الكشف في الوقت الحقيقي عن تأثيرات حمض الفيروليك على البطين الأيسر للفئران باستخدام قسطرة توصيل حجم الضغط

Summary

يصف هذا البروتوكول طريقة لقياس ضغط البطين الأيسر وحجمه باستخدام تقنية توصيل حجم الضغط. تتيح هذه الطريقة المراقبة المستمرة في الوقت الفعلي لآثار الأدوية على القلب.

Abstract

يمكن أن يكون لانخفاض وظائف القلب تأثير سلبي على الأعضاء الأخرى. تعتبر العلاقة بين ضغط البطين الأيسر وحجمه طريقة صالحة لتقييم وظيفة القلب. المراقبة في الوقت الحقيقي لوظيفة القلب مهمة لتقييم الأدوية. في ظل ظروف الصدر المغلق ، يدخل محول الطاقة المصغر ، وهو عنصر مهم في قسطرة حجم الضغط ، إلى البطين الأيسر للفأر من خلال الشريان السباتي الأيمن. يتصور الجهاز التغيرات في وظيفة القلب أثناء التجربة في شكل حلقة حجم الضغط. يتم حساب الحجم الفعلي للبطين عن طريق تغيير موصلية الدم عن طريق حقن 50 ميكرولتر من محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 20٪ في الوريد الوداجي الأيسر للفئران. يتم حساب الحجم الفعلي لتجويف البطين للفأر عن طريق قياس موصلية الدم في حجم معروف باستخدام قسطرة توصيل حجم الضغط. يسمح هذا البروتوكول بالمراقبة المستمرة لآثار الأدوية على القلب وسيعزز الأساس المنطقي لاستخدام الأدوية العرقية المتخصصة في أمراض القلب والأوعية الدموية.

Introduction

أمراض القلب والأوعية الدموية لديها أعلى معدل وفيات في العالم¹. تشمل أسبابه تضيق الشريان التاجي (نقص تروية عضلة القلب) ، وانسداد الشريان التاجي (احتشاء عضلة القلب) ، وإصابة نقص التروية². نظرا لأن القلب في دورة انقباضية وانبساطية ثابتة ، فهو أحد أكثر أجزاء الجسم تطلبا للطاقة. لذلك ، عندما تواجه الشرايين التاجية صعوبة في الحفاظ على الطاقة والأكسجين الكافيين ، تنخفض وظيفة القلب حتما ، مما يؤثر سلبا على الأعضاء الأخرى ^3,4. القلب هو قوة في الدورة الدموية ، ويجب تقييم وظيفة القلب بعقلانية.

يعتبر تقييم وظيفة القلب عن طريق الضغط البطيني وعلاقات الحجم طريقة شاملة⁵. تشكل التغيرات في الوقت الفعلي في ضغط البطين وحجمه خلال الدورة القلبية الكاملة حلقة الضغط والحجم. تسمح حلقة حجم الضغط البطيني بالتحليل الكمي لوظيفة القلب والقدرة الاحتياطية من حيث المراحل والطاقات المختلفة للبطين. يحتوي البطين الطبيعي على حجم انقباضي صغير مع عمل جيد للضربات وكفاءة^5،6،7.

تقنية قسطرة التوصيل بالضغط والحجم هي طريقة غازية للكشف عن حالة البطين الأيسر. يمكن استخدامه للحصول على حلقة ضغط وحجم مستمرة في الوقت الفعلي⁸. تعتبر قسطرة التوصيلية الكهربية الحجمية للضغط أدوات قوية ، وإجراءات معالجة الصوت ضرورية للحصول على نتائج قابلة للتكرار وموثوقة ، بما في ذلك التحليل في الجسم الحي للتوصيل المتوازي لعضلة القلب أثناء معايرة المحلول الملحي والقياس المختبري لتوصيل الدم في معايرة كوفيت³.

حمض الفيروليك (FA) ، وهو حمض الفينول ، يتم توزيعه على نطاق واسع في الممالك النباتية مثل Avena sativa و Ligusticum chuanxiong hort ^9,10. حمض الفيروليك له تأثيرات دوائية لخفض ضغط الدم وعدم انتظام ضربات القلب. FA هو منتج طبيعي نشط بيولوجيا مع وظائف متعددة. FA يمكن أن تقاوم الضرر التأكسدي ، وتقلل من الاستجابات الالتهابية ، وتمنع تراكم الصفائح الدموية ، وتمنع أمراض القلب التاجية وتصلب الشرايين¹¹. ومع ذلك ، فقد ركزت معظم الدراسات على حمض الفيروليك على جانب واحد من القلب ونادرا ما تم تقييم آثار حمض الفيروليك في الدورة الدموية^{12،13،14،15}. هنا نصف نهج مغلق الصدر لتخدير الأيزوفلوران جنبا إلى جنب مع الكيتامين (50 مجم / كجم) مع التركيز على استجابة القلب لمحلول حمض الفيروليك أثناء حقن الوريد الوداجي.

سنصف الإجراء الكامل لاستخدام الأداة في ظل ظروف الصدر المغلق ، بما في ذلك إعداد المحلول ، وإعداد محول الطاقة ، وإعداد الفئران قبل التجربة ، وإدخال القسطرة في الشريان السباتي الأيمن وتحليل البيانات. عادة ما تكون مدة التجربة أقل من 4 ساعات ويتم تحديدها بواسطة البروتوكولات التجريبية المختلفة. في تجربة واحدة، يمكننا الحصول على معلومات قلبية مفصلة مثل ضغط البطين الأيسر وحجمه ومعدل ضربات قلبه.

Protocol

تمت مراجعة بروتوكول والموافقة عليه من قبل لجنة أخلاقيات رعاية التجريبية بجامعة تشنغدو للطب الصيني التقليدي (سجل رقم 2023-04). تم استخدام ذكور الفئران Sprague Dawley (SD) (280 ± 20 جم ، 8-10 أسابيع) في هذه الدراسة. تم الاحتفاظ بالفئران في غرفة وكانت حرة في الشرب والأكل.

1. إعداد الحل

1. قم بإعداد محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 0.9٪ لاستخدامه للحفاظ على رطوبة منطقة العمل بشكل كاف.
2. لتحضير محلول كلوريد الصوديوم مفرط التوتر بنسبة 20٪ ، قم بإذابة 2 جم من كلوريد الصوديوم في 10 مل من الماء المقطر المزدوج (ddH₂O). من أجل تحديد الموصلية المتوازية لعضلة القلب ، من الضروري تغيير موصلية السائل داخل البطيني.
3. تحضير 1٪ محلول منظف مسحوق نشط بالإنزيم. استخدم هذا عند الانتهاء من التجربة ، لتغمر القسطرة الكهربائية ذات حجم الضغط في المحلول لمدة 1-2 ساعة.
4. تحضير محلول FA عن طريق إذابة 10 ملغ من حمض الفيروليك في 20 مل من ddH₂O. قم بتصفية المحلول من خلال غشاء 0.22 ميكرومتر. حقن الفئران مع 1 مل / كغ من محلول حمض الفيروليك.

2. إعداد المستشعر

1. اغمر مستشعر حجم الضغط في محلول كلوريد الصوديوم 0.9٪ عند 37 درجة مئوية لمدة 30-60 دقيقة قبل بدء التجربة ، مما يسهل استقرار البيانات التجريبية.
2. قم بتوصيل الجهاز التجريبي. يتكون نظام قياس حلقات حجم الضغط من قسطرة حجم الضغط ، ووحدتي تحكم ، ووحدة تسجيل ، وبرنامج تشغيل الكمبيوتر. ستوفر وحدة حلقة حجم الضغط في البرنامج إجراء تجريبيا مرجعيا.
3. اضغط على زر البدء وسيقوم البرنامج تلقائيا بتسجيل بيانات المراقبة من مستشعر حجم الضغط.
4. استخدم برنامج حجم ضغط Miro-Tip (MPVS) لمعايرة الضغط والتوصيل.

3. إعداد الفئران قبل التجريبية

1. تطبيق الكيتامين (50 ملغ/كغ) والفنتانيل (0.25 ملغ/كغ) للفئران عن طريق الحقن العضلي⁵.
2. قرصة أصابع الفئران للتحقق من عمق التخدير من خلال عدم وجود ردود الفعل. تؤثر العاطفة على الحالة الفسيولوجية للفئران ويسبب الألم تغيرات في وظيفة القلب¹⁶. استخدم ماكينات حلاقة الصغيرة وكريمات إزالة الشعر لإزالة الشعر في المواقع الجراحية. استخدم اليودوفور والكحول بنسبة 75٪ لمسح الجلد للحفاظ على العقم.
3. شل حركة الفئران المخدرة بالكامل على صفيحة تسخين متساوية الحرارة مع ملامسة الظهر للوحة التسخين.
4. أدخل مسبار درجة الحرارة المغلفة بالفازلين في مستقيم الفئران. الحفاظ على درجة حرارة جسم الفئران عند 37 درجة مئوية ± 0.5 عن طريق ضبط لوحة التسخين.
   ملاحظة: من الضروري الحفاظ على مجرى الهواء دون عائق أثناء التجربة.

4. إدخال القسطرة في الشريان السباتي الأيمن

1. شق الجلد على الجانب الأيمن من الخط المتوسط لعنق الفئران ، طوليا. قم بعمل شق 4 سم وافصل العضلات والنسيج الضام بالملقط. الشريان السباتي الموجود على الجانب الأيمن من القصبة الهوائية مرئي. الشريان السباتي الأيمن للفأر أحمر غامق ، ينبض بقوة ، وله عصب أبيض مبهم مواز له.
2. افصل الشريان السباتي عن الأنسجة والأعصاب الأخرى باستخدام الملقط. ضع ثلاثة خطوط جراحية 5-0 أسفل الشريان السباتي النظيف. قم بالتنقيط محلول كلوريد الصوديوم المعقم بنسبة 0.9٪ على المنطقة الجراحية للحفاظ على ترطيب الشريان السباتي.
3. قطع الجلد فوق الترقوة اليسرى وقشر الأنسجة حول الوريد الوداجي. ثم ضع خيطا جراحيا 5-0 تحت الوريد الوداجي الأيسر.
4. استخدم المشابك الشريانية لتعليق تدفق الدم عن قرب ، باستخدام مقص دقيق لقطع جزء في الوعاء حيث توقف تدفق الدم. من الطبيعي أن تظهر كمية صغيرة من الدم في المقطع العرضي للجرح. إذا كان الدم يخرج من الوعاء بسرعة وبشكل متقطع ، ارفع الخط الجراحي القريب وضع المشبك الشرياني مرة أخرى.
5. أدخل القسطرة من المقطع العرضي على طول الشريان السباتي في عمق البطين الأيسر. تأكد من أن أدنى قيمة للضغط الانقباضي بعد دخول البطين الأيسر قريبة من 0 مم زئبق.
6. للحصول على علاقة ضغط وحجم معقولة ، اضبط قسطرة حجم الضغط قليلا في غرفة البطين. لمنع فقدان الدم الهائل والقسطرة من تغيير موضعها بسبب ضربات القلب ، قم بربط الطرف القريب من الخط الجراحي.
   ملاحظة: يجب أن تظل درجة حرارة الجسم ومستوى التخدير وإشارة الضغط وإشارة التوصيل للفأر مستقرة أثناء هذه العملية. يجب أن تبقى القناة التنفسية للفئران مفتوحة.

5. حقن المخدرات ومعايرة الموصلية

1. الحفاظ على موضع قسطرة حجم الضغط في غرفة البطين ، بعد استقرار البيانات ، قم بربط الخط الجراحي البعيد بالوريد الوداجي المربوط وحقن ببطء حتى 1 مل / كجم من محلول حمض الفيروليك. مراقبة لمدة 5-10 دقائق.
2. حقن 50 ميكرولتر من محلول كلوريد الصوديوم 20٪ من الوريد الوداجي الأيسر لإزالة التوصيل المتوازي الناتج عن عضلة القلب. كان نطاق حجم التوصيل المتوازي حوالي 130-280 ميكرولتر⁵. كرر هذا 3x بفاصل 2 دقيقة.
3. بعد الضغط البطيني واختبار الحجم في الفئران ، خذ الدم من الشريان الأورطي البطني للفأر باستخدام إبرة جمع الدم. ضع الدم الذي تم جمعه في أنبوب جمع هيبارين الصوديوم واقلبه لأعلى ولأسفل 2x لمنع تخثر الدم. القتل الرحيم لفئران التجارب عن طريق حقن 120 مجم / كجم من صوديوم بنتوباربيتال عبر الوريد الوداجي الأيسر.
4. إجراء تحويل الموصلية المقاسة إلى حجم الدم الفعلي باستخدام أنابيب معايرة حجم الفئران. ضع الدم الممزوج بهيبارين الصوديوم ، بالتتابع ، في فتحات أنبوب المعايرة ، وتكتشف القسطرة قيم توصيل الدم في الفتحات المختلفة وتسجلها في وحدة مراقبة حجم الضغط.

6. تحليل البيانات

1. من خلال إضافة قيمة الموصلية المقاسة لحجم معروف من الدم إلى الموقع المحدد ، يقوم البرنامج تلقائيا برسم المنحنى واستقراء موصلية الدم. استخدم ثلاث مجموعات على الأقل من قيم الموصلية الدموية لاستنتاج موصلية الدم للفأر قيد الاختبار. الموصلية الدموية فردية. لكل فأر تحت الاختبار ، نفذ هذا الإجراء بشكل فردي.
2. معايرة مفرطة التوتر: عن طريق إضافة البيانات التي تم الحصول عليها من ثلاث حقن من محلول ملحي مفرط التوتر إلى موقع محدد ، يحسب البرنامج متوسطات التوصيل المتوازي ويعاير البيانات التجريبية تلقائيا.
3. الاستفادة من المناطق ذات ضغط الدم المستقر وقيم التوصيل لتحليل وظيفة البطين الأيسر للفئران.
4. انقر فوق تحليل وسيقوم البرنامج تلقائيا بحساب مجموعة متنوعة من المعلمات بناء على المنطقة المحددة ، بما في ذلك EF (كسور طرد البطين الأيسر) SW (عمل السكتة الدماغية) ، و CO (النتاج القلبي) ، إلخ.

النتائج

استند كل اختبار (ن = 3) إلى دخول قسطرة توصيل حجم الضغط إلى البطين الأيسر. هناك تغييرات كبيرة في الإشارة ، مثل زيادة ملحوظة في نطاق الضغط ، حيث تدخل القسطرة البطين الأيسر من الشريان السباتي (الشكل 1). يكتمل التحليل البياني لعلاقة الضغط والحجم عن طريق رسم الحجم (ميكرولتر) على الم?...

Discussion

من الضروري اعتماد استراتيجية جرعات عقلانية لحالات مختلفة من وظائف القلب. تقنية قسطرة توصيل حجم الضغط هي الطريقة الأكثر سهولة لدراسة وظيفة البطين الأيسر⁵. تتيح هذه الطريقة دراسة آثار الأدوية على وظيفة القلب من منظور كامل. وصفنا المراحل المختلفة للتجربة بالتفصيل. سيوفر هذا بعض...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 mL syringe	Sartorius AG, Germany	-
Animal temperature maintainer	Rayward Life Technology Co., Ltd	69020
Dual Bio Amp	Millar, Inc., USA	DA-100
Enzyme-Active Powdered Detergent	Alconox Inc., USA	1104
Ferulic acid	Macklin Biochemical Co., Ltd,Shanghai, China	F900027
Mikro-Tip Catheter Transducers, SPR-838NR	Millar, Inc., USA	SPR-838NR
Millar Miro-Tip Pressure Volume (MPVS) Ultra	Millar, Inc., USA	SPR-869
Pet electric clippers	Jinyun County New Concept Home Supplies Co., Ltd.	-
Power Lab 8 / 35	Millar, Inc., USA	PL3508
Sodium Chloride, NaCl	Kelong Chemical Reagent, Chengdu, China	KX829463
Veet hair removal cream	Shanghai Songqi E-commerce Co., Ltd.	3226470