Cathétérisme cardiaque chez la souris pour mesurer le volume de pression Relation: Étudier les effets Bowditch
Summary
This article describes the measurement of murine left ventricular function via pressure/volume analysis at different heart rates.
Abstract
Les modèles animaux qui imitent les troubles cardiaques humains ont été créés pour tester des stratégies thérapeutiques potentielles. Un élément clé de l'évaluation de ces stratégies consiste à examiner leurs effets sur la fonction cardiaque. Il existe plusieurs techniques pour mesurer en mécanique in vivo cardiaque (par exemple, l'échocardiographie, les relations pression / volume, etc.). Par rapport à l'échocardiographie, ventriculaire en temps réel à gauche (LV) pression / analyse du volume via le cathétérisme est plus précise et perspicace dans l'évaluation de la fonction ventriculaire gauche. En outre, l'analyse LV volume / pression fournit la capacité d'enregistrer instantanément des changements lors des manipulations de la contractilité (par exemple, de stimulation, de β-adrénergique) et les insultes pathologiques (par exemple, l'ischémie / reperfusion). En plus du maximum (+ dP / dt) et minimale (-dP / dt) taux de variation de pression dans le LV, une évaluation précise de la fonction ventriculaire gauche via plusieurs indices indépendants de la charge (par exemple, la pression systolique de finrelation de volume et de la précontrainte recrutable travail systolique) peuvent être atteints. La fréquence cardiaque a un effet significatif sur la contractilité VG tels qu'une augmentation de la fréquence cardiaque est le principal mécanisme pour augmenter le débit cardiaque (par exemple, l'effet Bowditch). Ainsi, lorsque l'on compare les paramètres hémodynamiques entre les groupes expérimentaux, il est nécessaire d'avoir la fréquence cardiaque de façon semblable. En outre, une caractéristique de nombreux modèles cardiomyopathie est une diminution de la réserve contractile (ie, diminution de l'effet Bowditch). Par conséquent, des informations vitales peuvent être obtenues en déterminant les effets de l'augmentation de la fréquence cardiaque sur la contractilité. Nos et d'autres données ont démontré que la synthase neuronale de l'oxyde nitrique (NOS1) souris knock-out a diminué la contractilité. Ici, nous décrivons la procédure de mesure de la pression LV / volume avec augmentation de la fréquence cardiaque en utilisant le modèle de souris knock-out NOS1.
Introduction
Le but du cœur est de pomper le sang dans tout le corps afin de répondre aux besoins métaboliques de l'organisme. Depuis ces demandes fluctuent constamment (par exemple, au cours de l'exercice), le cœur doit s'adapter (à savoir, augmenter le débit cardiaque). Le cœur a conçu de nombreuses voies pour accomplir cet exploit. La manière amorcer le coeur atteint ce fait par une augmentation de la fréquence cardiaque (par exemple, l'effet Bowditch) 1. Autrement dit, comme une augmentation de la fréquence cardiaque, il en résulte une augmentation de la contractilité et de l'augmentation du débit cardiaque. Ainsi, la fonction cardiaque est extrêmement dépendant de la fréquence cardiaque. Malheureusement, la maladie cardiaque (par exemple, infarctus du myocarde, l'hypertrophie, etc.) les résultats de la fonction cardiaque pauvre dans laquelle le cœur par conséquent ne sera pas en mesure de répondre aux exigences métaboliques de l'organisme. La maladie cardiaque est la principale cause de morbidité et de mortalité dans la société occidentale. Les modèles animaux qui récapitulent beaucoup cardiomy humainopathies sont utilisés pour étudier les mécanismes moléculaires et de tester des thérapies potentielles. Pour discerner ces mécanismes et de déterminer si une thérapie peut être viable, les enquêteurs doivent évaluer la fonction cardiaque in vivo.
