Summary

Dissektionstechniken und histologische Probenahme des Herzens in Großtiermodellen für Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Published: June 16, 2022
doi:

Summary

Aufgrund der komplexen Anatomie kann ein konsistent reproduzierbares Dissektions- und Entnahmeprotokoll für Herzproben schwierig umzusetzen sein. Dieses Manuskript präsentiert die Schlüsselelemente einiger Standardprotokolle zur kardialen Dissektion und hebt sowohl die groben Untersuchungsansätze als auch die üblicherweise für histopathologische Untersuchungen verwendeten Probenahmestellen hervor.

Abstract

Die Standard-Bruttountersuchung und Probenahme sind Schlüsselelemente für die Reproduzierbarkeit und den Erfolg experimenteller Studien zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen an Großtieren. In Anbetracht der komplexen Anatomie des Herzens, der Unterschiede zwischen den Arten und der Arten von kompensatorischen und pathologischen Reaktionen sind konsistente Protokolle schwierig zu implementieren. Die Verwendung mehrerer Dissektionsprotokolle wird in der Regel an die Erfahrung des Prosektors angepasst, und persönliche Präferenzen sind weiterhin eine Quelle experimenteller und interobserver-Variabilität. Ziel ist es, die wichtigsten anatomischen Merkmale und Orientierungspunkte, Sezierprotokolle und histologischen Probenahmestandards des Herzens bei einigen häufig verwendeten Arten (einschließlich Hunden, Schweinen, Wiederkäuern und Katzen) als Modelle für Herz-Kreislauf-Erkrankungen darzustellen.

Zwei Standard-Bruttoprüfungsprotokolle werden hier vorgestellt. Erstens die Zufluss-Abfluss-Methode, die der physiologischen Blutflussrichtung durch das Herz und große Gefäße folgt (häufig bei Hunden, Wiederkäuern und Schweinen verwendet), und zweitens die Vierkammer-Dissektionstechnik (am Beispiel bei Katzen). Beide Techniken können unter bestimmten experimentellen Bedingungen an jede Art angepasst werden. Die Probenahmeprotokolle umfassen alle relevanten Bereiche (Sinusknoten, Ventrikel, interventrikuläres Septum, Vorhöfe, Klappen und Aorta) und verbessern bei ordnungsgemäßer Durchführung sowohl die Reproduzierbarkeit als auch die Zuverlässigkeit experimenteller Studien.

Introduction

Aufgrund der komplexen Anatomie und frühen Strenge, die die Beurteilung der Herzwanddicke beeinträchtigen können, ist die grobe Untersuchung des Herzens anspruchsvoll und anfällig für mehrere Technik- oder Interpretationsfehler. Dies wird durch die interspezifischen morphologischen Variationen und durch die Tatsache verstärkt, dass viele klinische, schwere Herzpathologien (einschließlich früher Fälle von koronaren Herzkrankheiten, Fibrose, Arteriitis und Amyloidose) nicht mit groben Veränderungen verbunden sind, sondern im Wesentlichen histologische Pathologien sind. Ein standardisiertes Dissektions- und histologisches Probenentnahmeprotokoll kann Konsistenz zwischen den Beobachtern und gleichzeitig Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit experimenteller Studien zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen herstellen.

Die Proben wurden von zwei Hunden (Canis lupus familiaris) (einer 3-jährigen, männlichen französischen Bulldogge und einem 8-jährigen, weiblichen Mischling), einer Katze (Felis catus) (einem 6-jährigen, männlichen Kurzhaar), einem Hausschwein (Sus scrofa domesticus) (einem 1-jährigen, männlichen Large White) und einer Kuh (Bos taurus) (einem 2 Monate alten, weiblichen Holstein) entnommen. Jede der ausgewählten Arten hat eine besondere Verwendung als kardiovaskuläres Modell für eine andere Krankheit; Zum Beispiel sind Hunde ein bevorzugtes Modell für die Arrhythmie-Modellierung; Katzen werden für hypertrophe Kardiomyopathie (HCM) bevorzugt, da es sich um die Spezies mit der höchsten Prävalenz von HCM handelt; Schweine werden als Modell für akuten Myokardinfarkt verwendet; und Wiederkäuer werden als Modell für Intoxikationen verwendet, da sie Toxinen ausgesetzt sind, die auf Wiesen leicht zu finden sind11.

In diesem Manuskript werden ein Nekropsieprotokoll und zwei Dissektionsprotokolle des Herzens vorgestellt, die die grobe und histologische Untersuchung des Herzens bei experimentellen Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbessern sollen. Die beschriebenen Protokolle wurden auf der Grundlage von Informationen aus den veterinärmedizinischen Lehrbüchern 1,2,4,5,6,7,8,9,10,11,12, Zeitschriftenliteratur 3,13,14, offiziellen Dokumenten 15 und Webinaren16 entwickelt. ,17. Die in dieser Studie verwendeten Proben wurden von Kadavern entnommen, die der Pathologieabteilung der USAMV Cluj-Napoca zur routinemäßigen Autopsiediagnose vorgelegt wurden.

