Toenemende longslagader Pulsatiele Flow Verbetert Hypoxische Pulmonale Hypertensie in Biggen
Summary
Pulmonary hypertension is associated with a significant reduction in pulmonary artery pulsatility, contractility and elasticity, contributing to an increase in pulmonary artery pressure and pulmonary resistance. Using a hypoxic piglet model, this study demonstrated that improving pulmonary artery plasticity using a newly developed pulsatile catheter improves hypoxic pulmonary hypertension.
Abstract
Pulmonale arteriële hypertensie (PAH) is een ziekte die distale longslagaders (PA). Deze slagaders zijn vervormd, wat leidt tot rechter ventrikel falen. Huidige behandelingen zijn beperkt. Fysiologisch pulsatiele bloedstroom is schadelijk voor de vasculatuur. In reactie op aanhoudende pulserende spanning, vaten stikstofmonoxide (NO) om vaatverwijding zelfbeschermings- induceren vrijgeven. Op basis van deze waarneming, deze studie een protocol ontwikkeld om te beoordelen of een kunstmatige pulmonaire pulsatiele bloedstroom een NO-afhankelijke afname in pulmonale arteriële druk kon veroorzaken. Eén groep biggen werd blootgesteld aan chronische hypoxia gedurende 3 weken en vergeleken met een controlegroep van biggen. Eenmaal per week, de biggen onderging echocardiografie aan PAH ernst te beoordelen. Aan het einde van de blootstelling hypoxie werden de biggen onderworpen aan een pulsvormige protocol met een pulserende katheter. Nadat verdoofd en voorbereid voor operatie, de halsader van de biggen werd geïsoleerd en catheter werd ingebracht door het rechter atrium, het rechter ventrikel en de pulmonale arterie, onder radioscopische controle. Pulmonale arteriële druk (PAP) werd gemeten vóór (T0) direct na (T1) en na 30 min (T2) de pulserende protocol. Aangetoond werd dat dit pulsvormige protocol is een veilige en efficiënte werkwijze voor het induceren van een significante verlaging van de gemiddelde PAP via een NO-afhankelijk mechanisme. Deze gegevens openen nieuwe mogelijkheden voor de klinische behandeling van PAH.
Introduction
Pulmonale arteriële hypertensie is een levensbedreigende ziekte die de longvaten. Men is het er in het veld dat een onbalans tussen een toename vasoconstrictoren (endotheline, serotonine) en een afname van vasodilatoren (NO, prostacycline) draagt bij tot de ontwikkeling van PAH. Na verloop van tijd, dit pro-constrictieve fenotype zich tot een complex pro-proliferatieve en anti-apoptotische fenotype dragen aan de ontwikkeling van vasculaire laesies 1.
Langdurige blootstelling aan vasoconstrictors leidt tot een aanzienlijke en blijvende toename van [Ca 2,] i in longslagader gladde spiercellen, waardoor de activatie van verschillende calcium-gereguleerde transcriptiefactoren zoals NFAT 2-4, bevorderen PASMC proliferatie en weerstand tegen een apoptose fenotype 5. Dit fenotype leidt tot pulmonale vasculaire lesies, die bijdragen tot een toename van zowel PA-druk en pulmonaire resistance, wat uiteindelijk leidt tot fatale rechter hartfalen 6.
Er is momenteel geen behandeling beschikbaar die PAH omkeert hoewel er een aantal die de levenskwaliteit 7 patiënten te verbeteren. Onder deze behandelingen is de doeltreffendheid van geïnhaleerde NO behandeling gedemonstreerd maar vanwege de korte halfwaardetijd moeilijk om te gebruiken in klinische praktijk. Daarom zijn stabieler en duurzaam behandelingen zijn voorkeur, zoals prostacycline analogen of endotheline receptor blokkers 7. Om betere behandelingen te ontwikkelen, moeten verbeterd en kennis van de pathofysiologie van PAH verlengen.
Pulsatiliteit is een bekende activerende stimulus schuifspanning geïnduceerde vasodilatatie, beschermen de niet-elastische slagader distaal tegen agressieve debiet verwondingen 8,9. In een model van PAH secundair aan aortopulmonary chirurgische rangeren, Nour et al. Aangetoond intrapulmonale shear str-ess gemedieerde endotheelfunctie enhancement 10. Verschillende studies hebben aangetoond dat NO, prostacycline en ET-1-expressie nauw gereguleerd door veranderingen in pulserende stroom. Inderdaad, een gematigde toename pulsatiele stroming verhoogt eNOS activiteit en prostacycline niveaus, die beide worden verminderd PAH. Pulserende stroom modulatie wordt waarschijnlijk betrokken bij de etiologie van PAH en kunstmatig verhogen het is een aantrekkelijke en nieuwe manier van het verhogen van NO en prostacycline productie in de pulmonale circulatie.
