Cardiomiopatia tachicardia-indotta come un modello di insufficienza cardiaca cronica in maiali
Summary
Qui, presentiamo un protocollo per la produzione di cardiomiopatia tachicardia-indotta in maiali. Questo modello rappresenta un modo potente per studiare l’emodinamica dell’insufficienza cardiaca cronica progressiva e gli effetti del trattamento applicato.
Abstract
Un modello affidabile e stabile dell’insufficienza cardiaca cronica è necessario per molti esperimenti per comprendere emodinamica o per verificare gli effetti dei nuovi metodi di trattamento. Qui, presentiamo un tale modello di cardiomiopatia tachicardia-indotta, che può essere prodotto da cardiaco rapido ritmo in maiali.
Un singolo cavo di cadenza è transvenously introdotto in completamente anestetizzato suina sano, all’apice del ventricolo destro e fissato. L’altra estremità poi incanalata dorsalmente nella regione paravertebrale. Lì, è collegato a un’unità di stimolatore cardiaco del cuore modificate in-House che viene quindi impiantata in una tasca sottocutanea.
Dopo 4-8 settimane di stimolazione ventricolare rapida al prezzo di 200-240 battiti/min, l’esame fisico ha rivelato segni di insufficienza cardiaca grave – tachipnea, tachicardia sinusale spontanea e l’affaticamento. L’ecocardiografia e la radiografia ha mostrato la dilatazione di tutte le camere cardiache, effusioni e disfunzione sistolica severa. Questi risultati corrispondono bene alla cardiomiopatia dilatativa scompensata e vengono mantenuti anche dopo la cessazione della stimolazione.
Questo modello di cardiomiopatia tachicardia-indotta può essere utilizzato per studiare la fisiopatologia dell’insufficienza cardiaca cronica progressiva, soprattutto i cambiamenti emodinamici causati da nuove modalità di trattamento come supporti circolatori meccanici. Questa metodologia è facile da eseguire e i risultati sono affidabili e riproducibili.
Introduction
La varietà di nuovi metodi di trattamento per scompenso cardiaco (HF), soprattutto l’uso crescente in tutto il mondo di supporti meccanici circolatori e l’ossigenazione extracorporea della membrana (ECMO) nella pratica clinica, si riflette in sperimentazione preclinica. L’obiettivo principale è stato il cambiamenti emodinamici causati dalle modalità di trattamento esaminati, vale a dire su pressione sanguigna sistematica1, contrattilità del miocardio, pressione e variazioni di volume delle camere cardiache e cuore lavoro2,3, flusso sanguigno arterioso nelle arterie sistemiche e periferici, insieme a compensazione metabolica4 – analisi di gas del sangue, perfusione polmonare e la saturazione del tessuto regionale. Altri studi sono diretti sugli effetti a lungo termine del supporto circolatorio5, infiammazione concomitante o avvenimento di emolisi. Tutti questi tipi di studio bisogno un biomodel stabile delle congestizia HF.
La maggior parte degli esperimenti pubblicati sulla sinistra la prestazione ventricolare (LV) ed emodinamica di supporto circolatorio meccanico sono stati condotti su modelli sperimentali di acuta HF2,6,7,8 , 9 , 10, o anche su cuori completamente intatti. D’altra parte, nella pratica clinica, supporti circolatori meccanici vengono spesso applicati in uno stato di scompenso circolatorio che si sviluppa sui terreni precedentemente presenti malattie cardiache croniche. In tali situazioni, i meccanismi di adattamento sono completamente sviluppati e possono svolgere un ruolo importante nell’incoerenza dei risultati osservati secondo il “acutezza e cronicità” di sottostante malattia cardiaca11. Di conseguenza, un modello stabile di HF cronica può offrire nuove visioni dei meccanismi fisiopatologici e l’emodinamica. Anche se ci sono motivi per cui l’uso di modelli HF cronici è scarsa – preparazione richiede molto tempo, l’instabilità del ritmo cardiaco, questioni etiche e tasso di mortalità – i loro vantaggi sono chiari, come essi offrono la presenza di attivazione neuroumorale a lungo termine, generale di adattamento sistemico, cambiamenti funzionali dei cardiomiociti e alterazioni strutturali del cuore muscolo e valvole12,13.
In generale, la disponibilità e la varietà di modelli animali utilizzati per studi emodinamici è ampie e offre scelta per molte esigenze specifiche. Per questi esperimenti, soprattutto suini, canini, ovini, o con piccolo murino impostazioni modelli, sono stati scelti e offerta una buona simulazione di reazioni del corpo umano previsto14. Inoltre, forme di esperimenti di singolo organo stanno diventando più frequenti15. Per simulare in modo affidabile la patofisiologia di HF, circolazione è essere artificialmente deteriorata. Danni al cuore possono essere causato da vari metodi, spesso da ischemia, aritmia, sovraccarico di pressione o effetti cardiotossici di farmaci, con uno di questi che conduce a deterioramento emodinamico del modello. Per produrre un vero modello di HF cronica, ora deve essere fornito per sviluppare l’adattamento a lungo termine di tutto l’organismo. Tale modello affidabile e stabile è ben rappresentato la cardiomiopatia tachicardia-indotta (TIC), che può essere prodotto da cardiaco rapido ritmo in animali da esperimento.
