Farelerde Miyokardiyal İskemi Reperfüzyonu Sonrası Koroner Akış Rezervinin Dinamik Değerlendirmeleri
Summary
Bu protokol, sol ön inen arterin hızlı ve kesin lokalizasyonu için modifiye edilmiş bir parasternal uzun eksen görünümünü tanımlamaktadır. Bu yaklaşım, farelerde miyokardiyal iskemi-reperfüzyonu takiben koroner akış rezervindeki dinamik değişikliklerin incelenmesini kolaylaştırırken daha basit ve daha kullanıcı dostu olacak şekilde tasarlanmıştır.
Abstract
Kardiyak iskemiden sonra, yukarı akış arterinde akış başarılı ve tamamen restore edilmiş olsa bile, genellikle yetersiz miyokard perfüzyonu vardır. “Yeniden akış olmayan fenomen” olarak bilinen bu fenomen, koroner mikrovasküler disfonksiyona atfedilir ve kötü klinik sonuçlarla ilişkilendirilmiştir. Klinik uygulamada, koroner arter hastalığının bir göstergesi olarak koroner akım rezervinde (CFR) bir azalma sıklıkla kullanılmaktadır. CFR, farmakolojik veya metabolik faktörler tarafından indüklenen tepe akış hızının dinlenme akış hızına oranı olarak tanımlanır.
Bu protokol, nabız dalgası Doppler ölçümleri kullanılarak iskemi-reperfüzyon (IR) öncesi ve sonrası CFR’deki dinamik değişikliklerin değerlendirilmesine odaklanmıştır. Bu çalışmada, normal fareler, izofluran stimülasyonu altında koroner kan akışının tepe hızını dinlenme değerlerinden iki kat daha fazla artırma yeteneğini sergiledi. Bununla birlikte, iskemi-reperfüzyondan sonra, 1 saat sonra CFR, operasyon öncesi taban çizgisine kıyasla önemli ölçüde azaldı. Zamanla, CFR kademeli bir toparlanma gösterdi, ancak normal seviyenin altında kaldı. Sistolik fonksiyonun korunmasına rağmen, mikrovasküler disfonksiyonun erken tespiti çok önemlidir ve pratik bir rehber oluşturmak, doktorlara bu görevde yardımcı olabilirken, aynı zamanda zaman içinde kardiyovasküler hastalık ilerlemesinin incelenmesini de kolaylaştırabilir.
Introduction
Koroner kalp hastalığı, dünya çapında önde gelen ölüm nedenlerinden biri olarak durmaktadır1. Kardiyak iskemi sonrası suçlu koroner arter primer perkütan koroner girişim (PCI) ile tekrar açılsa bile, koroner mikrovasküler perfüzyon sıklıkla azalmış kalır. Ek olarak, miyokard1’i besleyen aşağı akış kılcal damarlarında reperfüzyon garantisi yoktur. “Yeniden akış yok fenomeni” olarak bilinen bu fenomen, klinik ilerleme ve kötü prognoz ile bağlantılıdır. Sonuç olarak, başarılı reperfüzyon tedavisinden sonra yeterli mikrovasküler reflowun elde edilmesi miyokardiyal kurtarma için kritik hale gelir. Bu nedenle, revaskülarizasyonu takiben mikrovasküler fonksiyonun erken değerlendirilmesi klinik uygulamalar için çok önemlidir.
Mikrovasküler fonksiyonu değerlendirmek için mikrodolaşım direnci (IMR) ve hiperemik mikrovasküler direnç (HMR) indeksine invaziv intrakoroner sıcaklık/basınç kılavuz teli, non-invaziv kardiyovasküler manyetik rezonans (CMR), tek foton emisyon bilgisayarlı tomografi (SPECT) ve Pozitron emisyon tomografisi (PET) gibi çeşitli teknikler kullanılabilir2. Bununla birlikte, bu yöntemler ya invaziv ya da yarı invazivdir, pahalıdır ve çoğu zaman kolayca bulunamaz, bu da klinik yararlılıklarını sınırlar. Öte yandan, transtorasik Doppler ekokardiyografi ile koroner akım rezervinin (CFR) değerlendirilmesi, diğer yöntemlerde görüldüğü gibi hastaları iyonlaştırıcı radyasyona maruz bırakmadan, invaziv olmayan, nispeten basit ve uygun maliyetli bir yaklaşım sunmaktadır3.
