Name: evaluation of coronary flow reserve after myocardial ischemia reperfusion in rats
Uploaded: 2019-06-28T13:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats at JoVE.com

Vi vil gjerne takke Helmsley fundament for å gi ultralyd utstyr for å utføre våre eksperimenter. Dette arbeidet ble støttet av NIA R01 053585-stipend.

Alle prosedyrer ble utført i samsvar med protokoller godkjent av University of Louisville institusjonelle Animal Care og use Committee (IACUC-godkjent protokoll 18223) og NIH guide for omsorg og bruk av Laboratoriedyr11.
1. dyr
<ol><li>Bruk 4-måneders-gamle kvinnelige Fisher 344 rotter (BW ~ 150-180 g) for studien.</li>
</ol>2. Ultralyd Imaging før IR kirurgi
<ol><li>Bedøve rotta med isoflurane-induksjon kammer for 5% med 1.5 – 2.0 L/mi...

<ol>
	<li>Eltzschig, H. K., Eckle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischemia+and+reperfusion--from+mechanism+to+translation.">Ischemia and reperfusion--from mechanism to translation.</a> Nature medicine. 17 (11), 1391-1401 (2011).</li><li>French, C. J., Zaman, A. K., Sobel, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Failure+of+erythropoietin+to+render+jeopardized+ischemic+myocardium+amenable+to+incremental+salvage+by+early+reperfusion.">Failure of erythropoietin to render jeopardized ischemic myocardium amenable to incremental salvage by early reperfusion.</a> Coronary Artery Disease. 20 (4), 295-299 (2009).</li><li>Marzilli, M., Mariani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischemia-reperfusion+and+microvascular+dysfunction:+implications+for+salvage+of+jeopardized+myocardium+and+reduction+of+infarct+size.">Ischemia-reperfusion and microvascular dysfunction: implications for salvage of jeopardized myocardium and reduction of infarct size.</a> Italian Heart Journal. 2 Suppl 3, (2001).</li><li>Prasad, A., Gersh, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+microvascular+dysfunction+and+reperfusion+injury.">Management of microvascular dysfunction and reperfusion injury.</a> Heart (British Cardiac Society). 91 (12), 1530-1532 (2005).</li><li>Ishihara, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+coronary+flow+reserve+immediately+after+coronary+angioplasty+in+patients+with+acute+myocardial+infarction.">Impaired coronary flow reserve immediately after coronary angioplasty in patients with acute myocardial infarction.</a> British heart journal. 69 (4), 288-292 (1993).</li><li>Camici, P. G., d&#39;Amati, G., Rimoldi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coronary+microvascular+dysfunction:+mechanisms+and+functional+assessment.">Coronary microvascular dysfunction: mechanisms and functional assessment.</a> Nature Reviews Cardiology. 12 (1), 48-62 (2015).</li><li>Chung, K. S., Nguyen, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+measures+of+coronary+microcirculation:+Taking+the+long+road+to+the+clinic.">Non-invasive measures of coronary microcirculation: Taking the long road to the clinic.</a> Journal of Nuclear Cardiology. , (2017).</li><li>Kelm, N. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipose-derived+cells+improve+left+ventricular+diastolic+function+and+increase+microvascular+perfusion+in+advanced+age.">Adipose-derived cells improve left ventricular diastolic function and increase microvascular perfusion in advanced age.</a> PLoS One. 13 (8), e0202934 (2018).</li><li>Pan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Late+recovery+of+coronary+flow+reserve+in+patients+successfully+treated+with+a+percutaneous+procedure.">Late recovery of coronary flow reserve in patients successfully treated with a percutaneous procedure.</a> Revista Espa&#241;ola de Cardiolog&#237;a. 56 (5), 459-464 (2003).</li><li>Samim, A., Nugent, L., Mehta, P. K., Shufelt, C., Bairey Merz, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+of+angina+and+microvascular+coronary+dysfunction.">Treatment of angina and microvascular coronary dysfunction.</a> Current treatment options in cardiovascular medicine. 12 (4), 355-364 (2010).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , (2011).</li><li>Ciuffreda, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rat+experimental+model+of+myocardial+ischemia/reperfusion+injury:+an+ethical+approach+to+set+up+the+analgesic+management+of+acute+post-surgical+pain.">Rat experimental model of myocardial ischemia/reperfusion injury: an ethical approach to set up the analgesic management of acute post-surgical pain.</a> PloS one. 9 (4), (2014).</li><li>van de Hoef, T. P., Siebes, M., Spaan, J. A. E., Piek, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fundamentals+in+clinical+coronary+physiology:+why+coronary+flow+is+more+important+than+coronary+pressure.">Fundamentals in clinical coronary physiology: why coronary flow is more important than coronary pressure.</a> European Heart Journal. 36 (47), 3312-3319 (2015).</li><li>Naya, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preserved+coronary+flow+reserve+effectively+excludes+high-risk+coronary+artery+disease+on+angiography.">Preserved coronary flow reserve effectively excludes high-risk coronary artery disease on angiography.</a> Journal of nuclear medicine : official publication, Society of Nuclear Medicine. 55 (2), 248-255 (2014).</li><li>Cortigiani, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnostic+and+prognostic+value+of+Doppler+echocardiographic+coronary+flow+reserve+in+the+left+anterior+descending+artery.">Diagnostic and prognostic value of Doppler echocardiographic coronary flow reserve in the left anterior descending artery.</a> Heart (British Cardiac Society). 97 (21), 1758 (2011).</li><li>Kawata, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+value+of+coronary+flow+reserve+assessed+by+transthoracic+Doppler+echocardiography+on+long-term+outcome+in+asymptomatic+patients+with+type+2+diabetes+without+overt+coronary+artery+disease.">Prognostic value of coronary flow reserve assessed by transthoracic Doppler echocardiography on long-term outcome in asymptomatic patients with type 2 diabetes without overt coronary artery disease.</a> Cardiovascular diabetology. 12, 121-121 (2013).</li></ol>

