انقباض القياسات على العضلات الحليمية معزولة للتحقيق في القلب Inotropy في الفئران
Summary
ترك الفئران العضلات الحليمية البطين يمكن استخدامها لتحقيق انقباض القلب في المختبر. توضح هذه المقالة بالتفصيل العزلة والبروتوكولات التجريبية لدراسة خصائص مقلص القلب.
Abstract
العضلات الحليمية المعزولة من قلوب الماوس الكبار يمكن استخدامها لدراسة انقباض القلب خلال مختلف الفسيولوجية / الحالات المرضية. يمكن تقييم الخصائص مقلص بمعزل عن التأثيرات الخارجية مثل الأوعية الدموية توترية أو وضع عصبي هرموني. وهو يصور منهج علمي بين القياسات خلية واحدة مع myocytes القلب المعزولة والدراسات المجراة مثل ضربات القلب. وبالتالي، فإن الاستعدادات العضلات الحليمية بمثابة نموذجا ممتازا لدراسة علم وظائف الأعضاء قلبية / الفيزيولوجيا المرضية، ويمكن استخدامها لإجراء تحقيقات مثل تعديل من قبل وكلاء الدوائية أو استكشاف النماذج الحيوانية المعدلة وراثيا. هنا، نحن تصف طريقة لعزل العضلات الحليمية الأمامي الأيسر الفئران للتحقيق انقباض القلب في الإعداد حمام الجهاز. على النقيض من إعداد الشريط العضلات المعزولة من الجدار البطيني، والعضلات الحليمية يمكن إعداد جملة وتفصيلا دون الإضرار TISSU العضلاتالبريد بشدة. يتكون الإعداد حمام الجهاز العديد من التجهيز الكهربائي غرف حمام الجهاز، بالغاز والتحكم في درجة حرارته. يتم إصلاح العضلات الحليمية معزولة في غرفة حمام جهاز وحفز كهربائيا. يتم تسجيل قوة نشل أثار باستخدام محول الضغط والمعلمات مثل نشل القوة السعة ونشل ويتم تحليل حركية. بروتوكولات تجريبية مختلفة يمكن القيام بها لتحقيق بالكالسيوم وانقباض تعتمد على التردد فضلا عن منحنيات الاستجابة للجرعة وكلاء مقلص مثل الكاتيكولامينات أو غيرها من المستحضرات الصيدلانية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن محاكاة ظروف مرضية مثل نقص التروية الحاد.
Introduction
التحقيق في البروتينات مثل القنوات الأيونية في اشارة دورها لانقباض القلب ضروري لاكتشاف pathomechanisms المختلفة ووضع استراتيجيات علاجية جديدة لعلاج أمراض القلب مثل نقص التروية وفشل القلب.
ومن المعروف ظيفة مقلص العضلية الثدييات إلى أن منظم من قبل القنوات الأيونية مختلفة، النقل وغيرها من البروتينات. إمكانات العمل أثار تفعيل الجهد تعتمد sarcolemmal L من نوع كا 2+ قنوات الكالسيوم يؤدي إلى تدفق 2+ من الفضاء خارج الخلية، وبعد ذلك الى كا كا 2+ يسببها 2+ إطلاق سراح (CICR) 1، والذي يؤدي الانكماش الخلوية 2. كاليفورنيا 2+ -signaling يلعب دورا مركزيا في انقباض القلب والتكيف مع الإجهاد الفسيولوجية أو المرضية. الكاتيكولامينات تنشيط مستقبلات β الأدرينالية القلب، وبالتالي تحفيز محلقة أدينيليل (AC) الذي يجمع المخيم. يجري تفعيلها، من البروتينن كينيز (PKA) phosphorylates مختلفة داخل وغشاء البروتينات المرتبطة مثل L-نوع كا 2+ القنوات، فسفولامبان وryanodine المستقبلات مما يؤدي إلى تعديل من الكالسيوم 2+ العابرين والقلب انقباض 1،3،4. تتحلل المخيم فسفودايستراز (PDE). تنشيط مستقبلات غس إلى جانب غيرها من β-adrenoceptors يؤدي أيضا إلى تراكم المخيم.
