Инфаркт у крысы экг

Инфаркт у крысы экг

Инфаркт миокарда (ИМ) — это ишемический некроз сердечной мышцы, развивающийся в результате острой недостаточности коронарного кровотока. В 99% случаев причиной трансмурального ИМ является тромбоз коронарной артерии в области изъязвленной или растрескавшейся атеросклеротической бляшки [1, 4]. В каждом третьем случае ИМ заканчивается летально [2, 5]. Известно, что ИМ является одной из ведущих причин смертности и инвалидизации людей.

Сегодня в кардиологии интенсивно ведутся исследования [11, 13], основными целями и задачами которых является разработка методов кардиопротекции, которые позволили бы уменьшить зону ИМ и снизить риск развития осложнений, связанных с ним. Одним из наиболее распространенных экспериментальных методов изучения этой проблемы является моделирование ИМ на лабораторных животных. Следует указать, что экспериментальные модели не могут дать полной картины ИМ в силу того, что у человека к этому заболеванию приводит долгий, иногда многолетний, период развития доклинических процессов — «предынфарктный компонент», а у животного в результате экспериментального воздействия возникает на фоне полного здоровья и активности компенсаторно-приспособительных реакций [4]. Несмотря на отсутствие «предынфарктного компонента» патогенеза ИМ при его экспериментальном моделировании, все же представляется возможным решить некоторые важные задачи этого тяжелого заболевания.

Существует множество моделей острого ИМ в остром эксперименте. В литературе описаны диатермокоагуляция межжелудочковой артерии [9], окклюзионные моде- ли [3, 10], модели с обратимой окклюзией [12], индукция ИМ гормональными сдвигами, характерными для СД 2 типа и стрессовых состояний — методика Панина [7], ИМ на сердцах удаленных из организма животного (ретроградная перфузия по Лангендор- фу) [8, 11]. При этом у каждой модели имеются определенные недостатки: в одних случаях высокая травматичность животного, наличие определенного хирургического навыка оператора, в других — высокая техническая оснащенность эксперимента и экономические затраты на его проведение. Нами предпринята попытка создания крупноочагового инфаркта миокарда в остром эксперименте на крысах с попыткой устранения всех недостатков, представленных выше.

В связи с этим мы считаем, что наиболее приближенными к реальным условиям являются такие экспериментальные модели, которые позволяли бы изучать формирование ИМ в живом организме животного. При этом несомненным достоинством таких моделей была бы максимальная степень воспроизводимости ИМ на фоне простоты выполнения в техническом плане.

Цель исследования: создание модели крупноочагового инфаркта миокарда в остром эксперименте на крысах для последующего изучения механизмов ишемического пре- и посткондиционирования.

Материалы и методы исследования

Моделирование острого нарушения коронарного кровообращения проводилось в условиях лаборатории кафедры общей и клинической патофизиологии. Исследование проводилось на 20 нелинейных крысах (самцах и самках), средний вес которых составил 160-20 гр. Крыс наркотизировали внутримышечным введением 0,12-0,15 мл ксиланита, после чего подкожно вводили 0,02-0,03 мл атропина. Протекцию внешнего дыхания выполняли с помощью аппарата искусственной вентиляции легких «Вита-1». Оперативный доступ осуществлялся в следующей последовательности: вначале рассекали кожу груди и отпрепаровывали её от подлежащих тканей, затем кожный лоскут удаляли (рис. 1а). Далее пересекали поверхностную и глубокую грудные мышцы в местах их прикрепления к клювовидному отростку лопатки, дельтовидной бугристости плечевой кости и грудине и обнажали ребра.

Рис. 1. Этапы операции (объяснения в тексте)

После этого между IV и V, а также V и VI ребрами с обеих сторон рассекали наружные и внутренние межреберные мышцы поперечным разрезом длиной 2-3 см с удалением V ребера и участка грудины, тем самым, формируя доступ в грудную полость (рис. 1б). После этого края операционной раны брали на зажимы и отводили в противоположные стороны для увеличения площади операционного поля. Затем вскрывали перикард, полностью обнажая сердце. На его задней поверхности выделяли заднюю межжелудочковую ветвь правой коронарной артерии, подводили под нее лигатуру и завязывали, полностью, перекрывая кровоток, тем самым, формируя острую тотальную ишемию всей зоны, кровоснабжаемой этой артерией (рис. 1в). Уже через 10-15 мин можно было отличить ишемизированные участки левого желудочка от интактных.