Il ya plusieurs manières d'évaluer la fonction cardiaque in vivo (par exemple, l'échocardiographie, IRM, etc.), qui mesurent régulièrement la fraction d'éjection, la fraction de raccourcissement, le débit cardiaque, etc. Cependant, ces paramètres sont extrêmement dépendantes postcharge, précharge, et le rythme cardiaque en plus de la contractilité 2. Contractilité mesure est indispensable pour comprendre les propriétés intrinsèques du cœur dans son environnement natif. Le maximum (dP / dt max) taux de développement de pression nous amène un pas de plus vers la compréhension de la contractilité. Malheureusement, dP / dt dépend aussi de la fréquence cardiaque et de chargement conditions 3. Par conséquent techniques ont été développées pour mesurer la charge (et le rythme cardiaque, voir beloe) indices indépendants de la contractilité du myocarde (c.-à-télésystolique relation pression-volume (ESPVR) et de la précharge recrutable travail systolique (PRSW)) 4-6. ESPVR décrit la pression maximale qui peut être développée par le ventricule à tout volume LV donné. La pente de ESPVR représente l'élastance télésystolique (SEE). PRSW est la régression linéaire de travail de course (zone délimitée par la boucle PV) avec le volume en fin de diastole. Ces procédures sont une mesure plus exacte et précise de la contractilité par rapport à des paramètres hémodynamiques tels que la fraction d'éjection, le débit cardiaque et le volume systolique. ESPVR PRSW et peuvent être obtenus par le blocage temporaire de la veine cave inférieure (VCI). Le blocage de l'IVC peut être réalisée avec un coffre fermé pour éviter l'effet de changement de la pression intrapleurale sur la fonction cardiaque.
L'augmentation de la fréquence cardiaque augmente également contraction et la relaxation 1. Ainsi, lorsque l'on compare la fonction cardiaque entre experimental groupes (par exemple, ± dP / dt), la fréquence cardiaque doivent être similaires. Toutefois, les taux cardiaques similaires habituellement ne se produisent pas dans chaque animal en raison de diverses conditions (maladie, l'intervention de la recherche, etc.). Il convient de noter que l'anesthésie (injectable et inhalé) abaisse la fréquence cardiaque. Comme la fréquence cardiaque est un déterminant majeur de la contractilité, l'anesthésie sera considérablement affecter la contractilité. Pour cette raison, nous décrivons notre procédure. En outre, une caractéristique de beaucoup de cardiomyopathies est une réserve contractile diminué (ie, un effet Bowditch diminué). Par conséquent, la fonction cardiaque doit être mesurée sur une plage de fréquences cardiaques. Nous décrivons ici comment utiliser un stimulateur (avec un coffre fermé) pour obtenir ces effets.
En plus de la fréquence cardiaque, l'oxyde nitrique (NO) est également un modulateur important de la contractilité 7. Le NO est produit par des enzymes appelées NO synthase (NOS). Nous et d'autres avons montré que des souris avec des huitièmes de finale de la NOS neuronale (NOS1 <sjusqu'à> – / -) ont émoussé contraction des myocytes et in vivo l'hémodynamique cardiaque 8,9. Cette souris est utilisé pour démontrer la mesure de la contractilité du ventricule gauche via la procédure d'analyse de pression LV / Volume effectuée à différents rythmes cardiaques.
Protocol
Representative Results
Discussion
Une étape cruciale pour cette technique pour obtenir une mesure fiable de la contractilité est le placement correcte du cathéter dans le LV. Si le cathéter est pas placé correctement, lorsque les contrats le LV les murs peuvent communiquer avec le cathéter résultant en des valeurs très élevées, et non physiologique, pression provoquant irréguliers boucles PV forme. Si nécessaire, le cathéter peut être tourné pour réaliser le placement correct. Une autre étape clé de cette technique est de vous assurer …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by NIH grants HL091986 (JPD) and HL094692 (MTZ).
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Xlyzine 100mg/ml | Ana Sed | 4821 | |
| Katamin 50mg/ml | Ketalar | 310006 | |
| Heparin | APP Pharmaceuticals | 6003922 | |
| 4-0 silk thread | Surgical specialties | SP102 | |
| 6-0 silk thread | Surgical specialties | MBKF270 | |
| Forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | |
| Curve forceps | Fine Science Tools | 11274-20 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14090-09 | |
| Vascular clamp | Fine Science Tools | 18555-03 | |
| Microscope | World precision instruments | PZM-3 | |
| Pressure catheter | Millar instruments | SPR-839 | |
| Pressure and volume system | Millar instruments | MPVS-300 | |
| PowerLab4/35 | AD instruments | N12128 | |
| LabchartPro 7 | AD instruments | ||
| Temperature controller | CWE | TC-1000 | |
| Stimulator | Grass | SD-5 | |
| Sterile glove | Micro-Touch | 1305018821 | |
| Hair remover lotion | Nair | ||
| Betadine surgical scrub | Veterinary | NDC 6761815401 | |
| Acohol | Decon Laboratories | 2801 | |
| Bovie cautery | Bovie | AA29 | |
| 1ml Syringe(26G needle) | BD | 8017299 |
Riferimenti
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