De viktigste funnene fra dagens studie er at IR øker hviler LAD koronar hjerte hastighet og svekker CFR, selv i fravær av eventuelle rester angiografiske stenose.
Å forstå koronar fysiologi er en viktig del av den kliniske beslutningsprosessen for kardiologer å behandle koronar arteriesykdom. CFR er en av de viktigste funksjonelle parametre for å forstå patofysiologi av koronar mikrosirkulasjonen7,13. CFR er en ikke-invasiv meto...

Hjerteinfarkt iskemi reperfusion (IR) er en tilstand der blodtilførselen er begrenset til hjertet etterfulgt av restaurering av og samtidig reoksygeneringsskader1. Okklusjon av koronar arterier kan være forårsaket av en embolus eller kolesterol plakk brudd, noe som resulterer i en alvorlig ubalanse av metabolsk forsyning og etterspørsel, forårsaker vev hypoksi. Berging av jeopardized myokard, forbedre venstre ventrikkel funksjon, og øke overlevelse hos pasienter med akutt hjerteinfarkt har blitt observert av reperfusion terapi. Men etter recanalization av koronar, kan funksjonelle unormalt av små koronar fartøy forekomme2,3,4,5. En betydelig andel av pasientene, kanskje så mange som 40%, ikke gjenvinne mikrovaskulær og hjerteinfarkt til tross for restaurering av koronar flyt. Visualisering og evaluering av koronar microvasculature kan være vanskelig in vivo, men det finnes en rekke invasive og ikke-invasive teknikker som kan brukes til å vurdere parametre direkte avhengig av koronar mikrovaskulær funksjon6 ,7. Dessuten kan endothelial funksjonen vurderes på nivået av koronar sirkulasjon via CFR5.
Transthoracic Doppler ekkokardiografi er et ikke-invasiv verktøy som tillater oss å studere koronar flyt hastighet og CFR5. CFR representerer forholdet mellom maksimal koronar blodstrøm til hvile koronar blodstrøm8. Under stress utfordring, et normalt hjerte øker koronar blodstrøm opp til fire ganger over hvile verdi. Kardiovaskulær risiko øker når CFR er redusert9. Ishihara et al viste at CFR ble alvorlig svekket umiddelbart etter koronar angioplastikk5. I fravær av koronar stenose, CFR avtar under koronar mikrovaskulær dysfunksjon og er til stede i omtrent halvparten av pasientene med stabil koronar arteriesykdom10.
Det overordnede målet med denne metoden er ikke-invasiv visualisering av venstre fremre synkende koronar arterie (LAD) funksjon i rotter via ekkokardiografi, som kan brukes til å beregne CFR. Dette gir et viktig vurderingsverktøy for diagnostisering av mikrovaskulær dysfunksjon og evaluering av potensielle terapeutiske behandlinger.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>10 mL syringe</td>
			<td>BD Syringe</td>
			<td>302995</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250S 13&#8211;24 MHz linear probe</td>
			<td>FUJIFILM VisualSonics Inc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dobutamine hydrochloride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D0676-10mg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>RRC</td>
			<td>27376</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Legato 100 Syringe pump</td>
			<td>KD Scientific</td>
			<td>788100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vevo 3100</td>
			<td>FUJIFILM VisualSonics Inc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Winged infusion set, 27G x 1/2&#34;,</td>
			<td>Medline.com</td>
			<td>TMOSV27ELZ</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of coronary flow reserve after myocardial ischemia reperfusion in rats

