Waiting
Login processing...

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

Medicine

מודל חולדה של עומס יתר של לחץ המושרה שיפוץ מתון תפקוד סיסטולית לעומת אי ספיקת לב סיסטולית.

Published: April 30, 2020 doi: 10.3791/60954
Automatic Translation
1, 2, 1,2,3
1Department of Medicine/Heart and Vascular Institute, Tulane University, 2Department of Physiology, Tulane University, 3Department of Pharmacology, Tulane University

Summary

אנו מתארים את היצירה של מודל חולדה של עומס יתר על הלחץ המושרה שיפוץ מתון ותפקוד סיסטולי מוקדם שבו אותות התמרה מסלולים מעורב בייזום של תהליך שיפוץ מופעלים. מודל בעל חיים זה יסייע בזיהוי מטרות מולקולריות להחלת אסטרטגיות טיפול מוקדמות נגד שיפוצים עבור אי ספיקת לב.

Abstract

בתגובה לפציעה, כגון אוטם שריר הלב, יתר לחץ דם ממושך או סוכן cardiotoxic, הלב בתחילה מסתגל באמצעות הפעלת מסלולי התמרה של אותות, כדי לנטרל, בטווח הקצר, לאובדן הלב מיציט ולהגדיל את הלחץ בקיר. עם זאת, הפעלה ממושכת של מסלולים אלה הופך מזיקה המובילה לייזום והתפשטות של שיפוץ לב המוביל שינויים בגיאומטריה חדרית שמאל ומגדיל בנפחים שמאל של המוח; פניטיפ שנראה בחולים עם אי ספיקת לב סיסטולי (HF). כאן, אנו מתארים את היצירה של מודל חולדה של עומס יתר על הלחץ המושרה שיפוץ מתון ותפקוד סיסטולי מוקדם (MOD) באמצעות פס אבי העורקים עולה באמצעות קליפ כלי דם עם שטח פנימי של 2 מ"מ2. הניתוח מבוצע בחולדות. של 200 ג'י. ה-MOD HF פנוטיפ מתפתח ב-8-12 שבועות לאחר ה-באב, והוא מאופיין באופן בלתי פולשני באמצעות אקו-קרדיוגרפיה. העבודה הקודמת מציעה את ההפעלה של מסלולים אותות התמרה וביטוי גנים שונה לאחר שינוי שלאחר ההעברה של חלבונים ב-MOD HF פנוטיפ כי לחקות את אלה שנראו ב-HF סיסטולי האנושי; לכן, מה שהופך את ה-MOD HF פנוטיפ למודל מתאים למחקר טרנסלtional כדי לזהות ולבדוק פוטנציאל טיפולי נגד שיפוץ מטרות ב-HF. היתרונות של ה-MOD HF הפנוטיפ בהשוואה ל-HF הגלויה מבחינת הקשר הסיסטולי הוא שהוא מאפשר זיהוי של יעדים מולקולריים המעורבים בתהליך שיפוץ מוקדם ויישום מוקדם של התערבויות טיפוליות. המגבלה של MOD HF פנוטיפ הוא שזה לא יכול לחקות את הספקטרום של מחלות המוביל ל-HF סיסטולי בבני אדם. יתר על כן, הוא פנוטיפ מאתגרת ליצור, כמו ניתוח ה-באב קשורה לתמותה גבוהה ושיעורי כישלון עם רק 20% של חולדות המופעלות לפתח את הרצוי HF פנוטיפים.

Introduction

אי ספיקת לב (HF) היא מחלה נפוצה והיא קשורה לתחלואה גבוהה ותמותה1. לחץ מכרסם-עומס יתר (PO) מודלים של HF, המיוצר על ידי בסדר עולה או רוחבי העורקים פסים, משמשים בדרך כלל כדי לחקור מנגנונים מולקולריים המובילים HF ולבדוק פוטנציאל הספר מטרות טיפוליות ב-HF. הם גם לחקות שינויים שנראו ב-HF האנושי משני ליתר לחץ דם מערכתי ממושך או היצרות חמורה של אבי העורקים. בעקבות PO, הקיר השמאלי (LV) בהדרגה מגדילה את עובי, תהליך המכונה היפרפרס LV (LVH), כדי לפצות ולהסתגל לעלייה בלחץ הקיר LV. עם זאת, זה קשור להפעלה של מספר מסלולים מיקרו מסתגלת איתות, אשר להוביל derangements על אופניים והומאוסטזיס, שיפוץ מטריצה מטבולית ומסחטות ושינויים ביטוי גנים, כמו גם אפופטוזיס משופרת ו-הפעלה אוטומטית2,3,4,5,6. שינויים מולקולריים אלה מהווים את הגורם המפעיל לייזום והתפשטות של שיפוץ שריר הלב ומעבר לתוך מערכת HF שאינה מפרקת.

למרות השימוש של זנים מכרסמים מסוג וסטנדרטיזציה של גודל קליפ וטכניקה כירורגית, יש השתנות פנוטיפקס עצומה במבנה הקאמרית LV ותפקוד במודלים של אבי העורקים7,8,9. השונות הפנוטיגית נתקלה לאחר הפו בחולדה, מאמץ מסוג ספראג-דאולי, מתוארת במקום אחר10,11. מתוך אלה, שני פנוטיפים למערכת ההפעלה הגבוהה נתקלים בראיות של שיפוץ שריר הלב והפעלת מסלולים של אותות התמרה המובילים למצב של לחץ חמצוני מוגבר. זה משויך שיפוצים מטבולית, שינתה ביטוי גנים ושינויים בשינוי posttranslational של חלבונים, לגמרי לשחק תפקיד בתהליך שיפוצים10,12. הראשון הוא פנוטיפ של שיפוץ מתון ותפקוד סיסטולי מוקדם (MOD) והשני הוא פנוטיפ של HF סיסטולי גלויה (HFrEF).

