تقييم احتياطي التدفق التاجي بعد إعادة ضخ الإقفارية عضلة القلب في الفئران

Summary

احتياطي التدفق التاجي (CFR)، ويعرف بأنه نسبة تدفق الدم التاجي القصوى إلى تدفق الدم التاجي يستريح. نقدم بروتوكول لتقييم CFR في الفئران عن طريق الموجات فوق الصوتية، والذي يوفر الفرصة للتنبؤ بعوامل خطر القلب والأوعية الدموية في غياب مرض الشريان التاجي الانسدادي.

Abstract

مرض الشريان التاجي هو السبب الرئيسي للوفاة في جميع أنحاء العالم. بعد احتشاء عضلة القلب الحاد، التدخل المبكر والناجح في عضلة القلب عن طريق إعادة قناة الشريان التاجي هو الاستراتيجية الأكثر فعالية للحد من حجم عضلة القلب الإقفارية. لا يمكن تصور الميكروسكول التاجيوصورة في الجسم الحي، ولكن هناك العديد من التقنيات الغازية وغير الغازية التي يمكن استخدامها لتقييم المعلمات التي تعتمد مباشرة على وظيفة الأوعية الدموية التاجية. وظيفة بطانة الرحم بعد إعادة ضخ نقص التروية يمكن تقييمها أيضا على مستوى الدورة الدموية التاجية عن طريق احتياطي التدفق التاجي (CFR). في هذه الدراسة، تم قياس سرعة الذروة من الشرايين التاجية الأمامية اليسرى (LAD) في الفئران في الجسم الحي عن طريق تخطيط صدى القلب دوبلر عبر الصدر أثناء الراحة والإجهاد التحدي (الناجمة عن دوبوتامين). يمكن للقلب الطبيعي زيادة تدفق الدم التاجي تصل إلى أربع مرات فوق قيم الراحة أثناء الحث الإجهاد. بعد إعادة ضخ نقص التروية، وجدنا CFR تقلصت بشكل ملحوظ، والتي يمكن استخدامها كعلامة على خلل الأوعية الدموية الدقيقة التاجية. وقد فتحت CFR نافذة على أهمية خلل الأوعية الدموية الدقيقة، وقد ثبت أن التنبؤ خطر القلب والأوعية الدموية مستقلة عن ما إذا كان مرض الانسداد الشديد موجود.

Introduction

إعادة ضخ نقص التروية عضلة القلب (IR) هو شرط حيث يقتصر إمدادات الدم على القلب تليها استعادة التسريب وإعادة الأوكسجين في وقت واحد¹. يمكن أن يحدث انسداد الشرايين التاجية بسبب تمزق الانسداد أو الكولسترول، مما يؤدي إلى اختلال حاد في العرض والطلب الأيضي، مما يسبب نقص الأكسجة في الأنسجة. إنقاذ عضلة القلب المعرضة للخطر، وتحسين وظيفة البطين الأيسر، وتعزيز البقاء على قيد الحياة في المرضى الذين يعانون من احتشاء عضلة القلب الحاد وقد لوحظ من قبل العلاج التسريب. ومع ذلك ، بعد إعادة قناة الشريان التاجي ، قد تحدث تشوهات وظيفية للأوعية التاجية الصغيرة^2،3،4،5. نسبة كبيرة من المرضى، وربما ما يصل إلى 40٪، لا تستعيد الأوعية الدموية الدقيقة وضخ عضلة القلب على الرغم من استعادة تدفق التاجي. التصور وتقييم microvasculature التاجية يمكن أن يكون من الصعب في الجسم الحي، ولكن هناك عدد من التقنيات الغازية وغير الغازية التي يمكن استخدامها لتقييم المعلمات مباشرة اعتمادا على وظيفة الأوعية الدموية التاجية^{6 ،7}. أيضا ، يمكن تقييم وظيفة البطانة على مستوى الدورة الدموية التاجية عن طريق CFR⁵.