Het onderhavige onderzoek beoogt evaluatie van de effecten van 10 min gepulseerde stromen door de nieuw ontwikkelde gepulseerde katheter hemodynamische metingen pulmonaire hypertensie (PH) model bij biggen bij wie hypoxia werd geinduceerd. Het wordt geopperd dat een verhoging longslagader pulsatiliteit induceert vasorelaxatie van de longslagaders, waardoor afneemt pulmonale arteriële druk.
Rechts hart katheterization (RHC) is een kritische klinische interventie voor de diagnose en follow-up van de PAH patiënten. Het is inderdaad de meest betrouwbare manier diagnose PAH en kunnen artsen vaatreactiviteit 11,12 en ziekteprogressie beoordelen. In feite ondergaat elke PAK patiënt RHC meerdere malen. Deze studie bij grote dieren beoogt de werkzaamheid en veiligheid van pulserende katheters beoordeling en behandeling PAH tijdens een normale RHC procedure tonen. Omdat pulsatiele katheters zijn reeds beschikbaar en RHC wordt routinematig uitgevoerd bij PAH patiënten deze studie alle vereiste kunnen klinische proeven snelle reactie informatie.
Protocol
Representative Results
Discussion
Voor het eerst werd aangetoond dat veranderingen in de pulmonale pulsatiele stroming causaal verband met de ontwikkeling van PAH secundair aan chronische hypoxische blootstelling. Deze translationele benadering levert het bewijs dat het induceren van een kunstmatige verhoging van pulmonaire pulsatiele stroming met een speciaal ontworpen katheter verbetert pulmonale hypertensie, vermoedelijk door verhogen van NO productie.
Deze bevindingen zijn niet alleen origineel, ze zijn ook van groot the…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Drugs for anesthesia | |||
| sodium thiopental, THIOPENTAL SODIUM | Abbott, France | 0000071-73-8 | powder 3 place Gustave Eiffe 94518 RUNGIS CEDEX. |
| isoflurane, FORANE | Abbott, France | 05260-05 | glass bottle 250 ml 3 place Gustave Eiffe 94518 RUNGIS CEDEX. |
| midazolam, Hypnovel | Accord Healthcare | Vidal | injectable ampoules 1mg/ml 45 Rue du Faubourg de Roubaix 59000 Lille France |
| pramocaine,TRONOTHANE 1 % | Laboratoires LISAPHARM | Vidal | Gel appl locale T/30g 3, rue Scheffer. 75016 Paris. |
| morphine chlohydrate Lavoisier | CMD Lavoisier Laboratoires CHAIX et DU MARAIS | Vidal | injectable ampoules 7, rue Labie -75017 Paris – France |
| Acrylates Copolymer-Carbopol® Aqua SF-1 Polymer | Lubrizol | gel appl local Elysées La Défense 19 le Parvis 92073 Paris la défense |
|
| Material | |||
| Ventilateur Harvard 683 | Harvard apparatus | Harvard apparatus | DRIM 75 rue des Anglais – 78700 Conflans Ste Honorine |
| Echographe Voluson E8 with a 3,5 MHz probe | General Electric | GEHealthcare | DRIM 75 rue des Anglais – 78700 Conflans Ste Honorine |
| Pulsatil Catheter | Cardio inovating system | Cardio innovative systems, 33 rue Vivienne, Paris, France 75002 | |
| NO breath Analyseur | Respur | Respur | 26 rue Felix Rouget 95490 Vaureal France |
References
- Malenfant, S., et al. Signal transduction in the development of pulmonary arterial hypertension. Pulm Circ. 3 (2), 278-293 (2013).
- Paulin, R., et al. Signal transducers and activators of transcription-3/pim1 axis plays a critical role in the pathogenesis of human pulmonary arterial hypertension. Circulation. 123 (11), 1205-1215 (2011).
- Courboulin, A., et al. Role for miR-204 in human pulmonary arterial hypertension. J Exp Med. 208 (3), 535-548 (2011).
