Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of volledigheid van de gegevens vervat in

Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of volledigheid van de gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk uitmaakt op of aanleiding kan geven tot inbreuken op de rechten van derden. Universiteit Gent, haar werknemers of studenten aanvaarden geen aansprakelijkheid of verantwoordelijkheid voor enig gebruik dat door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig vertrouwen dat wordt gesteld in een advies of informatie vervat in de masterproef.

UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2013 - 2014

HET VARKEN ALS PROEFDIERMODEL Het gebruik van het varken in cardiovasculair onderzoek

door

Anneleen MATTHIJS

Promotoren: Drs. Tim Vandecasteele Prof. dr. Paul Simoens

Literatuurstudie in het kader van de Masterproef © 2014 Anneleen Matthijs

VOORWOORD Deze literatuurstudie zou ik niet kunnen verwezenlijkt hebben zonder de hulp van verschillende personen. Daarom volgt hieronder een woord van dank voor hen. Eerst en vooral wil ik mijn promotor, Drs. Tim Vandecasteele, en mijn co-promotor, Prof. Dr. Paul Simoens, bedanken voor de begeleiding en het nalezen van dit werk. Ook wil ik mijn zus Marieke en mijn vriend Wouter bedanken voor de hulp bij de layout, en mijn trouwe maatje Maurice om mij op te beuren wanneer ik het even niet meer zag zitten. Tot slot nog een heel groot woord van dank aan mijn ouders, om mij de kans te geven om te studeren en steeds in mij te blijven geloven.

INHOUDSOPGAVE SAMENVATTING .................................................................................................................................... 1 INLEIDING ............................................................................................................................................... 2 LITERATUURSTUDIE ............................................................................................................................. 3 1.

Anatomie (morfologie) van het cardiovasculair stelsel: vergelijking varken – mens ................... 3 1.1.

De morfologie van het hart .................................................................................................. 3

1.1.1.

Algemeen uitzicht en ligging ........................................................................................ 3

1.1.2.

De atria ........................................................................................................................ 5

De hartoortjes .......................................................................................................................... 5 Het rechter atrium .................................................................................................................... 5 Het linker atrium....................................................................................................................... 6 1.1.3.

De ventrikels .............................................................................................................. 10

De rechter ventrikel ............................................................................................................... 10 De linker ventrikel .................................................................................................................. 10 1.1.4.

De hartkleppen .......................................................................................................... 11

Algemeen............................................................................................................................... 11 De pulmonalisklep en de rechter atrioventriculaire klep ........................................................ 11 De aortaklep en de linker atrioventriculaire klep ................................................................... 11

2.

1.2.

De coronaire arteriële circulatie ......................................................................................... 13

1.3.

Het geleidingssysteem....................................................................................................... 15

Modellen van het varken voor cariovasculair onderzoek .......................................................... 16 2.1.

Mechanische en biologische hartklepprothesen ............................................................... 16

2.2.

Congenitale cardiovasculaire defecten.............................................................................. 18

2.3.

Atherosclerose ................................................................................................................... 19

2.4.

Myocardiale ischemie ........................................................................................................ 21

CONCLUSIE .......................................................................................................................................... 23 REFERENTIELIJST .............................................................................................................................. 24

SAMENVATTING

Proefdiermodellen zijn essentieel voor het onderzoek van ziektemechanismen bij de mens alsook voor het testen van therapeutische interventies en diagnostische beeldvormingstechnieken. Het varken is een veel gebruikt en betrouwbaar diermodel voor cardiovasculair onderzoek daar het cardiovasculair stelsel van het varken grote anatomische en (patho)fysiologische overeenkomsten vertoont met dat van de mens. Toch zijn er enkele belangrijke anatomische verschillen waarvan onderzoekers op de hoogte moeten zijn bij het gebruik van het varken als diermodel voor cardiovasculair onderzoek. Door het verschil in lichaamsoriëntatie van varken en mens is het algemeen uitzicht en de ligging van het hart in de thorax verschillend. In het rechter atrium van het varken komen de vena cava cranialis en de vena cava caudalis toe onder een rechte hoek ten opzicht van elkaar. Bij de mens daarentegen, liggen de venae cavae in elkaars verlengde. Het varken heeft een prominente vena azygos sinistra, terwijl de overeenkomstige vena obliqua atrii sinistri bij de mens klein en onopvallend is. Het linker atrium van het varken heeft 2 ostia waarlangs de pulmonaire venen draineren. Bij de mens zijn dit er meestal 4. Het geleidingssysteem van het varkenshart bevat veel meer zenuwvezels dan dat van de mens. Daarnaast zijn er enkele praktische tekortkomingen verbonden aan het gebruik van het varken als proefdiermodel voor de studie van hartklepprothesen, congenitale cardiovasculaire defecten, myocardiale ischemie en atherosclerose bij de mens. Het varken kent een snelle groei en een hoog volwassen gewicht, wat lange-termijnstudies bemoeilijkt. Varkens reageren bovendien slecht op het aanleggen van een cardiopulmonaire bypass (CPB). Echter, in tegenstelling tot andere diermodellen zoals het schaap, wegen de anatomische verschillen tussen het cardiovasculair stelsel van het varken en dat van de mens niet op tegen de talrijke overeenkomsten. Bovendien zijn veel van de tekortkomingen van het varken als diermodel voor cardiovasculair onderzoek te voorkomen. Preventief gebruik van corticosteroïden kunnen de nadelige effecten van CPB voorkomen. Daarnaast zijn miniatuurrassen ontwikkeld die gekenmerkt worden door hun trage groei en laag volwassen gewicht. Mits een goede kennis van de anatomische verschillen met de mens alsook van de preventie en de aanpak van mogelijke problemen bij het gebruik van het varken als diermodel, is het varken een zeer geschikt proefdiermodel voor cardiovasculair onderzoek.

1

INLEIDING Diermodellen spelen een centrale rol in biomedisch onderzoek aangezien ze een gecontroleerde omgeving vormen waarin ziektemechanismen, diagnostische technologieën en therapeutische interventies kunnen onderzocht en getest worden (Vodička et al., 2005; Granada et al., 2009). De evolutionaire kloof tussen de mens en veel van de gebruikte diermodellen belemmert echter vaak de rechtstreekste toepassing van de verkregen kennis op de mens (Vodička et al., 2005). Om de extrapoleerbaarheid van gegevens uit dierproeven zo betrouwbaar mogelijk te maken, moet het gebruikte diermodel zoveel mogelijk anatomische en (patho)fysiologische gelijkenissen vertonen met de mens. Uit de literatuur blijkt dat het varken zeer veel overeenkomsten vertoont met de mens wat betreft de anatomie en fysiologie van de huid, het cardiovasculair stelsel, het gastro-intestinaal kanaal en de nieren (Swindle et al., 2004; Walters et al., 2011; Swindle et al., 2012). Bovendien zijn er verschillende humane erfelijke aandoeningen die ook voorkomen bij varkens (Walters et al., 2011). Varkens kunnen bijvoorbeeld, net zoals de mens, cutane melanomen (Millikan et al., 1974) en interventriculaire septumdefecten (Ho et al., 1991) ontwikkelen. Daarnaast zijn varkens direct beschikbaar en eenvoudig te huisvesten. Ze zijn ook goedkoper en gemakkelijker te onderhouden in gecontroleerde laboratoriumomstandigheden dan bijvoorbeeld apen (Vodička et al., 2005). Omwille van bovenstaande redenen is het varken een veel gebruikt en betrouwbaar diermodel in tal van onderzoeksdomeinen, waarvan cardiovasculair onderzoek één van de belangrijkste is (Swindle et al., 2012). Daarom spitst deze literatuurstudie zich toe op het gebruik van het varken als proefdiermodel in cardiovasculair onderzoek bij de mens. Ondanks de grote gelijkenis van het cardiovasculair stelsel van het varken met dat van de mens zijn er enkele opmerkelijke verschillen waarvan onderzoekers op de hoogte moeten zijn bij het gebruik van het varken als diermodel voor cardiovasculair onderzoek (Swindle et al., 2012). Deze worden in de literatuur niet altijd duidelijk vermeld. Daarom wordt in deze literatuurstudie in de eerste plaats vooral een overzicht gegeven van de anatomische verschillen. De fysiologische verschillen vallen buiten de scoop van deze literatuurstudie. Daarnaast worden enkele belangrijke modellen van het varken voor cardiovasculair onderzoek besproken met de nadruk op hun voordelen en tekortkomingen.

2

LITERATUURSTUDIE 1. Anatomie (morfologie) van het cardiovasculair stelsel: vergelijking varken – mens

1.1. De morfologie van het hart

1.1.1. Algemeen uitzicht en ligging Het hart (cor) van het varken is bilateraal afgeplat (Simoens, 2010) en heeft de klassieke vorm van een ‘valentijnshart’ (Crick et al., 1998). De linkerzijde wordt de facies auricularis genoemd en het rechter zijvlak de facies atrialis (Barone, 1997; Simoens, 2010). Het hart ligt iets links van de mediaanlijn en doordat het wat naar links is gedraaid rond zijn lengteas, is de rechter harthelft gedeeltelijk naar craniaal gericht en de linker helft gedeeltelijk naar caudaal. Zo wordt de craniale rand van het hart gevormd door de rechter ventrikel en de caudale rand door de linker ventrikel (Simoens, 2010). De caudale (of posteriore) zijde van het hart is gericht naar het diafragma en de sternoventrale (of anteriore) zijde rust op het sternum (Barone, 1997; Crick et al., 1998). Bij de mens daarentegen, is het hart dorsoventraal afgeplat (Barone, 1997) en eerder trapezoïdaal van vorm (Crick et al., 1998; Putz en Pabst, 2000). Het hangt strak opgespannen tussen de voorzijde van het diafragma en de achterzijde van het sternum. De voorzijde van het menselijk hart wordt de facies sternocostalis genoemd en de achterzijde de facies diaphragmatica. Doordat de lengte-as schuin naar links is gericht, bevindt bijna driekwart van het hart zich links van de mediaanlijn (Barone, 1997; Crick et al., 1998). Deze verschillen worden verklaard door het verschil in lichaamsoriëntatie tussen varken (unguligrade houding) en mens (orthograde houding) (Crick et al., 1998) en het verschil in afplatting van de thorax (Simoens, 2010).

