דגם לב מבודד עכברי של Associated מקסימה שריר הלב עם מעצר Cardioplegic
Summary
The goal of this protocol to assess myocardial stunning following ischemic cardioplegic arrest in rodents.
Abstract
הפרוטוקול הבא הוא שימוש להעריך תפקוד לב לקוי או עלבונות איסכמי מתונים הבאים מדהים שריר לב. הטכניקה שימושית לדוגמנות פגיעת איסכמית קשורה עם תופעה רלוונטית קליני רב, כולל ניתוחי לב עם מעצר cardioplegic ומעקף לב-ריאה, CABG מחוץ למשאבה, השתלה, תעוקת חזה, איסכמיה קצרה, וכו '. הפרוטוקול מציג שיטה כללית למודל מעצר היפותרמיה hyperkalemic cardioplegic וreperfusion בלב מכרסמים המתמקדים במדידה של תפקוד שריר לב התכווצות. בקיצור, לב עכבר perfused במצב Langendorff, instrumented עם בלון תוך חדרי, ופרמטרים תפקודיים לב בתחילת המחקר נרשמים. בעקבות ייצוב, הלב הוא אז נושא לתדרך עירוי של פתרון cardioplegia היפותרמיה על הלב ליזום מעצר הדיאסטולי. Cardioplegia מועבר לסירוגין מעל 2 שעות. הלב אז reperfused וwarmeד לטמפרטורות והתאוששות של תפקוד שריר לב normothermic מנוטר. שימוש בתוצאות פרוטוקול זה בפונקצית התכווצות אמינה מדוכאת לב ללא נזק לרקמות שריר לב ברוטו במכרסמים.
Introduction
שריר לב מדהים מוגדר כפעילות הפיכה מופחתת התכווצות למרות שיקום של זרימת דם נאותה לאחר תקופה קצרה של איסכמיה או תקופות ממושכות של עלבונות איסכמי עם 1,2,3,4,5 הלבבי. השיטה הוצגה משמשת במיוחד למודל עלבונות איסכמי רלוונטיים קליני אשר יכול לגרום לליקויים הפיכים בתפקוד התכווצות (כלומר, עלבונות איסכמי הקשורים לניתוח לב ניצול מעצר cardioplegic, תקופות קצרות של איסכמיה, תעוקת חזה, וכו '). בניגוד למחקרים חמורים איסכמיה (אוטם שריר לב, נמק) פרוטוקול זה פותח כדי להעריך התאוששות שריר לב פונקציונלית ולבבי ללא פגיעה ברקמות, שיפוץ, ומוות של תאים. רוב הנייר דן פרוטוקול מעצר cardioplegic סטנדרטי עם אלמנטים דומים לניתוח לב באמצעות היפותרמיה ומשלוח cardioplegia לסירוגין.
prot שריר לבשיקוף ברוב ניתוחי לב מסתמך על cardioplegia ומעקף לב-ריאה. למרות cardioplegia פתרונות (CP) ואסטרטגיות להשתנות במידה רבה (דם, גְבִישָׁן, וכו 'קר, חם) האלמנטים הנפוצים ביותר הם) היפרקלמיה 1 ו / או אסטרטגיות אחרות למעצר הלב בירוויח, וכך להגביל את ניצול אנרגיה כתוצאה מהתכווצות שריר לב, ו -2) היפותרמיה כדי להאט את חילוף החומרים ומסייעות לשמור על ATP ועתודות אנרגיה אחרות בזמן שנעצרה. פתרונות cardioplegia נוכחיים לספק הגנה ללב מפני עלבונות איסכמי שאחרת היה להוכיח קטלני. עם זאת, אסטרטגיות על הלב במהלך עלבונות איסכמי כירורגית אינן מושלמים, ולפציעתם איסכמי קלה כתוצאה עלולה לגרום לבעיות בתפקוד התכווצות לב הפיכה למרות זרימת דם מספקת (שריר לב מדהים), חמצת, נזק cardiomyocyte, והשפעות של כלי דם הכליליים כוללים זלוף המופחת וvasospasm.
נבדל פרוטוקול זהממודלי איסכמיה לב מבודדים סטנדרטיים הערכת אוטם שריר לב ואיסכמיה קשה בכך שהוא מעריך עלבונות איסכמי מתונים יותר אשר יכול לגרום לתפקוד לב הלקוי הבא איסכמיה הקצרה או עלבונות איסכמי הקשורים מעצר cardioplegic. (לסקירה על טכניקות זלוף Langendorff ואני / לימודי R לראות 6-8). להנחיות כלליות וניתוח מעמיק של פרמטרים ניסוי קשורים מבודד לב perfused עכבר לראות אל t דואר סאתרלנד. 2,003 9 הטכניקה המוצגת כאן מפרטת את הציוד הדרוש, חומרים כימיים, צעדים, אסטרטגיות וטיפים כדי לגרום באופן מהימן מדהים בלב עכבר. שינויים קלים יש צורך ליישם את הטכנולוגיה על חולדות.
בקצרה לבבות עכבר בודד הם Langendorff perfused לכ 30 דקות עם חיץ קרבס-Henseleit פיסיולוגי (KHB), ואחריו דום לב מוגן קר באמצעות משלוח של hypotherm hyperkalemicפתרון cardioplegia IC. בעקבות מעצר, התאוששות תפקודית לב להשגחה במהלך החימום מחדש וreperfusion של הלב עם KHB. שינויים במידת ההתאוששות של תפקוד התכווצות לב ניתן להעריך להעריך סוכנים על הלב ואסטרטגיות לבביות שונות.