- Bonnet, S., et al. The nuclear factor of activated T cells in pulmonary arterial hypertension can be therapeutically targeted. Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (27), 11418-11423 (2007).
- Meloche, J., et al. Role for DNA damage signaling in pulmonary arterial hypertension. Circulation. 129 (7), 786-797 (2014).
- Humbert, M., et al. Cellular and molecular pathobiology of pulmonary arterial hypertension. J Am Coll Cardiol. 43 (12 Suppl S), 13S-24S (2014).
- Archer, S. L., Michelakis, E. D. An evidence-based approach to the management of pulmonary arterial hypertension. Curr Opin Cardiol. 21 (4), 385-392 (2006).
- Li, M., Scott, D. E., Shandas, R., Stenmark, K. R., Tan, W. High pulsatility flow induces adhesion molecule and cytokine mRNA expression in distal pulmonary artery endothelial cells. Ann Biomed Eng. 37 (6), 1082-1092 (2009).
- Li, M., Stenmark, K. R., Shandas, R., Tan, W. Effects of pathological flow on pulmonary artery endothelial production of vasoactive mediators and growth factors. J Vasc Res. 46 (6), 561-571 (2009).
- Nour, S., et al. Intrapulmonary shear stress enhancement: a new therapeutic approach in pulmonary arterial hypertension. Pediatr Cardiol. 33 (8), 1332-1342 (2012).
- Barst, R. J., et al. Diagnosis and differential assessment of pulmonary arterial hypertension. J Am Coll Cardiol. 43 (12 Suppl S), 40S-47S (2004).
- Galie, N., et al. Guidelines on diagnosis and treatment of pulmonary arterial hypertension. The Task Force on Diagnosis and Treatment of Pulmonary Arterial Hypertension of the European Society of Cardiology. Eur Heart J. 25 (24), 2243-2278 (2004).
- Naeije, R., Dewachter, L. Animal models of pulmonary arterial hypertension. Rev Mal Respir. 24 (4 pt 1), 481-496 (2007).
- Via, G., et al. International evidence-based recommendations for focused cardiac ultrasound. J Am Soc Echocardiogr. 27 (7), e681-e683 (2014).
- Folland, E. D., et al. Assessment of left ventricular ejection fraction and volumes by real-time, two-dimensional echocardiography. A comparison of cineangiographic and radionuclide techniques. Circulation. 60 (4), 760-766 (1979).
- Meloche, J., et al. Critical role for the advanced glycation end-products receptor in pulmonary arterial hypertension etiology. J Am Heart Assoc. 2 (1), e005157 (2013).
- Nour, S., et al. Intrapulmonary shear stress enhancement: a new therapeutic approach in acute myocardial ischemia. Int J Cardiol. 168, 4199-4208 (2013).
- Barrier, M., et al. Today’s and tomorrow’s imaging and circulating biomarkers for pulmonary arterial hypertension. Cell Mol Life Sci. 69 (17), 2805-2831 (2012).
- Budev, M. M., Arroliga, A. C., Jennings, C. A. Diagnosis and evaluation of pulmonary hypertension. Cleve Clin J Med. 70, S9-S17 (2003).
- Barst, R. J., Channick, R., Ivy, D., Goldstein, B. Clinical perspectives with long-term pulsed inhaled nitric oxide for the treatment of pulmonary arterial hypertension. Pulm Circ. 2 (2), 139-147 (2012).
- Pepke-Zaba, J., Higenbottam, T. W., Dinh-Xuan, A. T., Stone, D., Wallwork, J. Inhaled nitric oxide as a cause of selective pulmonary vasodilatation in pulmonary hypertension. Lancet. 338 (8776), 1173-1174 (1991).
- Zapol, W. M., Rimar, S., Gillis, N., Marletta, M., Bosken, C. H. Nitric oxide and the lung. Am J Respir Crit Care Med. 149 (5), 1375-1380 (1994).
- Stenmark, K. R., Meyrick, B., Galie, N., Mooi, W. J., McMurtry, I. F. Animal models of pulmonary arterial hypertension: the hope for etiological discovery and pharmacological cure. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 297 (6), L1013-L1032 (2009).
- Torre-Amione, G., et al. Reversal of secondary pulmonary hypertension by axial and pulsatile mechanical circulatory support. J Heart Lung Transplant. 29 (2), 195-200 (2010).