3

Fig. 1 : Schematische tekening van de ligging van het hart in de ribbenkast van de mens (C) en het varken (D) (uit Crick et al., 1998)

Tabel 1 : Cardiale kenmerken van het varken en de mens (naar Barone, 1997) Varken

Mens

Gemiddeld gewicht (g)

300

250♀-300♂

Procent van het lichaamsgewicht (%)

0,3

0,26♀-0,26♂

10-11

12

8-9

6-7

7

8-9

100-120

120

Lengte-as (cm) Doorsnede craniocaudaal (varken) of dorsoventraal (mens) (cm) Doorsnede transversaal (cm) Ventriculaire capaciteit (ml)

4

1.1.2. De atria Het linker en rechter atrium van het varken hebben ongeveer dezelfde grootte (Crick et al., 1998). Bij de mens daarentegen is het rechter atrium groter dan het linker (Fritsch en Kühnel, 2002). Het septum interatriale is bij het varken veel langer dan bij de mens door het verschil in atriale morfologie. Een bijkomende verklaring is de schijnbare verplaatsing van de aorta naar craniaal bij het varken (Crick et al., 1998).

De hartoortjes Bij het varken hebben het linker en rechter hartoortje (auricula) ongeveer dezelfde grootte (Crick et al., 1998). Bij de mens is het rechter hartoortje aanzienlijk groter dan het linker, wat vergelijkbaar is met de atria (Crick et al., 1998; Fritsch en Kühnel, 2002). Het rechter hartoortje van het varken is buisvormig en smal. Bij de mens daarentegen, is het rechter hartoortje driehoekig van vorm en is de toegang tot de sinus venarum cavarum van het rechter atrium veel groter (Crick et al., 1998). Het linker hartoortje van het varken heeft een driehoekige vorm. Dat van de mens is eerder buisvormig en heeft een kleinere toegang tot de sinus venarum cavarum van het linker atrium (Crick et al., 1998).

Het rechter atrium In het rechter atrium (atrium dextrum) van het varken monden de vena cava cranialis en de vena cava caudalis uit onder een rechte hoek ten opzichte van elkaar. Dit is anders bij de mens, waar de vena cava inferior (caudalis) en de vena cava superior (cranialis) bijna in elkaars verlengde liggen (Fig. 2) (Crick et al., 1998). Een ander opmerkelijk verschil bij het varken is de aanwezigheid van een grote vena azygos sinistra (Barone, 1997; Crick et al., 1998; Zhang et al., 2003; Simoens, 2010). Deze bevindt zich aan de linker zijde van het hart en mondt uit in de sinus coronarius (Crick et al., 1998; Simoens, 2010). Volgens Zhang et al. (2003) mondt de vena azygos sinistra echter rechtstreeks uit in het rechter atrium. De vena azygos sinistra van het varken collecteert de caudale venae intercostales dorsales en de vena bronchoesophagea (Simoens, 2010). Bij het menselijke hart is de overeenkomstige vena obliqua atrii sinistri veel minder prominent en verzorgt deze de veneuze retour van een klein deel van het linker atrium (Crick et al., 1998). De vena obliqua atrii sinistri loopt schuin over de achterzijde van het linker atrium en mondt eveneens uit in de sinus coronarius. De vene maakt deel uit van het ligament van Marshall en wordt daarom ook de schuine vene van Marshall genoemd (Kim et al., 2000). De fossa ovalis, gelegen in het interatriaal septum, is bij het varken groot (Barone, 1997) en iets dieper dan bij de mens. Ook bevindt deze zich dichter bij de opening van de vena cava cranialis (Crick et al., 1998).

5

Fig. 2 : Uitwendig aspect van het rechter atrium van het varken (A) en de mens (B). De v. cava caudalis (inferior) en de v. cava cranialis (superior) van het varken (A) komen toe onder een rechte hoek ten opzichte van elkaar. De v. cava inferior en de v. cava superior van de mens (A) komen bijna in elkaars verlengde toe in het rechter atrium. RAA, rechter hartoortje; appendage, rechter hartoortje (uit Crick et al., 1998).

Het linker atrium Het linker atrium (atrium sinistrum) van het varken heeft 2 ostia waarlangs de pulmonaire venen draineren (Crick et al., 1998). Volgens Barone (1997) heeft de mens daarentegen 4 ostia voor de pulmonaire venen. Het aantal ostia van de pulmonaire venen is bij het varken constant (Fig. 3 en Fig. 4) (Vandecasteele et al., 2013). Bij de mens zijn er echter variaties beschreven in dit aantal en dan vooral in het aantal ostia van de rechter pulmonaire venen (Fig. 5). Meestal (in 71% van de gevallen) heeft het linker atrium aan de rechter zijde twee ostia waarlangs de venen afkomstig van de rechter bovenste longkwab en de rechter onderste longkwab draineren (Fig. 5 : R2a, R2b en R2c). De vene van de rechter middelste longkwab versmelt met de vene van de rechter bovenste longkwab (Fig. 5 : R2a en R2b) of met de vene van de rechter onderste longkwab (zelden) (Fig. 5 : R2c). In de overige 29% van de gevallen varieert het aantal ostia van de rechter pulmonaire venen (Fig. 5 : R1, R3a, R3b, R3c, R4a, R4b en R5). De meest voorkomende variatie is de rechtstreekse drainage van de pulmonaire vene van de rechter middelste longkwab in het linker atrium (Fig. 5: R3a). Aan de linker zijde is de variatie in het aantal ostia van de pulmonaire venen in veel kleiner (Fig. 6). In 86% van de gevallen zijn er 2 ostia waarlangs de pulmonaire venen afkomstig van de linker bovenste en linker onderste longkwab draineren (Fig. 6 : L2a en L2b). In 14% van de gevallen hebben deze venen echter een gemeenschappelijk ostium (Fig. 6 : L1a en L1b) (Marom et al., 2004).

6

Bij het varken is vooral de uitmonding van de pulmonaire vene afkomstig van de accessoire longkwab zeer variabel zoals blijkt uit Fig. 4 (type II, III, IV en V) (Vandecasteele et al., 2013).

Fig. 3 : Algemeen vertakkingspatroon van de pulmonaire venen van het varken (craniaal aanzicht). I, linker ostium; II, rechter ostium; R, rechts; L, links; V1, rechter craniale pulmonaire vene; V2, rechter middelste pulmonaire vene; V3, rechter accessorische pulmonaire vene; V4, rechter caudale pulmonaire vene; V5, linker caudale pulmonaire vene; V6, linker craniale pulmonaire vene (caudaal deel); V7, linker craniale pulmonaire vene (craniaal deel) (uit Vandecasteele et al., 2013).

Fig 4 : Verschillende vertakkingspatronen van de pulmonaire venen van het varken (craniaal aanzicht) bekomen uit een studie op 57 varkensharten. Type I (algemeen vertakkingspatroon; 34 van de 57 gevallen); type II (1 van de 57 gevallen); type III (14 van de 57 gevallen); type IV (3 van de 57 gevallen); type V (2 van de 57 gevallen); Types VI, VII en VIII (elk 1 van de 57 gevallen). Voor afkortingen, zie Fig. 3 (uit Vandecasteele et al., 2013).

7

Fig. 5 : Schematische weergave van de verschillende vertakkingspatronen van de rechter pulmonaire venen bij de mens. RLL, rechter onderste pulmonaire vene; BSRLL, rechter onderste pulmonaire vene (onderste deel); SSRLL, rechter onderste pulmonaire vene (bovenste deel); RML, rechter middelste pulmonaire vene; RUL, rechter bovenste pulmonaire vene; R1: 1 ostium; R2a, R2b en R2c: 2 ostia; R3a, R3b en R3c: 3 ostia; R4a en R4b: 4 ostia; R5: 5 ostia; 1cm, afstand tot het ostium (uit Marom et al., 2004).

8

Tabel 2 : Relatief voorkomen van de verschillende vertakkingspatronen van de rechter pulmonaire venen bij de mens. Voor afkortingen, zie Fig. 5 (naar Marom et al., 2004). vertakkingspatroon

Aantal gevallen (%)

R1

2

R2a

50

R2b

18

R2c

3

R3a

22

R3b

1

R3c

1

R4a

2

R4b

1

R5

1

Fig. 6 : Schematische weergave van de verschillende vertakkingspatronen van de linker pulmonaire venen bij de mens. LLL, linker onderste pulmonaire vene; LUL, linker bovenste pulmonaire vene; L1a en L1b: 1 ostium; L2a en L2b: 2 ostia; 1cm, afstand tot het ostium (uit Marom et al., 2004).

Tabel 3 : Relatief voorkomen van de verschillende vertakkingspatronen van de linker pulmonaire venen bij de mens. Voor afkortingen, zie Fig. 6 (naar Marom et al., 2004). vertakkingspatroon

Aantal gevallen (%)

L1a

10

L1b

4

L2a

33

L2b

53

9

1.1.3. De ventrikels De rechter ventrikel De trabeculae carneae en de trabecula septomarginalis in de rechter ventrikel (ventriculus dexter) zijn bij het varken veel ruwer en breder dan bij de mens. Een ander noemenswaardig verschil tussen beide species is de positie van de trabecula septomarginalis (Crick et al., 1998). Deze bundel van hartspiervezels, die het septum interventriculare en de ventrikelwand met elkaar verbindt (Simoens, 2010), bevindt zich in het varken wat hoger in de ventrikel dan bij mens (Crick et al., 1998) (Fig. 7).

Fig. 7 : Zicht op de binnenkant van de rechter ventrikel van het varken (A) en de mens (B) na het verwijderen van een stuk van de rechter ventrikelwand. RCA, arteria coronaria dextra; witte volle pijl, trabelcula septomarginalis (uit Crick et al., 1998).

De linker ventrikel Net zoals bij de rechter ventrikel van het varken zijn de trabeculae carneae in de linker ventrikel (ventriculus sinister) veel zwaarder dan bij de mens, waar ze zeer fijn en talrijk zijn. De linker ventrikelwanddikte van een volwassen varkenshart is veel groter in vergelijking met de ventrikelwanddikte van een menselijk hart van dezelfde grootte (Crick et al., 1998).

10

1.1.4. De hartkleppen Algemeen Alle hartkleppen liggen min of meer in één vlak dat zichtbaar wordt wanneer men de atria boven de sulcus coronarius wegneemt en de hartbasis van bovenaf bekijkt. De hartkleppen worden omgeven door stevig bindweefsel dat het fibreus hartskelet wordt genoemd (Fig. 8). Het fibreus hartskelet vormt de scheiding tussen de musculatuur van de atria en de ventrikels. Het hartskelet bestaat uit 4 vezelringen (anuli fibrosi) die de ostia van de hartkleppen omgeven. Deze anuli firbrosi vormen de aanhechtingsplaats van de klepbladen. Op de plaats waar de valva aortae, valva tricuspidalis en de valva bicuspidalis samenkomen, is het bindweefsel dikker. Deze plaats wordt aangeduid als het trigonum fibrosum dextrum. Op de plaats waar de valva aortae en de valva bicuspidalis samenkomen, bevindt zich het trigonum fibrosum sinistrum (Fritsch en Kühnel, 2002).

