Sanntid press volum analyse av akutt hjerteinfarkt i mus
Summary
Akutt hjerteinfarkt i mus induserer akutt men ufullstendig preget endringer i venstre ventrikkel (LV)-funksjonen. LV catheterization i mus gjennomgår koronar okklusjon fungerer som en ny metode for en sanntid evaluering av LV-funksjonen.
Abstract
Akutt hjerteinfarkt kan føre til akutt hjertesvikt og kardiogent sjokk. Evalueringen av hemodynamics er avgjørende for vurdering av alle potensielle terapeutiske tilnærmingen rettet mot akutt venstre ventrikkel (LV) dysfunksjon. Gjeldende imaging modaliteter (f.eks., echocardiography og magnetisk resonans imaging) har flere begrensninger siden data på LV press ikke kan direkte måles. LV catheterization i mus gjennomgår koronar okklusjon kunne tjene som en ny metode for en sanntid evaluering av LV-funksjonen.
I begynnelsen av prosedyren, var mus anesthetized etterfulgt av endotracheal intubasjon. For LV catheterization ble den høyre arteria carotis eksponert via midt-hals snitt. Kateter ble innført og plassert i LV hulrom. Venstre thoracotomy ble utført og venstre viktigste koronar (LCA) var samskrevet. For å indusere reperfusion, utgitt suture etter 45 min. press volum data ble registrert til alle tider.
Ligation av LCA forårsaket en nedgang i LV systolisk funksjon som gjenspeiles av en 30% reduksjon i Slagvolum, LV utstøting brøkdel (EF) og blodsirkulasjon. Maksimal dP/dt som en parameter for LV contractility var også betydelig redusert og diastolisk funksjonen var alvorlig nedsatt (minimum dP/dt-40%). Reperfusion over en periode på 20 min føre ikke til en fullstendig gjenoppretting LV-funksjonen.
Sanntid press-volum analyse var en gyldig prosedyre for overvåking hjertefunksjon ved akutt hjerteinfarkt i mus. Stabil anestesi og en standardisert kirurgisk tilnærming var avgjørende å sikre gyldig resultater. Den tidlige fasen av akutt hjerteinfarkt er avgjørende for sykelighet og dødelighet, kan metoden kodedel være gunstig for prekliniske evaluering av nye strategier for cardioprotection.
Introduction
Hjerte-og karsykdommer er den vanligste dødsårsaken i vestlige sivilisasjonen1. Hjerteinfarkt er en kritisk hendelse, som er forbundet med høy akutte og kroniske dødelighet2. Selv om revaskularisering oppnås via nødnummer PCI-behandling (PCI), dødelighet er fortsatt høy, spesielt innen de første 48 timer etter utbruddet av symptomene hos pasienter med akutt hjerteinfarkt3. Kardiogent sjokk skyldes akutt reduksjon i venstre ventrikkel (LV)-funksjonen er en viktig årsak til in-sykehuset dødelighet i disse pasienter3. Denne tidlige reduksjonen i LV-funksjonen er forårsaket av hjerteinfarkt skade etter iskemi og reperfusion. Denne såkalte iskemi/reperfusion (jeg / R) skade er formidlet av endringer i cellular metabolome som overdrevet generasjon av reaktive oksygen arter4,5.
For å utforske mulige beskyttende mekanismer fører til en reduksjon i hjerteinfarkt skade i preklinisk omgivelser, er pålitelig musen modeller avgjørende inkludert metoder for evaluering av innlegg-jeg/R LV funksjon6. I denne innstillingen, er transthoracic echocardiography7 og magnetisk resonans imaging (MRI)6 mye brukt for funksjonell phenotyping8,9. Men disse metodene er ikke egnet for vurdering av alvorlig LV dysfunksjon og kardiogent sjokk i en pågående akutt hjerteinfarkt og direkte vise ikke data på LV press. Langendorff apparatet bruker isolert hjertet i ex vivo analysen gir informasjon om de underliggende pathomechanisms til tidlig-fase jeg / R skade10. Denne metoden er begrenset på grunn av sin manglende evne til å reprodusere i vivo adaptive mekanismer som regulering av autonome nervesystemet eller hormonelle regulering og syre-base homeostase. Det finnes for tiden ingen metode tilgjengelig for en fullstendig funksjonell phenotyping kardiogent sjokk og venstre ventrikkel dysfunksjon under en pågående hjerteinfarkt jeg / R skade.
En synkronisert tilnærming med kombinasjon av press-volum (PV) catheterization og forbigående kirurgisk venstre viktigste koronar (LCA) okklusjon kan være gunstig men teknisk utfordrende. Stabil extracardiac hemodynamics under jeg / R skade er avgjørende for gyldig resultater siden ustabil anestesi eller blod tap kan sterkt påvirke resultatene. En roman tilnærming for hemodynamic phenotyping for I / R skade via LV PV catheterization og forbigående LCA okklusjon kan få ny innsikt på kardiogent sjokk og LV dysfunksjon ved akutt hjerteinfarkt og tjene som en metode for fremtidige analyser på cardioprotection.
Protocol
Representative Results
Discussion
PV overvåking av LV hemodynamics ved akutt hjerteinfarkt fungerer som en ny metode for sanntid i vivo vurdering av kardiogent sjokk og svekket LV funksjon jeg / R skade. PV catheterization kan tilby et bredt spekter av parametere med hensyn til LV systolisk og diastolisk funksjon. I tillegg til LV volumetriske parameterne vanligvis innhentet av echocardiography eller MRI (kammer volumer, EF, Slagvolum og cardiac output), gir PV analyse en mer fullstendig profil LV funksjonen ved samtidig å gi målinger av LV s…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne bekrefter følgende finansiering kilder: andre Kröner-Fresenius-Stiftung (Tienush Rassaf); Hans und Gertie Fischer Stiftung (Tienush Rassaf), gi fra medisinske fakultet, Universitetet Duisburg-Essen, Tyskland (Tienush Rassaf, Lars Michel); Ernst-und Berta Grimmke-Stiftung (Christos Rammos).
Materials
| Calibration cuvette | Millar instruments | 910-1049 | Calibration cuvette |
| Contura professional hair trimmer | Wella | HS-60 | Small animal shaving system |
| Eclipse Needle 27G | BD | REF 305770 | 27G needle |
| Forceps | FST | 11203-25, 11069-08, 11616-15, 11506-12, 11051-10 | Surgical forceps |
| Forceps | Aesculap Braun | BN731R, BD 311R | Surgical forceps |
| Foris FS2434 | Eizo | 0FTD2033 | Monitor |
| Hamilton Syringe 100 µl needle | Hamilton | 80621 | 100µl syringe with needle |
| Heated Small animal OP table | Harvard Apparatus | 15001 | Heated OP table |
| Heparin-Natrium 25000 | Ratiopharm | N68542.04 | Heparin |
| Ketamin 10% 100 mg/ml | bela-pharm | FS1670041 | Ketamin |
| Labchart Pro 8 + Pro modules | AD Instruments | MLS260/8 | PV data analysis software |
| LAS EZ | Leica | LAS EZ | Microscope camera software |
| Leica IC80 HD | Leica | IC80 HD | Microscope camera |
| Leica M80 | Leica | M80 | Microscope |
| Micro-tip catheter transducer | Millar instruments | SPR-839 | PV catheter |
| MiniVent | Harvard Apparatus | 845 | ventilation |
| MPVS Ultra | Millar instruments | PL3508B48/M | PV catheter data acquisition device |
| Octenisept | Schülke | 20000832-A | disinfectant |
| Plastipak 1ml | PD | REF 303172 | 1ml syringe |
| PowerLab 8/35 | AD Instruments | PL3508 | analog/digital converter |
| Prolene 6-0 | Ethicon | XNEH7814.P31 | Polypropylene suture |
| Retraction Kit | FST | 18200-20 | retraction of surgical situs |
| Seraflex 5-0 | Naila | IC108000 | silk suture |
| Small and micro-scissors | FST Essen | 14059-11, 15007-08, 14064-11 | Surgical scissors |
| Small silicon tube | Reichelt Chemietechnik | tube for LCA occlusion | |
| Sodium Chloride | Sigma-Aldrich | S7653 | Sodium Chloride |
| testo 108 | testo | 5631080 | rectal thermometer |
| Thinkcentre desktop computer | Lenovo | PC0EJS2V | Computer |
| Vasofix Safety 20G | Braun | 4269110S-01 | intubation catheter |
| Windows 10 | Microsoft | KW9-00240 | Operating system |
| Xylazin 2% | Ceva | 6324464.00.00 | Xylazine hydrochloride |
Referências
- Sanchis-Gomar, F., Perez-Quilis, C., Leischik, R., Lucia, A. Epidemiology of coronary heart disease and acute coronary syndrome. Annals of Translational Medicine. 4 (13), 256 (2016).
- Anderson, J. L., Morrow, D. A. Acute Myocardial Infarction. New England Journal of Medicine. 376 (21), 2053-2064 (2017).
- McNamara, R. L., et al. Predicting in-hospital mortality in patients with acute myocardial infarction. Journal of the American College of Cardiology. 68 (6), 626-635 (2016).
- Kurian, G. A., Rajagopal, R., Vedantham, S., Rajesh, M. The Role of Oxidative Stress in Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury and Remodeling: Revisited. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. , (2016).
- Turer, A. T., Hill, J. A. Pathogenesis of myocardial ischemia-reperfusion injury and rationale for therapy. American Journal of Cardiology. 106 (3), 360-368 (2010).
- Totzeck, M., Hendgen-Cotta, U. B., French, B. A., Rassaf, T. A practical approach to remote ischemic preconditioning and ischemic preconditioning against myocardial ischemia/reperfusion injury. Journal of Biological Methods. 3 (4), (2016).
- Respress, J. L., Wehrens, X. H. Transthoracic echocardiography in mice. Journal of Visualized Experiments. (39), (2010).
- Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P., Batkai, S., Kass, D. A. Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and rats. Nature Protocols. 3 (9), 1422-1434 (2008).
- Zhang, B., Davis, J. P., Ziolo, M. T. Cardiac catheterization in mice to measure the pressure volume relationship: Investigating the Bowditch effect. Journal of Visualized Experiments. (100), e52618 (2015).
- Rossello, X., Hall, A. R., Bell, R. M., Yellon, D. M. Characterization of the Langendorff perfused isolated mouse heart model of global ischemia-reperfusion injury: Impact of ischemia and reperfusion length on infarct size and LDH release. Journal of Cardiovascular Pharmacology and Therapeutics. 21 (3), 286-295 (2016).
- Task Force on the management of ST-segment elevation acute myocardial infarction of the European Society of Cardiology (ESC). ESC Guidelines for the management of acute myocardial infarction in patients presenting with ST-segment elevation. European Heart Journal. 33 (20), 2569-2619 (2012).
- Shigemitsu, O., et al. Acute myocardial infarction due to left main coronary artery occlusion. Therapeutic strategy. Japanese Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 50 (4), 146-151 (2002).
