, מחובר למערכת ניטור המודינמי.
  4. צנתור לב ימני
    1. להתרחץ ולהתגלח צווארו של בעל החיים. לנקות את העור עם תמיסת חיטוי עורית (לשפשף פולידין) באמצעות תחבושות. לסמן את האתר כירורגית, למקם את הסדינים מעוקרים סביב הצוואר הימני בין כתף ימין וsterni manubrium.
    2. לעשות חתך אורכי 4 סנטימטר עם מספריים סטרילי בחץ דרך בין כתף ימין וsterni manubrium.
    3. מוציא בזהירות את שכבות עור ושרירים עם מלקחיים. ואז בעדינות להסיר את רקמת חיבור המקיפה את הווריד מעל אורך של כ -5 סנטימטרים. קליפ הצד הדיסטלי כדי למנוע דימום. מניחים חוט כורך סביב יחסי הציבורצד oximal להיות מסוגל לשלוט בפתיחת הווריד לאחר חמי-סעיף.
    4. באמצעות אזמל חד מאוד קטן ספציפי, לחתוך את הווריד במחצית רוחבי. ודא שהקצוות של החתך הם מסודרים. שימוש בקצף דק, להעלות קצה אחד של החתך ודחף בעדינות את הצנתר לצד הפרוקסימלי של העורק. בקרת דימום עם חוט קלסר.
    5. להציג את הצנתר לוריד הצוואר ורציפות לדחוף דרך הווריד הנבוב מעולה, עלייה ימנית, חדר ממני, ולבסוף, בעורק הריאה.
    6. רשום את הלחצים על 10 מחזורי לב יציבים, בכל חלל לב ועורק הריאה (T0). למדוד דם לב לזרום שלוש פעמים במרווחי 1 דקות.
    7. מקם את צנתר הבלון בעורק הריאה בשליטת radioscopic. לנפח ולהוציא את אוויר הבלון (פעימה) עם 1 סנטימטר 3 של הליום. המשך פעימה במשך 10 דקות. שיא לחצים מעל 10 מחזורי לב יציבים, בכל חלל לב וריאת arteר"י ולמדוד את זרימת הדם של הלב לאחר 10 דקות (T1).
    8. למדוד את זרימת דם לב שוב 30 דקות לאחר פרוטוקול pulsatility (T2).

3. אין מדידה

  1. חבר תיק דאגלס לצינור מוצא גז הנשימה נשפו עד שהוא מלא לחלוטין. מניחים אותו על בצנרת של מנתח אין נשימה.
  2. לאט ובכל הזמן לאלץ את האוויר ננשף לתוך המנתח על ידי דחיסת תיק דאגלס אלסטי. למדוד את תזרים התיק על ידי מד הזרימה של המנתח כדי לשמור על זרימה מתמדת.

4. מדידות היסטולוגיה

  1. תחת הרדמה, להזריק 30 מיליליטר של Dolethal (פתרון להזרקה להמתת חסד) לקטטר pulsatile ממוקם בלב.
  2. מייד לאחר המתת חסד, לפתוח את החזה על ידי ניסור manubrium לאורך זמן, מעט להזיז את הלב ולהחזיק את הריאה הימנית. לאחר מכן באמצעות לנתח מספריים, לחתוך שני 2 או 3 סנטימטר 3 דגימות מהמילאונת ddle של הריאות.
  3. Snap להקפיא דגימה אחת בחנקן נוזלי ומאוחסן ב -80 ° C. תקן את המדגם השני בparaformaldehyde 3.7% למשך 24 שעות ולאחר מכן להטביע פרפין לניתוח היסטולוגית שלאחר מכן.
  4. לבצע מדידות היסטולוגיה כמתואר 16 בעבר. מדוד את עובי קיר הרשות כדלקמן: 2 מדידות / עורק בעורקי 10 / חזרזיר וב 6 חזירונים / קבוצה.
  5. ביצוע ניתוחים סטטיסטיים. הערכים באו לידי ביטוי כשינוי של פי ± SEM.
    1. להשוות בין שני אמצעים, להשתמש מבחן t של סטודנט מזווג. כדי להשוות יותר משני אמצעים, להשתמש ANOVA חד-כיווני ואחריו המבחן של דאן. P <0.05 נחשב משמעותי מבחינה סטטיסטית (*).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