De pulmonalisklep en de rechter atrioventriculaire klep Bij varken liggen de rechter atrioventriculaire klep (tricuspidalisklep, valva atrioventricularis dextra, valva tricuspidalis) en de pulmonalisklep (valva trunci pulmonalis) evenwijdig ten opzichte van elkaar (Crick et al., 1998). Bij de mens daarentegen, vormt de rechter atrioventriculaire klep bijna een recht hoek met de pulmonalisklep (Barone, 1997; Crick et al., 1998) (Fig. 7). De rechter atrioventriculaire klep ligt bij de mens ook meer naar dorsaal en dus ook dieper dan bij het varken (Barone, 1997) (Fig. 7).

De aortaklep en de linker atrioventriculaire klep De aortaklep (valva aortae) bestaat uit 3 valvulae semilunares (Simoens, 2010), namelijk een valvula semilunaris septalis, een valvula semilunaris sinistra en een valvula semilunaris dextra (Nomina Anatomica Veterinaria, 2012). Deze worden in de literatuur ook aangeduid als respectievelijk het noncoronaire klepblad, het linker coronaire klepblad en het rechter coronaire klepblad (Van Rijk-Zwikker et al., 1994; Crick et al., 1998). Ze hechten vast op de anulus fibrosus van de aortaklep die bij het varken versterkt is door stukjes kraakbeen (Crick et al., 1998; Simoens, 2010). Over de anatomie van de linker atrioventriculaire klep (bicuspidalisklep, mitralisklep, valva atrioventricularis sinistra, valva bicuspidalis, mitralis) wordt wat dieper ingegaan gezien het belang van het varken als model voor het plaatsen van mechanische en biologische hartkleppen bij de mens. Dit belang wordt verder in deze literatuurstudie toegelicht. De mitralisklep bevindt zich tussen het linker atrium en de linker ventrikel en heeft twee klepbladen, namelijk een cuspis parietalis en een cuspis septalis (Simoens, 2010). De cuspis septalis bevindt zich het dichtst tegen de aortaklep en aan de voorzijde van het hart ten opzichte van de cuspis parietalis en wordt daarom ook het aorticale of anteriore klepblad genoemd. De cuspis parietalis bevindt zich het dichtst tegen de vrije wand van het hart en aan de achterzijde ten opzichte van de cuspis septalis.

11

Daarom wordt dit klepblad ook aangeduid als het murale of posteriore klepblad (Du Plessis en Marchand, 1964). Zowel bij het varken als bij de mens hebben het aorticale klepblad en het murale klepblad elk een verschillende vorm (Du Plessis en Marchand, 1964; Walmsley, 1978; Van Rijk-Zwikker et al., 1994). Volgens de studie van Cochran et al. (1994) is er geen statistisch significant verschil tussen de afmetingen van de mitralisklep en de klepbladen van de mens en deze van het varken. Zowel het murale als het aorticale klepblad kunnen opgedeeld worden in twee zones: een appositionele zone en een vrije zone. De appositionele zone bestaat uit het distale gedeelte van het klepblad en is redelijk dik. Tijdens het sluiten van de mitralisklep komt de appositionele zone van het ene klepblad in appositie met deze van het andere klepblad. Dit contact zorgt voor een effectieve sluiting van de mitralisklep. De vrije zone is veel dunner en wordt gevormd door het basale of proximale gedeelte van het klepblad. Wanneer de klep gesloten is, vormen de twee vrije zones van de klepbladen de scheiding tussen het linker atrium en de linker ventrikel (Walmsley, 1978). De appositionele zone wordt in de literatuur ook aangeduid als de ruwe zone (Walmsley, 1978; Ho, 2002). Op histologisch niveau zijn de klepbladen opgebouwd uit een laagje collageen, de lamina fibrosa, dat aan beide zijden afgelijnd wordt door endocardium. Ter hoogte van de appositionele zone is de lamina fibrosa afwezig en wordt deze vervangen door een losmazig netwerk van collageenvezels ingebed in een semi-vloeibare grondsubstantie (Walmsley, 1978). In het menselijke hart is de anulus fibrosus van de mitralisklep geen complete ringvormige structuur met een uniforme dikte, aangezien een deel van deze ring gewoonlijk afwezig is ter hoogte van de volledige breedte van de basale aanhechting van het aorticale klepblad. De fibreuze ‘ring’ bevindt zich enkel in de regio waar het linker atriale en ventriculaire myocard samenkomen, wat overeenkomt met de basale aanhechting van het murale klepblad (Walmsley, 1978; Ho, 2002). Deze bevindingen treft men ook aan bij andere zoogdieren, inclusief het varken (Walmsley, 1978). Ter hoogte van de basale zijde van het aorticale klepblad bevindt zich een bindweefsellaag (‘fibrous sheet’) (Ho, 2002). Deze bindweefsellaag vormt een fibreuze verbinding tussen het aorticale klepblad van de mitralisklep en het non-coronaire en linker coronaire klepblad van de aortaklep. Deze structuur wordt in de literatuur aangeduid als het intervalvair septum (Walmsley, 1978) of de aortoventriculaire membraan (Fig. 8) (Van Rijk-Zwikker et al., 1994; Ho, 2002). Het intervalvair septum hecht bovenaan vast aan de anulus fibrosus van de aortaklep. De onderkant van het intervalvair septum staat in verbinding met de lamina fibrosa van het aorticale klepblad van de mitralisklep (Walmsley, 1978). De omvang van deze fibreuze verbinding is bij het varken veel kleiner dan bij de mens (Crick et al., 1998). Zowel bij het varken als bij de mens vertrekken de chordae tendineae van de mitralisklep vanuit de twee papillairspieren en vertakken ze vooraleer ze aanhechten op de ventriculaire zijde van de klepbladen (Van Rijk-Zwikker et al., 1994; Ho, 2002; Lomholt et al., 2002). Er bestaat geen significant verschil tussen de lengte van de chordae van het varken en deze van de mens. De distributie van de chordae daarentegen is licht verschillend, met een origo-insertie ratio van 1:8 bij het varken en 1:5 bij de mens (Cochran et al, 1994).

12

Fig. 7 : Schematische weergave van het hartskelet van het varken en de mens. P, valva trunci pulmonalis; P1, valvula semilunaris intermedia; P2, valvula semilunaris dextra; P3, valvula semilunaris sinistra; Ao, valva aortae; LC, valvula semilunaris sinistra (linker coronaire klepblad); RC, valvula semilunaris dextra (rechter coronaire klepblad); NC, valvula semilunaris septalis (non-coronaire klepblad); M, valva mitralis; A, cuspis septalis (aorticale of anteriore) klepblad); Mu, cuspis parietalis (murale of posteriore klepblad); T, valva tricuspidalis; T1, cuspis septalis; T2, cuspis angularis; T3, cuspis parietalis (naar Du Plessis en Marchand, 1964; Fritsch en Kühnel, 2002; Nomina Anatomica Veterinaria, 2012).

1.2. De coronaire arteriële circulatie

Zowel bij het varken als bij de mens ontspringen de linker coronaire arterie (LCA) en de rechter coronaire arterie (RCA) uit de sinus aortae, respectievelijk boven het linker coronaire klepblad en het rechter coronaire klepblad van de aortaklep (Fritsch en Kühnel, 2002; Rodrigues et al., 2005; Sahni et al., 2008). Bij het varken is de LCA zwaarder dan de RCA (Weaver et al., 1986; Barone, 1997; Rodrigues et al., 2005). De LCA loopt over een korte afstand onder het linker hartoortje, tussen het linker atrium en de truncus pulmonalis, vooraleer ter hoogte van de sulcus coronarius op te splitsen in de ramus interventricularis paraconalis en de ramus circumflexus (Barone, 1997; Rodrigues et al., 2005). De ramus interventricularis paraconalis loopt aan de facies auricularis in de sulcus interventricularis

13

paraconalis en geeft verschillende takken af aan de linker ventrikel, het septum interventriculare en enkele fijnere takken aan de rechter ventrikel. De ramus circumflexus loopt in de linker sulcus coronarius en geeft meerdere takken af aan het linker atrium en de linker ventrikel (Barone, 1997; Rodrigues et al., 2005). De RCA loopt tussen het rechter atrium en de basis van de truncus pulmonalis en volgt dan de rechter sulcus coronarius. Ondertussen geeft de arterie verschillende takken af aan het rechter atrium en de rechter ventrikel. Wanneer de RCA de sulcus interventricularis subsinuosus aan de facies atrialis bereikt, geeft deze een ramus atrioventricularis af aan het septum interatriale en het septum interventriculare en loopt vervolgens verder als de ramus interventricularis subsinuosus in de gelijknamige groeve. De ramus interventricularis subsinuosus geeft op zijn beurt verschillende takken af aan de rechter ventrikel, het septum interventriculare en de linker ventrikel (Rodrigues et al., 2005). De coronaire arteriën van het menselijk hart hebben een gelijkaardig verloop (Putz en Pabst, 2000; Rodrigues et al., 2005; Sahni et al., 2008) maar de anatomische termen zijn verschillend. Zo wordt de ramus interventricularis paraconalis in de humane anatomie de ramus interventricularis anterior genoemd en de ramus interventricularis subsinuosus de ramus interventricularis posterior (Rodrigues et al., 2005). De ramus interventricularis anterior loopt in de sulcus interventricularis anterior aan de facies sternocostalis. De ramus interventricularis posterior loopt in de sulcus interventricularis posterior aan de facies diaphragmatica (Fritsch en Kühnel, 2002). Bij het varken zijn de takken naar het rechter atrium en rechter ventrikel kleiner dan de linker atriale en ventriculaire takken. Bij de mens is dit verschil iets minder duidelijk (Barone, 1997; Rodrigues et al., 2005). Enkele duidelijke verschillen waar men rekening mee moet houden zijn de volgende: in tegenstelling tot de mens geeft de LCA van het varken meestal geen ramus coni arteriosi sinister af aan de rechter ventrikel (Rodrigues et al., 2005). Bovendien zijn de diagonale takken afkomstig van de ramus interventricularis paraconalis (anterior) afwezig bij het varken (Barone, 1997; Rodrigues et al., 2005). Deze laatste zijn duidelijk aanwezig bij de mens en worden ook de rami laterales genoemd (Putz en Pabst, 2000). Bij het varken is de ramus atrioventricularis veel korter en kleiner dan in het menselijke hart (Barone, 1997; Rodrigues et al., 2005). Globaal gezien vertoont de mens meer anatomische variaties in het verloop van de coronaire arteriën dan het varken (Rodrigues et al., 2005). Betreffende de dominantie van de oppervlakkige distributie van de coronaire arteriën is de literatuur niet eenduidig. Volgens de studie van Rodrigues et al. (2005) is er bij het varken geen dominantie van één van de coronaire arteriën en is bij de mens meestal de RCA dominant. Volgens Putz en Pabst (2000) daarentegen, bevloeien beide coronaire arteriën van de mens het hart op verglijkbare wijze en is dus geen van de twee dominant. Andere auteurs schrijven dat zowel bij het varken als bij de mens meestal de RCA dominant is (Crick et al. 1998). Volgens Weaver et al. (1986) vertoont niet alleen de anatomie van de coronaire arteriën maar ook de distributie van de bloedvoorziening naar specifieke zones of structuren van het varkenshart zeer veel gelijkenissen met het menselijke hart. Zowel bij het varken als bij de mens is het volume van het

