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心脏逆行灌注：离体心脏灌注的Langendorff技术 19世纪末，许多研究人员致力于完善离体心脏模型，但在1895年，奥斯卡·兰登多夫(Oscar Langendorff)开创了离体灌流哺乳动物心脏的先河。从那时起，Langendorff技术不断发展，并提供了丰富的数据，支持我们理解心脏的基本生理学：收缩功能、冠脉血流调节和心脏新陈代谢。最近，该程序已被用于探索缺血/再灌注和疾病状态的病理生理学，随着分子生物学和遗传操作的曙光，Langendorff灌流心脏仍然是研究药物抑制剂对心脏生理的影响、有针对性地删除或上调基因及其对细胞内信号和临床相关应激刺激适应的影响的坚定工具。 1 前言 从卡尔·路德维希(Carl Ludwig)和他的同事们在19世纪末的开创性工作、伊莱亚斯·西翁(Elias Cyon)于1866年开发的离体青蛙心脏，到后来奥斯卡·兰登多夫(Oscar Langendorff)于1895年开始的逆行哺乳动物心脏灌流(有关该方法历史发展的更完整总结，请读者阅读Zimmer和Skrzypriec-Spring的优秀评论)，离体灌流心脏模型已被证明在我们当前的发展过程中具有非常宝贵的价值，从19世纪末卡尔·路德维希(Carl Ludwig)和他的同事们的开创性工作开始，到1895年奥斯卡·兰登多夫(Oscar Langendorff)开始进行逆行哺乳动物心脏灌注实验。从心肌功能的基本心脏生理学，到电生理学和心律失常的发展，冠状动脉血管功能和调节，再到对病理生理学及其与高血压、糖尿病、心力衰竭和缺血/再灌注损伤等人类疾病临床表现的相关性的了解，朗恩多夫技术一直处于科学努力的前沿。经过100多年的研究，Langendorff现在仍然一如既往地具有重要意义：事实上，随着基因操作和蛋白质表达方法的发展，Langendorff灌注作为剖析心肌生理和细胞信号机制的工具仍然处于领先地位。 这篇文章的目的是描述在当代环境下的Langendorff离体心脏灌注方法，该技术的各种应用，可能出现问题的地方，以及如何优化准备以获得可重复和准确的数据。我们包括在我们实验室内运行良好的定时、解决方案、刺激设置的信息，但在主题上有许多变化，我们敦促研究人员充分描述他们的设置，并为他们的特定研究优化条件。 2 心脏逆行灌注原理：Langendorff法 2.1 Langendorff方法的原始描述 根据Langendorff最初的描述，这一方法论至今基本保持不变，心脏是通过插管主动脉来灌流的。随着灌注缓冲液向主动脉逆行流动，与正常生理流向相反，主动脉瓣在压力下关闭。主动脉内有一列灌注液，通过主动脉根部的主动脉窦中的两个冠状动脉开口（左和右）填充冠状动脉血管系统。然后，灌注缓冲液通过血管床，然后通过冠状静脉引流至右心房的冠状窦，位于后房壁上三尖瓣的隔叶上方。通过右心房的自由引流，这样就可以在心室腔没有任何液体填充的情况下维持准备，心室腔基本上保持“干燥”。 在最初的描述中，该系统是在恒压下灌流的，这种灌流模式至今仍很常见，但也有恒流灌流的选择，这取决于稍后将讨论的实验方案而提供特殊的优点。Langendorff通过在测量的一段时间内收集流出物来估计冠脉流量，通过测量制剂沿其长轴的线性收缩来估计收缩功能，通过将真丝穿过心尖来测量收缩功能。测量这些参数有许多替代方法，但一些小组继续以这种方式测量这些基本生理参数(当我们在20世纪90年代最初建立小鼠Langendorff灌注时，这是我们首选的方法)。 这种制备方法的最大优点是长期使用的原因：制备简单，成本低，重复性好，能够在隔离其他器官系统和外分泌控制的情况下（这可能会扰乱生理测量）研究器官。例如，在我们的工作背景下，我们可以考虑缺血/再灌注方案，如果在体内进行相同的实验，这些方案将证明对整个动物是致命的，类似地，一种特定信号通路的药理学抑制剂，在不担心影响非心脏器官功能或触发应激反应和诱导可能混淆的神经体液代偿的情况下使用。 不可避免地，也有一些局限性需要考虑；从整个动物中分离出来会使任何研究远离临床相关性。此外，Langendorff系统可能在数小时内完全可行，但必须被视为濒死制剂。我们从自己的经验中发现，与萨瑟兰和赫斯发表的研究结果相同--收缩和变时性功能每小时大约恶化5-10%。然而，在这些限制下，Langendorff灌注研究可以设计得很好，并产生有用和有洞察力的数据。 Langendorff灌注的最后一个优点是其广泛的物种适用性。从小鼠到大鼠和兔子，再到狗和猪等较大的动物，再到灵长类动物，甚至人类的心脏，很多哺乳动物都用这种方法进行了研究。因此，这种灵活且本质上简单的心肌生理学研究方法已被广泛采用，并广泛适用于特定的研究要求。 2.2 灌流方式：恒压与恒流 心脏逆行灌注有两种模式：恒压和恒流。