Physiologie cardiovasculaireexpérimentale ex vivo et in vivo

---Cardiopathies métaboliquesInsuffisance cardiaque post-

infarctus

PRETA-TIMCEquipe Cœur & Nutrition

UMR5525 - IFRT130

- Perfusion à pression ou débit constant- Rythme spontané ou imposé- Etudes pharmacologiques- Ischémie globale ou régionale, totale ou partielle- Reperfusion post-ischémique- Suivi fonctionnel:

- ballonnet intraventriculaire- ECG

Modèles ex vivo I.Cœur isolé perfusé

Emplacement de la ligature

NecroseBallonnet

Intraventriculaire

Capteur de pression

Modèles ex vivo I.Cœur isolé perfusé

- Perfusion à pression ou débit constant- Rythme spontané ou imposé- Etudes pharmacologiques- Ischémie globale ou régionale, totale ou partielle- Reperfusion post-ischémique- Suivi fonctionnel:

- ballonnet intraventriculaire- ECG

Acquisition PowerLab 2/20Chart 5

Modèles ex vivo I.Cœur isolé perfusé

Groupe Controle Groupe traité

Ex: Mesure de la taille de l’infarctuspar coloration histoenzymologique (TTC)

Infa

rctu

s (

% z

on

e à

ris

qu

e)

Controle Traité

Scan des coupesAnalyse planimétrique (Image J)

Zone infarcie(blanc)

Anneau

Tampon thermostaté et

oxygéné

Capteur de tension

Aorte Thoraxique

Anneaux (2mm)

Modèles ex vivo II.Préparations vasculaires

Powerlab 4/20(Chart)

- Etudes pharmacologiques- Evaluation de la dysfonction endothéliale

Banc à anneaux RadnotiSystème 4 cuves couplé à un Powerlab 4/20 (Chart 5)

Modèles ex vivo II.Préparations vasculaires

I-Modèles nutritionnels (rats)- Contrôle de l’apport alimentaire en oligoéléments (Se)- Contrôle de l’apport en flavonoïdes (FLORA)- Insulinorésistance : Fructose (33 ou 66%)- Insulinorésistance + dyslipidémie : RD1- Dyslipidémie sévère : P407- HTA (+ insulinorésistance) : rats Dahl / salt

FLORA = programme EuropéenCollaborations avec la société Physiogenex (Toulouse)

Modèles in vivo

Ex: Contrôle de l’apport en flavonoïdes (FLORA)

II-Modèles chirurgicauxIschémie régionale permanente/temporaire cardiaque- Etude du phénomène d’ischémie- Etude du syndrome de reperfusion- Etude de l’insuffisance cardiaque post-infarctus

Cathétérisme artériel ou veineux (+/- tunnelisation)- Infusions/prélèvements- Mesures de pression

Cathétérisme intraventriculaire gauche- Cathéter de PTFE- Microsonde Millar

Modèles in vivo

De l’ischémie myocardique àl’insuffisance cardiaque post-infarctus

Phaseaiguë

Phasecompensée

Insuffisance cardiaque

1-2 jours1-2 semaines Mois - années Mois - années

100%

0%

Fonction d’éjection

0

Remodelage cardiaque

Limite de compensationpar la dilatation (Starling)

PhasePrécoce

0 J8 S8H24 S11

Modèle animal : Infarctus reperfusé chez le rat

Ischémie

Ischémie régionale temporaireAnimaux: Rats males Wistar (280-300g p.c.)Induction et analgésie: Kétamine/XylazineAnesthésie: Isoflurane

Ischémie régionale temporaireIntubation trachéale

Protocole chirurgical

Ventilation: Isoflurane (0,5%), O2 (20%), air (79,5%)Ischémie myocardique: ligature temporaire (60 min) de l’artère coronaire gauche

Investigations fonctionnelles

I-Mesures invasives (sous anesthésie préterminale)

-Pression artérielle-Pression intraventriculaire gauche-ECG (D2)

Les mesures sont réalisées à l’état basal et au cours d’une surcharge de volume par infusion iv (fémorale) de Ringer lactate (37°C) pendant 1 min (17mL/min/kg)

Acquisition sur PowerLab 4/20Chart 5

II-Mesures non-invasives (sous anesthésie fixe)

- Fonction et géométrie cardiaques par échocardiographie

- Mode 2D- Mode TM

- Fonction diastolique- Doppler pulsé (4 ou 5

cavités)

Sonde 13,5 MHz

Investigations fonctionnelles

Sonos 5500

Echocardiographie Mode 2D

Variations de brillance à un instant donné

Echocardiographie 2D

Coupe petit axe

Contrôle non ischémique

Coupe histologique colorée

au Rouge Sirius

VGVD

VGVD

Coupe histologique colorée

au Rouge Sirius

Infarctus: 4 semaines post-opératoire

Echocardiographie 2D

Coupe petit axe

VGVD

VGVD

Variations de la position et de la brillance des échos en fonction du temps

Echocardiographie Mode TM

Paroi Ant

Cavité VG

Time

J0 S11

(Philips probe 12.5MHz)

EDDESD EDDESD

EDD= End diastolic diameterESD= End systolic diameter

LVFS= Left ventricular fractional shortening

LVFS = 100 x (EDD - ESD) / EDD

Echocardiographie TM

Coupes histologiques colorées au Rouge Sirius

PAnt

PPost

PAnt

PPost

Cavité

Cavité

Paroi Post

Evolution de la fraction de raccourcissement du ventricule gauche

après infarctus expérimental

Semaines

01 3 4 5 6 7

LVFS

(%

)

Isch

ém

ie

10

20

30

40

50

2 9 10 118

Echo-Doppler 5 cavités

Vue apicale 5 cavités

Flux OG-VG

Flux VG-Aorte

VG

OGOD

VD

Ao

Etude de la fonction diastolique en Doppler

Onde E Onde A Onde EOnde A

Animal ContrôleAnimal pathologique

(insulino-résistance + dyslipidémie)

A << E Fonction diastolique « normale »

A ~ E Dysfonction

diastolique

Compliance passive du VG- Euthanasie KCl (arrêt en diastole)

- Cœur isolé- Canule ventriculaire gauche- Perfusion de NaCl 0,9% (0,68mL/min) jusqu’à 30mmHg- Mesure de la pression intracavitaire par une sonde Statham connectée à un PowerLab 2/20 (Chart 5)

Investigations post-mortem

0

10

20

30

40

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8Left ventricular volume (ml)

Left

ven

tric

ula

r p

ressu

re (

mm

Hg

)

J7 Contrôle

Infarctus S11

Courbes pression/volume et constantes de rigidité

K1: de 0 à 2,5mmHgK2: de 2,5 à 10mmHgK3: de 15 à 30mmHg