تخطيط صدى القلب دوبلر عبر الصدر هو أداة غير الغازية التي تسمح لنا لدراسة سرعة تدفق الشريان التاجي وCFR⁵. CFR يمثل نسبة تدفق الدم التاجي القصوىإلى تدفق الدم التاجي يستريح 8. خلال تحدي الإجهاد، يزيد القلب الطبيعي من تدفق الدم التاجي حتى أربع مرات فوق قيمة الراحة. يزيد خطر القلب والأوعية الدموية عندما يتم تقليل CFR⁹. أظهر إيشيهارا وآخرون أن CFR كان يعاني من ضعف شديد مباشرة بعد رأب الأوعية التاجية⁵. في غياب تضيق الشريان التاجي ، ينخفض CFR خلال خلل الأوعية الدموية الدقيقة التاجية وموجود في حوالي نصف المرضى الذين يعانون من مرض الشريان التاجي المستقر¹⁰.

الهدف العام لهذه الطريقة هو التصور غير الغازية من وظائف الشريان التاجي الأمامي الأيسر (LAD) في الفئران عن طريق تخطيط صدى القلب، والتي يمكن استخدامها لحساب CFR. وهذا يوفر أداة تقييم هامة لتشخيص الخلل في الأوعية الدموية الدقيقة وتقييم العلاجات العلاجية المحتملة.

Protocol

تم تنفيذ جميع الإجراءات وفقا للبروتوكولات التي وافقت عليها جامعة لويزفيل المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها (IACUC المعتمدة من البروتوكول 18223) ودليل المعاهد الوطنية للصحة لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية¹¹.

1- الحيوانات

1. استخدام 4 أشهر من العمر فيشر 344 الفئران (BW ~ 150-180 غرام) للدراسة.

2. التصوير بالموجات فوق الصوتية قبل جراحة الأشعة تحت الحمراء

1. التخدير الفئران مع isoflurane - غرفة التعريفي في 5٪ مع 1.5-2.0 L / دقيقة O₂ تدفق تليها 1.5-2.0٪ مع 1.5-2.0 L / دقيقة O₂ تدفق. يتم الحفاظ على هذا التخدير طوال التجربة، خلال مراحل الراحة والإجهاد.
2. وضع الحيوان في موقف supine وقص الصدر. الحفاظ على درجة حرارة الجسم عند 37-38 درجة مئوية باستخدام منصة الاحترار المدمجة. مراقبة معدل ضربات القلب باستخدام البرنامج.
   ملاحظة: التخدير السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على معدل ضربات القلب بمعدلات فسيولوجية طبيعية (بين 295-350 نبضة / دقيقة).
3. تطبيق مرهم الطبيب البيطري للعيون لمنع جفاف العينين قبل التصوير.
4. إجراء تخطيط صدى القلب باستخدام مسبار خطي 13-24 ميغاهرتز (على سبيل المثال، MS250) (الشكل1A).
5. وضع الحيوان في موقف supine على منصة ساخنة. تأكد من التحكم في التخدير عن طريق مخروط الأنف. ثم ضع المسبار للحصول على عرض المحور القصير parasternal (PSAX) باستخدام نظام السكك الحديدية (الشكل1B).
6. نقل التحقيق في الاتجاه rostral من PSAX، وتحديد موقع الشريان الرئوي (الشكل1B).
7. نقل التحقيق قليلا في اتجاه caudal من الشريان الرئوي لعرض LAD وتخزين الصورة.
   ملاحظة: LAD من الصعب العثور على دون دوبلر اللون، لذلك الصور B-الوضع من LAD ليست دائماً ممكنة.
8. عندما تجعل الاختلافات الفردية من الصعب تحديد موقع الشريان التاجي LAD، اتبع التقنية المذكورة أدناه:
   1. نقل التحقيق الجانبي إلى الشريان الرئوي.
   2. زاوية المنصة بحيث يميل الحيوان، مقلوب، أو قليلا نحو الجانب الأيمن بحيث البطين الأيسر هو أكثر سهولة مرئية مع التحقيق.
9. بمجرد التقاط الصورة في وضع B أو تخزينها في السينما، انقر فوق دوبلر اللون على الشاشة التي تعمل باللمس (الشكل1C). تصور الشريان التاجي (السهم الأبيض يشير LAD) في المحور القصير (الشكل1C). اللون الأحمر، كما رأينا في الوقت الحقيقي، يدل على اتجاه التدفق (أي، تدفق الدم نحو التحقيق).
10. بعد تصور LAD على وضع دوبلر اللون، تغيير الوضع إلى موجة النبض (PW)-الوضع. ابحث عن وجود خط مؤشر أصفر على الشريان التاجي (الشكل2A).
11. ضع خط PW الأصفر في منتصف الشريان التاجي. تأكد من أن الزاوية موازية لاتجاه التدفق.
    ملاحظة: سرعة التدفق تعتمد بشكل كبير على زاوية خط PW، لذا تأكد من مطابقة زاوية المسبار على الشاشة مع زاوية LAD. استخدام الشاشة التي تعمل باللمس لضبط الزاوية؛ يجب أن تكون زاوية PW أقل من 60 درجة.
12. استخدام مخزن السينما لالتقاط سرعة تدفق الشريان التاجي LAD يستريح في ذروة diastole كما أشكال موجة (الشكل2B).
13. بعد الحصول على سرعة تدفق LAD يستريح، وقياس سرعة التدفق القصوى من LAD أثناء الإجهاد لحساب CFR. لقياس سرعة التدفق القصوى أثناء الإجهاد، يغرس دوبوتامين بجرعة 20 ميكروغرام/كغ/دقيقة عبر الوريد الذيل⁸ (الشكل2C).
    ملاحظة: لا ينبغي أن يكون ضخ الدوبوتامين أكثر من 8 دقائق. استخدام مضخة ضخ وتعيين قطر مضخة التسريب إلى 14.43 لحقنة BD 10 مل.
    1. استخدام 25-G فراشة التسريب مجموعة لكانوأيشن الوريد الذيل. لوضع إبرة التسريب، وضع شريط صغير من الشاش حول قاعدة ذيل الفئران، ثم الاستيلاء مع hemostats والتواء tourniquet لتطبيق الضغط وتسبب الوريد للتكبير.
    2. ضع الإبرة أثناء اتصالها مباشرة بحقنة دوبوتامين.
       ملاحظة: اتخاذ مزيد من العناية بعدم إدخال المخدرات عن طريق الخطأ عند رسم الدم لضمان وضع السليم للإبرة في الوريد الذيل. أيضا، تأكد من تجنب إدخال فقاعة الهواء في الوريد، كما قد يكون الانسداد قاتلة للحيواني.
    3. بمجرد وضع الإبرة، وتحقيق الاستقرار مع الغراء وقطعة من الشريط الجراحي، وتأمين خط التسريب إلى الذيل.
    4. إزالة hemostats وtourniquet لاسترداد التدفق.
    5. ضع حقنة دوبوتامين في مضخة التسريب ووضعها لحقن 20 ميكروغرام/كغ/دقيقة.
    6. خلال ضخ دوبوتامين، مراقبة بعناية الذروة LAD ومعدل ضربات القلب. سجل بشكل دوري القمم PW LAD في وضع دوبلر، خاصة كلما يزيد استجابة لDobutamine.
       ملاحظة: التحدي الإجهاد الناجمعن دوبوتامين يسبب القلب للعمل بجد; هذا غالبا ما يؤدي إلى حركة القلب وLAD. تكون على استعداد لتحريك الحيوان، والتحقيق، أو كليهما من أجل الحفاظ على LAD في العرض.
    7. بعد أن استقرت قمم LAD ومعدل ضربات القلب خلال التحدي، ووقف ضخ دوبوتامين، وإزالة مجموعة ضخ الوريد الذيل وإزالة الحيوان من المنصة. السماح للحيواني للتعافي في قفصمنزله.
14. حدد أداة Peak Vel للحصول على سرعات البساطي القصوى من الصور الموضحة في الشكلين 2B وC.
15. حساب مؤشر CFR كنسبة من الإجهاد LAD (دوبوتامين) ذروة سرعة التدفق الانبساطي إلى سرعة تدفق الانبساطي الذروة LAD يستريح (الشكل2A).