È stato dimostrato che nei cuori predisposti, tachiaritmie incessanti di lunga durata possono portare a disfunzione sistolica e dilatazione con diminuita gittata cardiaca. La condizione chiamata TIC fu prima descritto nel 191316, ampiamente utilizzato in esperimenti dal 196217ed è ora un disordine incontestato. Sua origine possa trovarsi in vari tipi di aritmia – sopraventricolare e la tachicardia ventricolare può condurre a deterioramento progressivo della funzione sistolica, la dilatazione a due ventricoli e progressivi segni clinici di HF tra cui ascite, edemi, letargia e il decompensation cardiaco in definitiva che portano allo scompenso cardiaco terminale e, se non trattata, la morte.
Sono stati osservati effetti simili di circolatori soppressione dall’introduzione di tasso alto cardiaci pacing in modelli animali. In un modello porcino, una frequenza cardiaca atriale o ventricolare sopra 200 battiti al minuto è potente abbastanza per indurre HF di stadio finale in un periodo di 3-5 settimane (fase progressiva) con caratteristiche di TIC, anche se esistono delle differenze interindividuali18, 19. questi risultati corrispondono bene alla cardiomiopatia scompensata e sono, soprattutto, conservato anche dopo la cessazione della cadenza (fase cronica)19,20,21,22, 23.
Modelli TIC porcini, canini o ovini ripetutamente sono stati preparati per studiare la fisiopatologia della HF14, come modifiche al LV imitano le caratteristiche di cardiomiopatia dilatativa24. Le caratteristiche emodinamiche sono descritte bene – un aumento della pressione telediastolica ventricolare, arterioso in diminuzione, aumentato la resistenza vascolare sistemica e la dilatazione di entrambi i ventricoli. Al contrario, l’ipertrofia di parete non è osservata costantemente, e assottigliamento della parete persino è stato descritto da alcuni ricercatori25,26. Con la progressione delle dimensioni ventricolari, rigurgito su valvole atrioventricolari sviluppa26.
In questa pubblicazione, vi presentiamo un protocollo per produrre un TIC di cadenza veloce cardiaca a lungo termine in maiali. Questo biomodel rappresenta potenti mezzi per studiare scompensata cardiomiopatia dilatata, emodinamica dell’HF progressiva cronica con bassa gittata cardiaca e gli effetti del trattamento applicato.
Protocol
Representative Results
Discussion
HF cronico è un problema sanitario importante che contribuisce notevolmente alla morbosità ed alla mortalità. La patogenesi e progressione di HF in esseri umani è complessa, quindi un modello animale adeguato è fondamentale per indagare i meccanismi di fondo e testare nuove terapie che mirano a interferire con la progressione di malattia severa nativo. Per studiare la patogenesi, modelli animali di grandi dimensioni vengono utilizzati per le prove sperimentali.
In generale, modelli chirur…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro era sostenuto da borse di ricerca di Charles University GA UK n. 538216 e GA UK n. 1114213.
Materials
| Medication | |||
| midazolam | Roche | Dormicum | anesthetic |
| ketamine hydrochloride | Richter Gedeon | Calypsol | anesthetic |
| propofol | B.Braun | Propofol | anesthetic |
| cefazolin | Medochemie | Azepo | antibiotic |
| Silver Aluminium Aerosol | Henry Schein | 9003273 | tincture |
| povidone iodine | Egis Praha | Betadine | disinfection |
| morphine | Biotika Bohemia | Morphin 1% inj | analgetic |
| Tools | |||
| Metzenbaum scissors, lancet with #22 blade, DeBakey forceps, needle driver | basic surgical equipment | ||
| cauterizer | |||
| 2-0 Vicryl | Ethicon | V323H | absorbable braided suture |
| 2-0 Perma-Hand Silk | Ethicon | A185H | silk tie suture |
| 2-0 Prolene | Ethicon | 8433H | non-absorbable suture |
| Diagnostic devices | |||
| ESP C-arm | GE Healthcare | ESP | X-ray fluoro C-arm |
| Acuson x300 | Siemens Healthcare | ultrasound system | |
| Acuson P5-1 | Siemens Healthcare | echocardiographic probe | |
| Acuson VF10-5 | Siemens Healthcare | sonographic vascular probe | |
| 3PSB, 4PSB and 6PSB | Transonic Systems | perivascular flow probes | |
| TS420 | Transonic Systems | perivascular flow module | |
| TruWave | Edwards Lifesciences | T001660A | fluid-filled pressure transducer |
| 7.0F VSL Pigtail | Transonic Systems | pressure sensor catheter | |
| INVOS 5100C Cerebral/Somatic Oximeter | Somanetics/Medtronic | near infrared spectroscopy | |
| CCO Combo Catheter | Edwards Lifesciences | 744F75 | Swan-Ganz pulmonary artery catheter |
| Vigillace II | Edwards Lifesciences | VIG2E | cardiac output monitor |
| 7.0F VSL Pigtail | Transonic Systems | pressure-volume catheter | |
| ADV500 | Transonic Systems | pressure-volume system | |
| LabChart and PowerLab | ADInstruments | data acquisition and analysis system | |
| Prism 6 | GraphPad | statistical analysis software | |
| Pacing devices | |||
| ICS 3000 | Biotronic | 349528 | pacemaker programmer |
| ERA 3000 | Biotronic | 128828 | external pacemaker |
| Effecta DR | Biotronic | 371199 | dual-chamber pacemaker |
| Tendril STS | St. Jude Medical | 2088TC/58 | ventricular pacing lead |
| Lead permanent adapter | Osypka | Article 53422 | convergent "Y" connecting part |
| Lead permanent adapter | Osypka | Article 53904 | convergent "Y" connecting part |
| Tear-Away Introducer 7F | B.Braun | 5210593 | tear away introducer sheath |
| Split Cath Tunneler | medComp | AST-L | tunneling tool |
| infusion line | MPH Medical Devices | 2200045 | connecting line |
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