Aşırı Sistolik Kalp Yetmezliği nin Aksine Aşırı Basınç Ait Orta Remodeling ve Sistolik Disfonksiyon Bir Rat Modeli

Özet

Biz basınç aşırı orta remodeling ve sinyal transdüksiyon yolları remodeling sürecinin başlatılması nda yer alan erken sistolik disfonksiyon indüklenen bir sıçan modeli nin oluşturulması nı açıklar. Bu hayvan modeli kalp yetmezliği için erken terapötik anti-remodeling stratejileri uygulamak için moleküler hedeflerin belirlenmesinde yardımcı olacaktır.

Özet

Miyokard enfarktüsü, uzun süreli hipertansiyon veya kardiyotoksik ajan gibi bir yaralanmaya yanıt olarak, kalp başlangıçta sinyal iletim yollarının aktivasyonu yoluyla uyum sağlar, kısa vadede, kardiyak miyosit kaybı ve ya da duvar stresinin artması için. Ancak, bu yolların uzun süreli aktivasyonu sol ventrikül geometrisinde değişikliklere yol açan kardiyak remodeling inisiyasyonu ve yayılımı ve sol ventrikül hacimlerinde artışa yol açan zararlı hale gelir; sistolik kalp yetmezliği (HF) olan hastalarda görülen bir fenotip. Burada, 2^mm2 iç alana sahip bir vasküler klips ile aort bantlama (AAB) yükselerek basınç aşırı aşırı orta remodeling ve erken sistolik disfonksiyon (MOD) indüklenen bir sıçan modeli nin oluşturulması nı açıklıyoruz. Ameliyat 200 g Sprague-Dawley sıçanlarında yapılır. MOD HF fenotip AAB'den 8-12 hafta sonra gelişir ve ekokardiyografi ile noninvaziv olarak karakterize edilir. Önceki çalışmalar, insan sistolik HF'de görülenleri taklit eden MOD HF fenotipindeki proteinlerin sinyal transdüksiyon yollarının ve değiştirilmiş gen ekspresyonunun aktivasyonu ve post-çevirisel modifikasyonunu göstermektedir; bu nedenle, MOD HF fenotip in HF potansiyel terapötik anti-remodeling hedefleri belirlemek ve test etmek için çeviri araştırma için uygun bir model yapma. MOD HF fenotipinin açık sistolik HF fenotipine göre avantajları, erken remodeling sürecinde yer alan moleküler hedeflerin belirlenmesine ve terapötik müdahalelerin erken uygulanmasına olanak sağlamasıdır. MOD HF fenotip sınırlama insanda sistolik HF giden hastalıkların spektrumtaklit olmayabilir. Ayrıca, AAB cerrahisi istenen HF fenotip gelişmekte olan ameliyat sıçanların sadece% 20 ile yüksek mortalite ve başarısızlık oranları ile ilişkili olduğu gibi, oluşturmak için zorlu bir fenotip olduğunu.

Giriş

Kalp yetmezliği (HF) yaygın bir hastalıktır ve yüksek morbidite ve mortalite ile ilişkilidir^1. Artan veya enine aort bantlama tarafından üretilen Kemirgen basınç-aşırı yük (PO) HF modelleri, hf'ye yol açan moleküler mekanizmaları araştırmak ve HF'deki potansiyel yeni tedavi hedeflerini test etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca uzun süreli sistemik hipertansiyon veya şiddetli aort darlığı ikincil insan HF görülen değişiklikleri taklit. PO'dan sonra, sol ventrikül (LV) duvarı, LV duvar stresindeki artışı dengelemek ve uyarlamak için konsantrik LV hipertrofisi (LVH) olarak bilinen bir süreç olan kalınlığı kademeli olarak artar. Ancak, bu kalsiyum bisiklet ve homeostaz, metabolik ve hücre dışı matriks remodeling ve gen ekspresyonunda değişiklikler yanı sıra gelişmiş apoptoz ve otofaji^,,2,23,⁴,^5,6dengesizliklere yol maladaptif sinyal yollarının bir dizi aktivasyonu ile ilişkilidir . Bu moleküler değişiklikler miyokardiyal yeniden şekillendirmenin başlatılması ve yayılması için tetikleyici oluşturur ve dekompanse HF fenotip içine geçiş.

Inbred kemirgen suşları ve klip boyutu ve cerrahi tekniğin standardizasyonu kullanımına rağmen, aort bantlama modelleri^7,8,,9LV oda yapısı ve fonksiyonu muazzam fenotipik değişkenlik vardır. Sıçanda PO sonra karşılaşılan phenotik değişkenlik, Sprague-Dawley suşu, başka bir yerde tarif edilir^10,11. Bunlardan, iki HF fenotip miyokardiyal remodeling ve sinyal transdüksiyon yollarının aktivasyonu artan oksidatif stres durumuna yol açan kanıt ile karşılaşılır. Bu metabolik remodeling ile ilişkilidir, değişmiş gen ekspresyonu ve proteinlerin posttranslational modifikasyon değişiklikler, tamamen remodeling sürecinde bir rol oynayan^10,12. Bunlardan ilki orta remodeling ve erken sistolik disfonksiyon (MOD) fenotip, ikincisi ise açık sistolik HF (HFrEF) fenotiptir.