14

myocard dat wordt doorbloed door de LCA groter dan dat van de RCA. Bijgevolg is de LCA dominant in beide species wat betreft het volume van het myocard dat de coronaire arteriën doorbloeden. Bij de mens is dit echter iets minder duidelijk. Dit komt doordat het verschil tussen de linker en rechter ventriculaire massa bij de mens minder uitgesproken is dan bij het varken (Rodrigues et al., 2005).

1.3. Het geleidingssysteem

Het geleidingssysteem van het hart staat in voor het voortbrengen, de geleiding en het controleren van de hartslag (Crick et al., 1994). Het omvat de sinusknoop (nodus sinuatrialis, sinusknoop van Keith-Flack), de atrioventriculaire knoop (nodus atrioventricularis, atrioventriculaire knoop van Aschoff – Tawara) en de bundel van His (fasciculus atrioventricularis, atrioventriculaire bundel van His) (Crick et al., 1994; Simoens, 2010). Zowel bij het varken als bij de mens is de sinusknoop gelegen in de sulcus terminalis ter hoogte van de samenkomst van de vena cava cranialis (superior) en het rechter hartoortje (Bharati et al., 1991; Crick et al., 1994; Crick et al., 1999). Bij het varken is de sinusknoop veel smaller en langer. Daarnaast is de ramus nodi sinuatrialis van het varken minder prominent dan bij de mens (Opthof et al., 1987; Crick et al., 1999). De sinusknoop is opgebouwd uit nodale cellen ingebed in een compacte bindweefselmatrix waarin zich ook verschillende ganglioncellen en zenuwvezels bevinden (Bharati et al., 1991; Crick et al., 1994; Crick et al., 1999). Deze laatste kennen in de sinusknoop van het varken een bijna homogene distributie terwijl bij de mens meer zenuwvezels worden gevonden in de centrale regio van de sinusknoop dan in de periferie (Crick et al., 1994; Crick et al., 1999). De atrioventriculaire knoop bevindt zicht zowel bij het varken als bij de mens in de apex van de driehoek van Koch die wordt begrensd door de basis van de cuspis septalis van de tricuspidalisklep, het ostium van de sinus coronarius en de pees van Tondaro. Deze driehoek bevindt zich bij varken in een meer inferiore positie in de septale musculatuur van het rechter atrium waardoor de atrioventriculaire knoop zich lager in het septum interatriale bevindt dan bij de mens (Bharati et al., 1991; Crick et al., 1999). De atrioventriculaire knoop van het varken heeft een bladvormige (‘sheetlike’) structuur met een bijna driehoekige vorm op sagittale doorsnede terwijl bij de mens de atrioventriculaire knoop ovaal is. Zowel bij het varken als bij de mens kan de atrioventriculaire knoop opgedeeld worden in 2 zones: de compacte nodale regio en de transitionele nodale regio. De transitionele nodale regio bevat grotere cellen dan de compacte nodale regio en tevens ook meer zenuwvezels (Crick et al., 1994; Crick et al., 1999). In zijn geheel bevat de atrioventriculaire knoop van het varken meer zenuwvezels dan deze van de mens. De atrioventriculaire knoop van het varken bevat tevens ganglioncellen terwijl deze in de menselijke atrioventriculaire knoop afwezig zijn (Crick et al., 1999). De bundel van His is bij het varken zeer kort en splitst in vergelijking met de mens iets meer proximaal in het septum interventriculare op in de linker en rechter bundeltakken (crus sinistrum en crus dextrum)

15

(Bharati et al., 1991). Daarnaast zijn de Purkinjevezels van het varken groter dan deze van de mens (Zhang et al., 2003). De bundel van His, de bundeltakken en het netwerk van Purkinjevezels van het varkenshart zijn sterk geïnnerveerd terwijl deze van het menselijke hart slechts weinig zenuwvezels bevatten (Bharati et al., 1991; Crick et al., 1994; Crick et al., 1999). De verschillende morfologie en innervatie van vooral de atrioventriculaire knoop en het ventriculaire geleidingssysteem van het varken en de mens dragen bij tot belangrijke elektrofysiologische verschillen tussen beide species (Bharati et al. 1991; Crick et al., 1999). Door het groot aantal zenuwvezels is het conductiesysteem van het varken meer neuromyogeen in plaats van eerder myogeen zoals bij de mens (Bharati et al., 1991; Swindle en Smith, 1998). In tegenstelling tot de mens is een wezenlijk deel van de zenuwvezels in de nodale weefsels van het varken afkomstig van intracardiale ganglia. Dit wijst op de aanwezigheid van een uitgebreider intrinsiek innervatiepatroon dan bij de mens (Crick et al., 1999). Globaal gezien is het geleidingssysteem van het varken sneller dan dat van de mens (Swindle en Smith., 1998).

2. Modellen van het varken voor cariovasculair onderzoek 2.1. Mechanische en biologische hartklepprothesen

Aan de hand van proeven op varkens gaan onderzoekers de mogelijkheid en het resultaat na van het plaatsen van hartklepprothesen bij de mens. Zo worden bijvoorbeeld nieuwe operatieve technieken uitgeprobeerd (Andersen et al., 1992; Lutter et al., 2002) en verschillende ontwerpen van hartklepprothesen met elkaar vergeleken (Kleine et al., 1998). Er wordt ook onderzoek gedaan naar de (anti)thrombogeniciteit van mechanische hartklepprothesen (Greiten et al., 2013) en naar manieren om de calcificatie en degeneratie van biologische hartklepprotheses tegen te gaan (Hazekamp et al., 1993; Hønge et al., 2010). . Voor dergelijke studies hebben onderzoekers -naast het varken- beroep gedaan op verschillende diersoorten waaronder honden, primaten, geiten, schapen en kalveren (Salerno et al., 1998). Het gebruik van kalveren, geiten, primaten en honden is sterk verminderd omwille van diverse redenen zoals hun grootte (kalveren), beperkte beschikbaarheid in sommige gebieden (geiten), ethische bezwaren (primaten) en de behoefte aan kleinere prothesen (honden) (Salerno et al., 1998). Het meest gebruikte diermodel voor de studie van hartklepprothesen is het schaap, hoewel deze diersoort belangrijke tekortkomingen en nadelen vertoont. Zo bleek het schaap geen ideaal diermodel te zijn voor de studie van hartklepprothesen (Smerup et al., 2004; Li et al., 2007; Hønge et al., 2011). Een lange-termijnstudie voor het uittesten van een nieuwe hartklepprothese (de Medtronic Parallel) in schapen leverde positieve resultaten op. Echter, wanneer de prothese werd geplaatst in patiënten met atriumfibrillatie kregen deze vaak te kampen met trombo-embolische complicaties (Rivard et al., 2007). Ook leidde het plaatsen van een gedecellulariseerde biologische hartklepporthese (Synergraft) in pediatrische patiënten tot een ernstige inflammatoire reactie met desastreuze gevolgen, hoewel de

16

schapenstudie veel belovende resultaten opleverde (Lichtenberg et al., 2006). Daarnaast vertoont het schaap opmerkelijke anatomische verschillen met de mens wat betreft de cardiovasculaire structuren (Smerup et al., 2004; Li et al, 2007). Het mitralisklepapparaat van het schaap komt namelijk niet goed overeen met dat van de mens zoals wordt weergegeven in Tabel 4. Deze anatomische verschillen tussen schaap en mens hebben als gevolg dat het mechanisme van de klepbladen ook verschillend is (Walmsley, 1978).

Tabel 4 : Vergelijking van het mitralisklepapparaat van het schaap met dat van de mens en het varken (naar Walmsley, 1978). Mitralisklep apparaat

Schaap

Mens

Varken

Posterio-lateraal deel

Minder ontwikkeld

Duidelijk ontwikkeld

Duidelijk ontwikkeld

van de anulus

(enkel microscopisch

fibrosus

waarneembaar als een

Aanwezig

Aanwezig

dunne laag van losse collageenvezels) Intervalvair septum

Afwezig (aorticomitrale ring)

Structuur van het

Appositionele zone met

Appositionele zone met

Appositionele zone met

aorticale klepblad

compacte lamina

lamina fibrosa

lamina fibrosa

Vrije zone zonder

Vrije zone zonder

Vrije zone zonder

lamina fibrosa

lamina fibrosa

lamina fibrosa

Volledig appositioneel

Appositionele zone met

Appositionele zone met

lamina fibrosa

lamina fibrosa

Vrije zone zonder

Vrije zone zonder

lamina fibrosa

lamina fibrosa

fibrosa

Structuur van het murale klepblad

Omwille van deze tekortkomingen van het schaap als diermodel voor hartklepprothesen zijn tal van onderzoekers op zoek gegaan naar een alternatief. Velen verkiezen het varken als diermodel omwille van de grote gelijkenissen met de mens wat betreft de anatomie van het hart (Smerup et al., 2004; Li et al., 2007; Hønge et al., 2011). Zo gelijken -zoals reeds beschreven in deze literatuurstudie- de mitralisklep en zijn omgevende structuren zeer sterk op deze van de mens qua grootte en organisatie. Daarnaast zijn de hartfunctie en de adhesieve eigenschappen van de bloedplaatjes van varkens gelijkaardig aan deze van de mens (Swindle et Smith, 1998; Goodman, 1999). De resultaten en

