Экспериментальное моделирование сердечной недостаточности

Модели развития сердечной недостаточности

В основу лечения ХСН положены представления о моделях развития этого состояния. За последние 50 лет существенную трансформацию претерпели взгляды на патогенетические факторы ХСН. Эволюция представлений о моделях развития ХСН четко отражалась на подходах к лечению этого синдрома. Существует три основные модели развития ХСН: кардиоренальная, кардиоциркуляторная и нейрогуморальная. В последние годы предложена еще и цитокиновая модель.

Кардиоренальная модель развития ХСН является наиболее древней, она была предложена более 200 лет тому назад. Эта концепция активно развивалась в 40-60-е годы XX в. Согласно этой модели, формирование отечного синдрома рассматривалось как одно из основных проявлений ХСН. Возникновение отечного синдрома связывалось с неспособностью сердца адекватно перекачивать кровь в артерии, что сопровождалось уменьшением почечного кровотока и приводило к уменьшению экскреции натрия и воды.

Эти изменения сочетались с неспособностью сердца перекачивать кровь из периферических вен, что повышало уровень венозного давления, ухудшало венозный возврат крови от почек, почечную микроциркуляцию и в конечном счете функцию почек в целом.

Данная концепция патогенеза ХСН давала веское обоснование к лечению больных сердечными гликозидами и мочегонными препаратами.

Кардиоциркуляторная модель развития ХСН предложена в 60-80-е годы XX в. Согласно этой теории, снижение сократительной способности сердца приводит к гемодинамическим нарушениям в виде стойкой констрикции периферических артерий и вен с последующим повышением пред- и постнагрузки, что способствует дальнейшему ухудшению функции сердца, развитию его гипертрофии и дилатации и уменьшению периферического кровотока в различных органах и тканях. Доказательство значения нарушения гемодинамики, как основы развития СН, послужило основанием для широкого внедрения в клиническую практику тех лет периферических вазодилататоров и негликозидных инотропных препаратов.

Нейрогуморальная модель является наиболее современной теорией возникновения ХСН, свое развитие она получила в 80-90-е годы XX в. Было доказано, что в реализации компенсаторных гемодинамических механизмов, функционирующих при ХСН, ведущая роль принадлежит гиперактивации локальных или тканевых нейрогормонов.

В основном это симпатоадреналовая система (САС) и ее эффекторы — адреналин и норадреналин, ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС) и ее эффекторы — ангиотензин II (AT II) и альдостерон, а также противодействующая им система натрийуретического фактора.

Данная концепция смогла не только преодолеть и объяснить противоречия и недостатки, имевшиеся у кардиоренальной и кардиоциркуляторной моделей ХСН, но и послужила толчком для создания различных нейрогормональных модуляторов, способных благоприятно влиять на гемодинамические параметры и симптомы больных ХСН и, что более важно, реально снижать смертность в этой тяжелой категории больных. С 1980-х годов для лечения ХСН начали широко применяться ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (ИАПФ), а с 1990-х годов в клиническую практику вошли блокаторы (β-адренорецепторы).

Цитокиновая модель развития ХСН предложена в конце XX в., когда было установлено значение иммунных механизмов в генезе СН.

Использованные источники: pactehok.ru

Моделирование коронарной и сердечной недостаточности

Коронарная недостаточность (КН) моделируется либо путем значительного снижения притока крови к миокарду по венечным артериям, либо существенным и/или длительным увеличением нагрузки на сердце, а также комбинацией этих двух групп воздействий.

Первое достигается с помощью компрессии коронарных сосудов различной степени (например, зажимом, лигатурой, амероидом) или их обтурации (зондом, баллончиком, эмболом, тромбом).

Второе — повышением хроно- и/или инотропной функции сердца (например, стимуляцией нервных окончаний симпатической нервной системы, ее центров или введением симпатомиметиков; значительной физической нагрузкой).

Сердечная недостаточность воспроизводится или прямым повреждением миокарда, или путем функциональной перегрузки сердца.