Po'nun PO modeli, Miyokard enfarktüsü (MI) modeline göre avantajlıdır çünkü PO'ya bağlı çevresel ve meridyen duvar gerilmeleri miyokardiyumun tüm segmentlerinde homojen olarak dağıtılır. Ancak, her iki model po şiddetinde değişkenlik muzdarip^10,11 ve enfarktüs boyutu^13,,14 infarkt bölgesinde yoğun inflamasyon ve yara izi ile birlikte¹⁵ yanı sıra göğüs duvarı ve çevre dokulara yapışma, HF MI modelinde gözlenen. Ayrıca, sıçan PO indüklenen HF modeli yüksek mortalite ve başarısızlık oranları ile ilişkili olarak oluşturmak için zor¹⁰, MOD HF fenotip gelişmekte olan işletilen sıçanların sadece% 20 ile¹⁰.

MOD çekici bir HF fenotip ve miyokardiyal remodeling bir rol oynayan sinyal transdüksiyon yollarının erken hedefleme sağlar gibi geleneksel olarak oluşturulan HFrEF fenotip bir evrim oluşturur, özellikle mitokondriyal dinamikleri ve fonksiyonu pertürbations ile ilgili, miyokardmetabolizma, kalsiyum bisiklet ve ekstrasellüler matris remodeling. Bu patofizyolojik süreçler MOD HF fenotip^11'deoldukça belirgindir. Bu yazıda, MOD ve HFrEF fenotiplerinin nasıl oluşturulacaklarını anlatıyoruz ve artan aort bantlama (AAB) yordamını gerçekleştirirken tuzakları ele alıyoruz. Ayrıca ekokardiyografi ile en iyi nasıl iki HF fenotip, MOD ve HFrEF ile karakterize ve nasıl ciddi PO geliştirmek için başarısız ya da ciddi PO ve konsantrik remodeling geliştirmek ancak önemli eksantrik remodeling olmadan diğer fenotipler onları ayırt etmek için ayrıntılı.

Protokol

Burada açıklanan tüm yöntem ve prosedürler Tulane Üniversitesi Tıp Fakültesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır.

1. AAB modeli oluşturma araçları ve araçları

1. % 70'i isopropil alkol ve povison-iyot gibi dezenfektanlar elde edin.
2. Anestezi için ketamin ve ksilazin ve analjezi için buprenorfin alın.
3. 18 inç x 30 inç boyutlarıile bir ısıtma yastığı ve ağır emici tek kullanımlık alt lık edinin.
4. % 100 pamukip rulo, bir bant ve bir saç makası edinin.
5. 20 cm x 25 cm plastik tahta, 3-5 mm arasında kalınlık aralığı elde edin.
6. Z-LITE fiber optik aydınlatıcı edinin.
7. Küçük hayvanlar için mekanik bir ventilatör edinin (örneğin, SAR-830/AP).
8. 2-0 ve 3-0 Vicryl konik dikiş ve naylon 3-0 monofilament dikiş, steril gazlı bez pedleri ve steril ekstra büyük pamuk uçları ve steril eldiven elde.
9. Entübasyon için 16 G anjiyocath alın.
10. Aşağıdaki cerrahi araçları satın alın.
    1. Weck paslanmaz çelik Hemoclip ligasyon ve paslanmaz çelik ligating klipsleri edinin.
    2. Sertleştirilmiş ince iris makas elde edin.
    3. Adson forceps alın.
    4. İki kavisli Graefe forceps elde edin.
    5. Bir Halsted-Sivrisinek Hemostats-düz forceps edinin.
    6. Bir Mayo-Hegar iğne tutucu alın.
    7. Künt dişler ile alm göğüs retraktör alın.
11. Kullanmak ve bir otoklav ve boncuk sterilizatör elde.