17

gegevens die verkregen worden uit de studies op varkens zijn vergelijkbaar met deze verkregen uit studies uitgevoerd op de mens (Hønge et al., 2011). Hoewel men het varken beschouwt als een geschikt diermodel voor het testen van hartklepprothesen zijn er enkele nadelen aan verbonden. Vooraleer men een nieuwe klep kan plaatsen moet men een cardiopulmonaire bypass (CPB) aanleggen. Varkens kunnen hier echter slecht op reageren met postperfusie

pulmonaire

hypertensie,

post

CPB

pulmonair

oedeem,

rechter

hartfalen

en

cardiovasculaire collaps tot gevolg (Gross et al., 1997; Smerup et al., 2004). Deze complicaties kunnen voorkomen worden door toediening van corticosteroïden (Smerup et al., 2004). Door de dextrorotatie van het varkenshart bevindt het ostium van de linker coronaire arterie zich aan de voorzijde van de aorta. Hierdoor is de ramus interventricularis anterior van de linker coronaire arterie gevoelig voor luchtembolie wanneer de cross-clamp wordt verwijderd (Smerup et al., 2004). Daarenboven zijn de vasculaire structuren van het varken zeer fragiel waardoor deze gemakkelijk kunnen scheuren tijdens (onvoorzichtige) manipulatie (Gross et al., 1997; Li et al., 2007). Een ander nadeel is de stijgende incidentie van perivalvulaire defecten in lange-termijnstudies. Dit zou te wijten zijn aan de normale somatische groei die plaatsvindt in jonge varkens (Grehan et al., 2000). Echter, het Bama miniatuurvarken kan langer overleven zonder perivalvulaire defecten na het plaatsen van een nieuwe klep daar ze kleiner zijn en trager groeien dan andere gedomesticeerde varkens. Bovendien is dit ras minder gevoelig voor infecties (Wang, 2004).

2.2. Congenitale cardiovasculaire defecten

Het varken wordt vaak gebruikt als proefdiermodel voor de studie van congenitale cardiovasculaire defecten die voorkomen bij de mens. Om dit mogelijk te maken, worden deze cardiovasculaire defecten experimenteel geïnduceerd bij het varken. Daarnaast zijn er ook enkele congenitale defecten die spontaan voorkomen (Swindle et al., 1992). Experimenteel geïnduceerde modellen worden het meest gebruikt voor de studie van congenitale cardiovasculaire defecten (Swindle et al., 1992). Via verschillende chirurgische technieken kunnen o.a. interventriculaire septumdefecten (VSD) (Bogren et al., 1983; Ratnayaka et al., 2011), interatriale septumdefecten (ASD) (Bogren et al., 1983), ductus arteriosus persistens (DAP) (Bogren et al., 1983; Grabitz et al., 1996), foramen ovale persistens (FOP) (Sharafuddin et al., 1997) en coarctatie van de aorta (Raval et al., 2005) geïnduceerd worden in het hart van levende varkens. Zo kan men onderzoek doen naar pathofysiologische processen die gepaard gaan met deze congenitale defecten (Xu et al., 2012) en kan men diagnostische beeldvormingstechnieken (Bogren et al., 1983) en begeleidende visualisatietechnieken uittesten (Raval et al., 2005; Ratnayaka et al., 2011). De geïnduceerde diermodellen worden tevens gebruikt om de mogelijkheid en het resultaat na te gaan van verschillende operatietechnieken (Grabitz et al., 1996; Sharafuddin et al., 1997; Lertsapcharoen et al., 2013).

18

Congenitale cardiovasculaire defecten komen ook spontaan voor bij het varken (Swindle et al., 1992). In de studie van Hsu en Du (1982) werden 1906 varkens onderzocht, waarbij congenitale hartdefecten gediagnosticeerd werden in 83 dieren. De meest voorkomende waren dysplasie van de tricuspidalis klep, ASD en subaorticale stenose. Het onderzoek toonde tevens aan dat de pathologische kenmerken, lokalisatie en morfologische veranderingen van de congenitale defecten sterke gelijkenissen vertonen met deze gerapporteerd bij de mens. Uit het onderzoek van Hara et al. (2007a) bleek dat de prevalentie van FOP bij varkens 21,3% is, wat sterk vergelijkbaar is met de prevalentie van FOP bij de mens. De onderzoekers toonden bovendien aan dat de diameters van de FOP openingen in het varken overeenkomen met deze van de mens. Ook zijn de macroscopische en histologische bevindingen van FOP bij het varken en de mens gelijkaardig, met als enige verschil de iets langere tunnellengte bij het varken. VSD komt voor als een erfelijke afwijking in een lijn van Yucatan microvarkens en vertoont grote anatomische en fysiologische gelijkenissen met de meest voorkomende vorm van VSD bij de mens (Ho et al., 1991). Deze overeenkomsten met de mens maken van varkens met congenitale defecten een zeer aantrekkelijk proefdiermodel voor de studie van de etiologie, pathogenese en behandeling van congenitale cardiovasculaire defecten (Hsu en Du, 1982; Ho et al., 1991; Hara et al., 2007a). Zo onderzochten Hara et al. (2007b) in hun studie met varkens met spontaan voorkomende FOP de mogelijkheid van een nieuwe strategie om het defect te sluiten. Studies op varkens met spontane congenitale hartdefecten zijn echter schaars in vergelijking met het aantal studies op experimenteel geïnduceerde modellen. Enkel VSD in Yucatan microvarkens is ontwikkeld tot een veel gebruikt genetisch reproduceerbaar model (Swindle et al. 1992; Swindle et al., 1996). Dit model heeft men gebruikt voor de studie van de foetale ontwikkeling van VSD en voor het onderzoek naar de mechanismen van het failure to thrive syndroom bij kinderen (Corin et al., 1988; Swindle et al., 1992). Daarnaast test men op dit model verschillende therapeutische technieken uit (Amin et al., 1999; Gu et al., 2000; Ratnayaka et al., 2009). Bij

sommige meer complexe humane cardiovasculaire ziekten is men juist genoodzaakt om

aortopulmonaire shunts of intra-cardiale communicaties zoals ASD en VSD te creëren. Dergelijke therapieën hebben als doel de ziekte of symptomen ervan minder ernstig te maken. Ook hier wordt het varken als diermodel gebruikt om de mogelijkheid en de effecten van verschillende technieken na te gaan (Sabi et al., 2010; Owens et al., 2011; Owens et al., 2012).

2.3. Atherosclerose

Atherosclerose of aderverkalking is een chronische immuno-inflammatoire ziekte van de wand van grote en middelgrote arteriën die wordt geïnduceerd door de opstapeling van vetten in de pars intima van de bloedvatwand (Falk, 2006). Deze ziekte en zijn complicaties zijn de oorzaak van een groot aantal sterfgevallen in de Westerse wereld (Kawaguchi et al., 2011; Vilahur et al., 2011).

19

Voor de studie van atherosclerose heeft men reeds beroep gedaan op verschillende diermodellen waaronder de muis, het konijn, de aap en het varken (Jokinen et al., 1985; Vilahur et al., 2011). Kleine diermodellen (zoals de muis en het konijn) worden omwille van hun lage kost, directe beschikbaarheid en beperkte grootte frequent gebruikt voor de studie van het ontwikkelingsproces van atheromateuze plaques. Het konijn en de muis worden ook vaak gebruikt voor het testen van nieuwe anti-atherosclerotische medicijnen (Vilahur et al., 2011). Het extrapoleren van de bekomen resultaten naar de mens moet echter met enige voorzichtigheid gebeuren, daar kleine diermodellen belangrijke anatomische en fysiologische verschillen vertonen met de mens (Kawaguchi et al., 2011; Vilahur et al., 2011). Daarom moeten studies op kleine diermodellen aangevuld worden met studies op meer geavanceerde modellen zoals de aap en het varken, die een grotere gelijkenis vertonen met de mens (Vilahur et al. 2011). Deze grote diermodellen zijn tevens noodzakelijk voor de studie van interventionele technieken zoals ballonangioplastiek en het plaatsen van stents, daar konijnen en muizen hiervoor minder geschikt zijn omwille van hun grootte (Gal et al., 1990). Hoewel de aap zeer geschikt is voor de studie van atherosclerose, is dit diermodel zeer kostelijk en minder praktisch. Dit heeft onderzoekers aangemoedigd tot het gebruik van meer toegankelijke en goedkopere grote diermodellen zoals het varken (Vilahur et al., 2011). Het varken is zeer geschikt als proefdiermodel voor de studie van atherosclerose. Oude varkens ontwikkelen spontaan milde atherosclerose (Luginbühl en Jones, 1965). De ziekte kan echter bij jonge varkens geïnduceerd worden door het voederen van een vetrijk dieet gedurende meerdere maanden

(Reitman et al., 1982). Endotheliale beschadiging met ballonkatheters kan gebruikt worden om de plaats van ontwikkeling van de atherosclerotische plaques lokaal te induceren (Swindle en Smith, 1998). Daarnaast heeft men een genetisch reproduceerbaar model ontwikkeld van varkens met familiale hypercholesterolemie die na 4 tot 6 maanden leeftijd steeds erger wordende atherosclerose ontwikkelen (Prescott et al., 1991; Attie et al., 1992). Zowel de geïnduceerde als de spontaan ontwikkelde atherosclerotische letsels in de bloedvatwand van het varken zijn gelijkaardig met deze van de mens wat betreft de lokalisatie en het histologisch uitzicht (French et al., 1965; Reitman et al., 1982; Gal et al., 1990; Swindle en Smith, 1998; Kawaguchi et al., 2011). Varkens met familiale hypercholesterolemie ontwikkelen gecompliceerde atherosclerotische letsels die gekenmerkt worden door bloedingen en scheuren van de aangetaste arteriewand (Prescott et al., 1991; Attie et al., 1992). Deze zogenaamde ‘high risk’ plaques, die typisch zijn bij de mens met coronaire atherosclerose, zijn zeer moeilijk te reproduceren in andere grote diermodellen (Attie et al., 1992). Varkens met familiale hypercholesterolemie zijn dus een goed model voor de studie van de mechanismen van plaquevorming en ruptuur van de bloedvatwand alsook voor het testen van technieken om dit te voorkomen (Vilahur et al., 2011). De diameters van de coronaire en iliacale arteriën van het varken zijn vergelijkbaar met deze van de mens. Hierdoor is het varken een zeer geschikt model voor de studie van therapeutische technieken met prototypes van instrumenten bedoeld voor toekomstig humaan gebruik (Gal et al., 1990; White et al., 1992a). Omwille van bovenstaande reden en omwille van de overeenkomstige anatomische distributie van de coronaire arteriën met de mens, is het varken tevens ideaal voor het testen van diagnostische beeldvormingstechnieken voor atherosclerose (Vilahur et al., 2011). Bovendien hebben

20

varkens een ramus interventricularis paraconalis en een ramus circumflexus van ongeveer dezelfde grootte. Dit laat onderzoekers toe om 2 stents (1 in elke coronaire arterie) te plaatsen in eenzelfde dier (White et al., 1992a). Hoewel het varken één van de meest geschikte diermodellen is voor de studie van atherosclerose (Jokinen et al., 1985), zijn er enkele belangrijke nadelen en tekortkomingen aan verbonden. De atherosclerotische letsels in varkens ontwikkelen zeer traag in vergelijking met modellen in kleine dieren zoals de muis en het konijn (Vilahur et al., 2011). Zo ontwikkelen varkens met familiale hypercholesterolemie geavanceerde atherosclerose in 2 tot 3 jaar tijd. De varkens wegen dan meer dan 200 kg, wat hun management zeer duur en onpraktisch maakt. Om dit te verhelpen hebben Thim et al. (2010) een kleiner varkensmodel ontwikkeld door de grotere varkens in te kruisen met kleine varkens en daarbij de erfelijke hypercholesterolemie te behouden. Daarnaast hebben de onderzoekers de ontwikkeling van de plaques versneld door toediening van een vetrijk dieet en door beschadiging van het endotheel van de coronaire arteriën (Thim et al., 2010). Recentelijk heeft men tevens een transgeen minivarken gecreëerd dat hypercholesterolemie met versnelde atherosclerose ontwikkelt (Al-Mashhadi et al., 2013). De bloedvaten van varkens zijn fragieler dan deze van andere diersoorten en gevoelig voor vasospasmen tijdens manipulatie (Swindle en Smith, 1998). Daarnaast wordt de vasculaire toegang, die nodig is voor follow-up agiografie en katheter gebaseerde interventietechnieken, bemoeilijkt doordat veel van de perifere bloedvaten van het varken zich relatief diep in de weefsels bevinden in vergelijking met andere diersoorten (Gal et al., 1990; Swindle en Smith, 1998). De follow-up door middel van contrastangiografie is tevens moeilijker daar de toediening van contrastmedia leidt tot progressieve distensie en opacificatie van de urineblaas. Hierdoor worden de onderliggende aa. iliacae vaak moeilijker zichtbaar. Dit kan verholpen worden door de blaas te draineren langs een urethrale katheter. Katheterisatie van de urethra is mogelijk bij vrouwelijke varkens, maar kan niet uitgevoerd worden bij mannelijke varkens omwille van de S-bocht die de penis maakt (Gal et al., 1990).

2.4. Myocardiale ischemie

Men verkiest het varken als proefdiermodel voor de studie van myocardiale ischemie omwille van anatomische en fysiologische redenen. Zo is de aangeboren coronaire collaterale circulatie, die het myocard via een alternatieve weg van zuurstof voorziet indien nodig, in het gezonde varkenshart dun en weinig verspreid. Dit is ook het geval bij de mens (Bloor et al., 1992). In een ischemische toestand van het myocard veroorzaakt door graduele occlusie van de ramus circumflexus, groeien de coronaire collateralen van het varken echter verder uit. Deze ontwikkelde collaterale circulatie levert in rust voldoende bloed aan het aangetaste myocard en is in staat om de functie van het myocard te onderhouden. Wanneer het varken daarentegen inspanning levert, is de bloedtoevoer naar het aangetaste myocard via de collateralen

21

onvoldoende en ontstaat er myocardiale dysfunctie door ischemie (White et al., 1986; Roth et al. 1987). De mens reageert op een gelijkaardige manier op een ischemische stimulus. Mensen met coronaire hartzieken vertonen tijdens stress door inspanning ook regionale myocardiale dysfunctie en ischemie in het collateraal afhankelijke myocard (Kolibash et al., 1982; White et al., 1992b). Bijgevolg is het varken met myocardiale ischemie door graduele occlusie van coronaire arteriën een goed model voor de studie van de ontwikkeling van de coronaire collaterale circulatie bij de mens en de invloed van tal van factoren hierop (White et al., 1986; Roth et al., 1987). Echter, modellen met constrictie van de ramus interventricularis anterior of de rechter coronaire arterie blijken minder geschikt te zijn voor dergelijk onderzoek. Na occlusie van deze coronaire arteriën ontstaan immers grote myocardiale infarcten met hoge mortaliteit van de proefdieren tot gevolg. Dit komt doordat het myocard doorbloed door de ramus interventricularis anterior of de rechter coronaire arterie een kleinere aangeboren coronaire collaterale circulatie heeft. Men kiest dus best voor het model met occlusie van de ramus circumflexus om de grootte van de myocardiale infarcten te minimaliseren en het aantal overlevende proefdieren te verhogen (Roth et al., 1987). Met dit diermodel heeft men het effect van langdurige training op de groei van de coronaire collaterale circulatie onderzocht (Bloor et al., 1984; Roth et al., 1990; Bloor et al., 1992). Ook voor dergelijke studies blijven varkens de eerste keuze daar hun fysiologische respons op training gelijkaardig is met deze van de mens (Sanders en Bloor, 1975; Sanders et al. 1977). Bovendien kan men het varken vlot laten wennen aan training op een loopband (Sanders en Bloor, 1975) en zijn dergelijke varkens geschikt voor langdurige cardiovasculaire monitoring tijdens inspanning (Sanders et al., 1977). Het diermodel wordt ook veelvuldig gebruikt om de groeibevorderende effecten van stamcellen (Kawamoto et al., 2003), groeifactoren (Sato et al., 2000; Sato et al., 2001) en gentransfer (Tio et al., 1999; Perin et al., 2011) op de ontwikkeling van de collateralen bij myocardiale ischemie na te gaan.

22

CONCLUSIE

Enkele belangrijke anatomische verschillen tussen het cardiovasculair stelsel van het varken en dat van de mens zijn beschreven: door het verschil in lichaamsoriëntatie van het varken en de mens is het algemeen uitzicht en de ligging van het hart in de thorax verschillend. In het rechter atrium van het varken komen de vena cava cranialis en de vena cava caudalis toe onder een rechte hoek ten opzicht van elkaar. Bij de mens daarentegen, liggen de vv. cavae in elkaars verlengde. Het varken heeft een prominente vena azygos sinistra, terwijl de overeenkomstige vena obliqua atrii sinistri bij de mens klein en onopvallend is. Het linker atrium van het varken heeft 2 ostia waarlangs de pulmonaire venen draineren. Bij de mens zijn dit er meestal 4. Het geleidingssysteem van het varkenshart bevat veel meer zenuwvezels dan dat van de mens. Daarnaast zijn er enkele praktische tekortkomingen verbonden aan het gebruik van het varken als proefdiermodel voor de studie van hartklepprothesen, congenitale cardiovasculaire defecten, myocardiale ischemie en atherosclerose. Varkens reageren slecht op de aanleg van een cardiopulmonaire bypass (CPB) en omwille van hun snelle groei en hoog volwassen gewicht zijn ze minder geschikt voor lange-termijnstudies.

Echter, in tegenstelling tot andere proefdiermodellen zoals het schaap, wegen de anatomische verschillen tussen het hart van het varken en dat van de mens niet op tegen de talrijke overeenkomsten. Bovendien bestaat er een oplossing voor veel van de tekortkomingen van het varken als proefdiermodel bij cardiovasculair onderzoek. Preventief gebruik van corticosteroïden kunnen de nadelige effecten van CPB voorkomen. Daarnaast zijn miniatuurrassen ontwikkeld die gekenmerkt worden door hun trage groei en laag volwassen gewicht. Mits een goede kennis van de anatomische verschillen met de mens alsook van de preventie en de aanpak van mogelijke problemen bij het gebruik van het varken als diermodel, is het varken een zeer geschikt proefdiermodel voor cardiovasculair onderzoek.

23

REFERENTIELIJST

Al-Mashhadi R.H., Sørensen C.B., Kragh P.M., Christoffersen C., Mortensen M.B., Tolbod L.P., Thim T., Du Y., Li J., Liu Y., Moldt B., Schmidt M., Vajta G., Larsen T., Purup S., Bolund L., Nielsen L.B., Callesen H., Falk E., Mikkelsen J.G., Bentzon J.F. (2013). Familial hypercholesterolemia and atherosclerosis in cloned minipigs created by DNA transposition of a human PCSK9 gain-of-function mutant. Science Translational Medicine 5 (166), 166 Amin Z., Gu X., Berry J.M., Titus J.L., Gidding S.S., Rocchini A.P. (1999). Periventricular closure of ventricular septal defects without cardiopulmonary bypass. The Annals of Thoracic Surgery 68, 149154 Andersen H.R., Knudsen L.L., Hasenkam J.M. (1992). Transluminal implantation of artificial heart valves. Description of a new expandable aortic valve and initial results with implantation by catheter technique in closed chest pigs. European Heart Journal 13 (5), 704-708 Attie A.D., Aiello R.J., Checovich W.J. (1992). The spontaneously hypercholesterolemic pig as an animal model of human hypercholesterolemia. In: Swindle M.M. (Editor) Swine as models in biomedical research. Iowa State University Press, Ames, IA, p. 141-153 Barone R. (1997). Tome 3, Splanchnologie I. In: Anatomie comparée des mammifères domestiques. Vigot éditeurs, Paris, p. 89-102 Bharati S., Levine M., Huang S.K.S., Handler B., Parr G.V.S., Bauernfeind R., Lev M. (1991). The conduction system of the swine heart. Chest 100, 207-212 Bloor C.M., White F.C., Roth D.M. (1992). The pig as a model of myocardial ischemia and gradual coronary artery occlusion. In: Swindle M.M. (Editor) Swine as models in biomedical research. Iowa State University Press, Ames, IA, p. 163-173 Bloor C.M., White F.C., Sanders T.M. (1984). Effects of exercise on collateral development in myocardial ischemia in pigs. Journal of Applied Physiology: respiratory, environmental and exercise physiology 56 (3), 656-665 Bogren H.G., Bürsch J.H., Brennecke R., Heintzen P.H. (1983). Intravenous angiocardiography using digital image processing: II. Detection of left-to-right shunts in an animal model. Investigative Radiology 18, 11-17 Cochran R.P., Verrier E.D., Eberhart R.C. (1994). Anatomic basis for mitral valve modelling. The Journal of Heart Valve Disease 3 (5), 491-496 Corin W.J., Swindle M.M., Spann J.F., Nakano K., Frankis M. Biederman R.W.W., Smith A., Taylor A., Carabello B.A. (1988). Mechanism of decreased forward stroke volume in children and swine with ventricular septal defect and failure to thrive. The Journal of Clinical Investigation 82, 544-551 Crick S.J., Sheppard M.N., Ho S.Y., Anderson R.H. (1999). Localisation and quantitation of autonomic innervation in the porcine heart I: conduction system. Journal of Anatomy 195, 341-357 Crick S.J., Sheppard M.N., Ho S.Y., Gebstein L., Anderson R.H. (1998). Anatomy of the pig heart: comparisons with normal human cardiac structure. Journal of Anatomy 193, 105-119 Crick S.J., Wharton J., Sheppard M.N., Royston D., Yacoub M.H., Anderson R.H., Polak J.M. (1994). Innervation of the human cardiac conduction system. A quantitative immunohistochemical and histochemical study. Circulation 89, 1697-1708 Du Plessis L.A., Marchand P. (1964). The anatomy of the mitral valve and its associated structures. Thorax 19, 221-227 Falk E. (2006). Pathogenesis of atherosclerosis. Journal of the American College of Cardiology 47 (8), 7– 12 French J.E., Jennings M.A., Florey H.W. (1965). Morphological studies on atherosclerosis in swine. Annals of the New York Academy of Sciences 127 (1), 780-799 Fritsch H., Kühnel W. (2002). Sesam atlas van de anatomie, deel 2 inwendige organen. SESAM/HB uitgevers, Baarn. p 10-27 Gal D., Rongione A.J., Slovenkai G.A., DeJesus S.T., Lucas A., Fields C.D., Isner J.M. (1990). Atherosclerotic Yucatan microswine: an animal model with high-grade, fibrocalcific, nonfatty lesions suitable for testing catheter-based interventions. American Heart Journal 119 (2 Pt 1), 291-300