Önceki çalışmalarda farelerde ve sıçanlarda CFR’yi ölçmek için transtorasik Doppler ekokardiyografi kullanılmış olsa da, operatörlerin platform, fareler ve prob arasındaki karmaşık açıları bulmaları için zorluklar devam etmektedir. Bu protokol, sol ön inen arter (LAD) koroner arterini bulmak ve modifiye parasternal uzun eksen (PLAX) görünümünü kullanarak CFR’yi hızlı bir şekilde ölçmek için daha kolay bir yöntem sağlayarak bu sorunun üstesinden gelir.
Ayrıca, suçlu lezyonun distalindeki enfarktüs ilişkili arterde (IRA) elde edilen CFR, miyokardiyal kontrast ekokardiyografi (MCE) ile değerlendirilen perfüzyon durumu ile güçlü bir korelasyon göstermiştir4. Ayrıca, akut miyokard enfarktüsünden () sonra canlılık ve sol ventrikül (LV) fonksiyonunun iyileşmesi için öngörücü bir belirteç olarak tanımlanmıştır5. Ek olarak, CFR, tüm nedenlere bağlı mortalite ve olumsuz kardiyovasküler sonuçlar için güvenilir bir belirteç olarak belirlenmiştir 6,7. Önceki raporlar, miyokard enfarktüsünün sıçan modellerinde CFR’yi değerlendirmek için ekokardiyografinin kullanımını tanımlamıştır8. Bununla birlikte, iskemi-reperfüzyonun erken evresindeki CFR tam olarak çalışılmamıştır. Bu nedenle, bu çalışma, reperfüzyonun erken evresindeki IR farelerinde dinamik testler yoluyla mikrovasküler disfonksiyonun teşhisi ve iskemi-reperfüzyonun terapötik etkisinin değerlendirilmesi için bir referans değer sağlar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışma, iskemi-reperfüzyon sonrası CFR’yi dinamik olarak değerlendirmek için modifiye edilmiş bir parasternal uzun eksen görünümü kullanan bir protokol sunmaktadır. Başlıca bulgular, IR farelerinde CFR’de önemli bir azalmaya işaret etmektedir ve en belirgin azalma reperfüzyondan 1 saat sonra gözlenmektedir. Bununla birlikte, kardiyak fonksiyon 48 saat içinde etkilenmedi.
CFR, miyokardiyal kan akımının bir göstergesi olarak hizmet eder ve hem koroner arter darlığını hem de koroner mikrovasküler dolaşımı değerlendirmek için noninvaziv bir yaklaşım sunar. Klinik çalışmalar, düşük CFR değerlerinin daha kötü prognozlarlailişkili olduğunu göstermiştir 14,15,16 ve 1.75’lik bir CFR kesme değeri risk sınıflandırması için optimal olarak belirlenmiştir 14. Yakın zamanda yapılan bir meta-analiz ayrıca, CFR’deki her 0.1 birimlik azalma için ölüm riskinin %16 arttığını gösterdi, bu da CFR’nin bir risk sürekliliğini temsil ettiğini ve daha düşük seviyelerin hastaları daha kötü klinik sonuçlara yatkın hale getirdiğini gösterdi17. Bu çalışmada, CFR, reperfüzyon süresinin uzamasıyla birlikte artma eğilimi göstermiş, ancak işlem öncesine göre daha düşük kalmıştır ve hastaların sadece suçlu damarı PCI ile açıldıktan hemen sonra değil, aynı zamanda 48. saatte de izlenmesinin önemini vurgulamıştır. Ayrıca, CFR, fokal, diffüz ve küçük damar hastalığının miyokard dokusu perfüzyonu üzerindeki hemodinamik etkilerini entegre ederek koroner mikrovasküler disfonksiyonun bir ölçüsü olarak hizmet eder18. Bu nedenle CFR, koroner mikrovasküler hastalıkların teşhisi için çok önemli bir noninvaziv tekniktir. LAD üzerinde CFR, mortaliteningüçlü ve bağımsız bir göstergesi 6,7 olduğundan, bu çalışma klinik kararlar için referans değerler sağlamayı amaçlamaktadır. Ayrıca, ultrason makinelerinin kullanımı, sağlık hizmetleri maliyet sınırlama ortamında koroner anjiyografi ihtiyacını potansiyel olarak azaltabilir. Uygun şekilde eğitim ve teknoloji geliştirilerek, risk sınıflandırması bireysel hasta ihtiyaçlarına göre uyarlanabilir.
