小鼠急性心肌梗死的实时压力容积分析
Summary
小鼠急性心肌梗死诱发左心室 (LV) 功能的急性但不完全特征性改变。lv 导管在冠状动脉闭塞小鼠中的应用是一种实时评价 lv 功能的新方法。
Abstract
急性心肌梗死可导致急性心力衰竭和心源性休克。血流动力学的评估对于评估任何针对急性左心室 (LV) 功能障碍的潜在治疗方法都是至关重要的。目前的成像方式 (例如, 超声心动图和磁共振成像) 有几个局限性, 因为 LV 压力的数据不能直接测量。lv 导管在冠状动脉闭塞小鼠中的应用, 可作为实时评价 lv 功能的一种新方法。
在手术开始时, 小鼠被麻醉后气管插管。对于 LV 插管, 右颈动脉通过中颈部切口暴露。导管被引入并放置在 LV 腔内。左开胸术进行, 左主干冠状动脉 (LCA) 结扎。为诱导再灌注, 缝线在45分钟后释放, 在任何时候都记录了压力容积数据。
结扎的 LCA 导致 LV 收缩功能下降, 这证明了30% 减少中风体积, LV 弹射分数 (EF) 和心脏输出。最大 dp/dt 作为一个参数的 LV 收缩力也显著降低, 舒张功能严重受损 (最小 dP/dt-40%)。再灌注在20分钟期间没有导致 LV 作用的完全恢复。
实时压力容积分析作为监测急性心肌梗死小鼠心功能的有效方法。保持稳定的麻醉和规范化的手术方法对确保有效的结果至关重要。急性心肌梗死的早期阶段对发病率和死亡率有重要意义, 该方法可为心肌新策略的临床前评价提供有益的借鉴。
Introduction
心血管疾病是西方文明中最常见的死亡原因1。急性心肌梗死是一个关键事件, 这是与高急性和慢性死亡率2。即使通过急诊经皮冠状动脉介入术 (PCI) 实现血管重建, 死亡率仍然很高, 特别是在48小时后, 急性心肌梗塞患者出现症状后3。急性左心室功能降低引起的心源性休克是3例住院死亡率的主要原因。这种早期的 LV 功能降低是由于缺血再灌注后心肌损伤所致。这种所谓的缺血/再灌注 (I/R) 损伤是介导的细胞代谢物的变化, 如夸大产生的活性氧物种4,5。
为了探索可能的保护机制, 导致在临床前设置的心肌损害减少, 可靠的鼠标模型是必不可少的, 包括评估的方法后, 左/R LV 功能6。在这一背景下, 经胸超声心动图7和磁共振成像 (MRI)6被广泛用于功能分型8,9。然而, 这些方法不适用于评估严重的 lv 功能障碍和心源性休克的持续急性心肌梗死, 不能直接显示有关 LV 压力的数据。在体外试验中使用隔离心脏的 Langendorff 装置提供了有关早期 I./R 损伤10的潜在 pathomechanisms 的信息。这种方法是有限的, 因为它无法重现体内的适应性机制, 如调节自主神经系统或激素调节和酸碱平衡。目前尚无方法可用于完全功能分型的心源性休克和左心室功能障碍在持续性心肌 I./R 损伤。
一种同步的方法, 结合压力容积 (PV) 插管和瞬态手术左冠状动脉主干 (LCA) 闭塞可能是有益的, 但技术上的挑战。稳定的源于血流动力学在我/R 损伤是必不可少的有效的结果, 因为不稳定的麻醉或失血可能严重影响的结果。采用低压光伏插管和瞬态 LCA 阻断技术对分型损伤的血流动力学进行研究, 可为急性心肌梗死患者心源性休克和 LV 功能障碍提供新的见解, 并作为今后分析心肌。
Protocol
Representative Results
Discussion
对急性心肌梗死的 lv 血流动力学进行光电监测, 是实时评价心源性休克和左心室损伤的 lv 功能的一种新方法。PV 导管可以提供一个广泛的参数, 关于 LV 收缩和舒张功能。除了通常由超声心动图或 MRI (腔容积, EF, 中风体积和心脏输出) 获得的 lv 容积参数外, PV 分析通过同时提供 lv 收缩的措施, 产生一个更完整的 lv 功能剖面性能 (收缩力 dp/dt, 中风工作) 和 LV 遵约 (dp/dt, 头) 作为一个参数的舒张…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
作者承认以下资金来源: 否则 Kröner-费森尤斯-基金会 (Tienush Rassaf);Hans 和格蒂 Fischer 基金会 (Tienush Rassaf), 补助金从医学教职员, 大学杜伊斯堡-埃森, 德国 (Tienush Rassaf, 米歇尔);Grimmke-基金会 (基督 Rammos)。
Materials
| Calibration cuvette | Millar instruments | 910-1049 | Calibration cuvette |
| Contura professional hair trimmer | Wella | HS-60 | Small animal shaving system |
| Eclipse Needle 27G | BD | REF 305770 | 27G needle |
| Forceps | FST | 11203-25, 11069-08, 11616-15, 11506-12, 11051-10 | Surgical forceps |
| Forceps | Aesculap Braun | BN731R, BD 311R | Surgical forceps |
| Foris FS2434 | Eizo | 0FTD2033 | Monitor |
| Hamilton Syringe 100 µl needle | Hamilton | 80621 | 100µl syringe with needle |
| Heated Small animal OP table | Harvard Apparatus | 15001 | Heated OP table |
| Heparin-Natrium 25000 | Ratiopharm | N68542.04 | Heparin |
| Ketamin 10% 100 mg/ml | bela-pharm | FS1670041 | Ketamin |
| Labchart Pro 8 + Pro modules | AD Instruments | MLS260/8 | PV data analysis software |
| LAS EZ | Leica | LAS EZ | Microscope camera software |
| Leica IC80 HD | Leica | IC80 HD | Microscope camera |
| Leica M80 | Leica | M80 | Microscope |
| Micro-tip catheter transducer | Millar instruments | SPR-839 | PV catheter |
| MiniVent | Harvard Apparatus | 845 | ventilation |
| MPVS Ultra | Millar instruments | PL3508B48/M | PV catheter data acquisition device |
| Octenisept | Schülke | 20000832-A | disinfectant |
| Plastipak 1ml | PD | REF 303172 | 1ml syringe |
| PowerLab 8/35 | AD Instruments | PL3508 | analog/digital converter |