24

Goodman S.L. (1999). Sheep, pig, and human platelet-material interactions with model cardiovascular biomaterials. Journal of Biomedical Materials Research 45 (3), 240-250 Grabitz R.G., Neuss M.B., Coe J.Y., Handt S., Redel D.A., Von Bernuth G. (1996). A small interventional device to occlude persistently patent ductus arteriosus in neonates: evaluation in piglets. Journal of the American College of Cardiology 28, 1024-1030 Granada J.F., Kaluza G.L., Wilensky R.L., Biedermann B.C., Schwartz R.S., Falk E. (2009). Porcine models of coronary atherosclerosis and vulnerable plaque for imaging and interventional research. EuroIntervention: journal of EuroPCR in collaboration with the Working Group on Interventional Cardiology of the European Society of Cardiology 5 (1), 140-148 Grehan J.F., Hilbert S.L., Ferrans V.J., Droel J.S., Salerno C.T., Bianco R.W. (2000). Development and evaluation of a swine model to assess the preclinical safety of mechanical heart valves. The Journal of heart valve disease, 9 (5), 710-720 Greiten L.E., McKellar S.H., Rysavy J., Schaff H.V. (2013). Effectiveness of rivaroxaban for thromboprophylaxis of prosthetic heart valves in a porcine heterotopic valve model. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery 45 (5), 914-919 Gross D.R., Dewanjee M.K., Zhai P., Lanzo S., Wu S.M. (1997). Successful prosthetic mitral valve implantation in pigs. The American Society of Artificial Internal Organs Journal 43 (5), 382-386 Gu X., Han Y., Titus J.L., Amin Z., Berry J.M. Kong H., Rickers C., Urness M., Bass J.L. (2000). Transcatheter closure of membranous ventricular septal defects with a new nitinol prosthesis in a natural swine model. Catheterization and Cardiovascular Interventions 50, 502-509 Hara H., Jones T.K., Ladich E.R., Virmani R., Auth D.C., Eichinger J.E., Sommer R.J., Van Tassel R.A., Schwartz R.S. (2007b). Patent foramen ovale closure by radiofrequency thermal coaptation: first experience in the porcine model and healing mechanisms over time. Circulation 116, 648-653 Hara H., Virmani R., Ladich E., Mackey-Bojack S., Titus J.L., Karnicki K., Stewart M., Pelzel J.M., Schwartz R. (2007a). Patent foramen ovale: standards for a preclinical model of prevalence, structure, and histopathologic comparability to human hearts. Catheterization and Cardiovascular Interventions 69, 266-273 Hazekamp M.G., Goffin Y.A., Huysmans H.A. (1993). The value of the stentless biovalve prosthesis. An experimental study. European Journal of Cardio-thoracic Surgery 7 (10), 514-519 Ho S.Y. (2002). Anatomy of the mitral valve. Heart 88 (Suppl IV), 5-10 Ho S.Y., Thompson R.P., Gibbs S.R., Swindle M.M., Anderson R.H. (1991). Ventricular septal defects in a family of Yucatan miniature pigs. International Journal of Cardiology 33, 419-426 Hønge J.L., Funder J.A., Jensen H., Dohmen P.M., Konertz W.F., Hasenkam J.M. (2010). Recellularization of decellularized mitral heart valves in juvenile pigs. The Journal of Heart Valve Disease 19 (5), 584-592 Hønge J.L., Funder J.A., Pedersen T.B., Kronborg M.B., Hasenkam J.M. (2011). Degenerative processes in bioprosthetic mitral valves in juvenile pigs. Journal of Cardiothoracic Surgery 6 (72), 1-7 Hsu F.S., Du S.J. (1982). Congenital heart diseases in swine. Veterinary Pathology 19, 676-686 Jokinen M.P., Clarkson T.B., Prichard, R.W. (1985). Animal models in atherosclerosis research. Experimental and Molecular Pathology 42 (1), 1-28 Kawaguchi H., Miyoshi N., Miura N., Fujiki M., Horiuchi M., Izumi Y., Miyajima H., Nagata R., Misumi K., Takeuchi T., Tanimoto A., Yoshida H. (2011). Microminipig, a non-rodent experimental animal optimized for life science research: novel atherosclerosis model induced by high fat and cholesterol diet. Journal of Pharmacological Sciences 115, 115-121 Kawamoto A., Tkebuchava T., Yamaguchi J., Nishimura H., Yoon Y., Milliken C., Uchida S., Masuo O., Iwaguro H., Ma H., Hanley A., Silver M., Kearney M., Losordo D.W., Isner J.M., Asahara T. (2003). Intramyocardial transplantation of autologous endothelial progenitor cells for therapeutic neovascularization of myocardial ischemia. Circulation 107, 461-468 Kim D.T., Lai A.C., Hwang C., Fan L.T., Karagueuzian H.S., Chen P.S., Fishbein M.C. (2000). The ligament of Marshall: a structural analysis in human hearts with implications for atrial arrhythmias. Journal of the American College of Cardiology 36 (4), 1324-1327

25

Kleine P., Perthel M., Nygaard H., Hansen S.B., Paulsen P.K., Riis C., Laas J. (1998). Medtronic Hall versus St. Jude Medical mechanical aortic valve: downstream turbulences with respect to rotation in pigs. The Journal of Heart Valve Disease 7 (5), 548-555 Kolibash A.J., Bush C.A., Wepsic R.A., Schroeder D.P., Tetalman M.R., Lewis R.P. (1982). Coronary collateral vessels: spectrum of physiologic capabilities with respect to providing rest and stress myocardial perfusion, maintenance of left ventricular function and protection against infarction. The American Journal of Cardiology 50 (2), 230-238 Lertsapcharoen P., Srimahachota S., Charoonrut P. (2013). Transcatheter ventricular septal defect closure with a new nanoplatinum-coated nitinol device in a swine model. Journal of Invasive Cardiology 25 (10), 525-528 Li D., Ren B.H., Shen Y., Wu H., Wang C., Zhang L., Zhu J., Jing H. (2007). A swine model for long-term evaluation of prosthetic heart valves. The Australian and New Zealand Journal of Surgery 77, 654658 Lichtenberg A., Breymann T., Cebotari S., Haverich A. (2006). Cell seeded tissue engineered cardiac valves based on allograft and xenograft scaffolds. Progress in Pediatric Cardiology 21, 211-217 Lomholt M., Nielsen S.L., Hansen S.B., Andersen N.T., Hasenkam J.M. (2002). Differential tension between secondary and primary mitral chordae in an acute in-vivo porcine model. The Journal of Heart Valve Disease 11, 337-345 Luginbühl H., Jones J.E.T. (1965). The morphology and morphogenesis of atherosclerosis in aged swine. Annals of the New York Academy of Sciences 127 (1), 763-779 Lutter G., Kuklinski D., Berg G., von Samson P., Martin J., Handke M., Uhrmeister P., Beyersdorf F. (2002). Percutaneous aortic valve replacement: an experimental study. I. Studies on implantation. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 123 (4), 768-776 Marom E.M., Herndon J.E., Kim Y.H., McAdams H.P. (2004). Variations in pulmonary venous drainage to the left atrium: implications for radiofrequency ablation 1. Radiology 230 (3), 824-829 Millikan L.E., Boylon J.L., Hook R.R., Manning P.J. (1974). Melanoma in Sinclair swine: a new animal model. Journal of Investigative Dermatology 62 (1), 20-30 Nomina Anatomica Veterinaria (2012). International Committee on Veterinary Gross Anatomical th Nomenclature, 5 edition (revised version), the Editorial Committee, Hannover, Columbia Mo, Ghent, Sapporo, p. 74 Opthof T., de Jonge B., Jongsma H.J., Bouman L.N. (1987). Functional morphology of the pig sinoatrial node. Journal of Molecular and Cellular Cardiology 19, 1221-1236 Owens G.E., Miller R.M., Ensing G., Ives K., Gordon D., Ludomirsky A., Xu Z. (2011). Therapeutic ultrasound to noninvasively create intracardiac communications in an intact animal model. Catheterization and Cardiovascular Interventions 77, 580-588 Owens G.E., Miller R.M., Owens S.T., Swanson S.D., Ives K., Ensing G., Gordon D., Xu Z. (2012). Intermediate-term effects of intracardiac communications created noninvasively by therapeutic ultrasound (histotripsy) in a porcine model. Pediatric Cardiology 33, 83-89 Perin E.C., Silva G.V., Vela D.C., Zheng Y., Baimbrigde F., Gahremanpour A., Quan X., Hahn W., Kim J., Wood K., Kitamura M. (2011). Human hepatocyte growth (VM202) gene therapy via transendocardial injection in a pig model of chronic myocardial ischemia. Journal of Cardiac Failure 17 (7), 601-611 Prescott M.F., McBride C.H., Hasler-Rapacz J., Von Linden J., Rapacz J. (1991). Development of complex atherosclerotic lesions in pigs with inherited hyper-LDL cholesterolemia bearing mutant alleles for apolipoprotein B. American Journal of Pathology 139 (1), 139-147 Putz R., Pabst R. (2000). Sobotta atlas van de menslijke anatomie deel 2 romp, organen, onderste extremiteit. Bohn Stafleu Van Loghum, Houten/Diegem, p. 76-91 Ratnayaka K., Raman V.K., Faranesh A.Z., Sonmez M., Kim J., Gutiérrez L.F., Ozturk C., McVeigh E.R., Slack M.C., Lederman R.J. (2009). Antegrade percutaneous closure of membranous ventricular septal defect using X-ray fused with magnetic resonance imaging. Journal of the American College of Cardiology: Cardiovascular Interventions 2 (3), 224-230 Ratnayaka K., Saikus C.E., Faranesh A.Z., Bell J.A., Barbash I.M., Kocaturk O., Reyes C.A., Sonmez M., Schenke W.H., Wright V.J., Hansen M.S., Slack M.C., Lederman R.J. (2011). Closed-chest