Koronar arteriesykdom er den ledende dødsårsaken over hele verden. Etter et akutt hjerteinfarkt, tidlig og vellykket hjerteinfarkt intervensjon via recanalization av koronar er den mest effektive strategien for å redusere størrelsen på iskemiske myokard. Koronar microvasculature kan ikke visualisere og avbildet in vivo, men det er flere invasive og ikke-invasiv teknikker som kan brukes til å vurdere parametre som er direkte avhengig av koronar mikrovaskulær funksjon. Endothelial funksjonen etter iskemi reperfusion kan vurderes også på nivået av koronar sirkulasjon via koronar Flow Reserve (CFR). I denne studien, peak hastighet av venstre fremre synkende (LAD) koronar arterier ble målt i rotter in vivo via Transthoracic Doppler ekkokardiografi under hvile og stress utfordring (indusert av dobutamin). Et normalt hjerte kan øke sin koronar blodstrøm opp til fire ganger over hvile verdiene under stress induksjon. Etter iskemi reperfusion, fant vi en betydelig redusert CFR, som kan brukes som en markør for koronar mikrovaskulær dysfunksjon. CFR har åpnet et vindu på viktigheten av mikrovaskulær dysfunksjon og har vist å forutsi kardiovaskulær risiko uavhengig av om den alvorlige obstruktiv sykdom er til stede.

For denne studien, brukte vi 12 kvinnelige Fisher 344 rotter. Vi utførte en stress test med dobutamin og målte LAD koronar hastighet før og 72 timer etter IR kirurgi. Før IR kirurgi ble hvile LAD koronar hastighet målt som 423 ± 59 mm/s, som ble økt etter dobutamin infusjon (1005 ± 77mm/s) (figur 3a). Etter 72 h av iskemi reperfusion, hviler LAD koronar arterie hastighet var signifikant høyere sammenlignet med hvile LAD koronar hastighet før IR kiru...

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats at JoVE.com

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

Koronar Flow Reserve (CFR), er definert som forholdet mellom maksimal koronar blodstrøm til hvile koronar blodstrøm. Vi presenterer en protokoll for å evaluere CFR i rotter via ultralyd, som gir mulighet til å forutsi kardiovaskulære risikofaktorer i fravær av obstruktiv koronar sykdom.

Evaluering av koronar Flow Reserve etter hjerteinfarkt ischemia reperfusion i rotter

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via ...