| Prolene 6-0 | Ethicon | XNEH7814.P31 | Polypropylene suture |
| Retraction Kit | FST | 18200-20 | retraction of surgical situs |
| Seraflex 5-0 | Naila | IC108000 | silk suture |
| Small and micro-scissors | FST Essen | 14059-11, 15007-08, 14064-11 | Surgical scissors |
| Small silicon tube | Reichelt Chemietechnik | tube for LCA occlusion | |
| Sodium Chloride | Sigma-Aldrich | S7653 | Sodium Chloride |
| testo 108 | testo | 5631080 | rectal thermometer |
| Thinkcentre desktop computer | Lenovo | PC0EJS2V | Computer |
| Vasofix Safety 20G | Braun | 4269110S-01 | intubation catheter |
| Windows 10 | Microsoft | KW9-00240 | Operating system |
| Xylazin 2% | Ceva | 6324464.00.00 | Xylazine hydrochloride |
References
- Sanchis-Gomar, F., Perez-Quilis, C., Leischik, R., Lucia, A. Epidemiology of coronary heart disease and acute coronary syndrome. Annals of Translational Medicine. 4 (13), 256 (2016).
- Anderson, J. L., Morrow, D. A. Acute Myocardial Infarction. New England Journal of Medicine. 376 (21), 2053-2064 (2017).
- McNamara, R. L., et al. Predicting in-hospital mortality in patients with acute myocardial infarction. Journal of the American College of Cardiology. 68 (6), 626-635 (2016).
- Kurian, G. A., Rajagopal, R., Vedantham, S., Rajesh, M. The Role of Oxidative Stress in Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury and Remodeling: Revisited. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. , (2016).
- Turer, A. T., Hill, J. A. Pathogenesis of myocardial ischemia-reperfusion injury and rationale for therapy. American Journal of Cardiology. 106 (3), 360-368 (2010).
- Totzeck, M., Hendgen-Cotta, U. B., French, B. A., Rassaf, T. A practical approach to remote ischemic preconditioning and ischemic preconditioning against myocardial ischemia/reperfusion injury. Journal of Biological Methods. 3 (4), (2016).
- Respress, J. L., Wehrens, X. H. Transthoracic echocardiography in mice. Journal of Visualized Experiments. (39), (2010).
- Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P., Batkai, S., Kass, D. A. Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and rats. Nature Protocols. 3 (9), 1422-1434 (2008).
- Zhang, B., Davis, J. P., Ziolo, M. T. Cardiac catheterization in mice to measure the pressure volume relationship: Investigating the Bowditch effect. Journal of Visualized Experiments. (100), e52618 (2015).
- Rossello, X., Hall, A. R., Bell, R. M., Yellon, D. M. Characterization of the Langendorff perfused isolated mouse heart model of global ischemia-reperfusion injury: Impact of ischemia and reperfusion length on infarct size and LDH release. Journal of Cardiovascular Pharmacology and Therapeutics. 21 (3), 286-295 (2016).
- Task Force on the management of ST-segment elevation acute myocardial infarction of the European Society of Cardiology (ESC). ESC Guidelines for the management of acute myocardial infarction in patients presenting with ST-segment elevation. European Heart Journal. 33 (20), 2569-2619 (2012).
- Shigemitsu, O., et al. Acute myocardial infarction due to left main coronary artery occlusion. Therapeutic strategy. Japanese Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 50 (4), 146-151 (2002).