Protocol

Das Versuchsprotokoll erhielt eine bioethische Vereinbarung (Nr. 311 von 2022) und wurde von der Bioethikkommission der Universität für Agrarwissenschaften und Veterinärmedizin Cluj-Napoca in Übereinstimmung mit den nationalen (Gesetz Nr. 43 von 2014) und europäischen (EU-Richtlinie Nr. 63 von 2010) Gesetzgebung genehmigt. Einzelheiten zu allen in diesem Protokoll verwendeten Materialien und Instrumenten finden Sie in der Materialtabelle . 1. Nekropsie-Protokoll</st…

Representative Results

Dieses Protokoll wurde verwendet, um anatomische Merkmale zu visualisieren und Proben für die histologische Untersuchung des Herzens in vier verschiedenen Arten (Hund, Katze, Schwein und Kuh) zu sammeln. Das Nekropsieprotokoll wurde bei jeder der oben genannten Arten wiederholt, aber nur bei Hunden veranschaulicht. Das Nekropsieprotokoll beginnt mit einer umfassenden externen Untersuchung des Körpers (Abbildung 1A) (einschließlich der Haut, der erforschbaren Lymphknoten und der äußeren …

Discussion

Bei der Durchführung des aktuellen Protokolls sollten mehrere kritische Schritte sorgfältig berücksichtigt werden, um konsistente Ergebnisse zu erzielen. Bei jungen Tieren unterscheiden sich die Herzmessungen von denen bei Erwachsenen (einschließlich der ventrikulären Wanddicke), und im Allgemeinen macht das Herz einen größeren Anteil des Körpergewichts aus11,12. Der Grad der ventrikulären Hypertrophie kann durch Anwendung einer allgemeinen Gewichtsforme…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nichts.

Materials

0.9% saline solution B. BRAUN MELSUNGEN AG W04479004 For washing all the blood, and blood clots from the heart.
10% neutral buffered formalin (NBF)  Q Path 11699404 Materials for collecting histopathology samples.
Bone cutting forceps HELEN SRL LS109HV Sturdy instrument for cutting bone.
Cutting board Ambition 86304 For an easier manipulation, and cutting the organs.
Decalcifying solution Thermo Scientific TBD-2 6764004 1:1 mixture of 8% formic acid and hydrochloric acid.
Digital camera Canon Inc. PowerShot SX540 HS For photographic, and videographic documentation.
Forceps MKD-Medicale 15-430 Dissection instruments.
Histological cassettes  Q Path 720-2215 Materials for collecting histopathology samples.
Dimensions: 3 × 2.5 × 0.4 cm
Knife TEHNO FOOD COM SERV SRL D2006/15 Sharp blade for cutting soft tissue.
Latex gloves MKD-Medicale SANTEX-S Protection equipment.
Mask MKD-Medicale 21221 Protection equipment.
Petri dishes MKD-Medicale 0598-1V Materials for collecting ancillary testing samples.
Plastic recipients Corning Gosselin TP200-02 Materials for collecting histopathology samples.
Scale ESPERANZA MEEKS008 For weighing the organs.
Scale White Deals 72 For weighing the subjects.
Scalpel MKD-Medicale 10322E Sharp blade for cutting soft tissue.
Scissors MKD-Medicale 13-260 Dissection instruments.
Scrub MKD-Medicale 410100-52 Protection equipment.
Syringes MKD-Medicale 10573EU Materials for collecting ancillary testing samples.

References

  1. Ashworth, M. . Pathology of Heart Disease in the Fetus, Infant and Child: Autopsy, Surgical and Molecular Pathology. , (2019).
  2. Barone, R., Vigot, . Anatomie Comparée des Mammifères Domestiques: Angiologie. , (2011).
  3. Basso, C., et al. Guidelines for autopsy investigation of sudden cardiac death: 2017 update from the Association for European Cardiovascular Pathology. Virchows Archiv. 471 (6), 691-705 (2017).
  4. Bishop, S. P., Fox, P. R., Sisson, D., Moïse, N. S. Chapter 37 – Necropsy Techniques for the Heart and Great Vessels. Textbook of Canine and Feline Cardiology: Principles and Clinical Practice,.2nd ed. , 846-848 (1999).
  5. Joseph, D. R. The ratio between the heart-weight and body weight in various animals. Journal of Experimental Medicine. 10 (4), 521-522 (1908).
  6. Keenan, C. M., Vidal, J. D. Standard morphologic evaluation of the heart in the laboratory dog and monkey. Toxicologic Pathology. 34 (1), 67-74 (2006).
  7. Latimer, H. B. Variability in body and organ weights in the newborn dog and cat compared with that in the adult. The Anatomical Record. 157 (3), 449-456 (1967).
  8. Lee, J. C., Taylor, F. N., Downing, S. E. A comparison of ventricular weights and geometry in newborn, young, and adult mammals. Journal of Applied Physiology. 38 (1), 147-150 (1975).
  9. McDonough, S. P., Southard, T. . Necropsy Guide for Dogs, Cats, and Small Mammals. , 9 (2016).
  10. Prophet, E. B., Mills, B., Arrington, J. B., Sobin, L. H. . Laboratory Methods in Histotechnology. , 29-58 (1992).
  11. Robinson, W. F., Robinson, N. A., Grant Maxie, M., Saunders, W. B. Chapter 1 – Cardiovascular System. Jubb, Kennedy & Palmer’s Pathology of Domestic Animals, 6th ed. 3, 12-49 (2016).
  12. Tabaran, A. F. . Autopsie et Medecine Legale: Guide de Travaux Pratiques. , 21-86 (2020).
  13. . Toxpath.org Available from: https://www.toxpath.org/Trimming-N-Collection-Training.asp (2021)

Play Video

Cite This Article
Constantin, I., Tăbăran, A. F. Dissection Techniques and Histological Sampling of the Heart in Large Animal Models for Cardiovascular Diseases. J. Vis. Exp. (184), e63809, doi:10.3791/63809 (2022).

View Video