Değiştirilmiş PLAX görünümü, bilimsel araştırmacılar için daha fazla kolaylık ve zaman tasarrufu sağlar. Bu teknolojinin sürekli iyileştirilmesi, diğer koroner mikrovasküler hastalıklarda daha geniş uygulamasını kolaylaştıracaktır. Bu protokoldeki temel adımlar, koroner arterin görselleştirilmesini ve yüksek kaliteli PW hızı görüntülerinin elde edilmesini içerir. Kan akış hızı, artan anestezik konsantrasyon ile kademeli olarak artar, bu nedenle maksimum kan akış hızını kaçırmamak için sürekli yakalama önerilir. Artan anestezik konsantrasyonu kalp atış hızını değiştirebileceğinden, ölçümden önce ve sonra tutarlı konumlandırma sağlamak için ölçüm sırasında kısa bir süre Renkli Doppler moduna dönülmesi önerilir.
CFR’nin ultrason ölçümüne özgü sınırlamalar da dahil olmak üzere sınırlamaları kabul etmek önemlidir. Koroner arterin eğriliği nedeniyle, tüm arteri tam olarak görüntülemek mümkün değildir, bu da sadece bir segmentte ölçüme yol açar. Operatörler, maksimum koroner kan akış hızı noktasını mümkün olduğunca doğru bir şekilde belirlemek için koroner arterin başlangıcını ölçmeyi hedeflemelidir. Ek olarak, CFR ideal olarak koroner kan akış hacmindeki değişikliklere dayanarak belirlenmelidir, ancak bu çalışma damar çapının etkisini göz ardı ederek kan akış hacmi yerine kan akış hızını kullanır. Bununla birlikte, önceki çalışmalar CFR ve CFVR (koroner akış hızı rezervi) arasında güçlü bir korelasyon olduğunu göstermiştir19. Koroner mikrovasküler fonksiyon üzerine daha fazla araştırma, iskemideki karmaşık değişikliklerin anlaşılmasına yardımcı olabilir ve koroner mikrovasküler disfonksiyonu daha iyi anlamamızı sağlayabilir.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Hibe No. 82270352), Pekin Araştırma Koğuşu İnşaatı Klinik Araştırma Projesi (2022-YJXBF-04-03), Ulusal Üst Düzey Hastane Klinik Araştırma Fonu (2022-NHLHCRF-YSPY-01), Capital’s Founds for Health Improvement and Research (No. 2022-1-4062), Ulusal Anahtar Klinik Uzmanlık Disiplini İnşaat Programı (Hibe No. 2020-QTL-009) ve Çin Kardiyoloji Derneği Vakfı (No. CSCF2021B02).
Materials
| 5-0 silk suture | Ningbo MEDICAL Needle Co., Ltd. | 210322 | |
| C57 mice | Peking University Health Science Center Department of Laboratory Animal Science | ||
| Depilating agent | Nair | NAR-255-1 | |
| Electrode gel | Cofoe | ||
| High Frequency Ultrasound | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo3100 | |
| Isoflurane | REWARD | R510-22-10 | |
| Linear array high frequency transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | MS550 | |
| Rodent Ventilator | Shanghai Alcott Biotech | ALC-V9 | |
| Small Animal Anesthesia Machine | REWARD | R530 | |
| SPSS | IBM Corp, Armonk, NY, USA | version 23.0 | statistical analysis software |
| Ultrasound Gel | Cofoe | ||
| Vevo Lab Software | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Verison 5.7.0 |
References
- O’Farrell, F. M., Mastitskaya, S., Hammond-Haley, M., Freitas, F., Wah, W. R., Attwell, D. Capillary pericytes mediate coronary no-reflow after myocardial ischaemia. Elife. 6, e29280 (2017).
- Dimitrow, P. P. Transthoracic Doppler echocardiography-noninvasive diagnostic window for coronary flow reserve assessment. Cardiovascular ultrasound. 1, 4 (2003).
- Picano, E. Stress echocardiography: a historical perspective. The American Journal of Medicine. 114 (2), 126-130 (2003).
- Lim, D. S., Kim, Y. H., Lee, H. S. Coronary flow reserve is reflective of myocardial perfusion status in acute anterior myocardial infarction. Catheterization and Cardiovascular Interventions: Official Journal of The Society For Cardiac Angiography & Interventions. 51 (3), 281-286 (2000).
- Feldman, L. J., Himbert, D., Juliard, J. M. Reperfusion syndrome: relationship of coronary blood flow reserve to left ventricular function and infarct size. Journal of the American College of Cardiology. 35 (5), 1162-1169 (2000).
- Cortigiani, L., et al. Coronary flow reserve during dipyridamole stress echocardiography predicts mortality. JACC Cardiovascular imaging. 5 (11), 1079-1085 (2012).
- Han, B., Wei, M. Proximal coronary hemodynamic changes evaluated by intracardiac echocardiography during myocardial ischemia and reperfusion in a canine model. Echocardiography (Mount Kisco, NY). 25 (3), 312-320 (2008).
- Kelm, N. Q., Beare, J. E., LeBlanc, A. J. Evaluation of coronary flow reserve after myocardial ischemia reperfusion in rats. Journal of Visualized Experiments. 148, e59406 (2019).
- Batra, A., Warren, C. M., Ke, Y. Deletion of P21-activated kinase-1 induces age-dependent increased visceral adiposity and cardiac dysfunction in female mice. Molecular and Cellular Biochemistry. 476 (3), 1337-1349 (2021).
- Lv, B., Zhou, J., He, S. Induction of myocardial infarction and myocardial ischemia-reperfusion injury in mice. Journal of Visualized Experiments. 179, e63257 (2022).
- Huang, G., Lu, X., Duan, Z. PCSK9 knockdown can improve myocardial ischemia/reperfusion injury by inhibiting autophagy. Cardiovascular Toxicology. 22 (12), 951-961 (2022).
- Lenzarini, F., Di Lascio, N., Stea, F., Kusmic, C., Faita, F. Time course of isoflurane-induced vasodilation: a Doppler ultrasound study of the left coronary artery in mice. Ultrasound in Medicine & Biology. 42 (4), 999-1009 (2016).
- Chowdhury, S. A. K., Rosas, P. C. Echocardiographic characterization of left ventricular structure, function, and coronary flow in neonate mice. Journal of Visualized Experiments. 182, e63539 (2022).
- Sadauskiene, E., Zakarkaite, D., Ryliskyte, L. Non-invasive evaluation of myocardial reperfusion by transthoracic Doppler echocardiography and single-photon emission computed tomography in patients with anterior acute myocardial infarction . Cardiovascular Ultrasound. 9, 16 (2011).
- Bax, M., de Winter, R. J., Schotborgh, C. E. Short- and long-term recovery of left ventricular function predicted at the time of primary percutaneous coronary intervention in anterior myocardial infarction. Journal of the American College of Cardiology. 43 (4), 534-541 (2004).
- Lee, S., Otsuji, Y., Minagoe, S. Noninvasive evaluation of coronary reperfusion by transthoracic Doppler echocardiography in patients with anterior acute myocardial infarction before coronary intervention. Circulation. 108 (22), 2763-2768 (2003).
- Kelshiker, M. A., Seligman, H., Howard, J. P. Coronary flow reserve and cardiovascular outcomes: a systematic review and meta-analysis. European Heart Journal. 43 (16), 1582-1593 (2022).
- Taqueti, V. R., Di Carli, M. F. Coronary microvascular disease pathogenic mechanisms and therapeutic options: JACC state-of-the-art review. Journal of the American College of Cardiology. 72 (21), 2625-2641 (2018).
- Wikström, J., Grönros, J., Gan, L. M. Adenosine induces dilation of epicardial coronary arteries in mice: relationship between coronary flow velocity reserve and coronary flow reserve in vivo using transthoracic echocardiography. Ultrasound in Medicine & Biology. 34 (7), 1053-1062 (2008).
