Przerwane ćwiczenie w nadciśnieniu płucnym - niewydolność prawej komory w owczej modelu
5 maja 2026
Niniejszy rękopis opisuje strukturalny program ćwiczeń opracowany w celu badania wpływu ćwiczeń na patofizjologię nadciśnienia płucnego - niewydolności prawej komory serca w owczym modelu.
Badamy wpływ ćwiczeń na patofizjologię nadciśnienia płucnego i niewydolności prawej komory w modelu owczego. Efekty ćwiczeń w przypadku nadciśnienia płucnego i niewydolności prawej komory są słabo scharakteryzowane ze względu na ograniczoną tolerancję i ryzyko dekompensacji układu krążenia i oddechowego. Jednakże ten protokół umożliwia kontrolowane ocenę.
Na początek, zbierz wymagane odczynniki i przygotuj miejsce do przeprowadzenia eksperymentu. Weź trzy płukanki z fizjologicznym roztworem soli. Usuń jeden mililitr z każdej.
Następnie dodaj jeden mililitr roztworu heparyny zawierającego 1 000 jednostek do każdej strzykawki. Przygotuj dwie 10 mililitrowe strzykawki, jedną do odpadów i jedną do pobierania krwi oraz pięć jednomilitrowych strzykawek do pobierania gazów krwi. Używając pięciomililitrowej strzykawki, zasuń pięć mililitrów roztworu heparyny zawierającego 5 000 jednostek heparyny do blokowania linii komory prawej lub RV.
Rekonstytuuj dwa miligramy alteplazy z 2,2 mililitra sterylnej wody do użycia w razie potrzeby. Zdobądź jedną jednomilitorową strzykawkę i jedną pięciomilitrowa strzykawkę i napełnij obie hipertonicznym roztworem soli za pomocą igły o grubości 20 do 22. Zdobądź przetwornik ciśnienia i podłącz żeński koniec przewodu ciśnieniowego do męskiego końca przetwornika.
Upewnij się, że dolny koniec przetwornika jest zakorkowane. Podłącz przewód do trójdzielnego zaworu i przymocuj igłę Hubera o grubości 22. Przepłukuj linię hipertonicznym roztworem soli, aż płyn wyjdzie z igły.
Następnie ustawiaj zawór tak, aby blokować dostęp do mankietu w kierunku igły i oddalić się od niebieskiego nakładka, aby zamknąć dostęp do mankietu. Usuń dwa mililitry fizjologicznego roztworu soli z jednoliterowego worka i zastąp go dwoma mililitra roztworu heparyny zawierającego 2 000 jednostek heparyny. Umieść worek soli w worku ciśnieniowym, a następnie włóż go do worka dostępowego za pomocą kolca do iniekcji dożylnej.
Zawieś worek ciśnieniowy około dwa metry nad ziemią. Następnie obróć trójdzielny zawór na worku ciśnieniowym tak, aby uchwyt był prostopadły do przewodu. Napełnij worek pompą ręczną, aż wskaźnik ciśnienia stanie się zielony przy około 250 milimetrów rtęci.
Obróć trójdzielny zawór w kierunku worka, aby utrzymać ciśnienie. Podłącz męski koniec linii dożylnej do żeńskiego końca przetwornika. Następnie podłącz żeński koniec przewodu ciśnieniowego do męskiego końca przetwornika.
Następnie podłącz męski koniec przewodu do żeńskiego końca zaworu. Po podłączeniu igły Hubera o grubości 22 do męskiego końca trójdzielnego zaworu otworzyć worek z heparyną i przepłukać linię dożylną, aż heparynizowana sól wyjdzie z igły Hooper. Obróć trójdzielny zawór w kierunku igły Hubera, aby go zablokować.
Użyj modelu owczego nadciśnienia płucnego niewydolności RV, wyposażonego w mankiet PA i port ciśnienia RV. Po jednotygodniowym okresie pooperacyjnego wyzdrowienia przenieś owce przyzwyczajone do bieżni do pomieszczenia do testowania. Umieść uprząż na owcy i użyj jej, aby poprowadzić zwierzę na bieżnię, osadzając je w pobliżu przodu z czterema nogami spoczywającymi na małej skrytce.
Palpacja portów i wyczyszczenie skóry chusteczką z alkoholem. Użyj igły Hubera, aby uzyskać dostęp do portu PA. Po otwarciu strony domowej zeszytu laboratoryjnego wybierz Nowy, kliknij ustaw, wybierz urządzenia i kanały.
Ustaw liczbę kanałów na cztery i zmień nazwę kanału jeden do czterech na ciśnienie mankietu PA, ciśnienie RV, ciśnienie skurczowe RV i częstość akcji serca. Wybierz pomiary cykliczne. Przejdź do źródła i wybierz kanał dwa ciśnienie RV, pomiar do maksimum i kliknij OK.Powtórz proces dla kanału czterech częstość akcji serca, ale zmień pomiar na szybkość.
Dla kanału jednego i dwóch upewnij się, że nie została wybrana żadna obliczenie. Upewnij się, że poprawna orientacja dostępu ma port PA umieszczony bliżej głowy, a port RV umieszczony bliżej ogona. Umieść przetworniki między owca a komputerem na wysokości serca i podłącz oba przetworniki ciśnienia do kabla interfejsowego.
Gdy przetworniki zostaną zerowanie i skalibrowane, kliknij start, aby rozpocząć rejestrowanie fali ciśnienia RV i mankietu PA z częstotliwością 400 herców. Obróć zawór w górę, aby przetworzyć falę ciśnienia mankietu PA. Następnie obróć zawór w kierunku owcy, aby zamknąć falę.
Umieść jedną płukankę heparynową na trójdzielnym zaworze dla linii RV i przepłucz całą linię do portu RV. Delikatnie cofnij strzykawkę, aż wróci ciemna krew. Obróć zawór w kierunku przetwornika.
Najpierw użyj pustej 10 mililitrowej strzykawki, aby zassać 10 mililitrów krwi RV. Następnie użyj jednomilitrowej strzykawki, aby zassać 0,2 do 0,4 mililitra krwi RV jako próbki. Ustaw ustawienie na górę.
Przyciągnij nie
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie analizuje adaptacje fizjologiczne do wysiłku w dużym modelu zwierzęcym niewydolności prawej komory wywołanej przewlekłym nadciśnieniem płucnym (PH-RVF). Wykorzystując model owczy, badacze wdrożyli ustrukturyzowany program ćwiczeń, aby ocenić skutki zwiększonego obciążenia następczego prawej komory oraz potencjał odpowiedzi adaptacyjnych w przebiegu postępującej choroby.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Fizjologia układu sercowo-naczyniowego
- Badania nad nadciśnieniem płucnym
- Fizjologia wysiłku
- Modele na dużych zwierzętach
Wstęp
- Prawa niewydolność serca (RHF) jest poważnym powikłaniem nadciśnienia płucnego (PH).
- Zrozumienie odpowiedzi stresowej wywołanej wysiłkiem w przebiegu PH-RVF jest kluczowe dla opracowania strategii terapeutycznych.
- Modele na dużych zwierzętach, takich jak owce, dostarczają wiedzy translacyjnej na temat przebiegu choroby u ludzi.
- Poprzednie modele nie scharakteryzowały w pełni reakcji na wysiłek w przebiegu PH-RVF.
Cel badania
- Charakterystyka efektów fizjologicznych wysiłku fizycznego w owczym modelu przewlekłego PH-RVF.
- Określenie, czy wysiłek fizyczny indukuje odpowiedzi adaptacyjne lub maladaptacyjne w warunkach zwiększonego obciążenia następczego prawej komory.
- Umożliwienie przyszłych złożonych badań nad fizjologią wysiłku w PH-RVF.
Zastosowane metody
- U ośmiu owiec rasy Dorset cross wykonano podwiązanie lewej tętnicy płucnej oraz progresywną okluzję głównej tętnicy płucnej z użyciem nadmuchiwanego mankietu.
- Porty podskórne umożliwiły wielokrotny dostęp do mankietu oraz linii pomiaru ciśnienia w prawej komorze.
- Przez osiem tygodni stosowano cotygodniowe schematy ćwiczeń, obejmujące prędkości robocze oraz prędkości regeneracyjne.
- Pomiary hemodynamiczne oraz gazy krwi z prawej komory pobierano podczas ćwiczeń i po wywołanym zwiększeniu obciążenia następczego.
Główne wyniki
- Mieszane nasycenie tlenem krwi żylnej (SvO2) pozostało stabilne od 1. do 8. tygodnia, pomimo wzrostu ciśnienia skurczowego w prawej komorze (RVSP).
- RVSP wzrosło z 78 ± 8 mmHg do 96 ± 8 mmHg w okresie badania.
- Dystans pokonany podczas wysiłku zwiększył się z 1390 ± 297 m do 1834 ± 189 m, nawet przy podniesieniu ciśnienia w mankiecie tętnicy płucnej do 777 ± 98 mmHg.
- Wyniki sugerują, że wysiłek fizyczny może sprzyjać kompensacji adaptacyjnej w PH-RVF pomimo zwiększonego obciążenia następczego.
Wnioski
- Owczy model PH-RVF z reżimem ćwiczeń dostarcza nowych informacji na temat odpowiedzi adaptacyjnych na wysiłek fizyczny w warunkach przewlekłego obciążenia prawej komory.
- Ćwiczenia mogą wspomagać kompensację i poprawiać wydolność funkcjonalną w PH-RVF.
- Model ten umożliwia dalsze badania nad fizjologią wysiłku oraz potencjalnymi terapiami w przypadku PH-RVF.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie przemysłowe
Zrozumienie odpowiedzi adaptacyjnych na wysiłek fizyczny w niewydolności prawej komory wywołanej nadciśnieniem płucnym (PH-RVF) ma kluczowe znaczenie dla walidacji celów translacyjnych i ograniczania ryzyka mechanistycznego w odkrywaniu leków kardiopulmonalnych. Ten owczy model z ustrukturyzowanymi programami ćwiczeń umożliwia ilościową ocenę adaptacji fizjologicznej przy postępującym obciążeniu następczym prawej komory, co zwiększa pewność prognostyczną przy wyborze kandydatów w badaniach przedklinicznych. Podejście to wspiera decyzje dotyczące portfela projektów na wczesnym etapie poprzez wyjaśnienie istotnych dla choroby mechanizmów kompensacyjnych w systemie dużych zwierząt.
Zastosowania strategiczne w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia analizę odpowiedzi adaptacyjnych w przeciwieństwie do nieadaptacyjnych w modelu PH-RVF podczas stresu wysiłkowego.
- Wspiera mechanistyczne ograniczanie ryzyka poprzez kwantyfikację kompensacji prawej komory w odpowiedzi na zwiększony obciążenie następcze.
- Zapewnia funkcjonalną walidację celu w dużym modelu zwierzęcym istotnym dla przebiegu choroby.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Ustanawia powtarzalne punkty końcowe fizjologiczne, takie jak SvO2 i RVSP, dla dalszych etapów procesów przesiewowych.
- Ułatwia standaryzację protokołów stresu wywołanego wysiłkiem w celu porównawczej oceny związków.
- Umożliwia ilościowy pomiar zmian wydolności funkcjonalnej w czasie.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodne z rozwojem biomarkerów translacyjnych poprzez monitorowanie parametrów hemodynamicznych i natlenienia.
- Zapewnia ciągłość od etapu odkrycia po walidację przedkliniczną w modelu naśladującym ludzkie PH-RVF.
- Wspiera postęp z uwzględnieniem analizy ryzyka poprzez ujawnienie granic kompensacyjnych w warunkach stresu przewlekłego.
Integracja potoku i przepływu pracy
Ten ustrukturyzowany program ćwiczeń pozycjonuje owczy model PH-RVF jako pomost między wczesną fazą odkryć a walidacją przedkliniczną, umożliwiając testowanie hipotez oraz pomiar punktów końcowych funkcji w całym kontinuum B+R.
- Biologia odkrywcza: Ilościowe określanie adaptacyjnych odpowiedzi fizjologicznych na zwiększony obciążenie następcze, co pozwala na wyjaśnienie mechanizmów chorobowych.
- Przesiew: Dostarczanie zestandaryzowanych, powtarzalnych punktów końcowych do oceny efektów interwencji.
- Analityka: Zapewnienie wyników ilościowych, takich jak SvO2, RVSP i dystans pokonany podczas wysiłku, w celu przeprowadzenia rzetelnych porównań statystycznych.
- Badania translacyjne: Korelowanie wyników uzyskanych na dużych zwierzętach z cechami chorób u ludzi w celu walidacji biomarkerów i terapii.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Stworzenie platformy wielokrotnego użytku dla przyszłych badań nad interwencjami sercowo-płucnymi.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w badaniach nad PH-RVF.
- Wartość operacyjna: Umożliwia stosowanie zestandaryzowanych, skalowalnych i odtwarzalnych protokołów wysiłkowych w modelach dużych zwierząt.
- Wartość strategiczna: Poprawia proces podejmowania decyzji go/no-go oraz alokację kapitału poprzez wyjaśnienie zdolności adaptacyjnych.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację aktywów sercowo-płucnych skorygowaną o ryzyko w oparciu o istotność translacyjną.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy specjalistycznej z zakresu fizjologii krążeniowo-oddechowej dużych zwierząt oraz testów wysiłkowych.
- Wymaga specjalistycznej aparatury do monitorowania hemodynamicznego i analizy gazometrycznej krwi.
- Konieczna jest standaryzacja protokołów wysiłkowych i pomiarowych pomiędzy zespołami.
- Adaptacja do innych gatunków lub modeli chorobowych może wymagać optymalizacji protokołu.
- Ograniczenia praktyczne obejmują wysoką pracochłonność oraz specyficzne dla modelu ograniczenia fizjologiczne.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji
Chapters in this video
0:00
Introduction
0:26
Preparation of Heparinized Flushes and Pulmonary Artery (PA) Monitoring Setup
2:05
Heparinized System Setup
3:36
Animal Preparation and Computer Setup
5:16
Hemodynamic Monitoring and Blood Sampling During Exercise
7:19
Results
8:06
Conclusion