המודל של ה-HF הוא יתרון מעל אוטם שריר הלב (MI) המודל של HF כי המושרה הפו-meridional ומדגיש הקיר מפוזרים באופן הומוגנטי בכל חלקי השריר שריר הלב. עם זאת, שני הדגמים סובלים משינויים בחומרת PO10,11 ו סיכונים size13,14 יחד עם דלקת אינטנסיבי וצלקות באתר סיכונים15 , כמו גם הדבקה לקיר החזה ורקמות המקיפים, אשר נצפו במודל MI של HF. יתר על כן, העכברוש PO המושרה מודל HF הוא מאתגר ליצור כפי שהוא קשור עם תמותה גבוהה ושיעורי כישלון10, עם רק 20% החולדות המופעלות לפתח את ה-HF הטמפ '10.

MOD הוא מאוד אטרקטיבי הפנוטיפ ומהווה האבולוציה של HFrEF שנוצר באופן מסורתי בגלל שהוא מאפשר מיקוד מוקדם של מסלולים אותות התמרה המשחק תפקיד שיפוץ שריר הלב, במיוחד כאשר הוא מתייחס רטבאליות בדינמיקה מיטוכונדריאלי פונקציה, מטבוליזם אוטם שריר, רכיבה על סידן ושיפוץ מטריקס. התהליכים הפתופיזילוגיים האלה מאוד ברור ב-MOD HF פנוטיפ11. בכתב יד זה, אנו מתארים כיצד ליצור את הפנוטיפים MOD HFrEF ואנו מטפלים במלכודות בעת ביצוע הליך עולה בפסי האבי-העורקים (ב-באב). אנחנו גם להרחיב על איך לאפיין באופן הטוב ביותר על ידי האקו שני פנוטיפים HF, MOD ו HFrEF, וכיצד להבדיל אותם מפנוטיפים אחרים שאינם מצליחים לפתח את הפו-פו חמור או לפתח שיפוץ חמור ושיפוצים קונצנטריים אך ללא שיפוץ משמעותי מוזר.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל השיטות וההליכים המתוארים כאן אושרו על ידי הוועדה לטיפול בבעלי חיים מוסדיים (IACUC) של בית הספר לרפואה של אוניברסיטת טוליין.

1. כלים ומכשירים ליצירת מודל הבאב

  1. להשיג חומרי חיטוי, כגון 70% אלכוהול איזופרופיל ו povidone-יוד.
  2. השג קטמין וקסיטין להרדמה. ולבופרפין לחוסר כאבים
  3. השיגו כרית חימום ומשטח מתכלה חד פעמי עם מימדים של 18 אינצ ' x 30 אינצ'ים.
  4. להשיג חוט כותנה 100% לגלגל, קלטת וקוצץ שיער.
  5. לקבל 20 ס מ x 25 ס"מ לוח פלסטיק, טווח עובי בין 3-5 מ"מ.
  6. להשיג מאייר סיב אופטי Z-LITE.
  7. השג מאוורר מכני לבעלי חיים קטנים (לדוגמה, SAR-830/AP).
  8. להשיג 2-0 ו 3-0 Vicryl תפרים להתחדד וניילון 3-0 מונופינט התפר, כריות גזה סטרילית וכלי סטרילי כותנה גדולה נוספת וכפפות סטרילי.
  9. להשיג 16 G אנגיוקט עבור צנרור.
  10. לרכוש את כלי הניתוח הבאים.
    1. השיגו מפלדת אל-חלד לחיתוך והפחתה של נירוסטה.
    2. להשיג מספריים בסדר מוקשח של קשתית.
    3. להשיג מלקחיים Adson.
    4. להשיג שני מלקחיים Graefe מעוקל.
    5. קבל הלסטד-יתוש הומוסטטיסטיקה-מלקחיים ישרים.
    6. השג מחזיק מחט של מאיו-Hegar.
    7. . השיגו מפסק חזה עם שיניים בוטות
  11. לנצל ולקבל חיטוי ו מחטא חרוז.

