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Method Article
La insuficiencia cardíaca derecha (IRH) se caracteriza por dilatación e hipertrofia cardíaca del lado derecho, lo que provoca un mal funcionamiento ventricular y auricular. Las afecciones cardiopulmonares asociadas con la RHF se acompañan de un mayor riesgo de arritmias cardíacas. Este artículo describe un modelo estandarizado de RHF inducida por bandas en la arteria pulmonar asociada con un aumento de la arritmogénesis ventricular y auricular.
Las afecciones clínicas, como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica o la hipertensión arterial pulmonar (HAP), pueden provocar una sobrecarga crónica de la presión del ventrículo derecho e insuficiencia cardíaca derecha (ICR) progresiva. La RHF puede identificarse por la hipertrofia y dilatación cardíaca del lado derecho asociada a una función miocárdica anormal que afecta al VD y a la aurícula derecha (AR). Recientemente hemos demostrado que la RHF grave se acompaña de un mayor riesgo de inflamación auricular, fibrosis auricular y fibrilación auricular (FA), el tipo más común de arritmia cardíaca (AC). Estudios recientes han demostrado que la inflamación del VD y la AR desempeña un papel importante en la arritogénesis de la AC, incluida la FA. Sin embargo, el impacto de la inflamación en el desarrollo de AC y FA en la ICR está mal descrito.
Se requieren modelos experimentales de RHF para comprender mejor la asociación entre la inflamación miocárdica del lado derecho y la CA. El modelo de rata de hipertensión pulmonar (HP) inducida por monocrotalina (MCT) está bien establecido para provocar RHF. Sin embargo, el MCT desencadena neumotoxicidad grave e inflamación pulmonar. Por lo tanto, la RHF inducida por MCT no ayuda a distinguir si la inflamación miocárdica posterior se origina en la RHF per se o en señales inflamatorias circulantes secretadas por el pulmón lesionado.
En este artículo, se utilizó un método mecánico que involucra el bandeo del tronco de la arteria pulmonar (PAB) para provocar la arritmogénesis cardíaca derecha. La PAB consiste en realizar una sutura permanente del tronco de la arteria pulmonar durante 3 semanas. Este enfoque genera una mayor sobrecarga de presión en el lado derecho. En el D21 post-PAB, la sutura da lugar a un VD y AR hipertrofiados, dilatados e inflamados. La RHF inducida por PAB también se acompaña de vulnerabilidad a arritmias ventriculares y auriculares, incluida la FA.
La insuficiencia cardíaca derecha (ICR) se caracteriza por hipertrofia y dilatación del ventrículo derecho (VD) y auricular (AR), lo que conduce a un mal funcionamiento cardíaco del lado derecho en respuesta a una sobrecarga crónica de la presión del VD debido a la constricción de las arterias pulmonares (AP)1. Por lo tanto, las condiciones que provocan el estrechamiento de la PA pueden ser responsables de un mayor riesgo de RHF 1,2,3,4. Los datos clínicos revelaron que la RHF es la principal causa de hospitalización (56%) en pacientes con hipertensión arterial por AF (HAP)2. Los estudios clínicos han demostrado que, independientemente de la causa de la HAP, incluida la hipertensión pulmonar (HP) tromboembólica y la HAP idiopática, los pacientes a menudo se ven afectados por RHF y son un 20% más susceptibles a desarrollar arritmias cardíacas, incluidas taquiarritmias supraventriculares y fibrilación auricular (FA)2,5,6.
Para comprender mejor la asociación entre la HAP y la RHF, se han utilizado estudios en animales, incluido el modelo de una dosis única de monocrogalina (MCT), para provocar inflamación pulmonar grave y RHF 7,8. Recientemente observamos que la RHF inducida por MCT se asoció con la inflamación de la AR y la FA9. Sin embargo, debido a la importancia de la inflamación pulmonar inducida por MCT y de las citocinas circulantes, fue difícil describir si la inflamación por AR inducida por MCT es una consecuencia de la RHF solo9. Por lo tanto, se requirió un nuevo modelo de arritmia cardíaca inducida por RHF para estudiar el estado inflamatorio de la AR.
El modelo experimental de banda del tronco de PA (PAB) se ha utilizado en varias especies animales para imitar las enfermedades obstructivas de la PA y para estudiar la remodelación cardíaca patológica asociada que afecta el lado derecho del corazón10. El PAB ha sido reportado como un método efectivo para inducir disfunción y fracaso del VD derecho en varios estudios que imitan la sobrecarga del VD 10,11,12,13,14,15,16. Técnicamente, la PAB es la colocación de una sutura permanente en el tronco de la AP, provocando una reducción mecánica del diámetro del tronco de la AP10. El PAB genera una mayor sobrecarga de presión en el RV10. En primer lugar, como adaptación compensatoria al aumento brusco de la poscarga del VD, la cavidad del VD se dilata, lo que conduce a una hipertrofia crónica del VD10,13. La dilatación e hipertrofia del VD afectan a las válvulas tricúspide, que se vuelven permeables13. Más precisamente, la dilatación pronunciada del VD combinada con una alta poscarga del VD tiene el efecto de estirar el anillo de la válvula tricúspide ubicado entre el VD y la AR13,17. Debido a la oclusión incompleta de la válvula, una porción de la sangre expulsada del VD durante la sístole se dirigirá hacia la cavidad de la AR17. La fuga de la válvula tricúspide se puede observar a través de la ecocardiografía y se denomina insuficiencia tricuspídea17. Luego, la AR recibe una presión arterial inapropiadamente alta, lo que contribuye al aumento de la dilatación e hipertrofia de la AR13. El remodelado crónico del VD y la AR se acompaña de reacciones inflamatorias locales del miocardio que conducen a fibrosis del VD y a la AR y a la pérdida de la función 9,13. La fibrosis cardíaca se caracteriza por el desarrollo de zonas de bajo voltaje, menos contráctiles y más susceptibles a provocar el bloqueo de la conducción y los circuitos de reentrada implicados en el desarrollo de arritmias cardíacas, incluyendo la fibrilación ventricular y la FA18,19.
La originalidad de este trabajo reside en la utilización de un método estandarizado de remodelación cardíaca derecha inducida por PAB para provocar y estudiar la inducibilidad de arritmias cardíacas en 3 semanas después de la PAB. Las principales ventajas de este abordaje quirúrgico son: i) el control directo de la reducción del diámetro del tronco de la AF y ii) la evitación de la inflamación pulmonar para centrarse en la inflamación miocárdica inducida por la RHF para estudiar las arritmias cardíacas, incluida la FA.
El abordaje descrito aquí implica un procedimiento microquirúrgico preciso para crear la PAB, la evaluación del aumento de la poscarga del VD, la ecocardiografía para observar el remodelado estructural y funcional del miocardio inducido por la PAB y el estudio electrofisiológico para evaluar la vulnerabilidad a las arritmias cardíacas, incluida la FA.
Todos los procedimientos descritos a continuación fueron aprobados por el comité de ética del Instituto del Corazón de Montreal (números de protocolo: 2021-2938-2021-47-01 y 2024-3412-2024-48-01) y siguieron estrictamente las pautas del Consejo Canadiense de Cuidado Animal (CCAC). Para los procedimientos se utilizaron ratas Wistar macho (225-275 g) de 6-8 semanas de edad. Todos los animales fueron alojados en el centro de cuidado animal del Instituto del Corazón de Montreal, con acceso gratuito a agua y comida.
1. Preparación preoperatoria
2. Inducción de la anestesia y preparación animal
NOTA: Los análisis se realizaron en ratas Wistar macho (225-275 g) de 6-8 semanas de edad. Utilice una almohadilla térmica durante todos los pasos de los siguientes procedimientos para mantener la temperatura corporal del animal alrededor de 37 °C. Aplique una sonda rectal para controlar la temperatura corporal.
3. Intubación
NOTA: La intubación se realizó como se describió anteriormente20.
Figura 1: Instrumentos clave necesarios para la preparación del procedimiento microquirúrgico de PAB. (A) Aguja modificada de 19 G utilizada como cable para obtener un diámetro de 1 mm del tronco de PA después de PAB. (B) Herramientas endotraqueales utilizadas o intubación exitosa de ratas. 1. La espátula se utiliza como depresor lingual en ratas anestesiadas para exponer la tráquea. 2. El catéter 16G actúa como un tubo endotraqueal después de desafilar la punta de su aguja. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
4. Cirugía PAB (Figura 2)
NOTA: Todos los procedimientos deben realizarse de acuerdo con estrictas técnicas de cirugía aséptica.