3. إصابة نقص التروية

1. التخدير الفئران مع isoflurane - غرفة التعريفي في 5٪ مع 1.5-2.0 L / دقيقة O₂ تدفق تليها 1.5-2.0٪ مع 1.5-2.0 L / دقيقة O₂ تدفق.
2. تأكيد عمق التخدير بسبب عدم وجود رد الفعل انسحاب دواسة. استخدام مرهم الطبيب البيطري للعيون على العينين لمنع الجفاف. الحفاظ على درجة حرارة الجسم المناسبة من 37-38 درجة مئوية باستخدام وسادة التدفئة أو وحدة تحكم في درجة حرارة الحيوان.
3. إدارة ميلوكسيكام قبل الجراحة، 5 ملغ / كغ العضل، 15 دقيقة قبل الجراحة، تليها 2 مل تحت الجلد بولوس من 0.9٪ المالحة لمنع الجفاف أثناء الجراحة. واستخدمت قفازات وأدوات معقمة، واستخدمت تقنيات العقيم. باستخدام مصدر ضوء الألياف البصرية، تبيب الفئران باستخدام 18 قياس القسطرة الرابع والاتصال بجهاز التنفس الصناعي.
4. ليجيت لاد باستخدام 8-0 خيط حيدة من خلال فتح 15 ملم في الفضاء بين الوكوستال 5. ربط عقدة عادي وترك لمدة 30 دقيقة. الافراج عن الرباط بعد 30 دقيقة والتحقق من التسريب عن طريق احمرار منطقة تغيير لونها سابقا من عضلة القلب لمدة 1-2 دقيقة¹².
5. أغلق القفص الصدري باستخدام خياطة قابلة للامتصاص 4-0 مع نمط خياطة متقطع، ثم أغلق الجلد باستخدام خياطة حريرية غير قابلة للامتصاص 5-0 مع نمط خياطة مستمر.
6. إزالة الحيوان من التخدير. السماح للحيواني للتعافي في القفص المنزلي. تم حقن 5mg/kg ميلوكسيكام العضل في كل 24 ساعة قبل القتل الرحيم الحيوان (72hours بعد الجراحة).

4. التصوير بالموجات فوق الصوتية بعد جراحة الأشعة تحت الحمراء

1. 72 ح بعد جراحة الأشعة تحت الحمراء، وقياس تدفق التاجية وCFR مرة أخرى. مقارنة القياسات قبل قياسات الأشعة تحت الحمراء. كرر الخطوات من 2.1 إلى 2.15 كما هو موضح أعلاه.

النتائج

لهذه الدراسة، استخدمنا 12 أنثى فيشر 344 الفئران. لقد قمنا بإجراء اختبار الإجهاد مع دوبوتامين وقياس سرعة الشريان التاجي LAD قبل و 72 ساعة بعد جراحة الأشعة تحت الحمراء. قبل جراحة الأشعة تحت الحمراء، تم قياس سرعة الشريان التاجي يستريح LAD كما 423 ± 59 ملم / ث، والتي زادت بعد ضخ دوبوتام...

Discussion

النتائج الرئيسية من هذه الدراسة هي أن الأشعة تحت الحمراء يزيد من سرعة الشريان التاجي LAD يستريح ويضعف CFR، حتى في غياب أي تضيق الأوعية الدموية المتبقية.

فهم علم وظائف الأعضاء التاجية هو جزء أساسي من صنع القرار السريري لأطباء القلب لعلاج مرض الشريان التاجي. CFR هي واحدة من المعلم...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
10 mL syringe	BD Syringe	302995
250S 13–24 MHz linear probe	FUJIFILM VisualSonics Inc
Dobutamine hydrochloride	Sigma	D0676-10mg
Isoflurane	RRC	27376
Legato 100 Syringe pump	KD Scientific	788100
Vevo 3100	FUJIFILM VisualSonics Inc
Winged infusion set, 27G x 1/2",	Medline.com	TMOSV27ELZ