2. בסדר הליך כירורגי של פסי אבי העורקים

  1. באמצעות הזרקה של שילוב של 75-100 מ"ג/ק"ג ו -10 מ"ג/ק"ג בעלי החיים הללו, הזרקת החיה בתוך הצפק.
    הערה: אפשר כמה דקות עד שהחיה תהיה לגמרי מסומם ורפוי. אם מינון ההרדמה אינו מספיק והחיה עדיין נע בכלוב, להזריק מחדש את החיה עם אותה מינון הרדמה לאחר לאפשר מספיק זמן, סביב 5-10 דקות בין הזריקות הבאות. רוב החיות דורשות 1-2 זריקות כדי להשיג הרגעה עמוקה והרדמה.
  2. לגלח את השיער באתר כירורגי הממוקם באזור בית החזה הימני לרוחב תחת בית השחי הימני.
  3. ייצוב החיה על ידי הקלטה עדינה של כל ארבעת הגפיים ללוח הפלסטיק. ואז לבצע צנרור אנדוקנה. עם 16 מג אנגיוקט לאחר שבעל החיים מסודק בהצלחה, מאתחל אוורור מכני עם כמויות גאות של 2 מ ל ב-50 מחזורים/min ו-FiO2 של 21%. חפשו את העלייה הסימטרית בקיר החזה עם כל נשימה.
  4. להפוך את החיה לאט לשכב על הצד השמאלי שלה, ולאחר מכן לכופף את הזנב בצורה בצורת U ולייצב אותו על ידי הקלטה בעדינות ללוח פלסטיק. אז קדימה לחטא את האזור מגולח עם יישום מקומי של povidone-יוד.
  5. לחדור את העור באתר החתך עם 50/50 לערבב על ידי נפח של 1-2% לידוקאין/0.25-0.5% בוטטין כאבים מונעת לפני ביצוע החתך.
  6. לבצע חתך העור האופקי הימני, 1-2 סנטימטרים ארוכים, באזור בבית השחי הימני 1 ס מ מתחת לבית השחי הימני. לאחר מכן, לנתח את שכבת השרירים בחזה עד להגיע לכלוב צלעות החזה. .בין 2 ל -3 כלוב הצלעות
    1. בעוד מבתר את שכבת השרירים של החזה, להיזהר ולהימנע מפציעה של העורק הימני בבתי השחי, אשר פועל מתחת השחי הימני.
      הערה: כריתת האונה המבוצעת בין הצלע ה -1 לצלעותהשנייה מסכנת את הסיכון לסימון עורק הבטן הימני במקום העורקים העולים. כריתת האונההשלישית והצלע הרביעית מקשה על המחש והלהקה את העורקים העולה, מכיוון שהמפעיל מסתכל באטריום הימני.
      הערה: הימנע מהרחבת האונה הטוראקוזה מדי לקראת עצם החזה, כדי למנוע ניתוח ופציעה של עורק החלב הפנימי הימני.
  7. לנתח בעדינות את שתי האונות של בלוטת התימוס ולדחוף אותם לגזרים בצד. לאחר מכן לזהות את העורקים העולה ולבודד אותו מהאובלה העליון מעולה על ידי ניתוח קהה דרך מלקחיים Graefe מעוקל.
    הערה: מניפולציה משמעותית של בלוטת התימוס תהפוך אותו נפוח ומקשה על הדמיה של העורקים העולה.
    1. לנתח את האובלה העליון מעולה מן העורקים עם זהירות נוספת כדי למנוע פציעה או קרע של הבנה העליונה מעולה, אשר קטלנית. זה יכול להיות החלק הtrickiest של ההליך והוא צפוי לקרות מדי פעם גם ברוב הידיים מנוסים, אבל לעתים קרובות עם מתחילים ולומדים.
  8. הרם בעדינות את העורקים העולה עם מלקחיים Graefe מעוקל ולמקם את הקליפ כלי הדם סביב העורקים העולה.
    1. להתאים את כלי הדם התקן המכשיר באמצעות פלסטיק מראש לחתוך 7 "פיסת לקבל קליפ כלי דם של השטח הפנימי הרצוי של 1.5 mm2 או 2 מ"מ2, בהתאם לדגם HF רצוי.
  9. תפר את בית החזה באמצעות. התפר 2-0 מונופינט ואז לתפור את שכבת השרירים של החזה באמצעות 3-0 ויקנר להתחדד תפר. ואז תפר את החתך בעור באמצעות ניילון 3-0 מונופינט התפר.
  10. ניהול שילוב של התרופות הבאות לאחר סיום הניתוח במשך 48-72 שעות כדי לשמש כאבים בתקופה הפוסט-אופרטיבית: 1) בוזמורפין 0.01-0.05 מ"ג/ק"ג תת-עורי כל 8-12h, 2) מלוקסיעם 2 מ"ג/ק"ג תת-עורי כל 12h ו -3) מורפיום 2.5 מ"ג/ק"ג תת-עורי כל 2-4h לפי הצורך בכאב חמור.
    הערה: השאירו את בעל החיים להתאושש על משטח חימום תחת ניטור רגיל. לאחר שהחיה מראה סימנים של החלמה מהרדמה (מסוגל לנשום באופן ספונטני-ללא הוכחה לנשימות או שימוש בשרירי העזר במשך יותר משתי דקות-ויש לו רפלקסים טובים, גפיים אדומים וחמים), מכהים את החיה ומחזירים אותו לכלוב.

3. אקוקרדיוגרפיה

  1. תרופת הרגעה לחיה עם הזרקה. תוך הצפק של 80-100 מ"ג/ק ג קטמין להבטיח הרגעה נאותה לרכישה נכונה של תמונות הד באיכות טובה.
    הערה: השימוש isofלוריאן כמו הרדמה הוא מיואש לאפקט הקרדיולאודאני, במיוחד בהגדרה של עומס יתר של לחץ חמור עשוי לתת התרשמות שווא של ה-LV רחבה ותפקוד סיסטולי שפותר פעם חיה הוא off הרדמה.
    1. להיות זהירים ולנהל חצי או אפילו שליש ממנה של קטמין בבעלי חיים כי נראה קוצר נשימה ו-מתחנימית עם חשד כי הם פיתחו את ה-HFrEF פנוטיפים.
  2. , גלח את שיער החזה. בזריזות, בתוך החיה היותר מסומם
  3. הנח את החיה על גבו וייצב אותה בלוח הפלסטיק.
  4. לרכוש ציר 2D parasternal ארוך ו 2D parasternal ציר קצר להציג קליפים ברמה של שריר הלסת הגבוהה. כמו כן, להשיג תמונות במצב M מתצוגת ציר קצר parasternal ברמה של שריר הלסת למדוד lv מחיצה ואת עובי הקיר האחורי בתוך דיאמגנבו, כמו גם LV סוף-דיאסטולי וקוטר סיסטולי הקצה.
    1. לרכוש תמונות או קליפים בקצב לב של 370-420 פעימות לדקה כדי להבטיח הערכה נאותה של גודל ותפקוד LV. רכישת תמונות בשיעורי לב נמוך תוביל לחיקוי כוזב של פונקציה LV מדוכא ו-LV dilatation.
      הערה: רכישת הציר הארוך 2D לאורך זמן התצוגה תמונות/קליפים להוביל מדידות שקר. למטרות בקרת איכות, לוודא את הפיסגה LV ואת זווית aorto-צניפי הם דמיינו בתוך אותו לחתוך מטוס.
    2. לרכוש הציר הקצר 2D התצוגה התמונה תמונות/קליפים ברמה של שריר הלסת האמצעית. זה ישמש כהתייחסות להשגת מדידות הסדרתיות והעוקבות הבאים בעקבות בעלי החיים לאורך זמן לאורך תקופת הלימודים.
  5. להשיג תמונות מצב M בתצוגת ציר ארוך parasternal ברמה של שסתום אבי העורקים כדי להעריך את אבי העורקים היחסית שמאל האטריום (LA) בקוטר בסוף systole.
    הערה: בעלי חיים עם הפנוטיפים mod hfref צריך להראות ראיות של la רחבה עם היחס לה/Ao להיות ≥ 1.25 ו < 1.5 ב-MOD HF פנוטיפ ו ≥ 1.5 ב hfref פניטיפ10.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

