Методика изолированного сердца в науке и клинике. (возможно разделить на 3 обзора, схема работы, диагностические параметры, терапевтические вмешательства), Создавать книгу из статей.
Введение.
Достижения последних лет при внедрение перфузионных установок для сохранения и восстановления сердца, развитие технологий регенеративной медицины, позволяют по новому взглянуть на возможности модели изолированного сердца для исследований направленных на восстановление и лечение сердца для последующей трансплантации ……
Способы подачи перфузата.
_0_2_ Существует два способа перфузии изолированного сердца, принципиальным различием которых является способ подачи перфузата: в первом случае подача перфузионного раствора осуществляется ретроградно через аорту (метод Лангендорфа, предложенный австрийским физиологом Оскаром Лангендорфом в 1895 году) [1], во втором — через левое предсердие, что является физиологичным аналогом кровообращения (антеградный режим перфузии методом Нилли, разработанным в 1967 году Говардом Морганом и Джеймсом Нилли наоснове модели перфузируемого сердца по Лангендорфу) [2]. (Потом можно усовершенствовать установку до метода Нилли).
Перфузионный раствор. (варианты растворов)
_0_2_ Существует несколько типов перфузионных растворов (Рингера, Рингера-Локка, Тироде), однако
«золотым стандартом» для перфузии изолированного сердца теплокровных животных считается
применение перфузионного буферного раствора
Кребса-Хензеляйта [5] следующего состава (мМ):
NaCl — 118,0; Kcl — 4,7; MgSO4 — 1,2; KH2
PO4 —
1,2; CaCl2 — 2,0; глюкоза — 5,5; NaHCO3 — 25,0.
Давление (варианты подачи)
_0_2- Перфузионная жидкость должна поступать
в сердечные сосуды под постоянным давлением
(обычно 60,0–100,0 см водяного столба).
Температура
_0_2_ Температура пропускаемой жидкости должна
быть постоянной в пределах 37–38°С (за исключением экспериментов с гипо- или гипертермией).
Оксигенация и окислительные свойства?
0_2_Для поддержания окислительного метаболизма миокарда необходимо достаточное насыщение
перфузионного раствора кислородом. Для оксигенации перфузионного раствора и доведения его pH
до уровня 7,4 производится насыщение буферного
раствора карбогеном (5 % СО2
и 95 % О2).
Метод Лангендорфа
_ Принципиальная схема
на рис. 1. Перфузионный раствор подается
в термостатируемую колонку с помощью перистальтического насоса. Перфузия изолированного сердца
осуществляется в ретроградном направлении за счет
избыточного давления — 800–1000 мм вод. ст.
_ Параметры для оценки работы сердца
0_2_ модель перфузии изолированного сердца
методом Лангендорфа позволяет определять следующие параметры функционирования миокарда: давление (систолическое и диастолическое),
электрограмму, частоту сердечных сокращений
(ЧСС), объемную скорость коронарной перфузии
(коронарный кровоток) при перфузии постоянным
давлением или перфузионное давление (давление
в аортальной канюле) при перфузии постоянным
объемом, механограмму сокращений.
… Перфузия изолированного сердца методом Лангендорфа с регистрацией электрофизиологических показателей
При подготовке препарата работающего сердца с регистрацией давления, развиваемого левым
желудочком (одного из важнейших параметров
функционирования изолированного сердца), особое внимание необходимо уделить канюлированию.
аорты. В случае повреждения аортального клапана
перфузионный раствор будет поступать в полость
левого желудочка.
В левом предсердии за ушком делается разрез.
Затем через него сначала в полость предсердия, а
потом через митральный клапан в полость левого
желудочка вводится латексный баллончик, соединенный с датчиком давления электроманометра
(рис. 1А). После введения баллончик заполняется
дистиллированной водой, объем которой достаточен
для создания конечно-диастолического давления
в левом желудочке на уровне 10 мм рт. ст. При заполнении баллончика следует избегать попадания
в него воздуха во избежание искажения результатов
измерения. …
В течение всего последующего эксперимента объем баллончика не меняется. Оценку сердечной деятельности проводят регистрацией кривой внутрижелудочкового давления. Дальнейший
расчет параметров сократимости изолированного
сердца осуществляется с помощью оригинальных
прикладных программ.
Регистрацию сократительной функции левого
желудочка проводят через 20 мин от начала перфузии, необходимых для стабилизации показателей
работы сердца. При помощи датчика давления
регистрируют следующие показатели, характеризующие сократительную способность миокарда:
систолическое давление (СД) и конечное диастолическое давление (КДД), ЧСС, максимальную
скорость сокращения — MCC (рассчитывается как
максимум производной первого порядка от кривой
развития давления в левом желудочке, мм рт. ст. /
с) и максимальную скорость расслабления — MCP
(мм рт. ст./с).
Перфузия изолированного сердца методом
Лангендорфа с регистрацией механограммы
Схема установки изолированного перфузии изолированного сердца методом Лангендорфа с регистрацией механограммы под механической нагрузкой отражена на рис. 1Б. Регистрация механических
сокращений миокарда осуществляется с помощью
специальных датчиков линейного перемещения.
Важнейшей характеристикой функционирующей
сердечной мышцы является зависимость между
скоростью укорочения миокардиального волокна и
развиваемым им напряжением. От степени растяжения волокон сердечной мышцы зависят характер и
сила сердечных сокращений. Чем больше нагрузка
на мышцу, тем меньше скорость ее сокращения.
При уменьшении нагрузки скорость сокращения
увеличивается. Сократительная активность сердца
отражает уровень сопряжения метаболизма и механического сокращения кардиомиоцитов в миокарде.
Произведение ЧСС на амплитуду, массу груза и
длительность периода сокращений характеризует
механическую работу, выполняемую миокардом.
Таким образом, перфузия изолированного сердца методом Лангендорфа позволяет производить
адекватную оценку сократительной функции миокарда. Кроме того, с помощью данной методики на
основании информации о давлении, развиваемым
левым желудочком, систолическом и диастолическом давлении, а также их производных параметров,
существует возможность косвенно оценивать насосную функцию сердца.
Варианты терапии
Перфузия изолированного сердца методом
Нилли
Перфузия изолированного сердца методом
Нилли является более сложной в техническом
исполнении относительно метода Лангендорфа,
однако позволяет оценивать сократительную функцию миокарда и его способность к выполнению
насосной функции в естественном режиме. Данный
метод также является более предпочтительной моделью для оценки состояния желудочков.
Установка для осуществления перфузии изолированного сердца методом Нилли представлена
на рис. 2. Необходимо отметить, что при перфузии
сердца данным методом на начальном этапе сердце
перфузируется методом Лангендорфа для обеспечения стабильности сердечной функции и дополнительного времени для подвода канюли через легоч
ную вену. Затем в одну из легочных вен вводится
канюля, в которую подается перфузионный раствор
под давлением 800–1200 мм вод. ст. Оставшиеся
легочные вены лигируют. После этого подача перфузата через аорту перекрывается и в дальнейшем
перфузия осуществляется в антеградном направлении. Таким образом, перфузат из левого желудочка
изолированного сердца выбрасывается против
гидростатического сопротивления, величина которого составляет 800 мм водяного столба. Поднимая
уровень жидкости в колонке, сопротивление можно
увеличивать до полного прекращения аортального выброса. В этом случае весь минутный объем
(сумма аортального выброса и коронарного потока)
направляется в коронарное русло.
Также существует возможность оценивать работу изолированного сердца в следующих условиях:
при нагрузке объемом (в этом случае при постоянном гидростатическом сопротивлении можно
увеличивать уровень перфузионного раствора в
колонке, подсоединенной к левому предсердию)
и при нагрузке сопротивлением (при увеличении
гидростатического сопротивления с оптимальным
постоянным давлением наполнения в левом желудочке).
Таким образом, при перфузии изолированного
миокарда методом Нилли существует возможность
оценивать объем и скорость сердечного выброса
при физиологическом уровне гидростатической
нагрузки (800–1200 мм водяного столба.).
Введение препаратов, клеточная терапия….