Cardiomiopatía Taquicardia-inducida como un modelo de insuficiencia cardíaca crónica en porcino
Summary
Aquí, presentamos un protocolo para producir cardiomiopatía Taquicardia-inducida en los cerdos. Este modelo representa una manera potente para el estudio de la hemodinámica de la insuficiencia cardíaca crónica progresiva y los efectos del tratamiento aplicado.
Abstract
Un modelo de insuficiencia cardíaca crónica estable y confiable se requiere de muchos experimentos para comprender la hemodinámica o para probar efectos de nuevos métodos de tratamiento. Presentamos un modelo de cardiomiopatía Taquicardia-inducida, que puede ser producida por la estimulación en los cerdos cardiaca rápida.
Un solo cable de estimulación es transvenously introducida en cerdos sanos completamente anestesiados, hasta el ápice del ventrículo derecho y fijado. Su otro extremo entonces es tunelizado dorsalmente a la región paravertebral. Allí, se conecta a una unidad de marcapasos del corazón modificados en que luego se implanta en un bolsillo subcutáneo.
Después de 4-8 semanas de estimulación ventricular rápida en dosis de 200-240 latidos/min, la examinación física reveló signos de insuficiencia cardíaca grave – fatiga, taquipnea y taquicardia sinusal espontánea. Ecocardiografía y rayos x mostraron dilatación de las cámaras del corazón, derrames y disfunción sistólica severa. Estos resultados corresponden bien a la cardiomiopatía dilatada descompensada y también se conservan tras el cese de la estimulación.
Este modelo de la cardiomiopatía Taquicardia-inducida puede ser utilizado para el estudio de la fisiopatología de la insuficiencia cardíaca crónica progresiva, especialmente de los cambios hemodinámicos causados por nuevas modalidades de tratamiento como apoyo circulatorio mecánico. Esta metodología es fácil de realizar y los resultados son sólidos y reproducibles.
Introduction
Es lo que refleja la variedad de nuevos métodos de tratamiento para la insuficiencia cardíaca (IC), especialmente el uso en todo el mundo creciente de soportes circulatorios mecánicos y oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO) en la práctica clínica, en pruebas experimentales preclínicos. El objetivo principal ha sido en los cambios hemodinámicos causados por las modalidades de tratamiento examinado, es decir, en la presión arterial sistémica1, contractilidad del miocardio, presión y cambios de volumen en las cámaras del corazón y corazón trabajo2,3, flujo de sangre arterial en sistémicas y periféricas arterias, junto con compensación metabólica4 – saturación del tejido regional, la perfusión pulmonar y gasometría arterial. Otros estudios están dirigidos a efectos a largo plazo de la ayuda circulatoria5, inflamación concomitante o aparición de hemólisis. Todos estos tipos de estudio necesitan un biomodelo estable de la IC congestiva.
La mayoría de los experimentos publicados en izquierda ventricular performance (LV) y hemodinámica de soporte circulatorio mecánico se han realizado en modelos experimentales de agudos HF2,6,7,8 , 9 , 10, o incluso en el corazón totalmente intacto. Por otra parte, en la práctica clínica, soportes circulatorios mecánicos a menudo se están aplicando en un estado de descompensación circulatoria que se desarrolla en los terrenos previamente presente cardiopatía crónica. En estos casos, los mecanismos de adaptación están completamente desarrollados y pueden jugar papeles importantes en la inconsistencia de los resultados observados según la “agudeza o cronicidad” de enfermedad cardiaca subyacente11. Por lo tanto, un modelo estable de la IC crónica puede ofrecer nuevas penetraciones en los mecanismos fisiopatológicos y la hemodinámica. Aunque hay razones por qué el uso de modelos HF crónica es escaso – preparación de mucho tiempo, la inestabilidad del ritmo cardíaco, las cuestiones éticas y tasa de mortalidad – sus ventajas son claras, ya que ofrecen la presencia de la activación neurohumoral a largo plazo, adaptación sistémica general, cambios funcionales de cardiomiocitos y alteraciones estructurales del corazón músculo y válvulas de12,13.