2. Artan aort bantlama cerrahi prosedürü

1. 75-100 mg/kg Ketamin ve 10 mg/kg Xylazine karışımıintraperitoneal enjeksiyon ile hayvan anestezi.
   NOT: Hayvanın tamamen uyuşturulması ve sarkık olması için birkaç dakika bekleyin. Anestezik doz yeterli değilse ve hayvan hala kafeste hareket ediyorsa, yeterli süre yitirdikten sonra hayvana tekrar aynı anestezidozu enjekte edin, sonraki enjeksiyonlar arasında yaklaşık 5-10 dakika. Çoğu hayvan derin sedasyon ve anestezi elde etmek için 1-2 enjeksiyon gerektirir.
2. Sağ lateral torasik bölgede bulunan cerrahi bölgede sağ koltuk altında bulunan saç tıraş.
3. Dört uzuvları da plastik tahtaya hafifçe bantlayarak hayvanı stabilize edin. Daha sonra 16 G anjiyocath ile endotrakeal entübasyon gerçekleştirin. Hayvan başarıyla entübe edildikten sonra, 50 döngü/dk ve FiO 2%21'de₂ 2 mL'lik gelgit hacimleri ile mekanik ventilasyon başlatın. Her nefeste göğüs duvarındaki simetrik yükselişi arayın.
4. Hayvanı sol yan tarafına uzanmak için yavaşça çevirin ve sonra kuyruğu U şeklinde bükün ve plastik tahtaya hafifçe bantlayarak stabilize edin. Sonra devam edin ve povison-iyot topikal uygulama ile tıraş alanı dezenfekte.
5. Kesi yerinde% 1-2 Lidokain hacmi ile 50/50 karışımı ile deri infiltrasyon/0.25-0.5 % Bupivacaine preemptive analjezi olarak inisi yitimi yapmadan önce.
6. Sağ koltuk altının 1 cm altında sağ aksiller alanda, 1-2 santimetre uzunluğunda, sağ yatay deri kesisi yapın. Daha sonra göğüs kafesine ulaşana kadar göğüs kas tabakasını inceleyin. 2^{ve 3} göğüs kafesi arasında 1 cm torakotomi yapın.
   1. Göğüs kas tabakası diseksiyon sırasında, dikkatli olun ve sağ koltuk altı altında çalışan sağ aksiller arter yaralanmasını önlemek.
      NOT: 1^ve 2^kaburga arasında yapılan torakotomi, yükselen aort yerine sağ brakiyosefalik arterin bantlanması riskini taşır. 3^ve dördüncü kaburga arasındaki torakotomi, operatörün sağ atriyuma bakacağı için yükselen aortu görselleştirmeyi ve bantlamayı zorlaştırır.
      NOT: Sağ iç meme arterinin kesilmesini ve yaralanmasını önlemek için torakotominin göğüs kafesine çok medial olarak uzatılmasından kaçının.
7. Timus bezinin iki lobunu hafifçe inceleyin ve yan tarafta ayırın. Sonra yükselen aort tanımlamak ve kavisli Graefe forceps ile künt diseksiyon ile üstün vena kava izole.
   NOT: Timus bezinin önemli ölçüde manipülasyonu onu şişirecek ve artan aortu görselleştirmeyi zorlaştıracaktır.
   1. Ölümcül olan superior vena kavanın yaralanmasını veya yırtılmasını önlemek için aorttan üstün vena kavasını ekstra dikkatli bir şekilde inceleyin. Bu prosedürün en zor parçası olabilir ve en deneyimli ellerde bile zaman zaman gerçekleşmesi bekleniyor, ama genellikle yeni başlayanlar ve öğrenenler ile.
8. Kavisli Graefe forsepsile yükselen aortu hafifçe kaldırın ve artan aortun etrafına vasküler klipsi yerleştirin.
   1. 1,5 mm² veya 2 mm²istenilen iç alanın vasküler klipsini elde etmek için vasküler hemoclip ligasyon aletini plastik bir ön kesim 7" parçası ile ayarlayın.
9. Bir Vicryl 2-0 monofilament sütür ile toraks dikiş. Sonra 3-0 Vicryl koper sütür ile göğüs kas tabakası dikiş. Daha sonra naylon 3-0 monofilament sütür ile deri kesisini dikin.
10. Ameliyat sonrası dönemde analjezi görevi görmek için 48-72 saat boyunca aşağıdaki ilaçların bir kombinasyonunu uygulayın: 1) Buprenorfin 0.01-0.05 mg/kg subkutan olarak her 8-12h, 2) Meloxicam 2 mg/kg deri altı her 12h, ve 3) Morfin 2.5 mg/kg deri altı her 2-4h şiddetli ağrı için gerektiği gibi.
    NOT: Hayvanı düzenli izleme altında bir ısıtma yastığında toparlanmaya bırakın. Bir kez hayvan anestezi kurtarma belirtileri gösterir (kendiliğinden nefes mümkün - nefes alma veya aksesuar kasların kullanımı iki dakikadan fazla kanıt olmadan - ve iyi refleksleri vardır, kırmızı ve sıcak ekstremiteler), hayvan extubate ve kafese geri.