Det overordnede målet med denne metoden er visualiseringen av venstre fremre synkende koronarfunksjon hos rotter som bruker ekkokardiografi for å beregne koronarstrømningsreserve. Denne metoden tilbyr et viktig vurderingsverktøy for en diagnose av mikrovaskulær dysfunksjon i syke hjerter og for evaluering for potensielle behandlinger gjennom hele studien. Selv om reperfusjonsbehandling har vist seg å redde truet myokardi og for å forbedre venstre ventrikulær funksjon, kan funksjonelle abnormiteter av små koronarkar oppstå etter recanalization av koronararterien.Denne metoden kan gi innsikt i koronar mikrosirkulasjon av rotter, så vel som i andre modeller, inkludert hjerteinfarkt, og trykkvolum overbelastning av venstre ventrikkel. Før pre-iskemi reperfusjon kirurgi ultralyd imaging, bekrefter mangel på respons på tå klemme i en bedøvet Fischer 344 rotte. Barber håret fra brystet.Påfør salve på dyrets øyne og plasser dyret i liggende stilling på en 37 til 38 grader Celsius innebygd oppvarmingsplattform. Koble den lineære sonden 13 til 24 megahertz til ultralydmaskinen. Sett programmet forhåndsinnstilling til hjertebildeinnstilling og bruk skinnesystemet til å plassere sonden for å få den parasternale korte aksevisningen.Bruk XY-aksens mikromanipulator til å bevege sonden i rostralretningen for å lokalisere lungearterien. Flytt sonden, noe som gjør venstre ventrikkel lettere synlig. Når B-modusbildet er tatt og Cine Stored, klikker du farge Doppler og visualiserer koronararterien i den korte aksen.Den røde fargen, som observert i sanntid, indikerer retningen av strømmen. Etter å ha visualisert den nedre fremre synkende koronararterien i farge Doppler-modus, endre modusen til pulsbølgen og se etter tilstedeværelsen av en gul indikatorlinje på koronararterien. Plasser den gule pulsbølgelinjen midt i koronararterien, vær forsiktig med at vinkelen er parallell med retningen på strømmen og bruk Cine Store for å fange hastigheten til resten venstre fremre synkende koronarstrøm og toppen diastole av bølgen former.Etter å ha fått hvile venstre fremre synkende strømningshastighet, plasser en liten stripe av gasbind rundt bunnen av halen og bruk hemostater for å gripe og vri turniquet for å legge press, noe som får venen til å forstørre. Plasser forsiktig en 25-gauge infusjonssommerfugl nål festet til en 10-milliliter sprøyte lastet med dobutamin i den utvidede halevenen og stabiliser nålen med lim og et stykke kirurgisk tape. Når infusjonslinjen er sikret, fjerner du hemostatene og turniquetene for å gjenopprette strømmen og plasserer sprøyten i en infusjonspumpe satt til å injisere 20 mikrogram per kilo per minutt.Under infusjonen overvåker du forsiktig venstre fremre synkende arterietopp og hjertefrekvens, og registrerer regelmessig de venstre fremre synkende pulsbølgetoppene i Doppler-modus under dobutamininduserte stressforhold. Etter at de fremre synkende koronarfjellene og hjertefrekvensen har platået under utfordringen, stopp infusjonen, fjern haleveneinfusjonssettet og fjern dyret fra plattformen. Deretter bruker du topphastighetsverktøyet for å oppnå toppdiastoliske hastigheter fra bildene og beregne koronarstrømningsreserveindeksen som forholdet mellom venstre fremre arteriestress topp diastolisk strømningshastighet til hvile venstre fremre nedstigningspulsåren diastolisk strømningshastighet.Bruk en fiberoptisk lyskilde, intubere rotte med et 18-gauge IV kateter og koble til kateteret til en ventilator. Deretter bruker du en 8-0 monofilament sutur å ligate venstre fremre synkende arterie gjennom en 15-millimeter åpning på den femte interkostalrom plass med en vanlig knute i 30 minutter. På slutten av iskemiperioden bekrefter du iskemi visuelt via misfarging av hjerteoverflaten og frigjør ligaturen.Reperfusjon kan verifiseres ved rødhet av det tidligere misfargede området av hjertemuskelen. 72 timer etter operasjonen, måle koronarstrømmen og koronar flyt reserve som demonstrert, og sammenligne målingene til de som er oppnådd før skaden. I dette representative eksperimentet, før iskemireperfusjonsoperasjonen, ble resten forlatt fremre synkende koronarhastighet målt som omtrent 423 millimeter per sekund til mer enn dobbelt så stor hastighet etter dobutamininfusjon.72 timer etter iskemi reperfusjon, resten venstre fremre synkende koronar hastighet var betydelig høyere sammenlignet med resten venstre fremre synkende koronar hastighet før operasjonen. Stressresponsen på en dobutamintest etter skaden ble betydelig redusert sammenlignet med responsen før operasjonen respons. Koronarstrømningsreserven beregnes som forholdet mellom toppstrømningshastigheten under stress til hvilestrømningshastigheten og var ca. 2,1 hos unge rotter før operasjonen, men reduserte betydelig 72 timer etter skaden.I tillegg var det ingen signifikante endringer i systolisk funksjon av venstre ventrikkel 72 timer etter skaden. Etter utviklingen vil denne teknikken tillate forskere å utforske og bruke ultralydavbildning av koronararterier i små dyremodeller som nøyaktig etterligner menneskelige sykdomsforhold. Etter å ha sett denne videoen, bør du ha en veldig god forståelse av hvordan du måler koronar blodstrøm og evaluere koronar mikrosirkulasjon i en liten dyre hjertesykdom modell.