אפיון של פנוטיפים HF, כי לפתח 8-12 שבועות בעקבות ה-באב, ניתן לבצע בקלות באמצעות אקו-קרדיוגרפיה. הנציגה M מצב תמונות של שאם, שבוע 3לאחראנאב, MOD ו HFrEF פנוטיפים מוצגים באיור 1. איור 1B והספרה 1ג מראים את גודל הקליפ של כלי הדם ליצירת מחשב HF מחשב ו hfref פנוטיפ, בהתאמה. ניתן לחשב את הכרכים של הקצה-דיאסטולי (LVEDV) והקצה הסיסטולי (LVEDV) באמצעות המתודה של שיטת האורך באזור: V = 5/6 × A × L, כאשר V הוא אמצעי האחסון ב-ml; A הוא אזור החתך החתך של חלל LV ב-cm2, המתקבל התצוגה הקצרה של ציר parasternal ברמה של השריר באמצע הלסת ב דיאמד (Ad) ו-סיסטולה (כמו); ו-L הוא אורכו של חלל ה-LV ב-cm, נמדד מתוך התצוגה הארוכה parasternal הציר כמרחק של הפיסגה LV אנדוקרדיאל אל צניפי הצומת אבי העורקים (Ld) ו סיסטולה (Ls). הנציג 2D ציר ארוך parasternal והציר הקצר של מספר תמונות, עם המחשה על איך למדוד Ld, Ls, Ad ו As, ב-השאם ו-MOD HF פנוטיפים מוצגים באיור 2. LVEDV ב-MOD HF פנוטיפ בדרך כלל נע בין 600-700 μL, עם בעלי חיים מעט מאוד נתקל LVEDV גדול יותר 700 μL ו עד 1000 μL; בעוד, LVESV ב-MOD פנוטיפ נע בין 120-160 μL (טבלה 1). מתוך מראה הציר הקצר השני בתצוגת הצירים המוצגים באיור 2, ניתן להעריך את דרגת ה-lvh ב-MOD בהשוואה לדמה. הלחץ הנציג לולאה היקף העומס של השאם, שבוע 3 פוסט-אנאב, MOD ו HFrEF פנוטיפים מוצגים באיור 3. הלחץ המקסימלי LV הוא לפחות 200 mmHg, אפילו בשבוע 3 לאחר השלישי, ומגדיל עוד בשבוע 8 פוסט-בגלל חוסר התאמה בין הצמיחה של החיה העורקים ואת היצרות קבוע שנוצר באבי העורקים עולה. שימו לב שבעלי החיים בשבוע 3 לאחר השלישי מפוצה באופן מלא עם המעבר של LVEDV ו-LVEDV שמאלה לעומת המזויף. עם היפרפרס מתקדמת ושיפוץ, יש משמרת ב LVEDV ו LVEDV ימינה ב MOD ו-HFrEF פנוטיפים לעומת שבוע 3 פוסט-אנאב. אפשר להעריך גם את הגידול המשמעותי של LVESV ב-MOD הפנוטיפ ואת העלייה העמוקה LVESV ב HFrEF פנוטיפ, אשר משקף את הירידה משמעותית ועמוקה בנפח שבץ LVESV ב MOD ו HFrEF פנוטיפים, בהתאמה, בהשוואה לשבוע 3 פוסט-אנאב. יתר על כן, ניתן להעריך את הגידול המשמעותי של LVEF בשבוע 3 פוסט-באב ואת הירידה המשמעותית LVEF ב-HFrEF פניטיפ לעומת המזויף.