עורק ריאת הגדלת pulsatile תזרים משפר מושרה חוסר חמצן יתר לחץ דם ריאה כרוני בחזירונים

לפני חשיפת בעלי חיים לגידול בתזרים pulsatile, אולטרסאונד שימש הלא פולשני כדי לבדוק שהחזרזירים פיתחו יתר לחץ דם ריאתי. כפי שניתן לראות באיור 2, שלושה שבועות של היפוקסיה כרונית הנגרמים על ההתפתחות יתר לחץ דם ריאתי בחזרזירים, המאופיין בירידה משמעותית בזמן האצה עורק ריאה (דופלר) ועלייה בהיפרטרופיה RV (M-מצב). במהלך RHC, מדידות פולשנית של שני לחץ תקין של חדר הסיסטולי (RVSP) ומתכוון לחץ הרשות הפלסטינית אישרו את נוכחותו של יתר לחץ דם ריאה בחזירונים חוסר חמצן כרוניים לעומת חזירונים שליטה (T0 ערכים) (איור 3). לחץ הדיאסטולי בחדר ממני היה של -3 ± 1 מ"מ כספית בקבוצת הביקורת ו-2 ± 1 בקבוצת PAH ולחץ פרוזדורים היה -4 ± 2 מ"מ כספית בEACקבוצת ח. הלחץ המערכתי היה 106 ± 13 לעומת 95 ± 18 מ"מ כספית בקבוצת הביקורת לעומת קבוצת PAH. יתר לחץ דם ריאה אושר גם על ידי כימות של שיפוץ של כלי דם בפרוסות היסטולוגית. כדי להעריך את ההשפעה הטיפולית הסבירה של זרימת pulsatile על יתר לחץ דם ריאה, קטטר pulsatile שימש ליצירת זרימת ריאה pulsatile מלאכותית במשך 10 דקות. כפי שניתן לראות באיור 3 גידול בתזרים pulsatile למשך 10 דקות המושרית הפחתה משמעותית בשני RVSP ואומרים לחץ (ערכי T1) הרשות הפלסטינית בהשוואה לנקודת התחלה (ערכי T0). מאז תפוקת הלב לא השתנתה, pulsatility הפחית את ההתנגדות של כלי דם בעורק ריאה ב -26 ± 3% בקבוצת הביקורת ועל ידי 41 ± 4% בקבוצת PAH. כדי להבטיח שהירידה בלחץ הרשות נשמרה לאורך זמן, בעלי חיים שבו קטטר הנכון לא לייצר תזרים pulsatile נוסף נשארו במקום 30 דקות נוספות. כפי שניתן לראות (ערכי T2), שני RVSPולחץ הרשות הפלסטינית ממוצע נמשכו ירידה בהשוואה לנקודת ההתחלה (ערכי T0). יש לציין כי פרמטרים כלי דם מערכתיים לא הושפעו על ידי הדור של זרימה פועמת בעורק הריאה ושלא בלחץ מערכתי ולא השתנה באופן משמעותי את תפוקת לב.

אין נשף נמדד במשך 6 חזירונים כרוני חוסר חמצן (T0) ו -40 דקות לאחר הדור של הזרימה המלאכותית pulsatile (T2). תוצאה זו ראשונית, אשר צריכה להיות אישר - הראתה עלייה משמעותית (p <0.001) בנשף NO מעמודים לדקה 2 ± 1 עד 22 ± 8 עמודים לדקה.

לבסוף, זרימת pulsatile לא הראתה השפעה משמעותית על הרמות במחזור ET-1 ו5-HT, המצביעים על כך הירידה בלחץ הרשות הפלסטינית נבעה בעיקר מגידול בNO דור.