Результаты исследования и их обсуждение

ИМ подтверждался данными электрокардиографии. Параметры ЭКГ регистрировали электрокардиографом ЭК1Т-1/3-07 «Аксион» со скоростью пленки 50 мм/сек и вольтажом 20 мВ/мм в трех стандартных отведениях.

Через 1 мин после создания ишемии на ЭКГ появлялись единичные экстрасистолы. Согласно электрофизиологическим механизмам аритмий их генез связан с возникновением триггерной активности по механизму ранних постдеполяризаций [6].

Через 3 мин на ЭКГ продолжали регистрироваться экстрасистолы, но уже по механизму поздней постдеполяризации (рис. 2а).

Появление экстрасистол по типу тригеминии (см. рис. 2а) свидетельствует о нарастании в миокарде ишемии и развитии выраженных электролитных расстройств [6].

На 6 мин регистрации ЭКГ отчетливо появляются признаки инфаркта миокарда с элевацией сегмента S-T (рис. 2б).

Рис. 2. а — 3-я мин перевязки задней межжелудочковой ветви правой коронарной артерии; б — 6-я мин перевязки задней межжелудочковой ветви правой коронарной артерии; в — 10-я мин перевязки задней межжелудочковой ветви правой коронарной артерии

На 10 мин (рис. 2в) перевязки задней межжелудочковой ветви правой коронарной артерии появляются отдельные желудочковые сокращения, что свидетельствует о разобщении координации деятельности между предсердиями и желудочками с включением механизмов патологической автоматии и декрементного проведения импульса [6].

На 15 мин на ЭКГ регистрируется идиовентрикулярный ритм с возникновением асистолии.

Предложенный нами метод моделирования ИМ имеет свои преимущества — это простота выполнения острого эксперимента; возможность изучения заболевания в реальном времени; минимальная техническая оснащенность эксперимента.

Данный метод моделирования ИМ в остром эксперименте может быть использован для изучения как клинических, так теоретических аспектов данной патологии.

Источник

Инфаркт у крысы экг

Направление использования стволовых клеток в кардиологии интенсивно разрабатывается в последние 5-10 лет благодаря тому, что в 1999 году появились работы, в которых описывается культивирование кардиомиоцитов (КМЦ) из мезенхимальных стволовых клеток костного мозга (МСК) [8,9]. В результате экспериментальных работ было доказано, что МСК костного мозга человека обладают способностью усиливать перфузию ишемизированных участков миокарда. Однако является ли этот эффект прямым действием МСК или опосредованным, через продукцию цитокинов и ростовых факторов – остается спорным.

Концепция регенеративной медицины, базирующаяся на использовании собственных стволовых клеток для восстановления поврежденных тканей, сосудов и органов, в последние годы широко внедряется в практическую медицину [1]. Клеточная терапия на основе стволовых клеток (СК) является одним из наиболее перспективных и инновационных направлений развития медицины и уже сегодня позволяет получить качественно новые клинические результаты в различных областях [2,6].

Стремление восполнить недостаток сократительных элементов в поврежденном миокарде кажется очевидным направлением лечения сердечной недостаточности. Неудивительно, что первые исследования возможностей клеточной терапии были посвящены трансплантации в миокард клеток, способных к сокращению: кардиомиоцитов, скелетных миобластов, гладкомышечных клеток [7]. В дальнейшем произошел эволюционный пересмотр используемых культур клеток при сердечной патологии и был внедрен термин «клеточная кардиомиопластика» призванный изменить процессы структурно-функциональной перестройки миокарда (ремоделирование сердца) и в конечном счете улучшить его функцию [3].

Одним из наиболее обсуждаемых направлений клеточной кардиомиопластики сегодня является пересадка собственных стволовых клеток костного мозга. Будучи мультипотентными, постнатальные СК составляют существенный восстановительный резерв в организме и способствуют замедлению развития дефектов, возникающих в силу тех или иных обстоятельств. За счет неоваскулогенеза, уменьшения площади рубца, повышения фракции выброса и формирования резистивности к стресс-нагрузке в эксперименте, было решено улучшить сократительную способность сердца при остром инфаркте миокарда путем трансплантации клеточных культур изогенных доноров.