העכברוש PO המושרה מודל HF משויך לתמותה גבוהה ושיעורי כישלון. רק כ-20% מהעכברושים העוברים את ה-באב, עם קליפ כלי דם של 2 מ"מ2 בקוטר פנימי, המעבר לפתח את ה-MOD HF פנוטיפ. תמונות של מצב M נציג של פנוטיפים שנכשלו מוצגים באיור 4. איור 4הוא מראה הנציגה M במצב תמונות של בעלי חיים שלא לפתח lvh בשבוע 8 פוסט-אנאב, ואיבד לחלוטין את ה-PO עם רגרסיה מלאה של lvh (שאם-כמו) או מידה משתנה של LVH ו-po בשבוע 8 post-אנאב גורם מתון-lvh מתונה. הקבוצה השנייה כישלון פניטיפ מוצג באיור 4B מראה הנציגה M במצב תמונות של בעלי חיים עם הקשה ביותר (LV הלחץ המקסימלי > 200 MMHG) ו lvh חמור נשאר מפוצה עם ראיות לא מוזר שיפוץ, שיפוץ קונצנטריים (CR) קבוצה, או עם מתון (קבוצה קלה) שיפוץ מוזר. האקו ונתונים הומודינמיים של המזויף, כישלון, והפנוטיפים מוצלחים/רצויים מוצגים באיור 5 ובטבלה 1. שימו לב עליות מתקדמות במשקל לב ו-LV משקל כמו בעלי חיים מעבר פנוטיפ לפנוטיפ יותר תמהוני ושופצה. כמו כן, יש עלייה אקספוננציאלית ב LVESV וירידה LVESV כמו המעבר בעלי חיים מתוך שיפוץ קונצנטריים מפוצה לתוך מדידיםעיצוב משופץ. עניין מיוחד הוא כי הן MOD ו HFrEF HF לטיפוסי יש מידה דומה של נוקשות שריר הלב כפי שנמדד על ידי הβ מקדם הנוקשות של הלחץ בסוף-דיאסטולי היחס עוצמת הקול (EDPVR (mmHg/μL)) לעומת כל פנוטיפים אחרים, ואילו יש ירידה הדרגתית ביעילות LV כמו בעלי החיים מעבר eccentrically שופץ יותר פנוטיפים. היעילות LV מחושב מפני הלחץ הקצה-סיסטולי הקשר היחסים (ESPVR) מחולק על ידי אלעמידת העורקים (EA). למרות שאין הבדל סטטיסטי משמעותי ב-espvr ו-espvr/EA בין הפנוטיפים mod hfref ואת הקבוצה המזויף, זה כוזב במקרה כמו mod ו hfref פנוטיפים יש הלחץ הקצה הגבוה באופן משמעותי LV ביחס התחזות, מה שהופך את מדרון espvr בטעות תלולה עם משמרת ב V0 ל יתר על כן, כאשר הפנוטיפים MOD HFrEF מושווה הפנוטיפים מפוצה וגלילים שופצה, אשר יש באותה מידה של PO, אז אחד יכול להעריך את העלייה משמעותית ומתקדמת ב LVESV וירידה ב-ESPVR ו-ESPVR/EA עם שיפוץ מתקדם תמהוני, כפי שנצפה ב-MOD ו HFrEF פנוטיפים לעומת CR ו מתון פנוטיפים (איור 5 ושולחן 1).

Figure 1
איור 1: פנוטיפים לפעימות לב מייצגים בשבוע 8 לאחר העלייה בפסי אבי העורקים. (א) מייצג תמונות במצב M של בעלי חיים מזויפים, בעלי חיים שלושה שבועות לאחר העלייה בפסי אבי העורקים (ב-באב) ושמונה שבועות אחרי ה-באב. איור 1A שונה מ Chaanine et al., כתב העת האמריקאי לפיזיולוגיה-הלב והפיזיולוגיה של הדם, 2016. (ב) גודל קליפ כלי דם עבור יצירת היפרפרס השמאלית חמורה (lvh) עם שיפוץ מתון מוזר (MOD). (ג) גודל קליפ כלי דם ליצירת הקשה lvh עם אי ספיקת לב סיסטולית גלויה (HFrEF). דמויות 1B ו-1B התקבל והשתנה מ Chaanine et al., שיטות בביולוגיה מולקולרית, 2018. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2: חישוב של אמצעי אחסון שמאלי באמצעות הד באמצעות השיטה באורך האזור. נציג 2d ארוך parasternal ו 2d ציר parasternal קצר הצגת תמונות למדוד חדרית שמאל (LV) אורך החלל ב דיאמד (Ld) ו-סיסטולה (Ls) ו-lv חור הצלב החתך באזור דיאמד (Ad) ו סיסטולה (As) כדי לחשב את הכרכים lv בסוף דיאמד ו סיסטולה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3: הלחץ-עוצמת לולאה שרטוטים הושגו באמצעות 1.9 F לחץ חולדה הנפח באמצעות החזה הפתוח ואת הגישה השמאלית החדרית לנקב. הלחץ המייצג מעקב לולאה בנפח ב-שאם, שבוע 3 בעקבות ה-באב, MOD ו HFrEF פנוטיפים בשבוע 8 בעקבות ה-באב. הדמות שונתה מ Chaanine et al., מחזור: אי ספיקת לב, 2013. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4: הפנוטיפים הנתקלו ב שבוע 8 בעקבות ה-אנאב עם כישלון לפתח את מחלת הלב הרצויה. (א) מייצג תמונות במצב M של בעלי חיים שאיבדו את עומס הלחץ (PO) ולא פיתחו LVH (שאם-כמו) ואלה עם משתנה PO ו-LVH (מתון-מתון lvh) פנוטיפים. (ב) נציג M מצב תמונות של בעלי חיים שפיתחו חמור ביותר, lvh ו שיפוץ קונצנטריים (CR), אבל ללא (cr) או עם מתון (מתון) שיפוץ מוזר פנוטיפים. איור 4B השתנה מ Chaanine et al., היומן של איגוד הלב האמריקני, 2017. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 5
איור 5: אקוקרדיוגרפיה ולולאה בנפח הלחץ פרמטרים בפנוטיפים שונים. נתונים מוצגים כערכים בודדים (נקודות) עם חציון (קו אופקי) בפנוטיפים שונים בשבוע 8 פוסט-אנאב. תוצאות ניתוח סטטיסטי של הנתונים המוצגים של פנוטיפים שונים מוצגים בטבלה 1. LVESV: שמאל חדרית הקצה הסיסטולי האמצעי, LVESV: שמאל הפליטה חדרית השבר, EDPVR: קצה-דיאסטולי הלחץ נפח הקשר, ESPVR: קצה-סיסטולי הלחץ הקשר היחסים, EA: elastance העורקים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

שם (n = 5) למשל (n = 5) מתון-mod LVH (n = 8) CR (n = 11) מתון (n = 14) MOD (n = 14) HFrEF (n = 5)
משקל גוף (גר') 594 ± 37 466 ± 66 464 ± 22 497 ± 43 530 ± 59 478 ± 39 546 ± 18
HW (mg) 1269 ± 124.5 1328 ± 119 1614 ± 177 1645 ± 191a 1821 ± 169a, b 2106 ± 292a, b, c, d, e 2897 ± 182a, b, c, d, e, f
LVW (מ ג) 897 ± 94 968 ± 91 1161 ± 144 1222 ± 152a 1372 ± 135a, b 1580 ± 219a, b, c, d, e 1726 ± 82 a, b, c, d, e
RVW (מ ג) 218 ± 22 218 ± 23 266 ± 24 239 ± 26 249 ± 26 283 ± 42a, b 565 ± 76, b, c, d, e, f
IVSd (cm) 0.19 ± 0.01 0.21 ± 0.01 0.23 ± 0.01 a 0.29 ± 0.01 a, b, c 0.28 ± 0.02 a, b, c 0.28 ± 0.01 a, b, c 0.28 ± 0.02 a, b, c
לאס וגאס (cm) 0.20 ± 0.01 0.21 ± 0.02 0.24 ± 0.01 a, b 0.29 ± 0.02 a, b, c 0.28 ± 0.02 a, b, c 0.28 ± 0.01 a, b, c 0.30 ± 0.02 a, b, c
מסכת המשך (μl) 560.5 ± 25.8 570 ± 32 668 ± 143 442 ± 42, c 583 ± 45d 697 ± 129d, e 881.5 ± 55.7 a, b, c, d, e, f
למעלה (μl) 105.9 ± 8.9 93 ± 15 111 ± 20 59 ± 7a, b, c 85.3 ± 10.6 d 139.7 ± 22.5, b, c, d, e 319.2 ± 51.5 a, b, c, d, e, f
LVEF (%) 81.1 ± 1.2 83.7 ± 2.9 83.1 ± 2.5 86.5 ± 2.2 a, c 85.4 ± 1.7 a 79.8 ± 1.9 ב, c, d, e 64.1 ± 3.6 a, b, c, d, e, f
LVPmax (mmHg) 121 ± 19 126 ± 23 186 ± 23a, b 218 ± 18a, b 221 ± 22a, b, c * 234 ± 25a, b, c 262 ± 16a, b, c, d, e
EDPVR (mmHg/μl) 0.018 ± 0.005 0.017 ± 0.004 0.041 ± 0.013 0.043 ± 0.017 0.039 ± 0.015 * 0.068 ± 0.025 a, b, c, d, e 0.079 ± 0.017 a, b, c, d, e
ESPVR/EA 1.57 ± 0.67 1.96 ± 0.61 2.63 ± 1.52 3.35 ± 1.23 a 2.62 ± 0.55 * 1.63 ± 0.41 d 0.82 ± 0.24 c, d, e
נתונים מוצגים כממוצע לסטיית תקן ±. ניתוח סטטיסטי בוצע באמצעות ANOVA בכיוון אחד. P < 0.05 נחשב משמעותי.
aP < 0.05 לעומת השאם
bP < 0.05 לעומת שאם-כמו
cP < 0.05 לעומת מתון-מאוד LVH
dP < 0.05 vs CR
eP < 0.05 vs מתון
fP < 0.05 vs MOD
* n = 6
קיצורים: HW: משקל לב, lvw: שמאל משקל חדרית, rvw: משקל חדרית הנכון, ivsd: עובי הקיר מחיצה ב דיאמייד, lvpwd: עובי הקיר השמאלי האחורי של שמאל בדיאמייד. LVEDV: חדרית שמאל הקצה-דיאסטולי נפח, LVEDV: שמאל חדרית הקצה הסיסטולי אמצעי אחסון, LVEDV: שבר שמאלי הוצאה חדרית, LVPmax: הלחץ המקסימלי החדרית השמאלית, EDPVR: קצה-דיאסטולי הלחץ נפח הקשר, ESPVR: הקצה-הסיסטולי הלחץ עוצמת הקול,

שולחן 1: האקוקרדיוגרפיה ופרמטרים של נפח הלחץ ב-שאם, למשל, מתון-מתון LVH, CR, מתון, MOD ו HFrEF פנוטיפים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

בעקבות PO הקשורים ב-באב בחולדה, LV עובר שיפוץ קונצנטריים על ידי הגדלת עובי הקיר LV, המכונה LVH קונצנטריים, כמו מנגנון פיצוי לנטרל להגדיל את המתח בקיר LV. הגדלת עובי הקיר LV הופך להיות מורגש במהלך השבוע הראשון בעקבות ה-באב ומגיע עובי המרבי שלה ב 2-3 שבועות לאחר השעה. במהלך תקופה זו, ההפעלה של מסלולים האות מסתגלת האותות להוביל התרחבות מתקדמת של LV עם עליות כרכים lv, תהליך המכונה יפרטרופיה מוזר או שיפוץ. הוא צפוי כי העכברוש HF פנוטיפ מתפתח בסביבות 8 שבועות בעקבות ה-באב ברוב בעלי החיים עם מעטים מהם לפתח HF בשבוע 12 בעקבות ה-באב. שני פנוטיפים לתדר גבוה מקורה בהתאם לחומרת ה-באב. הפנוטיפ MOD מתקבל באמצעות יצירת פסי אבי העורקים עולה (ב-וידאו) עם קליפ כלי דם של 2 מ"מ2 בקוטר הפנימי, בעוד, היצירה של HFrEF פניטיפ דורש ב-באב עם קליפ הדוק יותר כלי דם של 1.5 מ"מ2 בקוטר פנימי. חשוב לבצע האקו ב 2-3 שבועות לאחר העלייה בפסים באבי העורקים כדי לוודא נוכחות של מעגלי LVH חמור. החמור lvh מוגדר כ-LV מחיצה ואת עובי הקיר האחורי ≥ 1.5 פעמים נורמלי (0.19 ס"מ), ובדרך כלל נע בין 0.27-0.3 cm. בעלי חיים שאינם מפתחים הקשה lvh בשבוע 3 בעקבות ה-באב, ייחשב כבעל ה-באב מוצלח ואין לעקוב אחר מכן. אלה שפיתחו קשה LVH בשבוע 3 בעקבות ה-באב, יעברו אקו-וירוס בשבוע 8 בעקבות ה-באב כדי להעריך את התפתחות הרצוי של ה-HF פניטיפ. זה לא נדיר לפגוש בעלי חיים כי היה LVH חמור בשבוע 3 בעקבות ה-באב יש רגרסיה או רזולוציה של LVH בשבוע 8 בעקבות ה-באב, מסיבות שאנו מטפלים בחלק האחרון של הדיון. בעלי חיים עם הקשה LVH ושיפוץ קונצנטריים ללא או עם שיפוץ מוזר מתון בשבוע 8 בעקבות ה-אנאב, לכן CR ופנוטיפים מתון, בהתאמה, סביר לפתח שיפוץ מוזר נוסף גם אם הם עקבו אחרי חודש ארוך או שניים. אלה שנמצאים בין הפנוטיפ הנעים לבין ה-MOD, עשויים לפתח את ה-HF הפנוטיפ אם הם מחפשים למשך חודש נוסף.