איור 1
איור 1: Diaגרם של הפרוטוקול. () תרשים של תיבת חוסר חמצן עם הציוד הנדרש. ציר זמן (B) של הניסוי. Echocardiographs בוצע בכל שבוע במשך 3 שבועות לפני, במהלך ואחרי היפוקסיה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2
איור 2: תוצאות אקו ניתוח אופייני נמדד הלא פולשני.. (א) במהלך 3 השבועות (W1, W2, W3) של חשיפה הכרונית היפוקסיה (0.4 אטמוספרות), שינויים בקצב לב נצפו כהיפרטרופיה של חדר ימין הגדיל בהדרגה (B). בנוסף, זמן תאוצת עורק ריאה מדידות (PAAT) (ג) הראו שPAAT ירד באופן משמעותי בpigl PAHETS כPAH התקדם, בעוד שלא חלו שינויים בקבוצת הביקורת. ניתוח סטטיסטי ANOVA המותאם למספר הקטן של בעלי חיים הנוגעים בדבר בוצע (* p <0.05; ** p <0.005; *** p <0.001). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3
איור 3:. לחץ ריאתי התהפך בעקבות החשיפה pulsatile צנתר חזירונים () נחשפו לצנתור pulsatile למשך 10 דקות. אומר לחץ בעורק ריאה (PAPcm H 2 O) הוערך לפני (T0), מייד לאחר (T1), ולאחר 30 דקות הפעימה (T2). בכל פעם, הלחץ נמדד מעל 10 מחזורי לב יציבים על מנת לקבל ערך נציג לתוצאות. (ב) כלי דם remod eling היה לכמת והוגדל בחזירונים PAH בהשוואה לחזירונים שליטה. ניתוח סטטיסטי ANOVA המותאם למספר הקטן של בעלי חיים הנוגעים בדבר בוצע (* p <0.05; ** p <0.005; *** p <0.001).

איור 4
איור 4: קטטרים pulsatile לא שינה המודינמית פרמטרי לחץ המערכתי הסיסטולי () ותפוקת הלב (ב) הוערכו בPAH וחזרזירי שליטה לפני, במהלך ואחרי פרוטוקול pulsatile.. לא נצפה הבדל משמעותי בין הקבוצות והזמנים השונים. (ג) הסיסטולי לחצי ריאה נמדדו (מ"מ כספית) על ידי צנתור תקין בT0, T1 ו- T2. ניתוח סטטיסטי ANOVA המותאם למספר הקטן של בעלי חיים הנוגעים בדבר בוצע (* p <0.05; ** p <0.005; *** p <0.001)."Target =" _ ww.jove.com/files/ftp_upload/52571/52571fig4large.jpg blank "> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

בפעם הראשונה, זה כבר הראה כי שינויים בזרימת pulsatile ריאה הם סיבתי קשורים להתפתחות של PAH המשני לחשיפת חוסר חמצן כרונית. גישת translational זה מספקת ראיות לכך שגרימת עלייה מלאכותית בזרימת pulsatile ריאה באמצעות צנתר שתוכנן במיוחד משפרת יתר לחץ דם ריאה, כנראה על ידי הגדלת NO דור.

ממצאים אלה הם לא רק מקוריים, הם גם עניין טיפולי גדול, הוכחה כי ייצור NO אנדוגני יכול להיות מגורה באופן מכאני ובבטחה בתוך מחזור דם ריאתי, מבלי להשפיע על פונקציות מערכתיות. עיצוב המחקר עומד בהמלצות האחרונות פרה-קליני המחקר ביתר לחץ דם ריאה, שלאחרונה המליצו בדיקות בבעלי חיים גדולים לפני שיטות חדשות שאומצו במרפאות. פוטנציאל translational של ממצאים אלה הוא גבוה מאוד.

עם זאת pathophysiologicalמנגנון של PAH אינו ייחודי. סיווג של PAH מבדיל בין חמש קבוצות שונות. קבוצה שלוש היא נציג של היפרטרופיה המדיאלי המשנית להיפוקסיה כרונית. למרות שזה יכול להיות כלול בקבוצה זו, המודל אינו מושלם לייצג PAH האנושי. PAH אדם המשני להיפוקסיה כרונית קשור בעיקר לברונכיטיס כרוני שבו נגעים של parenchyma הסמפונות והריאה לגרום shunts ריאה למערכתי פריפריה. shunts אלה לגרום hypoxemia באמצעות מנגנון שונה מזה ששמש במודל. כאן, המודל קרוב יותר לחיים בגובה רב יותר ממחלת ריאות. עם זאת הפרמטרים המודינמיים לב של המודל קרובים לאלה בבני אדם: את קצב לב, אותה תפוקת לב ואותו לחץ ריאתי.