En general, la disponibilidad y variedad de modelos animales para estudios hemodinámicos es amplia y ofrece la opción para muchas necesidades específicas. Para estos experimentos, sobre todo porcinos, caninos, ovinos, o murino de ajustes más pequeños modelos, están siendo elegido y oferta una buena simulación de reacciones corporales humanas esperado14. Además, formas de experimentos de órgano solo se están volviendo más frecuentes15. Para imitar confiablemente la fisiopatología de la IC, la circulación está siendo deteriorada artificialmente. Daño al corazón puede deberse a varios métodos, a menudo por isquemia, arritmias, sobrecarga de presión o efectos cardiotóxicos de las drogas, con ninguno de estos lleva a deterioro hemodinámico del modelo. Para producir un modelo verdadero de la IC crónica, tiempo tiene que ser proporcionado para el desarrollo de la adaptación a largo plazo de todo el organismo. Un modelo confiable y estable es representado bien por cardiomiopatía Taquicardia-inducida (TIC), que puede ser producida por rápido cardiaco en animales de experimentación.
Se ha demostrado que en corazones predispuestos, taquiarritmias incesantes de larga duración pueden conducir a la disfunción sistólica y dilatación con disminución gasto cardiaco. La condición conocida como TIC era primer descrito en 191316, ampliamente utilizado en los experimentos desde 196217y ahora es un desorden conocido. Su origen puede mentir en varios tipos de arritmias – supraventricular y taquicardia ventricular pueden conducir a un deterioro progresivo de la función sistólica, dilatación biventricular y progresivos signos clínicos de la IC, incluyendo ascitis, edemas, letargo y descompensación cardiaca en última instancia conduce a HF terminal y, si no recibe tratamiento, muerte.
Se observaron efectos similares de supresión circulatoria por la introducción de la alta tarifa cardiacas en modelos animales. En un modelo porcino, un pulso atrial o ventricular más de 200 pulsaciones por minuto es lo suficientemente potente como para inducir la fase final HF en un período de 3-5 semanas (fase progresiva) con las características de las TIC, aunque existen diferencias interindividuales18, 19. estos hallazgos corresponden bien a cardiomiopatía descompensada y son, importante, conserva también tras el cese de la estimulación (fase crónica)19,20,21,22, 23.
Porcina, canina, ovina TIC modelos repetidamente se prepararon para el estudio de la fisiopatología de la HF14, como cambios en el LV mímico las características de la miocardiopatía dilatada24. Las características hemodinámicas son bien descritas – aumento ventriculares diastólica final de las presiones, cardíaco disminución de la salida, aumentaron la resistencia vascular sistémica y la dilatación de ambos ventrículos. En cambio, la hipertrofia de la pared no se observa constantemente, y adelgazamiento de la pared incluso fue descrito por algunos investigadores25,26. Con la progresión de dimensiones ventriculares, regurgitación de válvulas auriculoventriculares desarrolla26.
En esta publicación, presentamos un protocolo para producir un TIC por largo plazo rápido establecimiento del paso cardiaco en los cerdos. Este biomodelo representa medios potentes para el estudio de la miocardiopatía dilatada descompensada, hemodinámica de la IC crónica progresiva con bajo gasto cardiaco y los efectos del tratamiento aplicado.
Protocol
Representative Results
Discussion
ICC es un importante problema de salud que contribuye en gran medida a la morbilidad y mortalidad. La patogénesis y progresión de la IC en los seres humanos es compleja, por lo que un modelo animal apropiado es esencial para investigar los mecanismos subyacentes y para probar terapias novedosas que pretenden interferir en la progresión de la enfermedad de graves materna. Para el estudio de su patogénesis, se utilizan modelos animales grandes para pruebas experimentales.
En general, los mod…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por becas de investigación de la Universidad GA Reino Unido nº 538216 y GA Reino Unido nº 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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