El modelo de isquemia-reperfusión miocárdica del corazón de rata se mejora mediante el uso de un retractor de fabricación propia, un tubo de cloruro de polivinilo y un método de anudado único. El electrocardiograma, el cloruro de trifeniltetrazolio y la tinción histológica, y los resultados del análisis de supervivencia porcentual mostraron que el grupo modelo mejorado tiene mayores tasas de éxito y supervivencia que el grupo modelo ya existente.
La isquemia miocárdica y la lesión por reperfusión (MIRI), inducida por la enfermedad coronaria (CHD), causan daño a los cardiomiocitos. Además, la evidencia indica que el tratamiento trombolítico o la intervención coronaria percutánea primaria (IBP) no previenen la lesión por reperfusión. Todavía no existe un modelo animal ideal para MIRI. Este estudio tiene como objetivo mejorar el modelo MIRI en ratas para hacer que la cirugía sea más fácil y factible. Un método único para establecer MIRI se desarrolla mediante el uso de un tubo blando durante un paso clave del período isquémico. Para explorar este método, treinta ratas se dividieron aleatoriamente en tres grupos: grupo simulado (n = 10); grupo de modelos experimentales (n = 10); y el grupo modelo existente (n = 10). Los hallazgos de tinción de cloruro de trifeniltetrazolio, electrocardiografía y porcentaje de supervivencia se comparan para determinar las precisiones y las tasas de supervivencia de las operaciones. Sobre la base de los resultados del estudio, se ha concluido que el método de cirugía mejorado se asocia con una mayor tasa de supervivencia, un segmento ST-T elevado y un mayor tamaño del infarto, que se espera que imite mejor la patología de MIRI.
La cardiopatía isquémica es la principal causa de mortalidad en todo el mundo. La mortalidad cardiovascular tiene un papel crucial en la salud pública y la epidemiología a nivel mundial1. La isquemia miocárdica y la lesión por reperfusión desempeñan funciones esenciales en la cardiopatía isquémica, que se refiere a un proceso fisiopatológico complejo que incluye el agotamiento del trifosfato de adenosina2, la generación excesiva de especies reactivas de oxígeno3, las reacciones inflamatorias4 y la disfunción mitocondrial debido a la sobrecargade calcio 5, que desencadena un infarto agudo de miocardio a través de disfunción metabólica y daño estructural6.
Sin embargo, los mecanismos detallados que subyacen a la isquemia miocárdica y la lesión por reperfusión (MIRI) siguen siendo desconocidos. El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar un modelo animal único que simule adecuadamente la presentación clínica y el tratamiento de MIRI. De lo contrario, en el proceso de investigación del modelo MIRI, los animales grandes7 (como los cerdos) requieren cirugía intervencionista, lo cual es costoso. Los animales pequeños (como conejos8, ratones 9,10,11,12 y ratas13) requieren cirugía delicada bajo microscopía10, sáculos a control remoto 8,11 o exprimir el corazón de la cavidad9, lo que requiere un alto nivel de tecnología y puede causar varias complicaciones postoperatorias que perturban la precisión de los hallazgos. Un modelo MIRI ideal con una mayor tasa de supervivencia y un menor costo desempeñará un papel crucial en la investigación patológica.
Este estudio tuvo como objetivo combatir estos problemas mediante el establecimiento de un modelo más accesible y factible de MIRI en ratas para facilitar la investigación sobre la patología de MIRI, lo que podría conducir al descubrimiento de terapias clínicas para MIRI.
La principal diferencia entre los métodos ya existentes y mejorados fue el uso de tubos de PVC en el proceso de ligadura. En el método de cirugía existente, el tejido miocárdico se aligó utilizando la sutura de seda 6-0 solamente, lo que indujo daño al miocardio durante la ligadura que resultó en la muerte intraoperatoria. Además, la pulsación del corazón aflojaría el nudo deslizante. En contraste, en el método mejorado con el tubo de PVC, el slipknot colocado en la ranura del tubo podría apretarse y el área del miocardio afectada por la ligadura aumentó. Estos beneficios se observaron durante el procedimiento experimental y se confirmaron mediante la tinción de TTC y los hallazgos porcentuales de supervivencia.
El paso crítico del método de cirugía mejorado fue colocar el tubo blando en la arteria coronaria laD proximal, acompañado de nervios, vasos linfáticos y tejido miocárdico durante la ligadura en el período isquémico. Este tubo blando preparado previamente puede actuar como un cojín que protege los tejidos periféricos (nervios, miocardia y vasos linfáticos) y disminuye la mortalidad durante la ligadura de la arteria coronaria. La cirugía realizada por el método ya existente fue similar a la cirugía para el infarto de miocardio. Los hallazgos porcentuales de supervivencia indicaron que las ratas en el grupo modelo existente murieron principalmente durante el período isquémico (dos ratas murieron a los 2 minutos después de la ligadura y dos ratas murieron a los 45 minutos después de la ligadura). De lo contrario, las causas subyacentes de la muerte aún no están claras, y hay una serie de hipótesis, incluido el daño adicional a las estructuras nerviosas23, los vasos linfáticos y la miocardia.