מודל העכברוש של הפו-פו יכול להיות מתסכל בשל התמותה הגבוהה והתעריפים כישלון10, למרות השימוש בגודל מתוקננת ובטכניקה כירורגית, אשר גם מוסיפה להוצאות המחקר, בשל מספר גדול של בעלי חיים שצריכים לעבור את ה-, כדי להשיג את מספר היעד הרצוי (n), ואת משך הזמן כי בעלי החיים צריך להיות לאחר שהם לפתח את הרצוי HF פנוטיפים. אי פיתוח של LVH חמור קשור לפסים או פסים לא מוצלחים של העורק הימני הנכון במקום העורקים, שאינו נדיר. רגרסיה ו/או החלטה של LVH חמור בהמשך מעקב אחר הערכות קשורה היווצרות מפרצת ופרי הלהקה שיפוץ אבי העורקים המובילה לאובדן חומרת ה-PO9. זה לא ברור למה בעלי חיים עם החמור LVH ו-PO לפתח שינויים פנופאיות לגבי שיפוץ מוזר למרות שיש אותו גודל קליפ, מין ומתח. מומלץ לדמיין את הטוב ביותר של אבי העורקים על המסך לעיצוב שיפוצים של אבי העורקים הלהקה והיווצרות אנאוריפרי. בעלי חיים לפתח מפרצת אבי העורקים עולה ≥ 1 ס מ בקוטר צריך להיות מורדמים, שכן זה יגרום לקוצר נשימה ומצוקה לחיה בשל השחתה על מבנים סמוכים. גם, מומלץ לבדוק זרימה סוערת ברחבי הלהקה על ידי צבע דופלר, אבל למרבה הצער הערכה מדויקת של הלחץ הדרגתי על פני הרצועה על ידי דופלר רציפה אינה אפשרית בשל חוסר יכולת ליישר את דופלר המתמשך עם כיוון זרימת הדם בראש העורקים העולה.

MOD הוא מאוד אטרקטיבי הפנוטיפ ומהווה האבולוציה של HFrEF שנוצר באופן מסורתי בגלל שהוא מאפשר המיקוד של מסלולים אותות התמרה כי תפקיד שיפוץ שריר הלב מוקדם בתהליך המחלה, במיוחד כאשר הוא מתייחס רטבאליות בדינמיקה מיטוכונדריאלי פונקציה, מטבוליזם אוטם שריר השמש, ושיפוץ מטריצה תכונות הנמצאות בולט מאוד ב-MOD HF פנוטיפ11. כמו כן, התמותה מוקדם הניתוח (המוגדר כתמותה ב 7 הימים הראשונים שלאחר ב) הוא נמוך עם גודל הקליפ של 2 מ"מ2, ליצירת הפנוטיפ MOD, מאשר גודל קליפ של 1.5 mm2, עבור יצירת hfref פניטיפ10, (5% לעומת 21%, P = 0.009 במבחן המדויק של פישר). עם זאת, שיעור ההצלחה בין שני מידות הקליפ, עבור יצירת פנוטיפים MOD HFrEF, הוא לא משמעותי מבחינה סטטיסטית10, (20% לעומת 13%, P = 0.56 שימוש במבחן המדויק של פישר). יתר על כן, פסי אבי העורקים על ידי קליפ כלי דם הוא יתרון על פסי אבי העורקים על ידי הידוק תפר ניילון נגד המחט 27 G, טכניקה משמשת לעתים קרובות כדי לאגד את אבי העורקים רוחבי בעכברים, כי יש פחות וריאציה בגודל קליפ ופחות טראומה לאבי העורקים לעומת טכניקת תפר.

המודל של ה-HF הוא יתרון מעל אוטם שריר הלב (MI) המודל של HF כי המושרה הפו-meridional והלחץ הקיר הוא הומוגנזה מופץ בכל חלקי השריר שריר הלב. עם זאת, שני הדגמים סובלים משינויים בחומרת PO10,11 ו סיכונים size13,14 יחד עם דלקת אינטנסיבי וצלקות באתר סיכונים15 , כמו גם הדבקה לקיר החזה ורקמות המקיפים נצפתה במודל MI של HF. יתר על כן, העכברוש PO המושרה מודל HF הוא מאתגר ליצור כפי שהוא קשור עם תמותה גבוהה ושיעורי כישלון10, עם רק 20% החולדות המופעלות לפתח את ה-HF הטמפ '10. כאשר בהשוואה לעכבר יתר על המידה ספונטנית (SHR) המודל, המושרה PO מודל HF הוא מודל טוב יותר ללמוד מסלולים הקשורים שיפוץ שריר הלב. העלייה בעומס האחורי ושריר הלב בתוך הקיר סיסטולה הוא הרבה יותר גבוה במודל HF המושרה מאשר מודל shr. זה לוקח בערך שנתיים עבור SHR לפתח HF סיסטולי ואת המנגנון של HF סיסטולי הוא לא ידוע לחלוטין והוא מבולבל על ידי הזדקנות16. מודל SHR ודגמים אחרים של יתר לחץ דם, כגון מודל המלח DOCA, משמשים לעתים קרובות יותר כדי לחקור מנגנונים וטיפולים הקשורים יתר לחץ דם ואולי דיאסטולי בתפקוד16.