Protocol
Representative Results
Discussion
שיטות פרטי פרוטוקול הקודמת להעריך מדהים משנית שריר לב לאיסכמיה הגלובלית הקשורים מעצר cardioplegic. בידיים שלנו פרוטוקול זה מייצר ירידה של 40% בקירוב ~ בתפקוד לב (LVDP, +/- DP / DT) עם שינויים מינימאליים בקצב לב בנקודת הזמן שלאחר reperfusion-30 דק '. כלב reperfused ומחמם מחדש את כל הפרמטרים של ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Cardioplegia Solution (St Thomas II) | Symbol / Concentrations (mM) | ||
| Sodium Chloride | NaCl; 110 | ||
| Potassium chloride | KCl; 16 | ||
| Calcium Chloride | CaCL2; 1.5 | ||
| Magnesium Chloride | MgCL2; 16 | ||
| Sodium Bicarbonate | NaHCO3; 10 | ||
| Krebs-Heinslet Buffer | |||
| Sodium Chloride | NaCl; 118 | ||
| Potassium Chloride | KCl; 4.8 | ||
| Magnesium Sulfate | MgSO4; 1.7 | ||
| Sodium Bicarbonate | NaHCO3; 24.9 | ||
| Potassium Phosphate (monobasic) | KH2PO4; 1.2 | ||
| Calcium Chloride | CaCL2; 1.4 | ||
| Sodium Pyruvate | Na pyruvate; 2 | ||
| Glucose | C6H12O6; 6 | ||
| Balloon reagents | |||
| Corn Syrup | |||
| Spaghetti | |||
| Silicon Dispersion Gel | |||
| styrofoam block | |||
| lab oven/incubator ( 50C) | |||
| Langendorff Perfusion equipment | |||
| Isolated perfused heart sytem (IH-SR (Hugo-Sachs) or equivalent) | |||
| Data acquisition system (DSI, ADinstruments or equivalent) | |||
| Heated water circulator | |||
| Cooling water circulator | |||
| Perfusion pump capable of 2-30 ml/min | |||
| Inline perfusion filters – 1 um glass fiber | |||
| Pressure sensors and amplifiers for LVP and perfusion pressure | |||
| Small graduated cylinder (~10 mL) | |||
| Small temperature probe and thermometer (Werner or equivalent) | |||
| perfusion resevoir (1L) | |||
| cardioplegia resevoir (~200 mL) | |||
| gas bubbler | |||
| 95/5 O2/CO2 mix | |||
| Surgical tools and reagents | |||
| Metzenbaum and Potz surgical scissors | |||
| two Dumont size 5 forceps | |||
| ketamine | |||
| xylazine | |||
| heparin | |||
| small clamp with soft sides to hold aorta (i.e. terminal clamp with taped ends) | |||
| Silk 2-0 and 4-0 sutures |
References
- Kloner, R. a., Jennings, R. B. Consequences of Brief Ischemia: Stunning, Preconditioning, and Their Clinical Implications: Part 1. Circulation. 104 (24), 2981-2989 (2001).
- Mentzer, R. M. Myocardial protection in heart surgery. J Cardiovasc Pharmacol Ther. 16 (3-4), 290-297 (2011).
- Chambers, D. J., Fallouh, H. B. Cardioplegia and cardiac surgery: pharmacological arrest and cardioprotection during global ischemia and reperfusion. Pharmacol Ther. 127 (1), 41-52 (2010).
- Bolli, R., Marbán, E. Molecular and cellular mechanisms of myocardial stunning. Physiol Rev. 79 (2), 609-634 (1999).
- Kloner, R. a., Bolli, R., Marban, E., Reinlib, L., Braunwald, E. Medical and Cellular Implications of Stunning, Hibernation, and Preconditioning An NHLBI Workshop. Circulation. 97 (18), 1848-1867 (1998).
- Mersmann, J., Latsch, K., Habeck, K., Zacharowski, K. Measure for measure-determination of infarct size in murine models of myocardial ischemia and reperfusion: a systematic review. Shock (Augusta, Ga). 35 (5), 449-455 (2011).
- Bell, R. M., Mocanu, M. M., Yellon, D. M. Retrograde heart perfusion: the Langendorff technique of isolated heart perfusion). J Mol Cell Cardiol. 50 (6), 940-950 (2011).
- Skrzypiec-Spring, M., Grotthus, B., Szelag, A., Schulz, R. Isolated heart perfusion according to Langendorff—still viable in the new millennium. J Pharmacol Toxicol Methods. 55 (2), 113-126 (2007).
- Sutherland, F. J., Shattock, M. J., Baker, K. E., Hearse, D. J. Mouse isolated perfused heart characteristics and cautions. Clin Exp Pharmacol Physiol. 30 (11), 867-878 (2003).
- Miller, A., Wright, G. L. Fabrication of Murine Ventricular Balloons for the Langendorff Heart Preparation. J Biotecnol Biomater. 1 (101), 1-4 (2011).
- Curtis, M. J. Characterisation, utilisation and clinical relevance of isolated perfused heart models of ischaemia-induced ventricular fibrillation. Cardiovasc Res. 39 (1), 194-215 (1998).
- Clements, R. T., Feng, J., Cordeiro, B., Bianchi, C., Sellke, F. W. p38 MAPK-dependent small HSP27 and αB-crystallin phosphorylation in regulation of myocardial function following cardioplegic arrest. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology. 300 (5), H1669-H1677 (2011).
- Clements, R. T., Cordeiro, B., Feng, J., Bianchi, C., Sellke, F. W. Rottlerin increases cardiac contractile performance and coronary perfusion through BKCa++ channel activation after cold cardioplegic arrest in isolated hearts. Circulation. 124 (11 Suppl), S55-S61 (2011).