يتم تأسيس تقنية القياسات انقباض في عضلة البطين معزولة شرائط جيدا لأنواع الثدييات الكبيرة 5-8. استنادا إلى إمكانية استهداف الجينات في الفئران فمن المهم وضع طرق لتحليل علم وظائف الأعضاء قلبية الفئران. ومع ذلك فإن البيانات المتوفرة حول الخصائص الفسيولوجية للالاستعدادات العضلات المعزولة في الفئران تختلف باختلاف ظروف تجريبية 12/09.
يستخدم الأسلوب هو موضح لتحليل انقباض القلب من اليسار قبل العضلات الحليمية البطينparations في المختبر. يتم إجراء التحقيق في انقباض القلب في غياب تأثيرات تعديل انقباض القلب في الجسم الحي، مثل ضغط الدم، وتحفيز عصبي هرموني والاجهاد البدني أو التمثيل الغذائي. معدل الضرب من إعداد العضلات التعاقد يمكن تعريفه بدقة وتغيرت بشكل تعسفي. ويمكن تحليل نشل القوة في سياق مؤثرات معينة مثل تركيز الكالسيوم، والضرب التردد أو درجة الحرارة. وبالإضافة إلى ذلك، وهذه الطريقة يمكن استخدامها لتحقيق مختلف مكونات مسار الإشارات ومقارنة أداء القلب من نماذج الماوس المعدلة وراثيا عن طريق التحكم في ظروف تجريبية المذكورة أعلاه.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذه المخطوطة وصفنا أسلوبا للتحقيق في انقباض العضلات الحليمية الفئران في المختبر والتي يمكن استخدامها للإجابة على عدة أسئلة علمية تتعلق فسيولوجيا القلب وأمراض في الفئران وكذلك لدعم تحليل خطوط المعدلة وراثيا واكتشاف نهج الأدوية الجديدة لعلاج الخلل في القلب. …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل جمعية الألمانية للبحوث (KFO 196 "Signaltransduktion باي adaptativen اوند maladaptiven kardialen إعادة تشكيل-Prozessen"، FR 1638 / 1-2) وقبل (مركز DZHK الألماني لأبحاث القلب والأوعية الدموية، وهو جزء من مراكز الألمانية للبحوث الصحية ، وهو BMBF (الوزارة الاتحادية للتعليم والبحوث) المبادرة).
Materials
| Sodium chloride | Sigma-Aldrich | S7653 | |
| Sodium bicarbonate | Sigma-Aldrich | S5761 | |
| Potassium chloride | Sigma-Aldrich | P9333 | |
| Glucose | Sigma-Aldrich | D9434 | |
| Sodium pyruvate | Sigma-Aldrich | P5280 | |
| Calcium chloride dihydrate | Sigma-Aldrich | 223506 | |
| Magnesium sulfate heptahydrate | Sigma-Aldrich | 230391 | |
| Potassium phosphate monobasic | Sigma-Aldrich | P 5655 | |
| 2,3-Butanedione monoxime | Sigma-Aldrich | B0753 | |
| Forskolin | Sigma-Aldrich | F3917 | Hazard statement H312, solve in DMSO |
| 3-?Isobutyl-?1-?methylxanthine | Sigma-Aldrich | I5879 | Hazard statement H 302, solve in DMSO |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | D2650 | |
| Isoprenaline hydrochloride | Sigma-Aldrich | I5627 | Hazard statement H 315-H319-H335 |
| Sodium Heparine 250.000 IE/10ml | ratiopharm | PZN 3874685 | |
| Histamine dihydrochloride | Sigma-Aldrich | H7250 | Hazard statement H 315-H 317-H319- H334-H335 |
Riferimenti
- Endoh, M. Cardiac Ca2+ signaling and Ca2+ sensitizers. Circ J. 12 (12), 1915-1925 (2008).
- Bers, D. M. Calcium cycling and signaling in cardiac myocytes. Annu Rev Physiol. 70, 23-49 (2008).
- Bers, D., Despa, S. M. Na/K-ATPase—an integral player in the adrenergic fight-or flight response. Trends Cardiovasc Med. 19, 111-118 (2009).
- Bers, D. M. Cardiac excitation–contraction coupling. Nature. 415, 198-205 (2002).
- Pieske, B., et al. al. Ca(2+)-dependent and Ca(2+)-independent regulation of contractility in isolated human myocardium. Basic Res Cardiol. 92, 75-86 (1997).
- Corbin, J. Sildenafilcitrate does not affect cardiac contractility in human or dog heart. Curr Med ResOpin. 19 (8), 747-752 (2003).
- Romero-Vecchione, E., Vasquez, J., Rosa, F. Direct negative inotropic effect of cocaine in rat ventricle strip. Acta Cient Venez. 47 (1), 17-23 (1996).
- Näbauer, M., et al. Positive inotropic effects in isolated ventricular myocardium from nonfailing and terminally failing human hearts. Eur J Clin Invest. 18 (6), 600-606 (1988).
- Gao, W. D., Perez, N. G., Marban, E. Calcium cycling and contractile activation in intact mouse cardiac muscle. J Physiol. 507, 175-184 (1998).
- Bluhm, W. F., Kranias, E. G., Dillmann, W. H., Meyer, M. Phospholamban: a major determinant of the cardiac force-frequency relationship. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 278 (1), H249-H255 (2000).
- Redel, A., Baumgartner, W., Golenhofen, K., Drenckhahn, D., Golenhofen, N. Mechanical activity and force-frequency relationship of isolated mouse papillary muscle: effects of extracellular calcium concentration, temperature and contraction type. Pflugers Arch. 445 (2), 297-304 (2002).
- Uhl, S., Mathar, I., Vennekens, R., Freichel, M. Adenylyl cyclase-mediated effects contribute to increased Isoprenaline-induced cardiac contractility in TRPM4 deficient mice. JMCC. 74, 307-317 (2014).
- Allen, D. G., Jewell, B. R., Wood, E. H. Studies of the contractility of mammalian myocardium at low rates of stimulation. J Physiol. 254 (1), 1-17 (1976).
- Pieske, B., Maier, L. S., Schmidt-Schweda, S. Sarcoplasmic reticulum Ca2+ load in human heart failure. Basic Res Cardiol. 97, 163-171 (2002).
- Koch-Weser, J., Blinks, J. R. The Influence of the Interval between Beats on Myocardial Contractility. Pharmacol Rev. 15, 601-652 (1963).
- Bocalini, D. S. Myocardial remodeling after large infarcts in rat converts post rest-potentiation in force decay. Arq Bras Cardiol. 98 (3), 243-251 (2012).
- Juggi, J. S. Effect of ischemia-reperfusion on the post-rest inotropy of isolated perfused rat heart. J Cell Mol Med. 6 (4), 621-630 (2002).
- Lakatta, E. G. Beyond Bowditch: the convergence of cardiac chronotropy and inotropy. Cell Calcium. 35 (6), 629-624 (2004).
- Taylor, D. G., Parilak, L. D., LeWinter, M. M., Knot, H. J. Quantification of the rat left ventricle force and Ca2+ -frequency relationships: similarities to dog and human. Cardiovasc Res. 61 (1), 77-86 (2004).
- Schmidt, U., Hajjar, R. J., Gwathmey, J. K. The force-interval relationship in human myocardium. J Card Fail. 1 (4), 311-321 (1995).
- Rossman, E. I., Petre, R. E., Chaudhary, K. W., Piacentino, V. 3. r. d., Janssen, P. M., Gaughan, J. P., Houser, S. R., Margulies, K. B. Abnormal frequency-dependentresponses represent the pathophysiologic signature of contractile failure inhuman myocardium. JMCC. 36 (1), 33-42 (2004).
- Moran, A. E., Forouzanfar, M. H., Roth, G. A., Mensah, G. A., Ezzati, M., Murray, C. J., Naghavi, M. Temporal trends in ischemic heart disease mortality in 21 world regions, 1980 to 2010: the Global Burden of Disease 2010 stud. Circulation. 129 (14), 1483-1492 (1980).
- Lee, J. A., Allen, D. G. Changes in intracellular free calcium concentration during long exposures to simulated ischemia in isolated mammalian ventricular muscle. Circ Res. 71 (1), 58-69 (1992).