לסיכום, MOD HF פנוטיפ הוא מודל אטרקטיבי כדי ללמוד מסלולים התמרה אות בהקשר של שיפוץ שריר הלב יכול להיות מנוצל עבור יישום ובדיקות של אסטרטגיות טיפוליות פוטנציאליות, לפני האימות של היעילות שלהם במודלים בעלי חיים גדולים ובאי של לב אנושי.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

כל המחברים אינם מדווחים על ניגוד אינטרסים.

Acknowledgments

NIH מעניק HL070241 למשטרה

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Adson forceps F.S.T. 11019-12 surgical tool
Alm chest retractor with blunt teeth ROBOZ RS-6510 surgical tool
Graefe forceps, curved F.S.T. 11152-10 surgical tool
Halsted-Mosquito Hemostats, straight F.S.T. 13010-12 surgical tool
Hardened fine iris scissors, straight Fine Science Tools F.S.T. 14090-11 surgical tool
hemoclip traditional-stainless steel ligating clips Weck 523735 surgical tool
Mayo-Hegar needle holder F.S.T. 12004-18 surgical tool
mechanical ventilator CWE inc SAR-830/AP mechanical ventilator for small animals
Weck stainless steel Hemoclip ligation Weck 533140 surgical tool

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. McMurray, J. J., Petrie, M. C., Murdoch, D. R., Davie, A. P. Clinical epidemiology of heart failure: public and private health burden. European Heart Journal. 19 (Suppl P), P9-P16 (1998).
  2. Berk, B. C., Fujiwara, K., Lehoux, S. ECM remodeling in hypertensive heart disease. Journal of Clinical Investigation. 117 (3), 568-575 (2007).
  3. Frey, N., Olson, E. N. Cardiac hypertrophy: the good, the bad, and the ugly. Annual Review of Physiology. 65, 45-79 (2003).
  4. Hill, J. A., Olson, E. N. Cardiac plasticity. New England Journal of Medicine. 358 (13), 1370-1380 (2008).
  5. Kehat, I., Molkentin, J. D. Molecular pathways underlying cardiac remodeling during pathophysiological stimulation. Circulation. 122 (25), 2727-2735 (2010).
  6. Rothermel, B. A., Hill, J. A. Autophagy in load-induced heart disease. Circulation Research. 103 (12), 1363-1369 (2008).
  7. Barrick, C. J., et al. Parent-of-origin effects on cardiac response to pressure overload in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 297 (3), H1003-H1009 (2009).
  8. Barrick, C. J., Rojas, M., Schoonhoven, R., Smyth, S. S. Cardiac response to pressure overload in 129S1/SvImJ and C57BL/6J mice: temporal- and background-dependent development of concentric left ventricular hypertrophy. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 292 (5), H2119-H2130 (2007).
  9. Lygate, C. A., et al. Serial high resolution 3D-MRI after aortic banding in mice: band internalization is a source of variability in the hypertrophic response. Basic Research in Cardiology. 101 (1), 8-16 (2006).
  10. Chaanine, A. H., Hajjar, R. J. Characterization of the Differential Progression of Left Ventricular Remodeling in a Rat Model of Pressure Overload Induced Heart Failure. Does Clip Size Matter? Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.). 1816, 195-206 (2018).
  11. Chaanine, A. H., et al. Mitochondrial Integrity and Function in the Progression of Early Pressure Overload-Induced Left Ventricular Remodeling. Journal of the American Heart Association. 6 (6), (2017).
  12. Chaanine, A. H., et al. Potential role of BNIP3 in cardiac remodeling, myocardial stiffness, and endoplasmic reticulum: mitochondrial calcium homeostasis in diastolic and systolic heart failure. Circulation: Heart Failure. 6 (3), 572-583 (2013).
  13. Takagawa, J., et al. Myocardial infarct size measurement in the mouse chronic infarction model: comparison of area- and length-based approaches. Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md. : 1985). 102 (6), 2104-2111 (2007).
  14. Vietta, G. G., et al. Early use of cardiac troponin-I and echocardiography imaging for prediction of myocardial infarction size in Wistar rats. Life Sciences. 93 (4), 139-144 (2013).
  15. Frangogiannis, N. G. The inflammatory response in myocardial injury, repair, and remodelling. Nature Reviews. Cardiology. 11 (5), 255-265 (2014).
  16. Doggrell, S. A., Brown, L. Rat models of hypertension, cardiac hypertrophy and failure. Cardiovascular Research. 39 (1), 89-105 (1998).

Tags

רפואה סוגיה 158 עכברוש עומס יתר של לחץ היפרפרס אי ספיקת לב שיפוץ התמרה אות Energetics מטבוליזם הסידן רכיבה על אופניים
מודל חולדה של עומס יתר של לחץ המושרה שיפוץ מתון תפקוד סיסטולית לעומת אי ספיקת לב סיסטולית.
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chaanine, A. H., Navar, L. G.,… More

Chaanine, A. H., Navar, L. G., Delafontaine, P. A Rat Model of Pressure Overload Induced Moderate Remodeling and Systolic Dysfunction as Opposed to Overt Systolic Heart Failure. J. Vis. Exp. (158), e60954, doi:10.3791/60954 (2020).

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