La medición de volumen de bucles de presión en el ratón
Summary
Este manuscrito describe un protocolo detallado para la recogida de los datos de presión-volumen del ratón.
Abstract
La comprensión de las causas y la progresión de la enfermedad cardíaca presenta un reto importante para la comunidad biomédica. La flexibilidad genética del ratón ofrece un gran potencial para explorar la función cardíaca en el nivel molecular. El pequeño tamaño del ratón presenta algunos desafíos en lo que respecta a la realización de fenotipificación cardiaca detallada. Miniaturización y otros avances en la tecnología han hecho muchos métodos de evaluación cardíaca posible en el ratón. De éstas, la recolección simultánea de los datos de presión y volumen ofrece una visión detallada de la función cardiaca que no está disponible a través de cualquier otra modalidad. Aquí se describe un procedimiento detallado para la recogida de datos de bucle presión-volumen. Se incluye una discusión de los principios subyacentes a las medidas y las posibles fuentes de error. El manejo anestésico y un procedimiento quirúrgico se discuten en gran detalle ya que ambos son fundamentales para la obtención de mediciones hemodinámicas de alta calidads. También se abordan los principios del desarrollo del protocolo hemodinámico y aspectos relevantes de análisis de datos.
Introduction
La enfermedad cardiovascular sigue siendo una causa importante de mortalidad y morbilidad en el mundo entero 1. Enfermedades del corazón presentan retos particularmente difíciles en el desarrollo de nuevas terapias. Los avances en genética prevén la posibilidad de identificar una multitud de posibles contribuyentes genéticas para el desarrollo de enfermedades del corazón. La naturaleza integradora del sistema cardiovascular requiere que estas dianas genéticas ser validados en modelos animales intactos. La flexibilidad y bajos costos de vivienda genéticos del ratón han traído al primer plano para la evaluación de la función fisiológica de un determinado gen. El pequeño tamaño del ratón presenta algunos desafíos únicos para la evaluación de la función cardíaca. Existen varias modalidades que pueden proporcionar información sobre la función cardíaca, pero sólo la medición simultánea de la presión ventricular y el volumen permite a presión-volumen (PV) análisis de ciclos de la función ventricular. PV todos los loopsla función cardíaca ow a analizar independiente de su conexión a la vasculatura; un factor importante para determinar el papel funcional de un elemento genético particular.
La evaluación de los bucles de presión-volumen se ha utilizado tanto experimental como clínicamente durante muchos años y existe una amplia literatura sobre el análisis de estos conjuntos de datos 2,3. La adaptación de la tecnología de bucle de PV para el ratón ha sido un avance importante para la comprensión de la fisiología cardiaca murino 4-6. Catéter tecnologías de bucle PV basado pareja un transductor de presión y el uso de conductancia para estimar el volumen ventricular. El volumen ventricular se determina mediante el examen de los cambios en un campo eléctrico generado por el catéter. Este modelos Método El ventrículo como un cilindro, la altura de los cuales se define por la distancia entre los electrodos en el catéter y el radio se calculan a partir de la conducción de un campo eléctrico a través de la sangre enel ventrículo 7-9. La señal de la conductancia medida por el catéter tiene dos componentes. La primera es la conducción a través de la sangre; esto varía con el volumen del ventrículo y constituye la señal principal que se utiliza para determinar el volumen ventricular. El segundo componente resulta de la conducción a través ya lo largo de la pared del ventrículo. Esto se conoce como la conductancia en paralelo y se debe quitar con el fin de determinar el volumen ventricular absoluta. Hay dos sistemas disponibles en el mercado para la recogida de los datos de presión-volumen en el laboratorio de investigación y el método utilizado para calcular y eliminar la conductancia en paralelo es la principal diferencia entre ellos 6,10,11. catéteres conductancia requieren la inyección de la solución salina hipertónica para el cálculo de la conductancia en paralelo. Esta inyección cambia transitoriamente la conductividad de la sangre en el ventrículo, mientras que la conductividad de la pared se mantiene constante. De estos datos es posible determinar lacomponente de la señal de conductancia que se origina a partir de la sangre y lo que viene de la pared ventricular. Este enfoque supone que la conductancia en paralelo no varía durante el ciclo cardíaco. El método de admisión se basa en cambios de fase en el campo eléctrico para evaluar la contribución de la pared ventricular a la señal de volumen general. Este método se basa en una variedad de constantes predeterminados para la conductividad de la sangre y el miocardio para determinar el volumen final, pero hace que las medidas continuas de la conductancia en paralelo durante el ciclo cardíaco. Ambos sistemas proporcionan buenas estimaciones del volumen del ventrículo izquierdo y las diferencias entre ellos no es probable que sean fisiológicamente significativa. El modelo cilíndrico del ventrículo y otros supuestos rinden estos enfoques basados en catéter no es tan exacto como otras modalidades, pero no se proporciona esta información en una base de latido a latido que es esencial para la evaluación de la carga medidas independientes de la función cardíaca.
El procedimiento que se describe aquí se usa en mi laboratorio y ha proporcionado datos para un gran número de estudios que examinan los mecanismos fisiopatológicos básicos de cardiomiopatía distrófica 12-18. El procedimiento descrito a continuación es uno de los dos que se puede utilizar para obtener datos de bucle PV. Mientras que muchos de los principios son aplicables para uno u otro enfoque, este protocolo se centrará en un enfoque apical abierta de tórax; un protocolo de tórax cerrado se ha detallado en otro lugar 19,20. Si bien se describirá el procedimiento en detalle, los principios generales son importantes para exponer el corazón con un daño mínimo o bien el corazón o los pulmones. A lo largo del protocolo es importante recordar que se trata de un procedimiento no la supervivencia y que tiene una buena exposición del corazón es de vital importancia para la correcta colocación del catéter.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hay tres pasos críticos en este procedimiento: 1) la colocación del tubo endotraqueal y ventilación adecuada, 2) la colocación del catéter IV yugular, y 3) la colocación correcta del catéter PV en el ventrículo izquierdo. La determinación de la tasa respiratoria adecuada es una parte importante de proporcionar soporte ventilatorio. ratones conscientes generalmente mantienen la ventilación alveolar con respiraciones superficiales rápidas. En general, los ratones ventilados tendrán volúmenes corrientes mucho …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
El autor desea reconocer la financiación del NHLBI (K08 HL102066 y R01 HL114832).
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 |
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