Figura 2: Procedimiento PAB y validación de la sutura de seda 5.0 frente a clips metálicos. Fotografía del paso a paso del aislamiento y ligadura del tronco de AP, mostrando (A) la exposición y el aislamiento del tronco de AP, (B) la posición de la sutura (seda 5.0) alrededor del tronco de AP, (C) la ligadura de PA (PAB) (utilizando una aguja de 19 G como derivación); (D) la verificación del movimiento cardíaco y la sobrecarga de la raíz PA y el VD después de la PAB; (E) una comparación de PAB realizada con sutura de seda versus un clip de metal; y (F) la validación de la elección de la sutura de seda para el PAB para crear un diámetro más reproducible de 1 mm alrededor del tronco de PA. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
5. Recuperación postoperatoria
6. Ecocardiografía transtorácica
NOTA: Este trabajo muestra los datos obtenidos en el 21º día postoperatorio, cuando las ratas fueron sometidas a ecocardiografía transtorácica. Sin embargo, dependiendo de los objetivos de la investigación y los requisitos del diseño del estudio, los investigadores pueden definir otros puntos temporales para la ecocardiografía transtorácica pre y post PAB.
7. Estudio electrofisiológico (Figura 3)
Figura 3: Ilustración de los latidos cardíacos en reposo y la posición adecuada de un catéter transesofágico para el estudio electrofisiológico in vivo . (A) ECG representativo de dos latidos cardíacos consecutivos en reposo que muestra la onda P, el intervalo PR, el complejo QRS, el intervalo QT y el intervalo R-R. (B) Esquema de una sección longitudinal del corazón (1) y del esófago (2) en la que se introduce un catéter cuadripolar (3) para estimular y adquirir el ECG auricular. (C) Señales representativas de ECG que muestran la posición preferida del catéter transesofágico cuando la señal auricular (línea roja) del ECG de superficie (trazas superiores) coincide con la señal auricular del ECG del catéter (trazas inferiores). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
8. Análisis de ECG
NOTA: Los registros y estimulaciones del ECG se realizaron utilizando un software de adquisición de ECG. Los análisis se realizaron mediante un software de análisis de ECG (Figura 3A).
9. Análisis histológicos
10. Análisis estadístico
Confirmación visual de la ligadura adecuada del tronco de PA durante la cirugía
Durante el procedimiento de PAB, una indicación de una buena posición de la sutura es un aumento inmediato de la presión arterial y una dilatación rápida del VD y la raíz del tronco del PA en la unión con el VD. La sutura no debe moverse para asegurar una sobrecarga de presión constante y permanente durante 3 semanas. En este estudio, se validó el uso de un 5-0 Silk como más es...
El rendimiento exitoso del PAB es la parte más crucial de este protocolo. Es importante distinguir correctamente la aorta y el tronco PA. El aislamiento de la PA debe realizarse meticulosamente para evitar desgarros, hemorragias y la muerte durante el procedimiento. La aplicación de la sutura alrededor del cable 19G debe realizarse rápidamente y debe ir seguida de una extracción inmediata del cable, para evitar una "obstrucción completa" demasiado prolongada del PA debido a la prese...
Los autores no tienen nada que revelar.
Los autores agradecen a Colombe Roy, YanFen Shi, Sandra Querry y Josiane Deslandes por el rendimiento técnico de la ecocardiografía transtorácica y a Nathalie L'Heureux por la asistencia técnica preliminar durante la estandarización del método PAB. Agradecemos a los miembros del centro de cuidado animal del Instituto del Corazón de Montreal.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.9% Sodium Chlorine Injection USB (100 ml) | Baxter | JB1302P | Solution used for drugs (analgesic and anti-inflammatory) dilution and for preparing saline water syringes dedicated to rehydrating the animal after the surgery |
19 G x 1 1/2 PrecisionGlide Needle | BD | 305187 | Needle modified (bent and blunted) to be used as a spacer during for the partial constriction of the pulmonary trunk |
2" x 2" Non Woven Non-Sterile Ritmed Gauze Sponge, 4-Ply | AMD-Ritmed | A2101-CH | Gauze sponges used to absorb blood from the wound or to gently push organs (ex: thymus) aside. |
4" x 4" Non Woven Non-Sterile Ritmed Gauze Sponge, 4-Ply (x200) | AMD-Ritmed | A2100-CH | Gauze sponges used to absorb blood from the wound or to gently push organs (ex: thymus) aside. |
5-0 Vicryl Violet Suture RB-1 1/2 Circle Needle 17mm 27" | Ethicon | J303H | Synthetic absorbable sterile surgical suture with a taperpoint needle used for muscle and skin wounds closure. |
Anafen (100 mg/mL) | Merial Canada, Inc. | 1938126 | Diluted injectable solution of ketoprofen administered as a nonsteroidal anti-inflammatory, analgesic and antipyretic drug. |
AutoClip System | FST | 12020-00 | Can be used to close the skin wound. Includes a clip applier, wound clips (9 mm) and a clip remover. |
Dumont #5/45 Forceps | FST | 11251-35 | Dumoxel forceps with tips angled at 45°. Used to tighten the knots around the spacer placed on the pulmonary trunk. |
Fine Scissors - Sharp | FST | 14060-10 | Stainless steel iris scissors dedicated to intercostal muscles incision and suture cutting. |
Forane (Isoflurane) 100 mL | Baxter Canada | BAXCA2L9100 | Inhalation anesthetic used for rodents during their PAB surgery. |
IV Catheter 16 G x 1.77 " (Straight) | BD Insyte | 381257 | Catheter used as an endotracheal tube with its metal stylet blunted. |
Light LED 130 F - DrMach | Eickemeyer | M130300 | LED wall mounted light. |
Magnetic Fixator Retraction System: Base plate | FST | 18200-50 | Metal plate on which the associated fixtures are installed. It is placed around the heating plate. |
Magnetic Fixator Retraction System: Elastomer (2 m Roll) | FST | 18200-07 | Used to attach the retractors to the fixators. |
Magnetic Fixator Retraction System: Fixators | FST | 18200-02 | Movable anchors that can be placed on the base plate. |
Magnetic Fixator Retraction System: Retractors | FST | 18200-11 | Retractors allowing to maintain the surgical wound with the desired opening |
Metzenbaum Scissors (Curved) | FST | 14017-14 | Stainless steel blunt scissors used for blunt dissection of the skin and muscles. |
Micro-Adson Forceps | FST | 11018-12 | Stainless steel serrated forceps used to grasp skin and other tissues. |
Oster Golden A5 2-Speed Clipper | Oster Professional | 34264416949 | Pet grooming clipper used to prepare the surgical field. Since it's meant to be used with large animals, the user needs to be careful with rats. |
Rodent heating plate or warming system | Custom made | N/A | Plate connected to a unit equipped with a LED screen displaying the temperature detected by the rectal probe as well as the target temperature. |
Rodent Ventilator Model 683 | Harvard Apparatus | 74240-2 | Mechanical ventilator used for small laboratory animals (max 5 kg). |
Semken Forceps with Serrations (Curved) | FST | 11009-13 | Stainless steel forceps used for tissue dissection. |
Semken Forceps with Serrations (Straight) | FST | 11008-13 | Stainless steel forceps used for tissue dissection. |
Silky Fresh Hair removal Cream | Veet | 62200825036 | Hair removal product used to prepare the surgical site after shaving. |
Soluprep | 3M | 103.26 | Bottled antiseptic solution tinted with 2% chlorhexidine and 70 % alcohol 225 mL. |
Stainless steel spatula 195 mm | Heathrow Scientific | HS15907 | Spatula used as a tongue depressor during rat intubation. |
Stereomicroscope System SZ61TR | Olympus | 88-126 | Microscope equipped with binoculars and a built-in camera allowing for video filming. |
Sterile Sodium Chloride 0.9% Irrigation Bottle (60 mL) | Saline H2O | 25-6048SA-L | Solution used to keep the wound moist throughout the surgery. |
Surgical Scissors - Sharp-Blunt (Straight) | FST | 14001-12 | Stainless steel scissors used to make the initial skin incision. |
Suture 5-0 Silk No Needle | Henry Schein | 102-6344 | Silk thread used to do the constriction of the pulmonary trunk |
Systane Ointment | Alcon | 2444062 | Eyes lubricant providing a temporary relief of burning and irritation caused by the dryness of the eyes during surgery. |
SZ2-STU2 stereomicroscope stand | Olympus | N1198900 | The arm attached to the base provides a great freedom of movement to the microscope head. |
Tissue forceps - 1X2 Teeth | FST | 11021-15 | Stainless steel forceps allowing to grasp, hold and manipulate tissues (skin and muscles). |
Transpore Surgical Tape | 3M | 1527-1 | Medical tape used to immobilized the rats' forelimbs and hindlimbs. |
Vetbond Tissue Adhesive (3 mL) | 3M | 1469SB | Surgical glue that can be applied in small amounts on the skin It can be used as a complement to subcutaneous sutures. |
Vetergesic Multidose (0.3 mg/mL) 10 mL | Ceva Canada | 2342510 | Diluted injectable solution of buprenorphine administered as an analgesic drug. |
Veterinary anesthesia evaporator Tec 4 | Dispomed | 34001 Iso | Enables vaporization of isoflurane and concentration at 0–5%. |
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