Факторы 1-й группы условно можно разделить на 3 подгруппы в зависимости от их природы: физического (например, травмы миокарда, сдавление сердца экссудатом, опухолью, гематомой, воздействие электрического тока), химического, в том числе биохимического (высокие концентрации адреналина, тироксина, разобщителей процесса окислительного фосфорилирования и др.), и биологического (вирусы, паразиты, бактерии и их токсины) характера. К этой же группе относится и коронарная недостаточность, обусловливающая повреждение миокарда вследствие дефицита кислорода и субстратов метаболизма.

Функциональная перегрузка сердца может быть вызвана либо чрезмерным увеличением объема крови, притекающей к сердцу, либо значительным повышением сопротивления ее изгнанию из желудочков в аорту и легочную вену.

Это может быть результатом изменений в самом сердце (воспроизведение стеноза или недостаточности клапанных отверстий, уменьшение массы миокарда в результате его ишемии или некроза), в сосудистой системе (стеноз аорты, артериовенозные шунты, артериальная гипертензия), в системе крови (гиперволемия, полицитемия), в системе нейрогуморальной регуляции сердечной деятельности (чрезмерная активация симпатергических воздействий, гипертиреоз).

В настоящей работе КН воспроизводили на крысах и собаках путем перевязки нисходящей ветви левой венечной артерии на границе ее верхней и средней трети. Сердечная недостаточность развивалась вследствие выпадения из сократительного процесса обширного участка миокарда передней стенки левого желудочка в результате его длительной (40 — 120 мин) ишемии.

У крыс (самцы, масса 200 ± 20 г), операции выполняли под уретановым наркозом (1200 мг/кг внутрибрюшинно) в условиях искусственной вентиляции легких атмосферным воздухом. После рассечения кожи и левосторонней торакотомии вскрывали перикард.

Под коронарную артерию (у крыс она проходит, как правило, в толще миокарда на глубине 0,5 — 1 мм) подводили нить с использованием атравматической иглы. С целью защиты артерии сердца и миокарда от механического повреждения использовали специальную прямоугольную пластмассовую пластинку [Литвицкий П. Ф., 1982].

Концы нити проводили через отверстия защитной пластинки и накладывали ее на миокард. Лигатуру затягивали двойным или тройным скользящим (!) узлом на верхней поверхности пластинки. При этом закрытие просвета артерии обеспечивается благодаря плотному прижатию сосуда нитью к нижней поверхности пластинки при затягивании узлов лигатуры.

Схематическое изображение защитной пластинки

Схематическое изображение защитной пластинки и методики ее наложения на коронарную артерию сердца у экспериментального животного. А — защитная пластинка: 1 — вид сверху; 2 — вид сбоку (размеры в миллиметрах); Б — лигатура подведена под артерию; В — лигатура затянута на поверхность пластинки.

Распускание лигатуры (при повторном пережатии сосуда) или снятие ее (при однократном) достигается путем расслабления узлов с помощью пинцета (в первом случае) или перерезкой лигатуры (во втором) на верхней поверхности пластинки.

Малая степень механического повреждения миокарда и сосудов обеспечивается тем, что все наиболее травматичные манипуляции (затягивание узлов лигатуры, распускание их или перерезка) проводятся не на поверхности миокарда или стенки артерии, а на защитной пластинке. Воспроизведение КН, таким образом, позволяет моделировать не только ишемию миокарда различной длительности, но и постишемическую реперфузию, т. е. острую транзиторную КН (ОТКН).

ОТКН, воспроизводимая данным способом, близка по характеру изменений сократительной функции сердца (СФС), динамике нейроэффекторных регулирующих влияний на миокард, биохимическим, гистологическим, электронно-микроскопическим изменениям к таковым при ОТКН, моделируемой на других видах животных, и другими способами [Косицкий Г. И., 1965; Судаков К. В., Ульянинский Л. С., 1980; Shen А., Jennings R., 1972; Jennings R., 1974].

При воспроизведении ОТКН описанным способом в среднем у 98% животных в первые 10 — 20 мин периода ИшМ наблюдаются различные нарушения ритма сердца. При этом пароксизмальная тахикардия (ПТ) и фибрилляция желудочков (ФЖ) суммарно регистрируются более чем у 60% крыс.

Продолжительная (более 40 — 60 мин) и обширная локальная ИшМ обусловливает развитие сердечной недостаточности. Постишемическая реперфузия (ПРП) после кратковременной (10 мин) ИшМ сопровождается, как правило, восстановлением сократимости мышцы сердца до исходного уровня, развитием аритмий у всех животных. Из них ПТ и ФЖ отмечается более чем у 80%, а у остальных — экстрасистолия.

При ПРП после 20 мин ИшМ показатели контрактильного процесса имеют тенденции к восстановлению до величин, близких к исходным (хотя и не достигают их на раннем этапе реперфузии). У 87% крыс наблюдаются аритмии, из них ПТ в среднем у 43% и экстрасистолия у 57%.

Длительная (40, 120 мин) ИшМ и последующая ПРП обусловливают у всех животных депрессию СФС вплоть до развития сердечной недостаточности и сопровождаются экстрасистолией в среднем у 50% животных. При этом важно подчеркнуть, что ранний период ПРП (первые 10 — 20 мин) после ИшМ продолжительностью 40 и 120 мин характеризуется прогрессирующим снижением показателей СФС [Литвицкий П. Ф., 1979, 1984]. В последующем они стабилизируются на этом пониженном уровне, а затем при адекватной медикаментозной терапии имеют тенденцию к нормализации. При этом восстановительный период может длиться несколько недель.

Приведенная выше методика позволяет воспроизвести ОТКН с различной длительностью периода ИшМ, что дает возможность получить основные экспериментальные модели ХИБС — стенокардии, предынфарктного синдрома и состояний после хирургического (например, аортокоронарное шунтирование) или медикаментозного (например, лизис тромба, дезагрегация форменных элементов крови) восстановления коронарного кровотока в остром периоде инфаркта (смотрите Схему).

ОТКН сопровождается также развитием сердечной недостаточности как в период ИшМ (при длительности ишемии 40 мин и более), так и на раннем этапе последующей реперфузии. Кроме того, ОТКН является моделью для воспроизведения различных видов (экстрасистолии, пароксизмальной тахикардии, фибрилляции) «ишемических» и «реперфузионных» аритмий.

«Коронарная и миокардиальная недостаточность»,
Л.И.Ольбинская, П.Ф.Литвицкий

ИБС проявляется главным образом в виде стенокардии стабильного и нестабильного течения, в основе которой лежит, как уже подчеркивалось, острая транзиторная коронарная недостаточность с различной продолжительностью периода ИшМ. Данные мониторного наблюдения свидетельствуют о том, что при ИБС нередко отмечаются многократные повторные эпизоды преходящей ИшМ длительностью как правило, до 5 — 10 мин. При этом возможно несколько…

Использованные источники: www.serdechno.ru

Способ моделирования острой сердечной недостаточности

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид;ау (22) Заявлено 16. 10. 79 (21) 2852262/28- I 3 с присоединением заявки,%(23) Приоритет

Дата опубликования описания I5.11.82 (51)М. Кл.

СССР ао делен нзебретеннй н ютнрытн11 (53) УДК 615. 475 (088.8) (72) Авторы изобретения а,, w ° ° ° ° .l13

М. В. Борисюк и Г. И..Писункин

a.. м,! Ф (71) Заявитель

Гродненский государственный медицинский институт

I (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОСТРОЙ СЕРДЕЧНОЙ

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к способам воспроизведения и изучения механизмов развития острой сердечной недостаточности.

Известен способ моделирования острой сердечной недостаточности путем воздействия на центральную нервную систему (1).

Однако известный способ не воспроизводит всех механизмов ослабления сердечной деятельности, что искажает клиническое течение заболевания °

Целью изобретения является приближение к клиническому течению заболевания.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу моделирования острой сердечной недостаточности путем воздействия на центральную нервную систему, животному вводят тироксин, затем производят стимуляцию гипоталамуса электрическим током частотой 80-100 Гц, длительностью импуль« сов 0,5-1 мс, напряжением до 10 В, продолжительностью 3-5 мин через 35 мин.

