_1 Блок мониторинга контролирует не только общие (например, веноартериальное давление), но и органоспецифические характеристики (например, частоту сердечных сокращений).
_2 Изолированные перфузированные сердца обеспечивают уникальную платформу для многомерного сердечного фенотипирования с высокой воспроизводимостью, быстрым и экономически эффективным способом. В дополнение к традиционным показателям мониторинга, таким как ЭКГ и температура, в изолированных перфузируемых сердцах можно проводить более детальные измерения сердечной функции, электрической активности и метаболической активности
Сердечный фенотип с изолированным перфузируемым сердцем. Во время изолированной перфузии сердца данные мониторинга можно получить с помощью встроенных, внутрисердечных и эпикардиальных датчиков. включая гемодинамику, коронарную функцию, электрофизиологию и метаболическую функцию. ACT, активированное время свертывания крови; ЛЖ — левый желудочек; PV-петля, петля давление-объем; CO, сердечный выброс; ЧСС, частота сердечных сокращений; SV, ударный объем; SW – ударная работа; LVP, давление в левом желудочке; DevP, развитое давление; LVEDP, конечное диастолическое давление левого желудочка; dP/dtmax — максимальная производная давления в левом желудочке; dP/dtmin — минимальная производная давления в левом желудочке; MAP – монофазный потенциал действия; АП – потенциал действия; ЯМР, ядерный магнитный резонанс.
Оценка механической сердечной функции
В невыбрасывающих сердцах Лангендорфа функцию сердца можно оценить, вставив баллон в левый желудочек, прикрепленный к датчику давления. Давление в левом желудочке (LVP) в изоволюметрически сокращающихся сердцах по Лангендорфу можно контролировать. При подготовке работающего сердца функцию сердца можно оценить по гемодинамическим параметрам, таким как сердечный выброс (CO) и ударная работа (SW), с использованием встроенных датчиков аортального давления и потока. Более того, желудочковую функцию физиологически выбрасывающего сердца можно оценить более точно, вставив в левый желудочек нагнетательный катетер для мониторинга LVP.
Петлевой катетер «давление-объем» (PV) позволяет одновременно получать данные об объеме левого желудочка (LVV) и LVP, что делает его золотым стандартом измерения функции желудочка. Мониторинг петли PV также позволяет рассчитывать функциональные показатели, включая ударный объем (SV), соотношение конечно-систолическое давление-объем (ESPVR), соотношение конечно-диастолическое давление-объем (EDPVR) и постоянную времени релаксации Тау (τ). . Эпикардиальную эхокардиографию можно проводить во время перфузии сердца, чтобы получить информацию о диаметрах камер сердца, толщине стенки желудочка и функции клапана [ 9 ].
Электрофизиологическая оценка
Электрокардиограмму (ЭКГ) можно легко контролировать на перфузируемом сердце. Между тем, более детальную электрическую активность можно зарегистрировать с помощью электродных и оптических методов.
Монофазные потенциалы действия (MAP) миокарда можно измерить, вдавливая электроды в сердечную ткань [ 10 ]. MAP дают ценную информацию о способности местной ткани миокарда к реполяризации. Развитие технологии оптического картирования произвело революцию в исследованиях электрофизиологии сердца. Методы оптического картирования сердца используют высокоточные системы оптической визуализации в сочетании с флуоресцентными красителями для достижения высокого пространственно-временного разрешения при мониторинге мембранных потенциалов и переходных процессов кальция [ 11 , 12 ]. Перфузированные по Лангендорфу сердца позволяют вводить разобщитель возбуждения-сокращения блеббистатин для уменьшения артефактов движения во время оптического картирования сердца. После загрузки красителя флуоресценция, возбуждаемая фотонами, позволяет обнаруживать и регистрировать изменения интенсивности флуоресценции на поверхности сердца с помощью системы визуализации. Различные индексы, такие как карта активации потенциала действия, продолжительность потенциала действия (APD) и альтернаны, могут быть рассчитаны и проанализированы для исследования механизмов сердечной аритмии [ 13 , 14 ] или характеристики потенциалов действия сердца [ 15 , 16 ]. Кроме того, техника изолированного перфузированного сердца позволяет применять протоколы запрограммированной стимуляции для проверки уязвимости аритмии, не опасаясь возникновения гемодинамической нестабильности, как в моделях in vivo [ 17 ].
Метаболическая оценка
Изолированное перфузируемое сердце дает преимущество полного контроля субстратов, гормонов и кислорода без мешающих факторов in vivo. При перфузии метаболическими субстратами, меченными изотопами, концентрацию метаболитов и метаболический поток можно измерить непосредственно в сочетании с радиофармпрепаратным анализом, ядерным магнитным резонансом (ЯМР), масс-спектрометрией (МС) и другими подходами.
Однако процесс перфузии ex vivo может изменить метаболическую активность сердца, такую как уровень фосфорилирования киназ и индуцированный перфузией окислительный стресс [ 18 , 19 ]. Оценка и применение изолированного перфузируемого сердца в исследованиях сердечного метаболизма были всесторонне рассмотрены в других источниках [ 8 , 20 ].
2_ EVHP также дает возможность оценить функцию донорского сердца. Однако из-за нефизиологической нагрузки оценка механической функции и метаболического маркера лактата в сердцах с EVHP является субоптимальной [ 78 , 79 ]. Оценка сердечной функции в рабочем режиме сердца была достигнута с помощью устройств EVHP с использованием доклинических моделей [ 80 , 81 , 82 ].
_9_ Возможность проверить качество и функционирование трансплантата в режиме реального времени — еще одно важное преимущество МП перед СКС. Оценка жизнеспособности делает весь процесс распределения более информативным, объективным и безопасным, позволяя использовать трансплантаты, которые в противном случае были бы выброшены. Хотя оценка жизнеспособности долгое время считалась возможной только при НМП [ 20 , 21 , 34 ], оценка функции печени и повреждений возможна также и при НМП [ 35 , 36 , 37 , 38 , 39 ].
Таблица 1 Клинические исследования с использованием технологии MP при ТП.
_18_ Всю печень постоянно оценивали на гепатоцеллюлярную жизнеспособность в соответствии с критериями, предложенными клиническим исследованием VITTAL 2 .
Литература Блок мониторинга при НМП
Патенты
Синхронный тестер физиологических характеристик изолированного сердца (ссылка)