Perinatal Farede Noninvaziv Elektrokardiyografi
Summary
Burada, anestezik kullanımını gerektirmeyen erken doğum sonrası fareler için optimize edilmiş noninvaziv bir elektrokardiyografi (EKG) protokolü salıyoruz.
Abstract
Elektrokardiyografi (EKG) uzun hastalık hem insan hem de hayvan modellerinde kardiyovasküler (ve kardiyopulmoner) fonksiyonu değerlendirmek etkili ve güvenilir bir yöntem olarak dayanıyordu. Bireysel kalp hızı, ritim ve düzenlilik, EKG toplanan kantitatif parametreler ile birlikte, kardiyak iletim sisteminin bütünlüğünü nyanıt larının yanı sıra kardiyak döngüentegre fizyolojisini değerlendirmek için hizmetvermektedir. Bu makalede, anestezik kullanımına gerek kalmadan, perinatal ve neonatal fare yavrularında ilk doğum sonrası gün kadar erken bir zamanda noninvaziv EKG yapmak için kullanılan yöntem ve tekniklerin kapsamlı bir tanımı yer almaktadır. Bu protokol, yeni doğan farelerde EKG elde etmek için standart laştırılmış ve tekrarlanabilir bir yönteme duyulan ihtiyacı doğrudan gidermek üzere tasarlanmıştır. Çevirisel açıdan bakıldığında, bu protokol transgenik fare hatları kullanılarak üretilen konjenital kardiyopulmoner defektlerin karakterizasyonunda ve özellikle ilk doğum sonrası günlerde veya doğum sonrası dönemde ölümcülliğe neden olan defektlerin analizinde tamamen etkili olduğunu kanıtlamaktadır. Bu protokol aynı zamanda erken doğum sonrası kardiyak iletim sisteminin olgunlaşması ile ilişkili normatif verileri karakterize etmek ve sağlamak için bilimsel literatürdeki bir boşluğu doğrudan gidermeyi amaçlamaktadır. Bu yöntem belirli bir doğum sonrası zaman dilimi ile sınırlı değildir, daha ziyade doğum sonrası gün 10 (P10), doğumsal kalp hastalığı (KH) özellikle vurgu ile, in vivo insan hastalıklarının modellemeiçin kritik öneme sahip bir pencere yenidoğan fare yavruları EKG veri toplama sağlar.
Introduction
Kardiyak fonksiyon farklı şekillerde ölçülebilir, en yaygın elektrokardiyografi kullanımı içerir (EKG) kalp yoluyla elektrik akımı iletimi analiz etmek gibi genel kardiyak döngüsü ve fonksiyonu1. Elektrokardiyografi, hem insan hem de hayvan hastalıklarında kardiyak anomalilerin tanımlanması ve karakterize edilmesi nde yararlı bir tanı aracı olmaya devam etmektedir1,2. Elektrokardiyogram okumasındaki düzensizlikler anormal kardiyak gelişimde (örn. konjenital kalp hastalığı (KH)) bulunabilir ve altta yatan miyokartyumun bütünlüğü ve/veya işlevindeki kusurları düşündüren kalp hızında (örn. bradikardi) ve ritimde (örn. “kalp blokları”) değişiklikler olarak kendini gösteren aritmileri içerebilir. Bu gibi değişiklikler hastaları yaşamı tehdit eden kardiyak disfonksiyona (örn. konjestif kalp yetmezliği ve/veya kalp durması) yatkınlık ve mortalite artışı3,4. Şiddetli ve tedavi edilmeyen KCHD ile yüksek mortalite oranları göz önüne alındığında, bu erken postnatal dönemde EKG toplamak için standart ve tekrarlanabilir bir yöntem geliştirilmesi önemlidir.
Biz bu sorunu çözmek için ilk olmasa da, bir fare yavruları üzerinde EKG toplama önceki yöntemler geleneksel invaziv prosedürler (deri altı iğne veya tel elektrotlar) ve / veyaanestezik kullanımı dahilettik 5,6,7. Noninvaziv EKG analizi yapmanın avantajları arasında ağrıyı en aza indirmek ve hayvan üzerindeki stresi geri alma yer almaktadır. Deneyci hala yavru strese neden olma konusunda dikkatli olmalıdır, cihaz doğru veri üretmek için ortak stres önlemek için tasarlanmıştır. Kardiyak fonksiyonun değerlendirilmesi bağlamında, kardiyopulmoner anormallikleri olabilecek hayvanlara anestezi getirilmesi altta yatan koşulları maskeleyebilir ve hatta şiddetlendirebilir. Anestezikler hücrelerin depolarizasyonunu ve/veya repolarizasyonunu değiştirerek elektrikiletimini etkileyebilir. Son olarak, anestezi kullanımı hipotermi için artan bir risk yenidoğan yavrusu koyabilirsiniz, hangi daha da herhangi bir doğal patoloji şaşırtmak olabilir. Aşağıdaki protokol herhangi bir anestezik, invaziv prosedürler veya yavru için belirgin rahatsızlık tanıtmak değildir. Ekipman kurulumu tamamlandıktan sonra, hayvanı içeren cihaz kurulumu ve veri toplama verimli bir şekilde tamamlanabilir ve ardından yavrular annelerine iade edilebilir. Ayrıca, bu sistem tekrar ve / veya seri analizler, zaman içinde analiz gerektiren deneyler için ideal, farmakolojik tedaviler, vb giriş için izin verir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Perinatal gün 1 fare yavrusu toplanan veri noktaları yetişkin fareler için beklenen ortalama değerlerin biraz altındadır (dakikada 500-700 atım). 8 Fare yaşlandıkça kalp hızında artış olur ve bu da beklenen değerlere daha fazla denk gelir (Tablo 1). Ancak, normatif değerlerin yaşa özel bir şekilde belgelendirilmesi gerektiği fikrini destekleyen yenidoğan değerlerinin bu aralığın alt ucunda olduğunu vurgulamak önemlidir. Bu yöntem, farede fiziksel travm…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar tasarruf küçük Hearts Society (KLT), UNE COBRE Programı (NIGMS hibe numarası P20GM103643 cömert destek kabul; LAF) ve New England Üniversitesi’nde SURE Bursu Programı (VLB), yanı sıra Ashish More (iWorx, Dover, NH) hasta teknik destek. Şekil 3, Şekil 4 ve Şekil S1 Biorender yazılımı ile oluşturulmuştur.
Materials
| LabScribe4 | iWorx | LabScribe4 | Software used to record ECG | https://www.iworx.com/users/teaching.php |
| Neonatal Mouse ECG & Respiration System | iWorx | RS-NMECG : Neonatal Mouse ECG | ECG device | https://www.iworx.com/research/cardiac-function/rs-nmecg/ |
| Tensive Conductive Adhesive Gel | Parker Laboratories, Inc | 22-60 | Tac-gel used as conductive gel for ECG | https://www.parkerlabs.com/tensive.asp |
References
- Pappano, A. J., Wier, W. G. . Cardiovascular Physiology. 11, 40-41 (2019).
- Kaese, S., Verheule, S. Cardiac electrophysiology in mice: A matter of size. Frontiers in Physiology. 3, 1-19 (2012).
- Sisakian, H. Cardiomyopathies: Evolution of pathogenesis concepts and potential for new therapies. World Journal of Cardiology. 6 (6), 478-494 (2014).
- London, B. Cardiac Arrhythmias: From (Transgenic) Mice to Men. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 12 (9), 1089-1091 (2001).
- Zehendner, C. M., Luhmann, H. J., Yang, J. -. W. A Simple and Novel Method to Monitor Breathing and Heart Rate in Awake and Urethane Anesthetized Newborn Rodents. PLoS ONE. 5, 62628 (2013).
- Zhao, Y., et al. Dry-contact microelectrode membranes for wireless detection of electrical phenotypes in neonatal mouse hearts. Biomedical Microdevices. 17 (2), 40 (2015).
- Cao, H., et al. Wearable multi-channel microelectrode membranes for elucidating electrophysiological phenotypes of injured myocardium. Integrative Biology. 6 (8), 789 (2014).
- Ho, D., et al. Heart rate and electrocardiography monitoring in mice. Current Protocols in Mouse Biology. 1 (1), 123-139 (2011).
- Heier, C. R., Hampton, T. G., Wang, D., DiDonato, C. J. Development of electrocardiogram intervals during growth of FVB/N neonate mice. BMC Physiology. 10, 16 (2010).
- Heier, C. R., DiDonato, C. J. ECG in neonate mice with spinal muscular atrophy allows assessment of drug efficacy. Frontiers Biosciences (Elite Ed). 7, 107-116 (2015).
- Chu, V., et al. Method for noninvasively recording electrocardiograms in conscious mice. BMC Physiology. 1, 6 (2001).
- Patel, S. I., Souter, M. J. Equipment-related electrocardiographic artifacts: causes, characteristics, consequences, and correction. Anesthesiology. 108 (1), 138-148 (2008).
- Castellan, R. F. P., Thomson, A., Moran, C. M., Gray, G. A. Electrocardiogram-gated kilohertz visualisation (EKV) ultrasound allows assessment of neonatal cardiac structural and functional maturation and longitudinal evaluation of regeneration after injury. Ultrasound in Medicine and Biology. 46 (1), 167-179 (2020).
