Mess Druck Volumen Loops in der Maus

Summary

Diese Handschrift beschreibt ein detailliertes Protokoll für die Erfassung von Druck-Volumen-Daten von der Maus.

Abstract

die Ursachen und den Verlauf von Herzerkrankungen zu verstehen, stellt eine erhebliche Herausforderung für die biomedizinische Gemeinschaft. Die genetische Flexibilität der Maus bietet ein großes Potenzial Herzfunktion auf molekularer Ebene zu erforschen. Die Maus geringe Größe hat, um die Durchführung detaillierter kardiale Phänotypisierung einige Herausforderungen in Bezug präsentieren. Die Miniaturisierung und andere Fortschritte in der Technologie haben viele Methoden der Herz Beurteilung möglich, in der Maus. Davon stellt die simultane Erfassung von Druck und Volumendaten ein detailliertes Bild der Herzfunktion, die nicht durch eine andere Modalität ist. Hier ein detailliertes Verfahren für die Erfassung von Druck-Volumen-Schleifendaten beschrieben. Eingeschlossen ist eine Diskussion über die Prinzipien, die Messungen und die möglichen Fehlerquellen zugrunde liegen. Betäubungsmittel-Management und chirurgische Ansätze werden ausführlich diskutiert, da sie beide entscheidend für die Erzielung hoher Qualität hämodynamische Messung sinds. Die Grundsätze der hämodynamischen Protokollentwicklung und relevante Aspekte der Datenanalyse werden ebenfalls angesprochen.

Introduction

Kardiovaskuläre Erkrankungen weiterhin in der ganzen Welt ¹ eine wesentliche Ursache für Mortalität und Morbidität zu sein. Erkrankungen des Herz präsentieren besonders schwierigen Herausforderungen in die Entwicklung neuer Therapien. Fortschritte in der Genetik bieten die Möglichkeit eine Vielzahl von potentiellen genetischen Beiträger zur Entwicklung von Herzerkrankungen zu identifizieren. Die integrative Natur des Herz-Kreislauf-System erfordert, dass diese genetische Ziele in intakten Tiermodellen geprüft. Die genetischen Flexibilität und geringe Kosten Gehäuse der Maus haben sie an die Spitze für die Beurteilung der physiologischen Rolle eines gegebenen Gens gebracht. Die geringe Größe der Maus stellt einige einzigartige Herausforderungen für die Beurteilung der Herzfunktion. Es gibt verschiedene Modalitäten, die Informationen bezüglich der Herzfunktion liefern kann, sondern nur die gleichzeitige Messung von ventrikulären Druck und Volumen ermöglicht Druck-Volumen (PV) loop Analyse der Ventrikelfunktion. PV-Schleifen alleow Herzfunktion wird unabhängig von seiner Verbindung mit dem Gefäßsystem analysiert; ein wichtiger Faktor für die funktionelle Rolle eines bestimmten genetischen Elements zu bestimmen.

Die Bewertung der Druck-Volumen – Schleifen ist seit vielen Jahren sowohl experimentell als auch klinisch eingesetzt und umfangreiche Literatur existiert in Bezug auf die Analyse dieser Daten setzt ^2,3. Die Anpassung der PV – Loop – Technologie an die Maus einen wichtigen Fortschritt für das Verständnis von murinen Herzphysiologie ^4-6 hat. Katheter basierend PV loop Technologien Paar einen Druckwandler und die Verwendung von Leitwert ventrikulären Volumen abzuschätzen. Das ventrikuläre Volumen wird durch Prüfen Änderungen in einem elektrischen Feld, erzeugt durch den Katheter bestimmt. Dieses Verfahren modelliert die Ventrikel als Zylinder, dessen Höhe durch den Abstand zwischen den Elektroden auf dem Katheter und dem Radius definiert ist, wird durch Leitung eines elektrischen Feldes durch das Blut berechneteder Ventrikel ^7-9. Das Leitfähigkeitssignal durch den Katheter gemessen, hat zwei Komponenten. Die erste ist die Leitung durch das Blut; Dies ändert sich mit dem Volumen des Ventrikels und bildet das Primärsignal verwendet ventrikuläre Volumen zu bestimmen. Die zweite Komponente resultiert aus Leitung durch und entlang der Wand des Ventrikels. Dies wird parallel Leitfähigkeit genannt und muss, um die absolute ventrikuläre Volumen zu bestimmen, entfernt werden. Es gibt zwei kommerziell erhältlichen Systeme für die Erfassung von Druck-Volumen – Daten im Forschungslabor und das Verfahren für die Berechnung und die Parallelleitfähigkeit entfernen ist der Hauptunterschied zwischen ihnen ^6,10,11. Konduktanz Katheter erfordern die Injektion von hypertonischer Kochsalzlösung für die Berechnung der Parallelleitfähigkeit. Diese Injektion verändert vorübergehend die Leitfähigkeit des Blutes im Ventrikel, während die Leitfähigkeit der Wand konstant bleibt. Aus diesen Daten ist es möglich, die zu bestimmenBestandteil des Leitwert-Signal, das aus dem Blut stammt, und was kommt von der Ventrikelwand. Dieser Ansatz geht davon aus, dass parallel Leitfähigkeit nicht während des Herzzyklus variiert. Die Admittanz Verfahren beruht auf Phasenänderungen in dem elektrischen Feld, um den Beitrag der Ventrikelwand zum Gesamtvolumen Signal zu beurteilen. Dieses Verfahren beruht auf einer Vielzahl von vorbestimmten Konstanten für die Leitfähigkeit des Blutes und Myokard das Endvolumen zu bestimmen, sondern macht kontinuierliche Maßnahmen parallel Leitfähigkeit während des Herzzyklus. Beide Systeme bieten gute Schätzungen der linksventrikulären Volumen und die Unterschiede zwischen ihnen sind nicht geeignet, physiologisch signifikant ist. Das zylindrische Modell des Ventrikels und anderen Annahmen machen diese katheterbasierte Ansätze nicht so genau wie die anderen Modalitäten, aber diese Daten werden auf einer Beat-by-Beat-Basis zur Verfügung gestellt, die für die Beurteilung der lastunabhängigen Maßnahmen der Herzfunktion wesentlich ist.

Das hier beschriebene Verfahren ist in meinem Labor verwendet und hat sich für eine große Anzahl von Studien zur Verfügung gestellten Daten , die grundlegenden pathophysiologischen Mechanismen der dystrophischen Kardiomyopathie Prüfung ^18.12. Die folgende Vorgehensweise skizziert ist eine von zwei, die verwendet werden können, um PV Schleifendaten erhalten. Während viele der Grundsätze für die beiden Ansatz anwendbar sind, wird dieses Protokoll auf eine offene Brust apikal Ansatz konzentrieren; ein geschlossener Brust – Protokoll wurde an anderer Stelle ausführlich ^19,20. Während das Verfahren im Detail beschrieben werden, die wichtige übergeordneten Prinzipien sind das Herz mit minimalem Schaden entweder an das Herz oder die Lunge zu belichten. Während des Protokolls ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass dies ein nicht-Überleben Verfahren ist und dass eine gute Belichtung des Herzens, die ist von entscheidender Bedeutung für die richtige Platzierung des Katheters.

Protocol

Vor der Durchführung in diesem Protokoll beschrieben mit einem der Verfahren, erhalten Genehmigung durch die lokalen institutionellen Tierpflege und Verwendung Ausschuss. 1. Einrichten des Experimental Rig Hinweis: Dieses Verfahren wird durchgeführt bei anästhesierten Tieren und die Qualität der Daten ist proportional zur Qualität des Anästhetikums Unterstützung für das Tier angeboten. Dieser erste Abschnitt Willen Detail der Ausrüstung un…

Representative Results

Per Konvention Volumen ist auf der X-Achse und der Druck auf der Y-Achse aufgetragen , wie in 1. Die Druck-Volumen – Schleifen aus Plotten Druck gegen Volumen ein Rechteck ähneln sollen, die vertikalen Kanten darstellt isovolumetrischen Druckänderungen (dh wenn beide Mitral- und Aortenklappen sind geschlossen). Die untere horizontale repräsentiert durch die Mitralklappe und dem oberen horizontalen Abschnitt darstellt ventrikulären Entleerung durch die Aorten…

Discussion

Es gibt drei kritische Schritte in diesem Verfahren: 1) die Anordnung des Endotrachealtubus und geeignete Belüftung, 2) Platzierung des jugulare IV-Katheter, und 3) die richtige Platzierung des PV Katheters in den linken Ventrikel. die entsprechende Atemfrequenz zu bestimmen ist ein wichtiger Teil Beatmungsunterstützung bereitzustellen. Conscious Mäuse im Allgemeinen Alveolarventilation mit schnelle flache Atemzüge halten. In der Regel wird belüftet Mäuse haben viel größeren Hubvolumen. Somit wird ein langsamer …

Materials

Dumont 5/45 (2)	Fine Science Tools	11251-33
Vessel Dilating Forceps	Fine Science Tools	18153-11
Castroviejo Micro Dissecting Spring Scissor	Roboz Instruments	RS-5668
Octogon Forceps – Serrated/Curved	Fine Science Tools	11041-08
Octogon Forceps – Serrated/Straight	Fine Science Tools	11040-08
Dissector Scissors- Heavy Blade	Fine Science Tools	14082-09
Transpore Surgical Tape	3M	1527-1
3-0 Silk Suture	Fine Science Tools	18020-30
TOPO Ventilator	Kent Scientific	TOPO
Martin ME 102 Electrosurgical Unit	Harvard Apparatus	PY2 72-2484
Syringe Pump	Lucca Technologies	GenieTouch
Stereomicroscope with boom stand	Nikon	SMZ-800N
Thermocouple Thermometer	Cole Parmer	EW-91100-40
T/Pump Warm Water Recirculator	Kent Scientific	TP-700
ADVantage Pressure-Volume System	Transonic	ADV500
Data Acquision and Analysis	DSI	Ponemah ACQ-16