Research

JoVE Journal

Medicine

Acute Myocardial Infarction in Rats

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular ...

A Murine Closed-chest Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion

En murint Lukket kiste Modell av myokardiskemi og reperfusjon

Surgical trauma by thoracotomy in open-chest models of coronary ligation induces an immune response which modifies different mechanisms involved in ...

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

En murine modell av myokardiskemi-reperfusjon Injury gjennom Ligation av Left Anterior Synkende Artery

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Ultralyd Basert Vurdering av Coronary Artery Flow og Coronary Flow Reserve Bruke Trykkload Model i Mus

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Confirmation of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury in Mice Using Surface Pad Electrocardiography

Bekreftelse av myokardiskemi og reperfusjonsskade i Mus Bruke Surface Pad Elektrokardiografi

Many animal models have been established for the study of myocardial remodeling and heart failure due to its status as the number one cause of mortality ...

Coronary Progenitor Cells and Soluble Biomarkers in Cardiovascular Prognosis after Coronary Angioplasty

Koronar stamceller og løselige biomarkører i kardiovaskulær prognose etter koronar Angioplastikk

Major adverse cardiovascular events (MACEs) negatively impact the cardiovascular prognosis of patients undergoing coronary angioplasty due to coronary ...

Delayed Intramyocardial Delivery of Stem Cells after Ischemia Reperfusion Injury in a Murine Model

Forsinket intramyokarell levering av stamceller etter iskemi reperfusjonsskade i en Murine-modell

There is significant interest in the use of stem cells (SCs) for the recovery of cardiac function in individuals with myocardial injuries. Most commonly, ...

Post-Myocardial Infarction Heart Failure in Closed-chest Coronary Occlusion/Reperfusion Model in G&#246;ttingen Minipigs and Landrace Pigs

Post-Myocardial Infarction Heart Failure in Closed-chest Coronary Occlusion/Reperfusion Model in GÃƒÆ’Ã‚Â¶ttingen Minipigs and Landrace Pigs

Post-myokardinfarkt hjertesvikt i lukket bryst koronar okklusjon / reperfusjonsmodell i Göttingen minipigs og landrace griser

The development of heart failure is the most powerful predictor of long-term mortality in patients surviving acute myocardial infarction (MI). There is an ...

Rodent Heart and Brain Tissue Preparation for Digital Macro Photography after Ischemia-reperfusion

Gnager hjerte og hjernevev forberedelse for digital makrofotografering etter iskemi-reperfusjon

Macro photography is applicable for imaging various tissue samples at high magnification to perform qualitative and quantitative analyses. Tissue ...

Induction of Myocardial Infarction and Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury in Mice

Induksjon av hjerteinfarkt og myokardiskemi-reperfusjonsskade hos mus

Acute myocardial infarction is a common cardiovascular disease with high mortality. Myocardial reperfusion injury can counteract the beneficial effects of ...