Die Autoren danken dem Team am Lehrstuhl für Chirurgische Forschung, Marie Lannelongue Hospital, für die technische Unterstützung und Pflege der Tiere. Die VividE9 Herz-Ultraschall-System (General Electric Medical System) wurde durch einen Zuschuss aus der Kardio-vasculaire-obésité Domaine D&#39;Intérêt Majeur (CODDIM cod 100.158, RégionIle-de-France, Frankreich) finanziert.

Dieses Protokoll wurde von der lokalen Ethikkommission für Tierversuche und von der Institutional Ausschuss für Tierschutz unserer Institution zugelassen. Alle Tiere erhielten humane Pflege im Einklang mit den &quot;Principles of Laboratory Animal Care&quot; von der Nationalen Gesellschaft für Medizinische Forschung und dem &quot;Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren&quot; durch das Institut für Labortier Ressourcen vorbereitet formuliert und von der National veröffentlicht Institutes of Health (NIH-Veröffentlichung Nr 86-23, überarbeitet 1996). Allgemeine Erwägungen: Alle Tiere müssen in Bezug nach den 3R-Vorschriften (National Centre for Replacement Verfeinerung und Reduzierung von Tieren in der Forschung) behandelt werden. Operationsverfahren muss mit einer strengen Sterilität und auf die gleiche Weise durchgeführt werden, dass für den Menschen. Alle Medizinprodukte müssen steril sein. 1. Anästhesie-Protokoll HINWEIS: Große Pfingste Ferkel mit einem Gewicht von 20 kg (3 Wochen alten) verwendet. Lungenhochdruck wurde schrittweise induziert. In einem ersten Schritt eine linke Lungenarterie (PA) Ligation durch eine linksseitige Thorakotomie. Folgenden Schritten bestand aus der Durchführung Wochen PA Embolisationen während 5 Wochen. Alle Verfahren wurden unter Vollnarkose durchgeführt. <ol><li> Die Tiere 12 Stunden vor dem Eingriff nicht füttern. </li><li> Führen Sie eine Prämedikation des Ferkels, führen Sie eine intramuskuläre Injektion mit 30 mg / kg Ketamin-Hydrochlorid und aropine 0,05 mg / kg in der Nackenmuskulatur, 30 Minuten vor dem Eingriff. 8 </li><li> Wenn die Schweine sediert, legen Sie einen Katheter in die Ohrvene. </li><li> Zuführen intravenösen Bolus von Fentanyl (0,005 mg / kg) und Propofol (2 mg / kg) vor der Intubation. Injizieren intravenös in die Ohrvene Cisatracurium (0,3 mg / kg) und das Schwein intubiert (nicht-selektive Intubation mit einem 7 Französisch Sonde) 9. </li><li> Zeigen kontinuierliche Überwachung Geräte auf dem Ferkel: kontinuierliche EKG, Exspiratorische CO2 und Oxymetrie 8,9. Legen Sie eine arterielle Flüssigkeit Feld Katheter durch die Halsschlagader unter Ultraschall Anleitung, um den systemischen arteriellen Drucks 8-10 überwachen. </li><li> Aufrechtzuerhalten Narkose mit Isofluran (2%) in 100% Sauerstoff zu ergänzen, kontinuierliche intravenöse Infusion von Fentanyl (0,004 mg / kg) und Propofol (3 mg / kg). </li><li> Fügen Sie ein antibioprophylaxy mit einer Injektion von Cefatoxine (1 g) und Gentamycin (80 mg). </li><li> Verhindern intra operative und postoperative Schmerzen bei Injektion von Nalbuphin (0,01 mg / kg) tid </li><li> Überprüfen Sie alle 15 min die Vollständigkeit der Anästhesie: Fehlen von Bewegung, stabile Herzfrequenz, Blutdruck, Sauerstoffversorgung. </li><li> Die Verwendung von Tierarzt Salbe auf die Augen bis zur Trockenheit während der Narkose zu verhindern. </li></ol> 2. Ligation des linken Lungenarterie <ol><li> Installieren Sie die Ferkel in der linken Seitenlage, rasieren den operativen Bereich und desinfizieren Sie die Haut mit einem alcoholic-Lösung. Verwenden Sie eine lokale sterilen Bereich. </li><li> Öffnen Sie die Brust durch eine kleine linke seitliche Thorakotomie (5 bis 10 cm) im 4. Zwischenrippen &quot;Raum. Sie hinter dem Schulterblattspitze gehen nicht. Die Lunge auf die Membran vorsichtig zurückziehen. </li><li> Sobald ideale Operationsfensters befindet, schieben Sie den linken V. azygos und sezieren die Haupt linken Lungenarterie vor der band ihn mit einem nicht resorbierbaren 2/0 Seide. HINWEIS: Es ist sehr wichtig, nicht den Herzbeutel zu öffnen. </li><li> Schließen Sie die Brust Schicht um Schicht mit resorbierbaren Fäden. Verwenden Sie eine Thoraxdrainage, um die postoperative Pneumothorax zu entfernen. Entfernen Sie die Thoraxdrainage kurz nach der Ferkel Extubation. </li></ol> 3. Embolisation des rechten Unterlappens Lungenarterie <ol><li> Nach der Vollnarkose, legen Sie die Ferkel in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische CO 2, EKG, bedeuten systemischen Blutdruck (MPa) und die mittlere Lungenarteriendrucks (mPAP) Während des gesamten Verfahrens. </li><li> Legen Sie alle Katheter perkutan mit echographischen Führung. Legen Sie eine arterielle 6 Französisch Katheter in die Halsschlagader für die Blutdruckmessung und einem 8 Französisch Scheide in der oberen Hohlvene durch die Halsschlagader (Führen Sie die Einstich 2 cm über dem Jugulum mit einem Winkel von 45 ° Richtung). </li><li> Unter Durchleuchtungskontrolle, legen, durch die 8 Fr Mantel, einen 5 Französisch Angiographiekatheter in der rechten Lungenarterie. Die Spitze des Katheters muss in einem Segmentunterlappen Lungenarterie sein. </li><li> Vorbereitung des Materials für Pulmonalarterie Embolisation: 1 ml von weichen Gewebekleber, enthaltend N-Butyl-2-Cyanacrylat ist auf 2 ml einer lipidischen Kontrastmittel zugesetzt. ACHTUNG: Vermeiden Sie Haut- oder Augenkontakt mit dem N-Butyl-2-Cyanacrylat. </li><li> Wenn der Angiographiekatheter gut positioniert ist, injiziert 0,2 ml bis 0,4 ml des Präparats in der Lungenarterie. Beurteilen Sie die Toleranz der Embolisation durch Messung dermPAP / MPA-Verhältnis, das nicht überschreiten sollte 0.5. Stoppen Embolisation, wenn die Sauerstoffsättigung war &lt;90% und / oder MPA sank unter 60 mm Hg und / oder die Herzleistung war unter 2 L / min. </li><li> Entfernen Sie die Angiographiekatheter und Scheiden und führen digitale Kompressionen der Einstichstelle. </li></ol> 4. hämodynamische Beurteilung <ol><li> Nach der Vollnarkose, positionieren Sie den Ferkeln in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische CO 2, EKG, den systemischen Blutdruck (MPa) und die Lungenblutdruck (mPAP) während des gesamten Verfahrens. </li><li> Belüftung der Ferkel mit der niedrigsten FiO 2 wie möglich entsprechend der Sauerstoffsättigung (&gt; 95%). </li><li> Legen Sie alle Katheter perkutan unter echographischen Führung. Eine arterielle 6 Französisch Katheter in die Halsschlagader eingeführt und ein 8 Französisch Hülle in die Vena cava superior eingeführt (Führen der Punktions 2 cm über dem Jugulum mit 45 °Winkelrichtung). </li><li> Legen Sie eine 7 Französisch Swan-Ganz-Katheter in den Lungenarterien Stamm. Beurteilung der Herzleistung durch das Thermoverdünnungsmethode, mit der Injektion von 10 ml Kochsalzlösung bei 4 ° C. </li><li> Nehmen Sie die folgenden Parameter: den systolischen, diastolischen und mittleren systemischen und arterieller Lungendruck, Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung, Druck im rechten Vorhof, die Herzleistung. </li></ol> 5. echokardiographische Beurteilung des rechten Ventrikels <ol><li> Nach der Vollnarkose, installieren Sie die Ferkel in Rückenlage und führen Sie eine trans Brust Echokardiographie nach menschlichen Richtlinien für die RV-Screening. Aufzeichnen von Video-Loops während eines endexspiratorischen Pause. </li></ol> 6. Druck-Volumen-Loops Abschätzung mit dem Leitwert Methode <ol><li> Nach der Vollnarkose, installieren Sie die Ferkel in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische CO 2, EKG, den systemischen Blutdruck (MPa) undLungenblutdruck (mPAP) während des gesamten Verfahrens. </li><li> Einfügen eines arteriellen 6 Französisch Katheter in die rechte oder linke Arteria carotis und eines angiographischen Katheter in die linke Herzkammer. Legen Sie eine 9 Französisch Scheide in der oberen Hohlvene, eine 8-Französisch in die rechte oder linke Oberschenkelvene und eine arterielle PiCCO-Katheter in die rechte oder linke Arteria femoralis. Legen Sie alle Katheter perkutan unter echographischen Führung. </li><li> Führen der Druck und die Volumenkalibrierung der Leitfähigkeit Sonde gemäß den Empfehlungen des Herstellers. Messen Sie den Blutwiderstand (Rho) durch Abtasten 5 ml des arteriellen Blutes. Ernte 5 ml des arteriellen Blutes, de-Luft die Spritze und füllen Sie die Sonde für die Messung des Blutwiderstand. 10-13. </li><li> Legen Sie die Leitfähigkeit Katheter in die rechte Herzkammer durch die 9FR Scheide in der Superior Veina Cava. Richtig Legen Sie das Ende des Katheters mit Durchleuchtungskontrolle. Das Ende des Katheters in den Scheitelpunkt der right Herzkammer und legen Sie alle lange wie möglich in der Herzkammer. </li><li> Kontrolle der Qualität der Schleifen. (Figur 6) </li><li> Legen Sie eine Ballonverbrauchs im unteren Veina cava durch die Oberschenkelvene. Legen Sie das Ende knapp unter dem rechten Vorhof. Verwenden Durchleuchtungskontrolle. </li><li> Record Druck-Volumen-Schleifen des rechten Ventrikels mit basalen Zustand und während die untere Hohlvene Okklusion wie zuvor beschrieben 10-12. (Figur 7) </li></ol> 7. Endomyokardbiopsien des rechten Ventrikels <ol><li> Nach der Vollnarkose, positionieren Sie den Ferkeln in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische CO 2, EKG, den systemischen Blutdruck (MPa) und die Lungenblutdruck (mPAP) während des gesamten Verfahrens. </li><li> Legen perkutan 10 Französisch Scheide in der oberen Hohlvene. Legen Sie eine 7 Französisch Swan-Ganz (SG) Sonde und eine lange 7.5 Französisch Katheterhülle in der rechten Atrium. Wenn die Spitze des SG-Sonde ist auf dem rechten Ventrikel (RV) platziert, Aufblasen des Ballons des SG-Sonde, drücken Sie den Langmantel Katheter in der RV gegen den Ballon. Die Luft aus dem Ballon und entfernen Sie die SG-Sonde Verlassen der Langmantel Katheter in der RV. Die gute Position der langfrisHüllenSpitze wird durch Fluoroskopie und Echokardiographie gesteuert. </li><li> Legen Sie die biotome in der Langmantel und führen Endomyokardbiopsien unter echographischen, Fluoroskopie und EKG-Kontrolle. </li></ol> 8. Allgemeine Post-Chirurgie Pflegehinweise <ol><li> Nach der Operation extubiert das Ferkel nur nach der Wiederherstellung der spontanen Atemfunktion. </li><li> Für postoperative Medikation, führen Sie eine intramuskuläre Injektion von Cefatoxine (1 g) Die für 5 Tage und liefern appropieted Analgesie (Buprenorphin, intramuskulär Injektion 0,01 mg / kg bid für 10 Tage. </li><li> Sie ein Tier, das der Operation an die Firma von anderen Tieren, bis sie vollständig rec unterzogen wurde verlassenovered. </li></ol> 9. Euthanasie-Methode <ol><li> Euthanize die Tiere in den Situationen, gefolgt; Ende des Experimentierens, verloren an Gewicht 15% oder mehr in einer Woche, unibability angemessen zu sich selbst zu ernähren, Anorexie, nicht behandelbaren Infektionen, Schmerzen oder andere didease, Krankheit zu streng: Zyanose, Dyspnoe Haupt </li><li> Während der Narkose mit sevoluorane 8%, injizieren einer hohen Dosis von Propofol (0,5 mg / kg) mit einer letalen Dosis von Kaliumchlorid (0,2 g / kg) verbunden. Wenn das Herz in der Diastole gestoppt, Harveste das Herz-und Lungen bloc, um eine histologische und molekulare Untersuchung zu tun. </li></ol>

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Kein Interessenkonflikt offen zu legen.

Wie in den menschlichen klinischen Praxis ist bezüglich der Asepsis Regeln während aller chirurgischen Verfahren obligatorisch. In der von O. Mercier et al. Beschriebenen Original CTEPH Ferkelmodell wurde die linke Lungenarterie Ligation nach dem Öffnen des Herzbeutels durchgeführt wird, durch eine mediane Sternotomie 14. Weil das Pericardium wurde offen gelassen wurde die Wechselwirkung zwischen der rechten Herzkammer und dem Herzbeutel beeinträchtigt wird und Rechtsherzinsuffizienz ve...

Chronisch thromboembolischen pulmonalen Hypertonie (CTEPH) ist ein Subtyp des Lungenbluthochdruck (PH) aufgrund einer chronischen pulmonalen Gefäßverschluss durch anhaltende und organisierte Gerinnsel zu einem oder mehreren akuten Lungenembolien 1-3 zusammen. Eine Kombination von obstruktiven und nicht-obstruktive mikrovaskuläre Erkrankung führt zu einer weiteren Erhöhung des pulmonalen Gefässwiderstands 4. Die rechte Herzkammer muss zuerst mit kompensierter Hypertrophie anzupassen, um die Herzleistung aufrechtzuerhalten. Ohne Behandlung, erweitert die rechte Herzkammer und nicht über die Zeit. In der modernen Ära, bleibt PH trotz der Verwendung von modernen zielgerichtete Therapien 5 eine fortschreitende und oft tödliche Krankheit. Viele Studien haben gezeigt, dass der rechten Herzkammer (RV) Anpassung an die Druckbelastung ist die wichtigste Determinante der Überlebensrate bei PH-Patienten. Aus diesem Grund ist das Verständnis der Mechanismen des Übergangs von der adaptiven, um maladaptive RV Umbau zugrunde liegt, ist ein Grundpfeiler für die Behandlung und development neuer Therapien. Weil PH ist selten und Gewebeentnahme ist fast unmöglich in diesen gebrechlichen Patienten werden experimentelle Untersuchungen erforderlich. Darüber hinaus sind vorklinische Studien obligatorisch, um festzustellen, dass ein Medikament mit Nutzen in der Lungengefäßsystems hat RV Wertminderung verursachen. Seit vielen Jahren wurden verschiedene experimentelle Modelle der PH und RV Versagen mit Vorteile und Grenzen 6,7 entwickelt. In der pharmakologischen Mausmodellen (Monocrotalin, SU5416, Hypoxie), PH und RV Fehler auftreten als Folge einer massiven Entzündung, Ischämie oder toxische Stressoren, die mehrere &quot;Seiten-Effekte&quot; und Verzerrungen bei der molekularen Weg Analyse induzieren könnte. AuÃŸerdem sollten RV Endomyokardbiopsien in einem Mausmodell sehr anspruchsvoll, ohne geopfert wird das Tier sein. Chirurgische Modelle in größeren Tiere sind physiologische, aber keinen Einfluss auf die Lungengefäßsystems (Lungenarterie Kanten, systemisch-pulmonalen Shunts) oder zu veranlassen akuten PH und RVF (akuter Lungenembolie). Das Ziel dieses Artikels ist es, eine ursprüngliche Modell der CTEPH in der Ferkel, die mehr Vertreter der CTEPH Pathophysiologie ist zu beschreiben. Diese Großtiermodell ermöglicht es wiederholt nicht-invasive und invasive Messungen in der Regel in der klinischen Praxis (Rechtsherzkatheter) durchgeführt, um Veränderungen in der pulmonalen Hämodynamik und RV-Funktion folgen.

chronic thromboembolic pulmonary hypertension and assessment of right ventricular function in the piglet

Ein Original-Ferkelmodell der chronisch thromboembolischen pulmonalen Hypertonie (CTEPH) mit chronischen rechten ventrikulären (RV) Dysfunktion beschrieben. Lungenhochdruck (PH) wurde in 3 Wochen alten Ferkeln durch eine fortschreitende Behinderung des Lungengefäßbett induziert. Eine Ligation der linken Lungenarterie (PA) wurde zuerst durch eine Mini-Thorakotomie durchgeführt. Zweite, wöchentlich Embolisationen des rechten unteren Lungenlappen wurden unter fluoroskopischer Führung mit n-Butyl-2-Cyanacrylat während 5 Wochen. Mittleren pulmonalen (mPAP) durch ritght Herzen Katheterismus gemessen wird, erhöht schrittweise sowie Druck im rechten Vorhof und Lungengefäßwiderstandsarten (PVR) nach 5 Wochen im Vergleich zu Schein-Tiere. Rechten Ventrikels (RV) strukturelle und funktionelle Umgestaltung wurden von transthorakale Echokardiographie (RV Durchmesser, Wandstärke RV, RV systolischer Funktion) beurteilt. RV Elastance und RV-Lungen-Kopplung wurden von Druck-Volumen-Loops bewertet(PVL) Analyse mit Leitfähigkeitsmethode. Histologische Untersuchung der Lunge und der rechten Herzkammer wurden ebenfalls durchgeführt. Molekulare Analysen RV frischem Gewebe konnte durch wiederholte transkutane Endomyokardbiopsien durchgeführt werden. Pulmonale mikrovaskuläre Krankheit behindert und ungehinderten Gebieten wurde von Lungenbiopsien mit Hilfe molekularer Analysen und Pathologie untersucht. Weiterhin wurde die Zuverlässigkeit und die Reproduzierbarkeit mit einem Bereich von pH-Schwere bei Tieren. Die meisten Aspekte der menschlichen CTEPH Krankheit wurden in diesem Modell, das neue Perspektiven für das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen (Mitochondrien, Entzündung) und neue Therapieansätze (gezielte, zellulären oder Gentherapien) des überlasteten rechten Herzkammer, sondern auch pulmonale mikrovaskuläre können wiedergegeben Krankheit.

Machbarkeits Diese Ferkel Modell der chronischen Post-embolischen pulmonalen Hypertonie wurde in unserem Labor in den Jahren 2009-2010 gegründet. Seit 2011 haben wir 70 Ferkel und führten wir 63 Modelle abgeschlossen. Wir haben die Erfahrung, die Realisierung dieses Modells benötigt eine Lernkurve. In Bezug auf die Sterblichkeit, beobachteten wir 5 ungeplante Todesfälle (7,1%), vor allem im ersten Teil unserer Erfahrung. Die beiden kritischen Sc...

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Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) and Right Ventricular (RV) dysfunction were induced in piglets by progressive obstruction of the pulmonary arteries. Consequences were remarkably similar to those observed in CTEPH patients. This animal model would be a very useful tool for pathophysiology and therapeutic experiments on CTEPH and RV failure.

Chronisch thromboembolischen pulmonalen Hypertonie und Beurteilung der rechtsventrikulären Funktion in der Ferkel

An original piglet model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) associated with chronic Right Ventricular (RV) dysfunction is described. ...

chronic-thromboembolic-pulmonary-hypertension-assessment-right

Research

JoVE Journal

Medicine

12.1K Aufrufe.  Marie Lannelongue Hospital. Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) and Right Ventricular (RV) dysfunction were induced in piglets by progressive obstruction of the pulmonary arteries. Consequences were remarkably similar to those observed in CTEPH patients. This animal model would be a very useful tool for pathophysiology and therapeutic experiments on CTEPH and RV failure.

Serie: Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet

Echocardiographic Assessment of the Right Heart in Mice

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential therapies. Given the expense and time involved in creating animal models of disease, it is critical that researchers have tools to accurately assess phenotypic expression of disease. Right ventricular dysfunction is the major manifestation of pulmonary hypertension. Echocardiography is the mainstay of the noninvasive assessment of right ventricular function in rodent models and has the advantage of clear translation to humans in whom the same tool is used. Published echocardiography protocols in murine models of PAH are lacking.
In this article, we describe a protocol for assessing RV and pulmonary vascular function in a mouse model of PAH with a dominant negative BMPRII mutation; however, this protocol is applicable to any diseases affecting the pulmonary vasculature or right heart. We provide a detailed description of animal preparation, image acquisition and hemodynamic calculation of stroke volume, cardiac output and an estimate of pulmonary artery pressure.

This article provides a protocol for the echocardiographic assessment of right ventricular size and pulmonary hypertension in mice. Applications include phenotype determination and serial assessment in transgenic and toxin-induced mouse models of cardiomyopathy and pulmonary vascular disease.

Echokardiographische Beurteilung des rechten Herzens bei Mäusen

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential ...

Forschung

Medizin

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

Beurteilung der rechtsventrikulären Struktur und Funktion in Maus-Modell der Lungenarterie Verengung durch transthorakale Echokardiographie

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Assessment of Vascular Function in Patients With Chronic Kidney Disease

Patients with chronic kidney disease (CKD) have significantly increased risk of cardiovascular disease (CVD) compared to the general population, and this is only partially explained by traditional CVD risk factors. Vascular dysfunction is an important non-traditional risk factor, characterized by vascular endothelial dysfunction (most commonly assessed as impaired endothelium-dependent dilation [EDD]) and stiffening of the large elastic arteries. While various techniques exist to assess EDD and large elastic artery stiffness, the most commonly used are brachial artery flow-mediated dilation (FMDBA) and aortic pulse-wave velocity (aPWV), respectively. Both of these noninvasive measures of vascular dysfunction are independent predictors of future cardiovascular events in patients with and without kidney disease. Patients with CKD demonstrate both impaired FMDBA, and increased aPWV. While the exact mechanisms by which vascular dysfunction develops in CKD are incompletely understood, increased oxidative stress and a subsequent reduction in nitric oxide (NO) bioavailability are important contributors. Cellular changes in oxidative stress can be assessed by collecting vascular endothelial cells from the antecubital vein and measuring protein expression of markers of oxidative stress using immunofluorescence. We provide here a discussion of these methods to measure FMDBA, aPWV, and vascular endothelial cell protein expression.

The degree of vascular dysfunction and contributing physiological mechanisms can be assessed in patients with chronic kidney disease by measuring brachial artery flow-mediated dilation, aortic pulse-wave velocity, and vascular endothelial cell protein expression.

Beurteilung der Gefäßfunktion bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung

Patients with chronic kidney disease (CKD) have significantly increased risk of cardiovascular disease (CVD) compared to the general population, and this ...

Shunt Surgery, Right Heart Catheterization, and Vascular Morphometry in a Rat Model for Flow-induced Pulmonary Arterial Hypertension

In this protocol, PAH is induced by combining a 60 mg/kg monocrotalin (MCT) injection with increased pulmonary blood flow through an aorto-caval shunt (MCT+Flow). The shunt is created by inserting an 18-G needle from the abdominal aorta into the adjacent caval vein. Increased pulmonary flow has been demonstrated as an essential trigger for a severe form of PAH with distinct phases of disease progression, characterized by early medial hypertrophy followed by neointimal lesions and the progressive occlusion of the small pulmonary vessels. To measure the right heart and pulmonary hemodynamics in this model, right heart catheterization is performed by inserting a rigid cannula containing a flexible ball-tip catheter via the right jugular vein into the right ventricle. The catheter is then advanced into the main and the more distal pulmonary arteries. The histopathology of the pulmonary vasculature is assessed qualitatively, by scoring the pre- and intra-acinar vessels on the degree of muscularization and the presence of a neointima, and quantitatively, by measuring the wall thickness, the wall-lumen ratios, and the occlusion score.

This protocol describes a surgical procedure to create a model for flow-induced pulmonary arterial hypertension (PAH) in rats and the procedures to analyze the principle hemodynamic and histological end-points in this model.

Shunt-Chirurgie, Rechtsherzkatheter und Gefäß Morphometry in einem Rattenmodell für Durchfluss-induzierte pulmonale arterielle Hypertonie

In this protocol, PAH is induced by combining a 60 mg/kg monocrotalin (MCT) injection with increased pulmonary blood flow through an aorto-caval shunt ...

Echocardiographic Measurement of Right Ventricular Diastolic Parameters in Mouse

Diastolic dysfunction is a prominent feature of right ventricular (RV) remodeling associated with conditions of pressure overload. However, the RV diastolic function is rarely quantified in experimental studies. This might be due to technical difficulties in the visualization of the RV in the apical four-chamber view in rodents. Here we describe two positions facilitating the visualization of the apical four-chamber view in mice to assess the RV diastolic function.
The apical four-chamber view is enabled by tilting the mouse fixation platform to the left and caudally (LeCa) or to the right and cranially (RiCr). Both positions provide images of comparable quality. The results of the RV diastolic function obtained from two positions are not significantly different. Both positions are comparably easy to perform. This protocol can be incorporated into published protocols and enables detailed investigations of the RV function.

Here we describe and compare two positions for obtaining the apical four-chamber view in mice. These positions enable the quantification of the right ventricular function, provide comparable results, and can be used interchangeably.

Echokardiographische Messung rechtsventrikulärer diastolischer Parameter in der Maus

Diastolic dysfunction is a prominent feature of right ventricular (RV) remodeling associated with conditions of pressure overload. However, the RV ...

A Pulmonary Trunk Banding Model of Pressure Overload Induced Right Ventricular Hypertrophy and Failure

Right ventricular (RV) failure induced by sustained pressure overload is a major contributor to morbidity and mortality in several cardiopulmonary disorders. Reliable and reproducible animal models of RV failure are therefore warranted in order to investigate disease mechanisms and effects of potential therapeutic strategies. Banding of the pulmonary trunk is a common method to induce isolated RV hypertrophy but in general, previously described models have not succeeded in creating a stable model of RV hypertrophy and failure.
We present a rat model of pressure overload induced RV hypertrophy caused by pulmonary trunk banding (PTB) that enables different phenotypes of RV hypertrophy with and without RV failure. We use a modified ligating clip applier to compress a titanium clip around the pulmonary trunk to a pre-set inner diameter. We use different clip diameters to induce different stages of disease progression from mild RV hypertrophy to decompensated RV failure.
RV hypertrophy develops consistently in rats subjected to the PTB procedure and depending on the diameter of the applied banding clip, we can accurately reproduce different disease severities ranging from compensated hypertrophy to severe decompensated RV failure with extra-cardiac manifestations.
The presented PTB model is a valid and robust model of pressure overload induced RV hypertrophy and failure that has several advantages to other banding models including high reproducibility and the possibility of inducing severe and decompensated RV failure.

We present a surgical method to induce right ventricular hypertrophy and failure in rats.

Ein pulmonaler Stamm Streifenbildung Modell der Drucküberlastung induzierte rechtsventrikuläre Hypertrophie und Versagen

Right ventricular (RV) failure induced by sustained pressure overload is a major contributor to morbidity and mortality in several cardiopulmonary ...

Induction and Phenotyping of Acute Right Heart Failure in a Large Animal Model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension

The development of acute right heart failure (ARHF) in the context of chronic pulmonary hypertension (PH) is associated with poor short-term outcomes. The morphological and functional phenotyping of the right ventricle is of particular importance in the context of hemodynamic compromise in patients with ARHF. Here, we describe a method to induce ARHF in a previously described large animal model of chronic PH, and to phenotype, dynamically, right ventricular function using the gold standard method (i.e., pressure-volume PV loops) and with a non-invasive clinically available method (i.e., echocardiography). Chronic PH is first induced in pigs by left pulmonary artery ligation and right lower lobe embolism with biological glue once a week for 5 weeks. After 16 weeks, ARHF is induced by successive volume loading using saline followed by iterative pulmonary embolism until the ratio of the systolic pulmonary pressure over systemic pressure reaches 0.9 or until the systolic systemic pressure decreases below 90 mmHg. Hemodynamics are restored with dobutamine infusion (from 2.5 &#181;g/kg/min to 7.5 &#181;g/kg/min). PV-loops and echocardiography are performed during each condition. Each condition requires around 40 minutes for induction, hemodynamic stabilization and data acquisition. Out of 9 animals, 2 died immediately after pulmonary embolism and 7 completed the protocol, which illustrates the learning curve of the model. The model induced a 3-fold increase in mean pulmonary artery pressure. The PV-loop analysis showed that ventriculo-arterial coupling was preserved after volume loading, decreased after acute pulmonary embolism and was restored with dobutamine. Echocardiographic acquisitions allowed to quantify right ventricular parameters of morphology and function with good quality. We identified right ventricular ischemic lesions in the model. The model can be used to compare different treatments or to validate non-invasive parameters of right ventricular morphology and function in the context of ARHF.

We present a protocol to induce and phenotype an acute right heart failure in a large animal model with chronic pulmonary hypertension. This model can be used to test therapeutic interventions, to develop right heart metrics&#160;or to improve the understanding of acute right heart failure pathophysiology.

Induktion und Phänotypisierung der akuten Rechtsherzinsuffizienz in einem Großtiermodell der chronischen thromboembolischen pulmonalen Hypertonie

The development of acute right heart failure (ARHF) in the context of chronic pulmonary hypertension (PH) is associated with poor short-term outcomes. The ...

Left Atrial Stenosis Induced Pulmonary Venous Arterialization and Group 2 Pulmonary Hypertension in Rat

The mechanism of mitral stenosis-induced pulmonary venous arterialization and group 2 pulmonary hypertension (PH) is unclear. There is no rodent model of group 2 PH, due to mitral stenosis (MS), to facilitate the investigation of disease mechanisms and potential therapeutic strategies. We present a novel rat model of pulmonary venous congestion-induced pulmonary venous arterialization and group 2 PH caused by left atrial stenosis (LAS). LAS is achieved by constricting the left atrium using a half-closed titanium clip. After the LAS surgery, a rat model with a transmitral inflow velocity greater than or equal to 2.0 m/s on echocardiography gradually develops pulmonary venous arterialization and group 2 PH over an 8- to 10-week period. In this protocol, we provide the step-by-step procedure of how to perform the LAS surgery. The presented LAS rat model mimics MS in humans and is useful for studying the underlying molecular mechanism of pulmonary venous arterialization and for the preclinical evaluation of therapies for group 2 PH.

Left atrial stenosis (LAS) is a novel surgical technique used for studying group 2 pulmonary hypertension (PH) and mechanisms underlying pulmonary venous arterialization. Here, we present a protocol to constrict the left atrium using a titanium clip to cause pulmonary venous arterialization and moderate PH in a rat.

Linken Atrial Stenose induzierten pulmonalen venösen Arterialization und Gruppe 2 pulmonale Hypertonie in der Ratte

The mechanism of mitral stenosis-induced pulmonary venous arterialization and group 2 pulmonary hypertension (PH) is unclear. There is no rodent model of ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. However, the evaluation of right ventricular pressure (RVP) and pulmonary artery pressure (PAP) remains technically challenging in mice. RVP and PAP are more difficult to measure than left ventricular pressure because of the anatomical differences between the left and right heart systems. In this paper, we describe a stable right heart hemodynamic measurement method and its validation using healthy and PAH mice. This method is based on open-chest surgery and mechanical ventilation support. It is a complicated procedure compared to closed chest procedures. While a well-trained surgeon is required for this surgery, the advantage of this procedure is that it can generate both RVP and PAP parameters at the same time, so it is a preferable procedure for the evaluation of PAH models.

Here, we present a protocol to perform an invasive hemodynamic assessment of the right ventricle and pulmonary artery in mice using an open-chest surgery approach.

Invasive hämodynamische Beurteilung des rechten ventrikulären Systems und Hypoxie-induzierte pulmonale arterielle Hypertonie bei Mäusen

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

Generation and Characterization of Right Ventricular Myocardial Infarction Induced by Permanent Ligation of the Right Coronary Artery in Mice

Right ventricular infarction (RVI) is a common presentation in clinical practice. Severe RVI can lead to fatal hemodynamic dysfunction and arrhythmia. In contrast to the extensively used mouse myocardial infarction (MI) model generated by left coronary artery ligation, the RVI mouse model is rarely employed due to the difficulty associated with model generation. Research on the mechanisms and treatment of RVI-induced RV remodeling and dysfunction requires animal models to mimic the pathophysiology of RVI in patients. This study introduces a feasible procedure for RVI model generation in C57BL/6J mice. Further, this model was characterized based on the following: infarct size evaluation at 24 h after MI, assessment of cardiac remodeling and function with echocardiography, RV hemodynamics assessment, and histology of the infarct zone at 4 weeks after RVI. In addition, a coronary vasculature cast was performed to observe the coronary arterial arrangement in RV. This mouse model of RVI would facilitate the research on mechanisms of right heart failure and seek new therapeutic targets of RV remodeling.

There are several differences between the right and left ventricles. However, the pathophysiology of right ventricular infarction (RVI) has not been clarified. In the present protocol, a reproducible method for RVI mouse model generation is introduced, which may provide a means to explain the mechanism of RVI.

Erzeugung und Charakterisierung eines rechtsventrikulären Myokardinfarkts induziert durch permanente Ligation der rechten Koronararterie bei Mäusen

Right ventricular infarction (RVI) is a common presentation in clinical practice. Severe RVI can lead to fatal hemodynamic dysfunction and arrhythmia. In ...