26

transthoracic magnetic resonance imaging-guided ventricular septal defect closure in swine. Journal of the American College of Cardiology: Cardiovascular Interventions 4 (12), 1326-1334 Raval A.N., Telep J.D., Guttman M.A., Ozturk C., Jones M., Thompson R.B., Wright V.J., Schenke W.H., Desilva R., Aviles R.J., Raman V.K., Slack M.C., Lederman R.J. (2005). Real-time magnetic resonance imaging-guided stenting of aortic coarctation with commercially available catheter devices in swine. Circulation 112 (5), 699-706 Reitman J.S., Mahley R.W., Fry D.L. (1982). Yucatan miniature swine as a model for diet-induced atherosclerosis. Atherosclerosis 43, 119-132 Rivard A. L., Suwan P. T., Imaninaini K., Gallegos R. P., Bianco R. W. (2007). Development of a sheep model of atrial fibrillation for preclinical prosthetic valve testing. The Journal of heart valve disease 16 (3), 314-323 Rodrigues M., Silva A.C., Águas A.P., Grande N.R. (2005). The coronary circulation of the pig heart: comparison with the human heart. European Journal of Anatomy 9 (2), 67-87 Roth D.M., Maruoka Y., Rogers J., White F.C., Longhurst J.C., Bloor C.M. (1987). Development of coronary collateral circulation in left circumflex Ameroid-occluded swine myocardium. American Journal of Physiology 253 (Heart and Circulatory Physiology 22), 1279-1288 Roth D.M., White F.C., Nichols M.L., Dobbs S.L., Longhurst J.C., Bloor C.M. (1990). Effect of long-term exercise on regional myocardial function and coronary collateral development after gradual coronary artery occlusion in pigs. Circulation 82, 1778-1789 Sabi T.M., Schmitt B., Sigler M., Zanjani K.S., Ovroutski S., Peters B., Miera O., Nagdyman N., Kuehne T., Berger F., Ewert P. (2010). Transcatheter creation of an aortopulmonary shunt in an animal model. Catheterization and Cardiovascular Interventions 75, 563-569 Sahni D., Kaur G.D., Jit H., Jit I. (2008). Anatomy & distribution of coronary arteries in pig in comparison with man. The Indian Journal of Medical Research 127 (6), 564-570 Salerno C.T., Droel J., Bianco R.W. (1998). Current state of in vivo preclinical heart valve evaluation. The Journal of Heart Valve Disease 7, 158-162 Sanders M., White F., Bloor C. (1977). Cardiovascular responses of dogs and pigs exposed to similar physiological stress. Comparative Biochemistry and Physiology 58A, 365-370 Sanders T.M., Bloor C.M. (1975). Effects of endurance exercise on serum enzyme activities in the dog, pig and man. Experimental Biology and Medicine 148 (3), 823-828 Sato K., Laham R.J., Pearlman J.D., Novicki D., Sellke F.W., Simons M., Post M.J. (2000). Efficacy of intracoronary versus intravenous FGF-2 in a pig model of chronic myocardial ischemia. The Annals of Thoracic Surgery 70, 2113-2118 Sato K., Wu T., Laham R.J., Johnson R.B., Douglas P., Li J., Sellke F.W., Bunting S., Simons M., Post M.J. (2001). Efficacy of intracoronary of intravenous VEGF 165 in a pig model of chronic myocardial ischemia. Journal of the American College of Cardiology 37, 616-623 Sharafuddin M.J.A., Gu X., Titus J.L., Urness M., Cervera-Ceballos J.J., Amplatz K. (1997). Transvenous closure of secundum artrial septal defects: preliminary results with a new self-expanding nitinol prosthesis in a swine model. Circulation 95, 2162-2168 Simoens P. (2010). Algemene anatomie van de huisdieren. Cursus Faculteit Diergeneeskunde, Gent, Ang. 5-31 Smerup M., Pedersen T.F., Nyboe C., Funder J.A., Christensen T.D., Nielsen S.L., Hjortdal V., Hasenkam J.M. (2004). A long-term porcine model for evaluation of prosthetic heart valves. Heart Surgery Forum 7 (4), 259-264 Swindle M.M., Makin A., Herron A.J., Clubb Jr.F.J., Frazier K.S. (2012). Swine as models in biomedical research and toxicology testing. Veterinary Pathology 49 (2), 344-356 Swindle M.M., Smith A.C., Laber-Laird K., Dungan L. (1994). Swine in biomedical research: management and models. Institute for Laboratory Animal Research Journal 36 (1), 1-5 Swindle M.M., Thompson R.P., Carabello B.A., Smith A.C., Green C.T., Gilette P.C. (1992). Congenital cardiovascular disease. In: Swindle M.M. (Editor) Swine as models in biomedical research. Iowa State University Press, Ames, IA, p. 176-183

27

Swindle M. M., Thompson R. P., Smith A. C., Keech G. B., Carabello B. A., Radtke W., Fyfe D., Gillette P. C. (1996). The Yucatan miniature pig model of ventricular septal defect. In: Tumbleson M. E., Schook L. B. (Eds.) Advances in swine in biomedical research. Plenum Press, New York, p. 613-620 Swindle M.M., Smith A.C. (1998). Comparative anatomy and physiology of the pig. Scandinavian Journal of Laboratory Animal Science 25, 11-21 Thim T., Hagensen M.K., Drouet L., Bal D.S.C., Bonneau M., Granada J.F., Nielsen L.B., Paaske W.P., Bøtker H.E., Falk E. (2010). Familial hypercholesterolaemic downsized pig with human-like coronary atherosclerosis: a model for preclinical studies. EuroIntervention: Journal of EuroPCR in collaboration with the Working Group on Interventional Cardiology of the European Society of Cardiology 6 (2), 261-268 Tio R.A., Tkebuchava T., Scheuermann T.H., Lebherz C., Magner M., Kearny M., Esakoff D.D., Isner J.M., Symes J.F. (1999). Intramyocardial gene therapy with naked DNA encoding vascular endothelial growth factor improves collateral flow to ischemic myocardium. Human Gene Therapy 10 (18), 29532960 Van Rijk-Zwikker G.L., Delemarre B.J., Huysmans H.A. (1994). Mitral valve anatomy and morphology: relevance to mitral valve replacement and valve reconstruction. Journal of Cardiac Surgery 9 (2 Suppl), 255-261 Vandecasteele T., Vandevelde K., Doom M., Van Mulken E., Simoens P., Cornillie P. (2013). The pulmonary veins of the pig as an anatomical model for the development of a new treatment for atrial fibrillation. Anatomia Histologia Embryologia dio: 10.1111/ahe.12099 Vilahur G., Padro T., Badimon L. (2011). Atherosclerosis and thrombosis: insights from large animal models. Journal of Biomedicine and Biotechnology 2011 article ID 901515, 1-12 Vodička P., Smetana. JR.K., Dvořánková B., Emerick T., Xu Y.Z., Ourednik J., Ourednik V., Motlík J. (2005). The miniature pig as an animal model in biomedical research. Annals of the New York Academy of Sciences 1049 (1), 161-171 Walmsley R. (1978). Anatomy of human mitral valve in adult cadaver and comparative anatomy of the valve. British Heart Journal 40, 351-366 Walters E.M., Agca Y., Ganjam V., Evans T. (2011). Animal models got you puzzled?: think pig. Annals of the New York Academy of Sciences 1245 (1), 63-64 Wang A. (2004). The research on the breeding of Guangxi Bama miniature pigs. Chinese Journal of Comparative Medicine 14, 160. Vermeld in: Li D., Ren B.H., Shen Y., Wu H., Wang C., Zhang L., Zhu J., Jing H. (2007). A swine model for long-term evaluation of prosthetic heart valves. The Australian and New Zealand Journal of Surgery 77, 654-658 Weaver M.E., Pantely G.A., Bristow J.D., Ladley H.D. (1986). A quantitative study of the anatomy and distribution of coronary arteries in swine in comparison with other animals and man. Cardiovascular Research 20 (12), 907-917 White C.J., Ramee S.R., Banks A.K., Wiktor D., Price H.L. (1992). The Yucatan miniature swine: an atherogenic model to assess the early patency rates of an endovascular stent. In: Swindle M.M. (Editor) Swine as models in biomedical research. Iowa State University Press, Ames, IA, p. 156-161 White F.C., Caroll S.M., Magnet A., Bloor C.M. (1992). Coronary collateral development in swine after coronary artery occlusion. Circulation Research 71, 1490-1500 White F.C., Roth D.M., Bloor C.M. (1986). The pig as a model for myocardial ischemia and exercise. Laboratory Animal Science 36 (4), 351-356 Xu Y., Liu Y., Li Z., Su J., Li G., Sun L. (2012). Lung remodeling in a porcine model of cyanotic congenital heart defect with decreased pulmonary blood flow. Experimental Lung Research 38 (7), 355-362 Zhang W., Ying D.J., Sun J.S. (2003). Anatomy of the heart in Banna mini-pig inbred-lines. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi 17 (1), 69-72

28