En cuanto al daño nervioso, estudios previos han indicado que durante el período isquémico en el modelo animal, además de los efectos locales directos de la isquemia sobre las estructuras nerviosas, también hay probablemente una disminución significativa en los niveles de neuropéptido Y (NPY) que contribuyen a alteraciones en el transporte axoplasmático en la inervación simpática24. Este hallazgo concuerda con los resultados reportados por Han et al.25, quienes revelaron que se produjo una desaparición gradual de NPY dentro del miocardio infartado después de la ligad de la arteria coronaria LAD en ratas. Sin embargo, el papel del NPY en este contexto sigue sin estar claro. Su deleción atenúa la disfunción cardíaca y la apoptosis durante el infarto agudo de miocardio26, y se asocia con arritmia27, presión arterial alta y función microvascular coronaria28.
Además, la obstrucción adversa del flujo linfático cardíaco ocurrió durante el período isquémico, lo que provocó edema cardíaco severo, disfunción izquierda y hemorragias29, que podría ser otra causa de muerte en ratas. Durante este proceso patológico, la ligadura de la arteria coronaria LAD podría atribuirse a la obstrucción de las arterias coronarias o al transporte linfático cardíaco dentro del área del infarto, lo que puede causar complicaciones adicionales, como remodelación adversa de los linfáticos colectores epicárdicos, reducción del flujo linfático y edema persistente30.
Por lo tanto, la circulación en los vasos linfáticos desempeña un papel funcional en la homeostasis cardíaca31 y la cicatrización de heridas32, y los hallazgos porcentuales de supervivencia en este estudio sugieren que el procedimiento quirúrgico MIRI mejorado podría evitar el daño linfático y promover la reperfusión linfática al colocar el tubo blando en la arteria coronaria LAD durante la ligadura. En comparación, el método de cirugía existente es más probable que desgarre el músculo cardíaco y cause una hemorragia masiva durante la ligadura de la arteria coronaria LAD, sin el efecto amortiguador del tubo blando. Además, el diámetro del tubo blando preparado previamente era mucho mayor que la sutura de seda 6-0, y el tubo puede haberse contraído e inducido un tamaño de infarto más grande cuando el nudo se ató al tubo durante el período isquémico.
Este estudio tuvo algunas limitaciones. El tamaño del infarto del corazón se analizó en el experimento preliminar. La fórmula de sustitución (N = 7,75) se calculó utilizando una ecuación33 previamente informada. Teniendo en cuenta la posible muerte de ratas durante la operación, N se elevó en un 25%; por lo tanto, se decidió n = 10 (diez ratas para cada grupo). De lo contrario, el método ya existente para generar el modelo MIRI tenía una alta tasa de mortalidad. Por lo tanto, pocos casos (bajo tamaño de la muestra) en el grupo del modelo experimental influyeron en los hallazgos estadísticos. Varias evaluaciones, incluida la ecocardiografía30, la tinción azul de Evans34 y la medición de la enzima miocárdica35, fueron esenciales para la evaluación y el análisis de la función cardíaca. Debido al bajo tamaño muestral de este trabajo, estas evaluaciones no se realizaron y se describirán en un estudio futuro de investigación farmacodinámica en MIRI. Sin embargo, considerando que el procedimiento quirúrgico existente para generar el modelo MIRI se asocia con daño miocárdico extenso, vale la pena informar este método actual para mejorar el modelado de MIRI en ratas y aportar luz a este modelo preclínico que simula correctamente la cardiopatía isquémica.
En conclusión, el método de cirugía mejorado para generar el modelo MIRI tuvo una tasa de supervivencia más alta, un segmento ST-T elevado y un tamaño de infarto más grande que el método de generación del modelo MIRI existente, lo que sugiere que el modelo mejorado simula mejor la patología MIRI.
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo fue apoyado por la Administración de Medicina Tradicional China [SLJ0204], el Hospital Provincial de Medicina China de Jiangsu (Y21017), la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China [81973763, 81973824,82004239].
10% Neutral Formalin | Chunyu, China | _ | |
2,3,5-Triphenyl-2H-Tetrazolium Chloride | Solarbio, China | T8107 | |
75% Alchol | SCR, China | 10009261 | |
Artery Clip | Zhonglin Dongsheng, China | 6.5cm | |
Camera | Olympus Corporation, Japan | EPL5 | |
Cotton ball | Huachen, China | _ | |
Dpilatory cream | Veet, China | _ | |
Eye speculum | Shanghai Jingzhong, China | _ | |
Gauze | Zhonggan, China | _ | |
GraphPad | GraphPad Software, USA | 8.0 | |
H&E Kit | Solarbio, China | G1120 | |
High-pressure steam sterilizer | TOMY, Japan | SX-500 | |
ImageJ | NIH, USA | _ | |
Masson Kit | Solarbio, China | G1340 | |
Medical Tape | Mr.Song, China | _ | |
Microscope | Olympus Corporation, Japan | CKX31 | |
Microscopy | TEKSQRAY, China | _ | |
Microtome | Leica, Germany | RM2235 | |
Microtome Blade | Leica, Germany | 819 | |
Needle holder | Shanghai Jingzhong, China | _ | |
Ophthalmic scissors | Shanghai Jingzhong, China | _ | |
Ophthalmic tweezers | Shanghai Jingzhong, China | _ | |
Paper clip | Chenguang, China | ABS91613 | |
Physiological saline solution | Kelun, China | _ | |
Powerlab ECG | ADINSTRUMENTS ,China | 4/35 | |
PVC tube | Guanzhijia, China | _ | |
Small animal ventilator | TECHMAN, China | HX-101E | |
Sodium Pentobarbital | SIGEMA, USA | 1030001 | |
Suction trocar | TECHMAN, China | HX-101E | |
Suture line | Lingqiao, China | 4-0 | |
Suture needle with thread | Shanghai Pudong Jinhua Medical Products Co LTD, China | 6-0 |