Цель исследования. Изучить хронотропную функцию сердца при экспериментальном инфаркте миокарда, а так же динамику ЧСС на проведение стресс-теста изопропилнорадреналином после терапевтической кардиомиопластики мультипотентными мезенхимальными стволовыми клетками.

Материалы и методы исследования

В эксперименте использовались самки крыс линии Вистар-Кайото в количестве 90 особей, которые были разделены на 3 группы и 7 самцов: I группа – контрольная – интактные животные которым не проводилось каких-либо манипуляций (n=30) ; II группа – животные, которым моделировался ИМ, но никакого терапевтического воздействия не проводилось (n=30); III – животные, которым на фоне ИМ выполняли трансплантацию ММСК (n=30); Кроме этого 7 здоровых крыс самцов были донорами стволовых клеток. Выполняли изогенную трансплантацию клеток у инбредных животных характеризующихся высокой степенью гомозиготности по большинству генов, что в определенной степени нивелировало отторжение клеточного трансплантата и приближало эксперимент к условиям аутотрансплантации, как наиболее перспективного метода в клинической практике. для получения культуры мезенхимальных стволовых клеток мы использовали костный мозг здоровых животных крыс-самцов, для того чтобы потом по реакциии гибридизации с Y-хромосомой индентифицировать трансплантат в организме реципиента. Клеточную кардиомиопластику осуществляли непосредственно после моделирования ИМ. Выделяли бедренную вену, пунктировали и вводили трансплантат. После выполнения манипуляции иглу извлекали из просвета бедренной вены, кровотечение останавливали путем прижатия выходного отверстия в течении 2 минут.

Всем животным входящих в исследования моделировали ИМ по классической методике [4,5]. Оперативные вмешательства проводили в условиях общего обезболивания, путем интраперитонеального введения калипсола и ксилазина в дозах 60 мг/кг и 7,5 мг/кг соответственно. Выполняли левостороннюю торакотомию в 5 межреберье, продольно вскрывали перикард. Инфаркт моделировали путем прошивания передней левожелудочковой артерии на уроне нижнего ушка левого предсердия, после первого деления, нитью Prolene 7/0 (фирмы Ethicon, Inc.).

Исследование электрической активности миокарда крысы и показателей ЧСС производилось в условиях медикаментозного сна, животных фиксировали в положении на спине. Выполняли электрокардиографию в стандартном I отведении с помощью ЭКГ аппарата ЭК01Т. Импульс 1 мВ, амплитуда 20 мм, скорость протяжки ленты 50 мм/с. Стресс нагрузку моделировали внутримышечным введением изопропилнорадреналина в дозе 3 мкг/кг, после чего регестрировали ЧСС каждые 3 минуты на протяжении последующего четверти часа. Таким образом у нас был 5 контрольных точек изучения реакции сердца на стресс-имитирующие условия.

По окончании измерений электроды кардиографа извлекали, возможные повреждения кожных покровов обрабатывали антисептиком. для выхода из наркоза животное помещали в теплое, сухое помещение со свободным доступом к воде.

Эксперимент на животных и клиническая часть выполнялись при строгом соблюдении международных правил биоэтики, предложенных международными организациями и ассоциациями, протокол экспериментального и клинического исследования был одобрен локальным этическим комитетом (протокол № 2 от 06.06.2014г.). Он соответствует Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации 2010 г. просмотра.

Статистическую обработку выполняли с помощью пакета программ Statіstіca 6.0 фирмы StatSoft (USA).

Результаты исследования и их обсуждение

У интактных животных ЧСС в стандартных условиях составляла 485 ± 43 уд/мин. При моделировании поражения миокарда этот показатель снижался до 142,5 ± 78,9 уд/мин. А уже через два часа соответствовал 270 ± 100,25 уд/мин (рис. 1.). Через неделю, у группы животных с ИМ аналогичный показатель деятельности сердечно – сосудистой системы был значительно выше – 541 ± 19 уд/мин. Тогда как исследования базового уровня ЧСС через две недели статистически достоверных (p

Источник

Способ моделирования инфаркта миокарда у крыс

Владельцы патента RU 2407062:

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной кардиологии, и может быть использовано для моделирования инфаркта миокарда у крыс. Для этого рассекают кожу грудной клетки и обнажают мышцы. Разводят грудные мышцы с обнажением реберных дуг и межреберных мышц. Производят рассечение межреберных мышц в 4-5 межреберье на протяжении 1 см. Визуализируют сердце; выполняют коагуляцию веточек левой венечной артерии в ее средней или нижней трети. Коагуляцию выполняют инструментом Г-образной формы с прижигающей поверхностью размерами 2,5×3,0 мм, который разогревают на спиртовой горелке. Ушивают торакотомную рану непрерывным швом атравматичной иглой, шприцем с иглой ликвидируют пневмоторакс, зашивают кожу. Способ обеспечивает повышение вероятности получения положительного результата при минимальных трудозатратах при минимизации времени операции и большом времени самого эксперимента.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, преимущественно к кардиологии, и может быть использовано для изучения механизмов формирования, развития и ремиссии кардиальных заболеваний, например инфаркта миокарда, а также при разработке новых методов терапии ишемической болезни сердца.

Распространенность инфаркта миокарда (ИМ) в России, по данным Института кардиологии им. А.Л.Мясникова (2005), составляет 3,9% среди мужчин и 2,2% среди женщин, что выводит ее на одно из первых мест в мире. При этом от ИМ в России ежегодно умирает 330 мужчин и 154 женщины на 100 тысяч населения, что в 3,2 раза больше чем в США. Эти обстоятельства свидетельствуют о высокой актуальности проблемы ИМ, в частности его лечения. Высокая лояльность диктует необходимость разработки новых методов лечения этого тяжелого заболевания. Испытания новых лекарственных препаратов проводятся на большом количестве экспериментальных животных с острым ИМ.

Моделирование острого инфаркта миокарда на крысах является наиболее обоснованным, т.к. эти лабораторные животные имеют схожую с человеком сердечно-сосудистую систему, не требуют больших затрат на закупку и содержание.

Известен способ моделирования ишемического повреждения миокарда у крыс на основе парентерального введения гистотоксических доз адреномиметиков с одновременным физическим воздействием на организм животного, отличающийся тем, что через 2-3 мин после подкожного введения крысе 0,1 мл 0,1%-ного раствора адреналина гидрохлорида животное «поднимают» на барокамерную высоту 11000 м и ведут непрерывное мониторное наблюдение за электрокардиограммой в условиях высотной гипоксии, появление в течение 2-3 мин наблюдения горизонтального снижения сегмента ST на 1 мм и ниже от исходной величины свидетельствует об ишемическом повреждении миокарда, см. патент РФ №2243595.

Недостатком этого способа является его высокая стоимость за счет дорогостоящего оборудования, способ также создает неблагоприятные (сложные) анатомо-топографические условия для воздействия на сердце.

Известен способ моделирования инфарктоидной кардиовазопатии у крыс, отличающийся тем, что вызывают сенсибилизацию миокарда у белых линейных крыс путем оперативного удаления одной почки с одновременной заменой питьевой воды на 1%-ный раствор хлорида натрия, ежедневным внутримышечным введением суспензии гидрокортизона ацетата из расчета 1,5 мг на 100 г массы животного, назначением животным кардиовазопатогенной полусинтетической диеты, нагруженной солями натрия и кальция при дефиците калия и магния, с последующим холодовым воздействием через 2 недели в условиях содержания крыс в течение 4 ч при 4°С, см. патент РФ №2192048 — прототип.

Недостатками данного способа являются:

— большая временная продолжительность опыта;

— сложность его проведения.

Кроме того, способ требует дорогостоящей аппаратуры для воспроизведения высокой температуры на инструменте. Применение электрохирургического инструментария может вызывать фибрилляцию желудочков. Не гарантирует сопоставимость площади зоны коагуляции. Требует применения антибиотиков в послеоперационном периоде. Результат воздействия оценен только на протяжении 1-х суток. Не предусматривает ликвидацию пневмоторакса. Не предусматривает использование атравматичного шовного материала, что значительно увеличивает операционную травму и отрицательно сказывается на послеоперационной летальности и частоте послеоперационных гнойных осложнений.

Технической задачей изобретения является повышение вероятности получения положительного результата при минимальных трудозатратах при минимизации времени операции и большом времени самого эксперимента.

Для решения поставленной задачи предлагается «Способ моделирования инфаркта миокарда у крыс» на основе оперативного вмешательства, отличающийся тем, что последовательно производят следующие действия: рассекают кожу грудной клетки и обнажают мышцы, разводят грудные мышцы с обнажением реберных дуг и межреберных мышц, производят рассечение межреберных мышц в 4-5 межреберье на протяжении 1 см, визуализируют сердце; выполняют коагуляцию веточек левой венечной артерии в ее средней или нижней трети, коагуляцию выполняют специальным инструментом Г-образной формы с прижигающей поверхностью размерами 2,5×3,0 мм, который разогревают на спиртовой горелке, ушивают.

Макропрепарат: Зона инфаркта локализуется в средней трети по передней поверхности левого желудочка в виде участка белесоватого цвета, окруженного зоной темно-коричневого цвета, размеры составляли 0,3-0,4 см.

Микропрепарат: При исследовании миокарда определялись участки миомаляции кардиомиоцитов, возникшие вследствие нарушения кровообращения. Формирования демаркационной зоны в данные сроки не наблюдалось. В перифокальной области определялось полнокровие сосудов микроциркуляторного русла в эндомизии, в части сосудов обнаруживались признаки формирования сладж-комплексов эритроцитов с признаками тромбообразования.

Макропрепарат: Зона инфаркта локализуется в средней трети по передней поверхности левого желудочка в виде участка белесоватого цвета, окруженного зоной темно-коричневого цвета, размеры составляли 0,4-0,5 см.

Микропрепарат: При исследовании миокарда определялись участки миомаляции кардиомиоцитов, возникшие вследствие нарушения кровообращения. Формирование демаркационной зоны в данные сроки не наблюдалось. В перифокальной области определялось полнокровие сосудов микроциркуляторного русла в эндомизии, в части сосудов обнаруживались признаки формирования сладж-комплексов эритроцитов с признаками тромбообразования. В центре зоны некроза был обнаружен сосуд микроциркуляторного русла с нарушением структуры сосудистой стенки в виде плазматического пропитывания и мукоидного набухания с формированием в просвете сосуда пристеночного тромба.

Макропрепарат: Зона инфаркта локализуется в средней трети по передней поверхности левого желудочка, виде участка белесоватого цвета окруженного зоной темно-коричневого цвета, размеры составляли 0,3-0,4 см.

Микропрепарат: При исследовании миокарда определялись участки миомаляции кардиомиоцитов возникшие вследствие нарушения кровообращения. Формирование демаркационной зоны в данные сроки не наблюдалось. В перифокальной области определялось полнокровие сосудов микроциркуляторного русла в эндомизии с участками очагового кровоизлияния, периваскулярно в части сосудов обнаруживались лимфоидные инфильтраты.

Таким образом, данный способ позволяет:

— минимизировать время операции;

— получать высокий достоверный результат операций при минимальной гибели подопытных животных, т.е. высокая повторяемость положительных результатов;

— техническая простота и доступность операций;

— возможность протекания моделируемого заболевания в течение длительного времени с возможностью медикаментозного вмешательства и испытания новых лекарственных форм и препаратов для лечения и изучения их влияния.

Следует отметить, что предлагаемый способ соответствует основному экономическому постулату «стоимость — эффективность» и значительно превышает по этому показателю все известные другие способы.

Способ моделирования инфаркта миокарда у крыс на основе оперативного вмешательства, отличающийся тем, что последовательно производят следующие действия: рассекают кожу грудной клетки и обнажают мышцы, разводят грудные мышцы с обнажением реберных дуг и межреберных мышц, производят рассечение межреберных мышц в 4-5 межреберье на протяжении 1 см, визуализируют сердце; выполняют коагуляцию веточек левой венечной артерии в ее средней или нижней трети, коагуляцию выполняют инструментом Г-образной формы с прижигающей поверхностью размерами 2,5×3,0 мм, который разогревают на спиртовой горелке, ушивают торакотомную рану непрерывным швом атравматичной иглой, шприцом с иглой ликвидируют пневмоторакс, зашивают кожу.

Источник