מחקר קודם על ידי נור et al. הפגין כלילית 17 וריאת מחזור 10 התרחבות משנית לפעימה. המודל של PAH היה מחלף aortopulmonary. Aortopulmonary שלציד להגביר את זרימת דם בעורק הריאה. זה לדעתנו כי הצבת בלון בעורק הריאה יוצרת מכשול לפליטה של ​​חדר ימין שיכול להפריע לירידה בלחץ ריאתי שנצפה בניסוי שלהם. זה מסיבה שמודל של PAH נבחר שאינו משפיע על תפוקת לב. במקום זרימת דם הלב נשארה קבועה לאורך כל ניסוי.

יתר על כן, תנאי הניסוי שלהם הם שונים לגמרי מאז החזה של החיה נפתח בניתוח במהלך יישום של pulsatility, אשר משנה אוורור תקין וזרימת דם ריאתי. לכן קשה להשוות בין שני הניסויים.

המנגנון שדרכו pulsatility יורד PAH לא הודגם. המחקר שנערך על ידי נור הראה עלייה בדואר NOS, בזמן שאנחנו הפגנו גידול בנשף NO. שתי מסקנות אלה הן מאוד מרמזים על תפקיד PLAYed ידי NO במנגנון הפחתת PAH. עם זאת מתווכים אחרים עשויים להיות מעורבים 18. זה יהיה שימושי לביצוע מחקרים נוספים כדי לבחון את הסמנים הביולוגיים מעורבים בהתרחבות מושרה פעימה.

אין משלוח דווח כמועיל לחולי PAH 19-21. עם זאת, אין יש זמן מחצית חיים קצרים מאוד ושימוש בו לטיפול בחולים ולכן כרוך בהליך מסובך. בנוסף, השחרור של NO המשני לזרימה פועמת צריך להיות הפגין בצורה ברורה יותר. העלייה בeNOS וההתרחבות המערכתית שנצפתה במחקר שנערך על ידי נור אך לא במחקר מצביעים על כך שיש צורך לערוך מחקרים נוספים לבחון NO שחרור הנגרם על ידי pulsatility ותפקידה בהרחבת כלי דם. זו סיבה נוספת מדוע אין טיפול עדיין לא השתמש בפרקטיקה קלינית.

צנתור לב ימני הוא הליך סטנדרטי המשמש להעריך את חומרת המצב וכדי לפקח על patienטיפול לא 16,18. זה יהיה לגמרי אפשרי על מנת להשתמש בצנתרי pulsatile במקום צנתרים רגילים. זה לא היה דורש כל הליכים נוספים ויכול לשמש כדי להעריך את חומרת PAH כמו גם לטיפול בחולים ולשפר מצבם. יתרון נוסף של שיטה זו הוא שיש לו מעט, אם בכלל, אפקטים, רעילים. מאז התקנים אלה לגרום NO דור באמצעות תהליך פיסיולוגי, כל אינטראקציה מזיקה עם טיפולים אחרים היא סבירה. כתוצאה מכך, הצנתרים pulsatile יכולים להיות במהירות ובבטחה בשימוש בחולים הזקוקים לטיפול מתמשך.

למרות שרומן, ממצאי מחקר זה מאשרים תצפיות קודמות שנעשו בחולים אי ספיקת לב השמאלי שפיתחו יתר לחץ דם ריאה משני. ואכן, יש לי חולים עם יתר לחץ דם ריאתי קשור עם אי ספיקת לב כרונית סיכון משמעותי של השתלות לב תחלואה והמוות הבא. . 22 ה הנצפית Torre-Amione et alבחולים שקיבלו pulsatile עזב חדרית לסייע מכשיר הייתה ירידה משמעותית בלחץ ריאתי, שמאפשר להם כדי להעפיל להשתלות לב. למרות שלא חקר במחקר, אין שחרור יכול כנראה להסביר את השיפור בלחץ ריאתי, כמו במחקר זה. מחקר זה לא רק מאשר ממצאים קודמים, אך מצביע על כך שהשימוש בצנתרי pulsatile צריך גם להיחקר בחולים אי ספיקת לב שמאלי שלפתח יתר לחץ דם ריאה משנית של משמעות קלינית גבוהה.

למרות היותו מאוד מבטיח, יש מחקר זה מספר מגבלות. ראשית, את היעילות של מכשיר זה נבדקה עם דגם אחד של יתר לחץ דם ריאה בלבד. נכון לעכשיו יש מעט מאוד מודלים יתר לחץ דם ריאתי גדולים לבעלי חיים 23. זה חיוני כדי לפתח מודלים חדשים. לאור הממצאים בטורה-Amione et al. 22 בעניין יתר לחץ דם ריאה משני, עמית מודל יתר לחץ דם ריאהד עם אי ספיקת לב השמאלית יהיה עניין טיפולי גדול. ההשפעה של צנתרים pulsatile על NO שחרור הוערכה על ידי מדידת נשף אין ולא ישירות דרך NO מחזור ברשות הפלסטינית. Ozkan et al. 24 הראו כי נשף NO הוא אינדיקטור טוב מהסכום של NO במחזור הרשות הפלסטינית. ואכן במחקרם, הם הוכיחו כי אין ננשפו ירדו בחולי PAH לעומת בקרה, וכי גירוי NO דור בepoprostenol באמצעות הרשות הפלסטינית באו לידי ביטוי בנשף NO. אמצעי זה שנשף אין מדידה הוא שיטה חוקית של הערכת NO רמות במחזור ברשות הפלסטינית. מחקר זה גם נמדד לחץ הרשות הפלסטינית על 30 דקות, אבל את ההשפעות לטווח הארוך (שבועות, החודשים ושנים) לא נחקרו. שיתוף טכניקה זו יאפשר לצוותות אחרים כדי לבדוק את פרוטוקולים שונים (כלומר שילובים עם טיפולים אחרים), לנתח את היתרונות ואולי לגלות תופעות לוואי. מעל לכל, הוא קיווה כי מחקר זה עשוי להוביל לשימוש מהיר ובטוח של המכשיר בחולי PAH אנושיים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

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.
morphine chlohydrate Lavoisier CMD Lavoisier Laboratoires CHAIX et DU MARAIS Vidal injectable ampoules 
7, rue Labie -75017 Paris - France
Acrylates Copolymer-Carbopol® Aqua SF-1 Polymer Lubrizol gel appl local
Elysées La Défense 19 le Parvis 92073 Paris la défense
Material 
Ventilateur Harvard 683 Harvard apparatus Harvard apparatus DRIM 75 rue des Anglais - 78700 Conflans Ste Honorine   
Echographe Voluson E8 with a 3.5 MHz probe General Electric GEHealthcare DRIM 75 rue des Anglais - 78700 Conflans Ste Honorine   
Pulsatil Catheter Cardio inovating system Cardio innovative systems, 33 rue Vivienne, Paris, France 75002
NO breath Analyseur Respur Respur 26 rue Felix Rouget 95490 Vaureal France

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Malenfant, S., et al. Signal transduction in the development of pulmonary arterial hypertension. Pulm Circ. 3, (2), 278-293 (2013).
  2. Paulin, R., et al. Signal transducers and activators of transcription-3/pim1 axis plays a critical role in the pathogenesis of human pulmonary arterial hypertension. Circulation. 123, (11), 1205-1215 (2011).
  3. Courboulin, A., et al. Role for miR-204 in human pulmonary arterial hypertension. J Exp Med. 208, (3), 535-548 (2011).
  4. Bonnet, S., et al. The nuclear factor of activated T cells in pulmonary arterial hypertension can be therapeutically targeted. Proc Natl Acad Sci U S A. 104, (27), 11418-11423 (2007).
  5. Meloche, J., et al. Role for DNA damage signaling in pulmonary arterial hypertension. Circulation. 129, (7), 786-797 (2014).
  6. Humbert, M., et al. Cellular and molecular pathobiology of pulmonary arterial hypertension. J Am Coll Cardiol. 43, (12 Suppl S), 13S-24S (2014).
  7. Archer, S. L., Michelakis, E. D. An evidence-based approach to the management of pulmonary arterial hypertension. Curr Opin Cardiol. 21, (4), 385-392 (2006).
  8. Li, M., Scott, D. E., Shandas, R., Stenmark, K. R., Tan, W. High pulsatility flow induces adhesion molecule and cytokine mRNA expression in distal pulmonary artery endothelial cells. Ann Biomed Eng. 37, (6), 1082-1092 (2009).
  9. Li, M., Stenmark, K. R., Shandas, R., Tan, W. Effects of pathological flow on pulmonary artery endothelial production of vasoactive mediators and growth factors. J Vasc Res. 46, (6), 561-571 (2009).
  10. Nour, S., et al. Intrapulmonary shear stress enhancement: a new therapeutic approach in pulmonary arterial hypertension. Pediatr Cardiol. 33, (8), 1332-1342 (2012).
  11. Barst, R. J., et al. Diagnosis and differential assessment of pulmonary arterial hypertension. J Am Coll Cardiol. 43, (12 Suppl S), 40S-47S (2004).
  12. Galie, N., et al. Guidelines on diagnosis and treatment of pulmonary arterial hypertension. The Task Force on Diagnosis and Treatment of Pulmonary Arterial Hypertension of the European Society of Cardiology. Eur Heart J. 25, (24), 2243-2278 (2004).
  13. Naeije, R., Dewachter, L. Animal models of pulmonary arterial hypertension. Rev Mal Respir. 24, (4 pt 1), 481-496 (2007).
  14. Via, G., et al. International evidence-based recommendations for focused cardiac ultrasound. J Am Soc Echocardiogr. 27, (7), e681-e683 (2014).
  15. Folland, E. D., et al. Assessment of left ventricular ejection fraction and volumes by real-time, two-dimensional echocardiography. A comparison of cineangiographic and radionuclide techniques. Circulation. 60, (4), 760-766 (1979).
  16. Meloche, J., et al. Critical role for the advanced glycation end-products receptor in pulmonary arterial hypertension etiology. J Am Heart Assoc. 2, (1), e005157 (2013).
  17. Nour, S., et al. Intrapulmonary shear stress enhancement: a new therapeutic approach in acute myocardial ischemia. Int J Cardiol. 168, 4199-4208 (2013).
  18. Barrier, M., et al. Today's and tomorrow's imaging and circulating biomarkers for pulmonary arterial hypertension. Cell Mol Life Sci. 69, (17), 2805-2831 (2012).
  19. Budev, M. M., Arroliga, A. C., Jennings, C. A. Diagnosis and evaluation of pulmonary hypertension. Cleve Clin J Med. 70, Suppl 1. S9-S17 (2003).
  20. Barst, R. J., Channick, R., Ivy, D., Goldstein, B. Clinical perspectives with long-term pulsed inhaled nitric oxide for the treatment of pulmonary arterial hypertension. Pulm Circ. 2, (2), 139-147 (2012).
  21. Pepke-Zaba, J., Higenbottam, T. W., Dinh-Xuan, A. T., Stone, D., Wallwork, J. Inhaled nitric oxide as a cause of selective pulmonary vasodilatation in pulmonary hypertension. Lancet. 338, (8776), 1173-1174 (1991).
  22. Zapol, W. M., Rimar, S., Gillis, N., Marletta, M., Bosken, C. H. Nitric oxide and the lung. Am J Respir Crit Care Med. 149, (5), 1375-1380 (1994).
  23. Stenmark, K. R., Meyrick, B., Galie, N., Mooi, W. J., McMurtry, I. F. Animal models of pulmonary arterial hypertension: the hope for etiological discovery and pharmacological cure. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 297, (6), L1013-L1032 (2009).
  24. Torre-Amione, G., et al. Reversal of secondary pulmonary hypertension by axial and pulsatile mechanical circulatory support. J Heart Lung Transplant. 29, (2), 195-200 (2010).
עורק ריאת הגדלת pulsatile תזרים משפר חוסר חמצן יתר לחץ דם ריאה בחזירונים
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter