Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Sağ kalp yetmezliği (RHF), ventriküler ve atriyal fonksiyon bozukluğuna yol açan sağ taraflı kardiyak dilatasyon ve hipertrofi ile karakterizedir. RHF ile ilişkili kardiyopulmoner durumlara kardiyak aritmi riskinde artış eşlik eder. Bu makale, gelişmiş ventriküler ve atriyal aritmogenez ile ilişkili pulmoner arter bantlamasına bağlı RHF'nin standart bir modelini açıklamaktadır.
Kronik obstrüktif akciğer hastalığı veya pulmoner arteriyel hipertansiyon (PAH) dahil olmak üzere klinik durumlar, kronik sağ ventrikül basıncının aşırı yüklenmesine ve ilerleyici sağ kalp yetmezliğine (RHF) yol açabilir. RHF, RV ve sağ atriyumu (RA) etkileyen anormal miyokardiyal fonksiyon ile ilişkili sağ taraflı kardiyak hipertrofi ve dilatasyon ile tanımlanabilir. Son zamanlarda, şiddetli RHF'ye artmış atriyal inflamasyon, atriyal fibroz ve en yaygın kardiyak aritmi (CA) türü olan atriyal fibrilasyon (AF) riskinin eşlik ettiğini gösterdik. Son yıllarda yapılan çalışmalar, RV ve RA inflamasyonunun AF de dahil olmak üzere KA aritmogenezinde önemli bir rol oynadığını göstermiştir. Bununla birlikte, RHF'de CA ve AF gelişiminde inflamasyonun etkisi tam olarak tanımlanmamıştır.
Sağ taraflı miyokard inflamasyonu ve CA arasındaki ilişkiyi daha iyi anlamak için RHF'nin deneysel modellerine ihtiyaç vardır. Monokrotalin (MCT) ile indüklenen pulmoner hipertansiyonun (PH) sıçan modeli, RHF'yi provoke etmek için iyi bilinmektedir. Bununla birlikte, MCT ciddi pnömo-toksisiteyi ve pulmoner inflamasyonu tetikler. Bu nedenle, MCT'nin neden olduğu RHF, sonraki miyokard iltihabının kendi başına RHF'den mi yoksa yaralı akciğer tarafından salgılanan dolaşımdaki enflamatuar sinyallerden mi kaynaklandığını ayırt etmeye yardımcı olmaz.
Bu makalede, sağ kardiyak aritmogeneziyi provoke etmek için pulmoner arter gövde bantlamasını (PAB) içeren mekanik bir yöntem kullanıldı. PAB, pulmoner arter gövdesinin 3 hafta boyunca kalıcı bir dikişinin gerçekleştirilmesinden oluşur. Böyle bir yaklaşım, artan sağ taraflı basınç aşırı yüklenmesine neden olur. PAB sonrası D21'de, sütür hipertrofik, dilate ve iltihaplı RV ve RA ile sonuçlanır. PAB'ın neden olduğu RHF'ye ayrıca AF dahil olmak üzere ventriküler ve atriyal aritmilere karşı savunmasızlık eşlik eder.
Sağ kalp yetmezliği (RHF), sağ ventrikül (RV) ve atriyal (RA) hipertrofi ve dilatasyon ile karakterizedir ve pulmoner arterlerin (PA) daralmasına bağlı kronik RV basıncının aşırı yüklenmesine yanıt olarak sağ taraflı kardiyak fonksiyon bozukluğuna yol açar1. Bu nedenle, PA'nın daralmasına neden olan koşullar, RHF 1,2,3,4 riskinin artmasından sorumlu olabilir. Klinik veriler, PA hipertansiyonu (PAH) olan hastalarda RHF'nin hastaneye yatışların ana nedeni (%56) olduğunu ortaya koymuştur2. Klinik çalışmalar, tromboembolik pulmoner hipertansiyon (PH) ve idiyopatik PAH dahil olmak üzere PAH'ın nedeninden bağımsız olarak, hastaların sıklıkla RHF'den etkilendiğini ve supraventriküler taşiaritmiler ve atriyal fibrilasyon (AF) dahil olmak üzere kardiyak aritmiler geliştirmeye %20 daha duyarlı olduğunu göstermiştir2,5,6.
PAH ve RHF arasındaki ilişkiyi daha iyi anlamak için, tek bir doz monokrotalin (MCT) modeli de dahil olmak üzere hayvan çalışmaları, ciddi akciğer iltihabını ve RHF7,8'i provoke etmek için kullanılmıştır. Son zamanlarda MCT'nin neden olduğu RHF'nin RA inflamasyonu ve AF9 ile ilişkili olduğunu gözlemledik. Bununla birlikte, MCT'nin neden olduğu pulmoner inflamasyonun ve dolaşımdaki sitokinlerin önemi nedeniyle, MCT'nin neden olduğu RA inflamasyonununsadece RHF'nin bir sonucu olup olmadığını açıklamak zordu. Bu nedenle, RA inflamatuar durumunu incelemek için yeni bir RHF kaynaklı kardiyak aritmi modeli gerekliydi.
PA gövde bantlama (PAB) deneysel modeli, obstrüktif PA hastalıklarını taklit etmek ve kalbin sağ tarafını etkileyen ilişkili patolojik kardiyak yeniden şekillenmeyi incelemek için çeşitli hayvan türlerinde kullanılmıştır10. PAB,RV aşırı yüklenmesini taklit eden çeşitli çalışmalarda sağ RV disfonksiyonu ve başarısızlığını indüklemek için etkili bir yöntem olarak bildirilmiştir 10,11,12,13,14,15,16. Teknik olarak PAB, PA gövde çapının10 mekanik olarak küçültülmesine neden olan PA gövdesine kalıcı bir sütürün yerleştirilmesidir. PAB, RV10'a artan bir aşırı basınç yükü oluşturur. İlk olarak, RV art yükündeki ani artışa telafi edici bir adaptasyon olarak, RV boşluğu genişler ve kronik RV hipertrofisineyol açar 10,13. RV genişlemesi ve hipertrofi, sızdıran triküspit kapakları etkiler13. Daha spesifik olarak, yüksek RV art yükü ile birlikte RV'nin belirgin genişlemesi, RV ile RA13,17 arasında bulunan triküspit kapak halkasını germe etkisine sahiptir. Kapağın tam olmayan tıkanması nedeniyle, sistol sırasında RV'den dışarı atılan kanın bir kısmı RA boşluğuna17 yönlendirilecektir. Triküspit kapakta sızıntı ekokardiyografi ile gözlenebilir ve triküspit yetersizliğiolarak adlandırılır 17. Daha sonra, RA uygun olmayan şekilde yüksek tansiyon alır ve bu da RA genişlemesinin artmasına ve hipertrofiyekatkıda bulunur 13. Kronik RV ve RA yeniden şekillenmesine, RV ve RA fibrozuna ve fonksiyon kaybına yol açan lokal miyokardiyal inflamatuar reaksiyonlar eşlik eder 9,13. Kardiyak fibroz, ventriküler fibrilasyon ve AF18,19 dahil olmak üzere kardiyak aritmilerin gelişiminde rol oynayan iletim bloğu ve yeniden giriş devrelerini provoke etmeye daha duyarlı ve daha az kasılmalı düşük voltajlı bölgelerin gelişimi ile karakterizedir.
Bu makalenin özgünlüğü, PAB'den sonraki 3 hafta içinde kardiyak aritmi indüklenebilirliğini provoke etmek ve incelemek için PAB'ın neden olduğu sağ taraflı kardiyak yeniden şekillenmenin standart bir yönteminin kullanılmasında yatmaktadır. Bu cerrahi yaklaşımın başlıca avantajları şunlardır: i) PA gövde çapının azaltılması üzerinde doğrudan kontrol ve ii) AF dahil kardiyak aritmileri incelemek için RHF'nin neden olduğu miyokard iltihabına odaklanmak için pulmoner inflamasyondan kaçınma.
Burada açıklanan yaklaşım, PAB'yi oluşturmak için hassas bir mikrocerrahi prosedürü, artmış RV son yükünün değerlendirilmesini, PAB'ın neden olduğu miyokardiyal yapısal ve fonksiyonel yeniden şekillenmeyi gözlemlemek için ekokardiyografiyi ve AF dahil olmak üzere kardiyak aritmilere karşı savunmasızlığı değerlendirmek için elektrofizyolojik çalışmayı içerir.
Aşağıda açıklanan tüm prosedürler Montreal Kalp Enstitüsü etik komitesi tarafından onaylanmıştır (protokol numaraları: 2021-2938-2021-47-01 ve 2024-3412-2024-48-01) ve Kanada Hayvan Bakımı Konseyi (CCAC) yönergelerine sıkı sıkıya uyulmuştur. İşlemler için 6-8 haftalık erkek Wistar cinsi sıçanlar (225-275 g) kullanıldı. Tüm hayvanlar, su ve yiyeceğe ücretsiz erişim sağlayan Montreal Kalp Enstitüsü'nün hayvan bakım tesisine yerleştirildi.
1. Ameliyat öncesi hazırlık
2. Anestezi indüksiyonu ve hayvan hazırlığı
NOT: Analizler 6-8 haftalık erkek Wistar sıçanları (225-275 g) üzerinde yapılmıştır. Hayvanın vücut ısısını 37 °C civarında tutmak için aşağıdaki prosedürlerin tüm adımlarında bir ısıtma yastığı kullanın. Vücut ısısını izlemek için rektal bir prob uygulayın.
3. Entübasyon
NOT: Entübasyon daha önce tarif edildiği gibiyapıldı 20.
Şekil 1: PAB'ın mikrocerrahi prosedürünün hazırlanması için gerekli temel aletler. (A) PAB'den sonra PA gövdesinin 1 mm çapında bir çap elde etmek için kurşun olarak kullanılan modifiye edilmiş 19 G iğne. (B) Kullanılan endotrakeal aletler veya sıçanların başarılı entübasyonu. 1. Spatula, trakeayı açığa çıkarmak için anestezi uygulanmış sıçanlarda dil bastırıcı olarak kullanılır. 2. 16G kateter, kaleminin ucunu körelttikten sonra bir endotrakeal tüp görevi görür. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
4. PAB cerrahisi (Şekil 2)
NOT: Tüm prosedürler sıkı aseptik cerrahi tekniklerine göre yapılmalıdır.
Şekil 2: PAB prosedürü ve metal klipslere karşı 5.0 İpek sütürün validasyonu. (A) PA gövdesinin açığa çıkmasını ve izolasyonunu, (B) sütürün (5.0 ipek) PA gövdesi etrafındaki konumunu, (C) PA'nın (PAB) bağlanmasını (kurşun olarak 19 G'lik bir iğne kullanarak) gösteren PA gövdesinin adım adım izolasyonu ve ligasyonunun fotoğrafı; (D) PAB'yi takiben kalp hareketinin ve PA-kök ve RV aşırı yükünün doğrulanması; (E) ipek sütür ile yapılan PAB'ın metal klips ile karşılaştırılması; ve (F) PA gövdesi etrafında 1 mm'lik daha tekrarlanabilir bir çap oluşturmak için PAB için ipek sütür seçiminin doğrulanması. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
5. Ameliyat sonrası iyileşme
6. Transtorasik ekokardiyografi
NOT: Bu makale, sıçanlara transtorasik ekokardiyografi uygulandığında, ameliyat sonrası 21. günde elde edilen verileri göstermektedir. Bununla birlikte, araştırma hedeflerine ve çalışma tasarımının gereksinimlerine bağlı olarak, araştırmacılar PAB öncesi ve sonrası transtorasik ekokardiyografi için diğer zaman noktalarını tanımlayabilirler.
7. Elektrofizyolojik çalışma (Şekil 3)
Şekil 3: İn vivo elektrofizyolojik çalışma için istirahatte kalp atışlarının ve transözofageal kateterin uygun pozisyonunun gösterimi. (A) P dalgasını, PR aralığını, QRS kompleksini, QT aralığını ve R-R aralığını gösteren istirahatte iki ardışık kalp atışının temsili EKG'si. (B) Atriyal EKG'yi uyarmak ve elde etmek için bir kuadripli kateterin (3) sokulduğu kalbin (1) ve yemek borusunun (2) uzunlamasına bir bölümünün şeması. (C) Yüzey EKG'sinden (üst izler) gelen atriyal sinyal (kırmızı çizgi) kateter EKG'sinin atriyal sinyali (alt izler) ile çakıştığında transözofageal kateterin tercih edilen pozisyonunu gösteren temsili EKG sinyalleri. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
8. EKG analizi
NOT: EKG kayıtları ve stimülasyonları bir EKG edinme yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analizler bir EKG analiz yazılımı kullanılarak gerçekleştirildi (Şekil 3A).
9. Histolojik analizler
10. İstatistiksel analizler
Ameliyat sırasında PA gövdesinin uygun ligasyonunun görsel olarak doğrulanması
PAB prosedürü sırasında, sütürün iyi konumlandırılmasının bir göstergesi, kan basıncının hemen artması ve RV'nin ve PA gövdesinin kökünün RV ile birleşim noktasında hızlı bir şekilde genişlemesidir. 3 hafta boyunca sürekli ve kalıcı bir aşırı basınç yükü sağlamak için dikiş hareket etmemelidir. Bu çalışmada, 5-0 İpek kullanımının metal bir...
PAB'ın başarılı performansı bu protokolün en önemli parçasıdır. Aort ve PA gövdesini doğru bir şekilde ayırt etmek önemlidir. İşlem sırasında yırtılma, kanama ve ölümü önlemek için PA'nın izolasyonu titizlikle yapılmalıdır. Sütürün 19G derivasyonunun etrafına uygulanması hızlı bir şekilde yapılmalı ve ardından kurşunun varlığı nedeniyle PA'nın çok uzun süre 'tamamen tıkanmasını' önlemek için kurşunun hemen çıkarılması gerekir.
...Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Yazarlar, transtorasik ekokardiyografinin teknik performansı için Colombe Roy, YanFen Shi, Sandra Querry ve Josiane Deslandes'e ve PAB yönteminin standardizasyonu sırasında ön teknik yardım için Nathalie L'Heureux'a teşekkür eder. Montreal Kalp Enstitüsü'nün hayvan bakım tesisinin üyelerine minnettarız.
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%. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır