הפרוטוקול הנוכחי מתאר השגת הקשר לחץ-נפח באמצעות קצב טרנס-וושט, המשמש כלי רב ערך בהערכת תפקוד דיאסטולי במודלים עכבריים של אי ספיקת לב.
אי ספיקת לב עם מקטע פליטה שמור (HFpEF) הוא מצב המאופיין בתפקוד דיאסטולי וחוסר סובלנות לפעילות גופנית. בעוד שניתן להשתמש בבדיקות המודינמיות או MRI ללחץ גופני כדי לזהות תפקוד דיאסטולי לקוי ולאבחן HFpEF בבני אדם, שיטות כאלה מוגבלות במחקר בסיסי באמצעות מודלים של עכברים. מבחן אימון הליכון משמש בדרך כלל למטרה זו בעכברים, אך תוצאותיו יכולות להיות מושפעות ממשקל הגוף, כוח שרירי השלד והמצב המנטלי. במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול קצב פרוזדורים כדי לזהות שינויים תלויי דופק (HR) בביצועים דיאסטוליים ולאמת את התועלת שלו במודל עכבר של HFpEF. השיטה כוללת הרדמה, אינטובציה וביצוע ניתוח לולאת נפח לחץ (PV) במקביל לקצב פרוזדורים. בעבודה זו הוכנס צנתר הולכה בגישה אפית של החדר השמאלי, וצנתר קצב פרוזדורים הוכנס לוושט. לולאות PV בסיסיות נאספו לפני שהדופק הואט עם ivabradine. לולאות PV נאספו ונותחו במרווחים של HR הנעים בין 400 פעימות לדקה עד 700 פעימות לדקה באמצעות קצב פרוזדורים. באמצעות פרוטוקול זה, הדגמנו בבירור ליקוי דיאסטולי תלוי HR במודל HFpEF המושרה מטבולית. הן קבוע זמן ההרפיה (Tau) והן יחסי הלחץ-נפח הדיאסטולי הסופי (EDPVR) החמירו ככל שהדופק גדל בהשוואה לעכברי ביקורת. לסיכום, פרוטוקול מבוקר קצב פרוזדורים זה שימושי לאיתור הפרעות לב תלויות HR. הוא מספק דרך חדשה לחקור את המנגנונים הבסיסיים של תפקוד דיאסטולי במודלים של עכברי HFpEF ועשוי לסייע בפיתוח טיפולים חדשים למצב זה.
אי ספיקת לב מהווה גורם מוביל לאשפוזים ומוות ברחבי העולם, ואי ספיקת לב עם מקטע פליטה משומר (HFpEF) מהווה כ-50% מכלל האבחנות של אי ספיקת לב. HFpEF מאופיין בתפקוד דיאסטולי לקוי וסובלנות גופנית לקויה, ואת ההפרעות ההמודינמיות הקשורות, כגון תפקוד דיאסטולי, ניתן לזהות בבירור באמצעות בדיקות המודינמיות לחוצות פעילות גופנית או סריקות MRI 1,2.
במודלים ניסיוניים, לעומת זאת, השיטות הזמינות להערכת הפרעות פיזיולוגיות הקשורות ל- HFpEF מוגבלות 3,4. בדיקת התעמלות הליכון (TMT) משמשת לקביעת זמן ומרחק ריצה, אשר עשויים לשקף המודינמיקה לבבית במאמץ גופני; עם זאת, שיטה זו רגישה להפרעות ממשתנים חיצוניים כגון משקל הגוף, כוח שרירי השלד והמצב המנטלי.
כדי לעקוף מגבלות אלה, פיתחנו פרוטוקול קצב פרוזדורים המזהה שינויים עדינים אך מכריעים בביצועים דיאסטוליים בהתבסס על קצב הלב (HR) ותיקפנו את התועלת שלו במודל עכבר של HFpEF5. מספר גורמים פיזיולוגיים תורמים לתפקוד הלב הקשור לפעילות גופנית, כולל תגובת העצב הסימפתטי והקטכולאמין, הרחבת כלי הדם ההיקפיים, תגובת האנדותל וקצב הלב6. בין אלה, עם זאת, הקשר HR-לחץ (המכונה גם אפקט Bowditch) ידוע כקובע קריטי של תכונות פיזיולוגיות לב 7,8,9.
הפרוטוקול כולל ביצוע ניתוח קונבנציונלי של נפח לחץ בנקודת ההתחלה כדי להעריך את הפונקציה הסיסטולית והדיאסטולית, כולל פרמטרים כגון קצב התפתחות הלחץ (dp/dt), יחסי לחץ-נפח סיסטולי סופי (ESPVR) ויחסי לחץ-נפח קצה דיאסטולי (EDPVR). עם זאת, יש לציין כי פרמטרים אלה מושפעים HR, אשר יכול להשתנות בין בעלי חיים בשל הבדלים בקצב הלב הפנימי שלהם. בנוסף, יש לקחת בחשבון גם את השפעות ההרדמה על משאבי אנוש. כדי להתמודד עם זה, HR היה סטנדרטי על ידי מתן קצב פרוזדורים במקביל עם ivabradine, ומדידות פרמטרים לבביים בוצעו בקצב לב מצטבר. יש לציין כי תגובת הלב תלוית HR הבדילה עכברי HFpEF מעכברי קבוצת הביקורת, בעוד שלא נצפו הבדלים משמעותיים במדידות לולאת PV הבסיסית (באמצעות קצב הלב הפנימי)5.
בעוד פרוטוקול קצב זה עשוי להיראות מסובך יחסית, שיעור ההצלחה שלו עולה על 90% כאשר הוא מובן היטב. פרוטוקול זה יספק דרך שימושית לחקור את המנגנונים הבסיסיים של תפקוד דיאסטולי במודלים של עכברי HFpEF ויעזור בפיתוח טיפולים חדשים למצב זה.
אנו מציגים מתודולוגיה להערכת יחסי לחץ-נפח עם יישום של קצב טרנס-וושט. אי סבילות לפעילות גופנית היא אחד המאפיינים העיקריים של HFpEF, אך אין טכניקות זמינות להערכת תפקוד הלב בעכברים במהלך פעילות גופנית. פרוטוקול הקצב שלנו מציע כלי רב ערך לאיתור תפקוד דיאסטולי, שאולי לא נראה לעין בתנאי מנוחה.
<p c…The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי מענקי מחקר מקרן פוקודה לטכנולוגיה רפואית (ל- E.T. ו- G. N.) ומענק המחקר המדעי JSPS KAKENHI 21K08047 (ל- E.T).
2-0 silk suture, sterlie | Alfresa Pharma Corporation, Osaka, Japan | 62-9965-57 | Surgical Supplies |
2-Fr tetrapolar electrode catheter | Fukuda Denshi, Japan and UNIQUE MEDICAL, Japan | custom-made | Surgical Supplies |
Albumin Bovine Serum | Nacalai Tesque, Inc., Kyoto, Japan | 01859-47 | Miscellaneous |
C57/BI6J mouse | Jackson Laboratory | animals | |
Conductance catheter | Millar Instruments, Houston, TX | PVR 1035 | |
Electrical cautery, Electrocautery Knife Kit | ellman-Japan,Osaka, Japan | 1-1861-21 | Surgical Supplies |
Etomidate | Tokyo Chemical Industory Co., Ltd., Tokyo Japan | E0897 | Anesthetic |
Grass Instrument S44G Square Pulse Stimulator | Astro-Med, West Warwick, RI | Pacing equipment | |
Isoflurane | Viatris Inc., Tokyo, Japan | 8803998 | Anesthetic |
Ivabradine | Tokyo Chemical Industory Co., Ltd., Tokyo Japan | I0847 | Miscellaneous |
LabChart software | ADInstruments, Sydney, Australia | LabChart 7 | Hemodynamic equipment |
MPVS Ultra | Millar Instruments, Houston, TX | PL3516B49 | Hemodynamic equipment |
Pancronium bromide | Sigma Aldrich Co., St. Louis, MO | 15500-66-0 | Anesthetic |
PE10 polyethylene tube | Bio Research Center Co. Ltd., Tokyo, Japan | 62101010 | Surgical Supplies |
PowerLab 8/35 | ADInstruments, Sydney, Australia | PL3508/P | Hemodynamic equipment |
PVR 1035 | Millar Instruments, Houston, TX | 842-0002 | Hemodynamic equipment |
Urethane (Ethyl Carbamate) | Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan | 050-05821 | Anesthetic |
Vascular Flow Probe | Transonic, Ithaca, NY | MA1PRB | Surgical Supplies |