Способ осуществляют следующим образом.

Животному в гипоталамические струк туры, участвующие в формировании

10 функциональной системы отрицательных эмоций, стереотаксическим методом вводят биполярные электроды. Через 4-5 дней проверяют адекватность введения электродов путем электро15 стимуляции структур гипоталамуса и наблюдения за животными.

После отбора животных, у которых электростимуляция сопровождается вегетативным и соматическими изменения го .ми, соответствующими отрицательным эмоциям, им вводят в установленных дозах вещества, нарушающие процессы энергообмена, например, разобщаю3 97439 . щие процессы окисления и фосфорилирования, в частности гормон щитовидной железы — тироксин в дозе 1 мг/кг массы. Через 2-3 дня после введения тироксина на высоте увеличения основного обмена и повышения температуры тела животных иммобилизируют и начинают периодическую стимуляцию гипоталамических структур через вживленные электроды электрическим 1в током следующих параметров: частота импульсов до 100 Гц, длительность до 1 мс, напряжение тока до 10 В. Период стимуляции продолжается 3-5 мин и повторяется через тот же промежуток времени. Для оценки состояния гемодинамики работы сердца и забора проб крови животному до электростимуляции вводят канали и катетеры, вживляют в другие датчики. После 2-3-го рв периода электростимуляции появляются 1 признаки острой сердечной недостаточ-. ности.

Пример. Кролику массой 2,9 кг в области вентромедиального ядра 2s гипоталамуса стереотаксическим методом вводят биполярный нихромовый электрод. Через 4 дня на пробную элек тростимуляцию (импульсами напряжением 3 8, частотой 100 Гц, длительно- щ стью 1 мс), проведенную с, целью проверки адекватности введения электродов, кролик занял агрессивную позу, расширились зрачки, наблюдалась пило- ° эгекция. После этого ему внутривенно введено 3 мг тироксина, растворенного на физиологическом растворе. На третьи сутки после введения тироксила у кролика увеличился на 374 ос:;нояной обмен, повысилась на 0,9″С реатальная температура. В этот же день под легким эфирным наркозом в общую сонную артерию введена канюля для записи прямым методом артериальйого давления и термистор для регист45 рации изменений минутного объема кровообращения методом термодилюции, а в устье полых вен введен катетер для изменения венозного давления. Животное.фиксировано в станке, канюли подсоединены к датчикам. Проведена за50 .! пись исходных данных и начата периодическая стимуляция гипоталамуса.

Во время третьего периода электростимуляции повились все признаки острой сердечной недостаточности, выразившиеся в резком снижении артериального и увеличении венозного давления, уменьшении сердечного выброса, которые в последующем прогрессировали и через 9 мин привели животное к смерти.

В табл. 1 приведено изменение показателей гемодинамики у кролика при периодической электрической стимуляции вентро-медиального ядра гипоталамуса на фоне введения тироксина.

В аналогичных опытам на 11 животных получены однозначные результаты, подтверждающие воспроизводимость и повторяемость модели острой сердечной недостаточности.

В табл.2 приведены основные параметры гемодинамики, характер изменения которых используется для оценки состояния сердечной деятельности.

Уменьшение сердечного выброса и артериального давления, увеличение центрального венозного давления после 3-ro периода электростимуляции в опытной группе животных свидетельствуют о наступившей сердечной недостаточности.

Стимуляция эмоциогенных структур гипоталамуса усугубляет нарушения энергообмена, вызванное введением тироксина, снижает эффективность использования кислорода, что приводит в условиях иммобилизации животных к развитию острой сердечной недостаточности .

Применение предлагаемого способа позволяет изучить большую по объему и более качественную информацию о функциональных сдвигах в сердечнососудистой и других системах при ост рой сердечной недостаточности с учетом современных представлений о развитии сердечной недостаточности, а также разработать эффективные пути ее лечения.

Использованные источники: www.findpatent.ru

Похожие статьи