3. Ekokardiyografi

1. 80-100 mg/kg ketamin intraperitoneal enjeksiyon ile hayvan yatıştırın. Kaliteli yankı görüntülerinin doğru şekilde elde edilmesi için yeterli sedasyon sağlayın.
   NOT: Anestezik olarak isofluran kullanımı, özellikle şiddetli basınç aşırı lığı ortamında kardiyodepresör etkisi nedeniyle önerilmez ve hayvan anestezi söndüğünde çözülen LV dilatasyonu ve sistolik disfonksiyon hakkında yanlış bir izlenim verebilir.
   1. Dikkatli olun ve HFrEF fenotip geliştirdik şüphesi ile dispneik ve takyofenik bakmak hayvanlarda ketamin dozunun yarısı hatta üçte birini uygulayın.
2. Tamamen uyuşturulmuş hayvan, ön, göğüs saç tıraş.
3. Hayvanı sırtüstü yatırın ve plastik tahtaya sabitle.
4. Papiller kas düzeyinde 2D parasternal uzun eksen ve 2D parasternal kısa eksen görüntüleme klipleri edinin. Ayrıca, diastole LV septal ve posterior duvar kalınlığı yanı sıra LV son diyastolik ve son sistolik çapı ölçmek için papiller kas düzeyinde kısa parasternal eksen görünümünden M-modu görüntüleri elde.
   1. LV boyutu ve fonksiyonunun doğru bir şekilde değerlendirilmesini sağlamak için dakikada 370 - 420 atım kalp hızında görüntü veya klips elde edin. Düşük kalp hızlarında görüntülerin edinimi depresif LV fonksiyonu ve LV dilatasyon yanlış bir izlenim yol açacaktır.
      NOT: Kısaltılmış 2D uzun parasternal eksen görüntüleme görüntülerinin/kliplerinin elde edilmesi yanlış ölçümlere yol açar. Kalite kontrol amacıyla, LV apeks ve aorto-mitral açının aynı düzlem kesim içinde görüntülenmiş olduğundan emin olun.
   2. Orta papiller kas düzeyinde 2D kısa parasternal eksen görüntüleme görüntüleri / klipsleri edinin. Bu çalışma süresi boyunca zaman içinde hayvanları takip ederken güvenilir seri ve sonraki LV ölçümleri elde etmek için bir referans olarak hizmet verecektir.
5. Aort kapakçığı düzeyinde uzun parasternal eksen görünümünde M-mod görüntüleri elde edin iznin sonunda ki bağıl aort -sol atriyum (LA) çapını değerlendirin.
   NOT: MOD ve HFrEF fenotipleri olan hayvanlar, MOD HF fenotipte ≥1.25 ve HFrEF fenotip10'da ≥1.5 ve %1.5 olmak ta LA/Ao oranı ile LA dilatasyonu kanıtını göstermelidir.¹⁰

Sonuçlar

AAB'den sonra 8-12 hafta gelişen HF fenotiplerinin karakterizasyonu ekokardiyografi ile kolaylıkla yapılabilmektedir. Şem, Hafta 3 post-AAB, MOD ve HFrEF fenotiplerinin temsili M-mode görüntüleri Şekil 1A'dasunulmuştur. Şekil 1B ve Şekil 1C, sırasıyla MOD HF fenotip ve HFrEF fenotip oluşturulması için vasküler klipboyutu gösteriyor. LV end-diyastolik (LVEDV) ve s...

Tartışma

Po sıçanda AAB ile ilgili takiben, LV duvar stresinde artış için karşı bir kompansatör mekanizması olarak, konsantrik LVH olarak bilinen LV duvar kalınlığı artırarak konsantrik remodeling uğrar. LV duvar kalınlığında artış AAB aşağıdaki ilk hafta boyunca fark olur ve 2-3 hafta sonrası AAB maksimum kalınlığı ulaşır. Bu süre zarfında, uyumsuz sinyal transdüksiyon yollarının aktivasyonu LV hacimlerinde artışlar ile LV ilerleyici genişlemeyol, eksantrik hipertrofi veya remodeling olarak bilinen bir süreç. Sıçanda HF fenotipi...

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Adson forseps	F.S.T.	11019-12	cerrahi alet
Künt dişler ile Alm göğüs ekartörü	ROBOZ	RS-6510	cerrahi alet
Graefe forseps, kavisli	FST	11152-10	cerrahi alet
Halsted-Sivrisinek Kanama Durdurucular, düz	FST	13010-12	cerrahi alet
Sertleştirilmiş ince iris makası, düz	İnce Bilim Aletleri FST	14090-11	cerrahi alet
hemoclip geleneksel-paslanmaz çelik bağlama klipsleri	Weck	523735	cerrahi alet
Mayo-Hegar iğne tutucu	FST	12004-18	cerrahi alet
mekanik ventilatör	CWE inc	SAR-830 / AP	küçük hayvanlar için mekanik ventilatör
Weck paslanmaz çelik Hemoclip ligasyonu	Weck	533140	cerrahi alet