Оценка коронарного потока резерва после миокарда ишемия Реперфузия у крыс

Резюме

Резерв коронарного потока (CFR) определяется как отношение максимального коронарного кровотока к покоякоронарного кровотока. Мы представляем протокол для оценки CFR у крыс с помощью ультразвука, который дает возможность прогнозировать сердечно-сосудистые факторы риска при отсутствии обструктивного ишемической болезни.

Аннотация

Ишемическая болезнь сердца является основной причиной смерти во всем мире. После острого инфаркта миокарда раннее и успешное вмешательство миокарда через реканализацию коронарной артерии является наиболее эффективной стратегией уменьшения размера ишемического миокарда. Коронарная микроваскулатура не может быть визуализирована и изображена in vivo,но существует несколько инвазивных и неинвазивных методов, которые могут быть использованы для оценки параметров, которые непосредственно зависят от коронарной микрососудистой функции. Эндотелиальная функция после реперфузии ишемии может быть оценена также на уровне коронарного кровообращения через резерв коронарного потока (CFR). В этом исследовании, пиковая скорость левого переднего спуска (LAD) коронарных артерий была измерена у крыс in vivo через Трансторакальный Доплер Эхокардиография во время отдыха и стресс вызов (индуцированный Добутамин). Нормальное сердце может увеличить его коронарный кровоток до четырех раз выше значений покоя во время индукции стресса. После реперфузии ишемии, мы обнаружили значительно уменьшилась CFR, который может быть использован в качестве маркера коронарной микрососудистой дисфункции. CFR открыл окно о важности микрососудистой дисфункции и было показано, предсказать сердечно-сосудистый риск независимо от того, тяжелая обструктивная болезнь присутствует.

Введение

Реперфузия миокарда (ИК) является состояние, при котором кровоснабжение ограничивается сердцем с последующим восстановлением перфузии и одновременной реоксигенации¹. Окклюзия коронарных артерий может быть вызвана разрывом эмболии или холестеринового налета, что приводит к серьезному дисбалансу метаболического предложения и спроса, вызывая гипоксию тканей. Спасение под угрозой миокарда, улучшение функции левого желудочка, и повысить выживаемость у пациентов с острым инфарктом миокарда наблюдались реперфузионной терапии. Однако после реканализации коронарной артерии функциональные аномалии малыхкоронарных сосудов могут возникнуть 2,^3,4,5. Значительная часть пациентов, возможно, целых 40%, не восстанавливает микрососудистую и миокардную перфузию, несмотря на восстановление коронарного потока. Визуализация и оценка коронарной микроваскулярной микроваскулярности может быть затруднена в vivo, но существует ряд инвазивных и неинвазивных методов, которые могут быть использованы для оценки параметров непосредственно в зависимости от коронарной микрососудистой функции^{6 ,7}. Также эндотелиальную функцию можно оценить на уровне коронарного кровообращениячерез CFR 5.

Трансторакальная доплеровая эхокардиография является неинвазивным инструментом, которыйпозволяет нам изучать скорость потока коронарных артерий и CFR 5. CFR представляет собой отношение максимального коронарного кровотока к покоя коронарного кровотока⁸. Во время стресса, нормальное сердце увеличивает коронарный кровоток до четырех раз выше значения покоя. Сердечно-сосудистый риск увеличивается, когда CFR уменьшается⁹. Исихара и др. показали, что CFR был серьезно нарушен сразу после коронарной ангиопластики⁵. При отсутствии стеноза коронарной артерии, CFR уменьшается во время коронарной микрососудистой дисфункции и присутствует примерно у половины пациентов со стабильной ишемической болезнью сердца¹⁰.

Общей целью этого метода является неинвазивная визуализация левой передней нисходящей коронарной артерии (LAD) функции у крыс с помощью эхокардиографии, которые могут быть использованы для расчета CFR. Это предлагает важный инструмент оценки для диагностики микрососудистой дисфункции и оценки потенциальных терапевтических методов лечения.

протокол

Все процедуры были выполнены в соответствии с протоколами, утвержденными Университетом Луисвилла институционального ухода за животными и использования комитета (IACUC утвержденных протокол 18223) и NIH Руководство по уходу и использованию лабораторных животных¹¹.

1. Звери

1. Используйте для исследования 4-месячную самку Фишера 344 крысы (BW-150-180 г).

2. Ультразвуковая томография перед ИК-операцией

1. Анестезия крысы с изофлуран - индукционная камера на 5% с 1,5-2,0 л / мин O₂ потока следуют 1,5-2,0% с 1,5-2,0 л / мин O₂ потока. Эта анестезия поддерживается на протяжении всего эксперимента, во время отдыха и стадии стресса.
2. Поместите животное в положение на спине и побрить грудную клетку. Поддерживайте температуру тела на уровне 37-38 градусов по Цельсию с помощью встроенной платформы для разогрева. Мониторинг частоты сердечных приступов с помощью программного обеспечения.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Правильная анестезия имеет решающее значение для поддержания частоты сердечных приступов при нормальных физиологических темпах (между 295-350 ударов/мин).
3. Нанесите офтальмологическую ветеринарную мазь, чтобы предотвратить сухость глаз до визуализации.
4. Выполните эхокардиографию с помощью линейного зонда 13-24 МГц (например, MS250)(рисунок 1A).
5. Поместите животное в положение на спине на нагретой платформе. Убедитесь, что анестезия контролируется через носовой конус. Затем положение зонда для получения парастеральной короткой оси зрения (PSAX) с помощью железнодорожной системы(рисунок 1B).
6. Перемещение зонда в ростральном направлении от ПСАК, найдите легочную артерию(рисунок 1B).
7. Переместите зонд немного в направлении caudal от легочной артерии, чтобы посмотреть LAD и сохранить изображение.
   ПРИМЕЧАНИЕ: LAD трудно найти без цвета Доплера, так b-Mode изображения LAD не всегда возможны.
8. Когда индивидуальные различия делают его трудно найти ЛАД коронарной артерии, следуйте технике, упомянутой ниже:
   1. Переместите боковой зонд в легочную артерию.
   2. Угол платформы так, что животное склонен, перевернутый, или немного к правой стороне, так что левый желудочек более легко видны с зондом.
9. После того, как изображение в режиме B захвачено или cine-stored, щелкните Цвет Доплера на сенсорном экране (рисунок1C). Визуализируйте коронарную артерию (белая стрелка указывает на LAD) в короткой оси(рисунок 1С). Красный цвет, как видно в режиме реального времени, свидетельствует о направлении потока (т.е. поток крови к зонду).
10. После визуализации LAD в режиме color-Doppler измените режим на импульсную волну (PW)-режим. Ищите наличие желтой линии индикатора на коронарной артерии(рисунок 2A).
11. Поместите желтую ЛИНИю PW в середине коронарной артерии. Убедитесь, что угол параллельно направлению потока.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Скорость потока сильно зависит от угла линии PW, поэтому не забудьте сопоставить угол экранного зонда с углом LAD. Используйте сенсорный экран для регулировки угла; Угол PW должен быть меньше 60 градусов.
12. Используйте cine store, чтобы захватить скорость отдыха LAD коронарного потока на пике диастолии как волны формы (Рисунок2B).
13. После получения скорости потока LAD, измерьте максимальную скорость потока LAD во время напряжения, чтобы рассчитать CFR. Для измерения максимальной скорости потока во время стресса, влить добутамин в дозе 20 мкг/кг / мин через хвоствены⁸ (Рисунок2C).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Настой добутамина не должен быть более 8 мин. Используйте инфузионный насос и установите диаметр инфузионного насоса до 14,43 для шприца BD 10 мл.
    1. Используйте 25-G настой бабочка набор для хвостовой вены каниляции. Чтобы поместить инфузионную иглу, поместите небольшую полоску марли вокруг основания хвоста крысы, затем возьмите с гемостатами и скрутите турникет, чтобы нанести давление и вызвать увеличение вены.
    2. Поместите иглу при непосредственном подключении к шприцу добутамина.
       ПРИМЕЧАНИЕ: Будьте особенно осторожны, чтобы случайно ввести препарат при составлении крови для обеспечения надлежащего размещения иглы в хвостовой вены. Кроме того, не забудьте избежать введения воздушного пузыря в вену, как эмболия может быть фатальным для животного.
    3. После того, как игла помещена, стабилизировать его с клеем и кусок хирургической ленты, обеспечивая настой линии к хвосту.
    4. Удалите гемостаты и турникет, чтобы восстановить поток.
    5. Поместите шприц добутамина в инфузионный насос и установите его для введения 20 мкг/кг/мин.
    6. Во время вливания добутамина тщательно следите за пиком LAD и частотой сердечных приступов. Периодически записывайте пики LAD PW в доплеровском режиме, особенно когда он увеличивается в ответ на добутамин.
       ПРИМЕЧАНИЕ: Стресс вызов индуцированных Добутамин заставляет сердце работать больше; это часто приводит к движению сердца и LAD. Будьте готовы переместить животное, зонд, или оба для того, чтобы держать LAD в поле зрения.
    7. После того, как ПИКи LAD и частота сердечных приступов назначалися во время испытания, остановите настой добутамина, удалите настой хвостовой вены и удалите животное с платформы. Разрешить животному, чтобы восстановить в своей домашней клетке.
14. Выберите инструмент Peak Vel для получения пиковых диастолических скоростей из изображений, показанных на рисунке 2B и C.
15. Рассчитайте индекс CFR как отношение напряжения LAD (Добутамин) пиковой скорости потока к покоя LAD пиковой скорости потока(рисунок 2A).

3. Ишемия Реперфузия Травма

1. Анестезия крысы с изофлуран - индукционная камера на 5% с 1,5-2,0 л / мин O₂ потока следуют 1,5-2,0% с 1,5-2,0 л / мин O₂ потока.
2. Подтвердите глубину анестезии отсутствием рефлектора отмены педали. Используйте офтальмологическую мазь ветеринара на глазах, чтобы предотвратить сухость. Поддерживайте надлежащую температуру тела в 37-38 градусов по Цельсию с помощью грелки или контроллера температуры животных.
3. Администрирование предоперационного Meloxicam, 5 мг/кг внутримышечно, 15 мин до операции, а затем 2 мл подкожного болуса 0,9% солевой для предотвращения обезвоживания во время операции. Использовались стерильные перчатки и инструменты, применялись асептические методы. Используя волоконно-оптический источник света, интубировать крысу с помощью 18-калиберного IV катетера и подключиться к вентилятору.
4. Лигат ЛАД с помощью 8-0 монофилатальный шов через 15 мм открытия на^5-м межреберном пространстве. Свяжите простой узел и оставьте на 30 мин. Визуально подтвердить ишемию у всех крыс через обесцвечивание поверхности сердца¹². Отпустите лигатуру через 30 мин и проверьте реперфузию путем покраснения ранее обесцвеченной области сердечной мышцы в течение 1-2 мин^12.
5. Закройте грудную клетку с помощью 4-0 поглощаемых шов с прерванным рисунком шва, а затем закройте кожу с помощью 5-0 непоглощаемых шелковый шов с непрерывным рисунком шва.
6. Удалите животное из анестезии. Разрешить животному, чтобы восстановить в домашней клетке. 5 мг/кг Meloxicam вводили внутримышечные каждые 24 часа перед эвтаназии животного (72 часа после операции).

4. Ультразвуковая томография после ИК-операции

1. 72 ч после Операции по ИК измеряют коронарный поток и CFR снова. Сравните измерения до ИК-измерений. Повторите шаги от 2.1 до 2.15, как описано выше.

Результаты

Для этого исследования мы использовали 12 самок Фишера 344 крысы. Мы провели стресс-тест с добутамин и измерил скорость ЛАД коронарной артерии до и 72 часов после Операции ИК. Перед ИК-операцией скорость отдыха ЛАД коронарных артерий была измерена как 423 и 59 мм/с, которая бы...

Обсуждение

Основные выводы из настоящего исследования являются то, что ИК увеличивает покоя LAD коронарной артерии скорость и ухудшает CFR, даже при отсутствии каких-либо остаточных ангиографический стеноз.

Понимание ишемической физиологии является неотъемлемой частью клиническог?...

Материалы

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