Farelerde Kardiyak inotropiyi Soruşturma İzole papiller Kaslar kontraktilite Ölçümleri
Summary
Murin sol ventrikül papiller kas in vitro kardiyak kontraktiliteyi araştırmak için kullanılabilir. Bu makalede ayrıntılı olarak izolasyon ve deneysel protokoller kalp kasılma özelliklerini incelemek için açıklar.
Abstract
Yetişkin fare kalpleri izole papiller kas farklı fizyolojik / patolojik koşullar kardiyak kontraktiliteyi incelemek için kullanılabilir. Kasılma özellikleri bağımsız gibi damar tonusunu veya nörohumoral durumu gibi dış etkilerden değerlendirilebilir. Bu izole kardiyak miyositler tek hücreli ölçümler arasında ve ekokardiyografi gibi in vivo çalışmalarda bilimsel bir yaklaşım gösteriyor. Mükemmel bir model kalp fizyolojisi / patofizyolojisini ve farmakolojik maddeler ile modülasyon ve transgenik hayvan modelleri keşfi gibi araştırmalar için kullanılabilir Dolayısıyla, papiller kas preparasyonlar vermektedir. Burada, bir organ banyosu kurulumunda kardiyak kontraktilite araştırmak için fare sol ön papiller kas izole bir yöntem açıklanmaktadır. Ventriküler duvara izole edilmiş bir kas şerit hazırlanmasında aksine, papiller kas, kas tissu zarar vermeden toto hazırlanabilirciddi e. Organ banyosu kurulumun birkaç ısı kontrollü, gazlanmış ve elektrot donatılmış organ banyosu daireden oluşur. İzole papiller kas organ banyosu odasında sabit ve elektriksel uyarılır. Uyarılmış seğirme gücü gibi kuvvet genliği seğirme ve kinetik analiz edilir seğirme gibi basınç dönüştürücü ve parametreler kullanılarak kaydedilir. Farklı deney protokolleri, katekolaminlerin ya da diğer ilaç olarak kontraktil ajanlar, kalsiyum ve frekansa bağlı kasılma yanı sıra doz-tepki eğrileri araştırmak için gerçekleştirilebilir. Ayrıca, akut iskemi gibi patolojik durumlar simüle edilebilir.
Introduction
Kalp kasılmasında için rollerini atıfta iyon kanalları gibi proteinlerin incelenmesi, farklı patomekanizmaların keşfetmek ve iskemi ve kalp yetmezliği gibi kalp hastalıkları için yeni tedavi stratejilerinin oluşturulması esastır.
Memeli kardiyomiyositlerde Kontraktil fonksiyonu çeşitli iyon kanalları, taşıyıcılar ve diğer proteinler ile modüle edilmesi bilinmektedir. Aksiyon potansiyeli 2+ kanalları dışı alandan Ca 2 + akını yol açar ve daha sonra Ca 2 + hücresel daralma 2. tetikler Ca 2 + salınımını (YÜÇAM) 1, -kaynaklı Ca voltaj bağımlı sarkolemmal L-tipi aktivasyonunu uyarılmış. Fizyolojik veya patolojik stres kalp kontraktilite ve adaptasyon merkezi bir rol oynar -signaling Ca 2 +. Katekolaminler böylece cAMP'yi sentezler adenilil siklaz (AC) uyarıcı, kalp β-adrenerjik reseptörleri aktive. Aktif hale, protein,n Ca 2 + transientler ve kardiyak kontraktilite 1,3,4 modifikasyonu ile sonuçlanan L-tipi Ca 2 + kanalları, fosfolamban'ın ve ryanodin reseptörleri gibi farklı hücre içi ve zar bağlı proteinleri fosforile A (PKA) kinaz. cAMP fosfodiesteraz (PDE) tarafından parçalanır. Β-adrenoseptörleri dışında Gs-bağlanmış reseptörlerin aktivasyonu, aynı zamanda, cAMP birikmesine yol açar.
Izole ventriküler kas şeritlerinde kontraktilite ölçümleri tekniği de daha memeli türler 5-8 için kurulmuştur. Genin olasılığı farelerde hedef dayanarak fare kalp fizyolojisi analiz yöntemleri kurmak önemlidir. Ancak, farelerde izole kas hazırlıkları fizyolojik özellikleri hakkında varolan verileri deneysel koşullara 9-12 bağlı olarak değişiklik gösterir.
Anlatılan yöntem sol ventrikül papiller kas öncesi kardiyak kontraktilite analiz etmek için kullanılırin vitro parations. Kardiyak kontraktilite incelenmesi kan basıncı, nörohümoral stimülasyonu ve fiziksel veya metabolik stres gibi in vivo olarak kardiyak kontraktiliteyi, modifiye etkilerin yokluğunda gerçekleştirilir. Müteahhitlik kas hazırlık dayak oranı titizlikle tanımlanmış ve keyfi değiştirilebilir. Seğirme kuvvet belirli kalsiyum konsantrasyonu gibi uyaranlara, frekans veya sıcaklık yenerek bağlamında analiz edilebilir. Buna ek olarak, bu yöntem, farklı sinyal geçiş yolu bileşenlerinin veya araştırmak ve yukarıda belirtilen deney koşullarının kontrol edilmesi suretiyle genetik olarak modifiye edilmiş fare modellerinde kalp performansını karşılaştırmak için kullanılabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu yazıda farelerde kalp fizyolojisi ve patoloji ile ilişkili çok sayıda bilimsel sorulara cevap olarak transgenik hatların analizi ve yeni farmasötik yaklaşımların keşfedilmesi desteklemek için kullanılabilir in vitro fare papiller kas kontraktilitesini araştırmak için bir yöntem açıklanmaktadır Kalp bozuklukları tedavi etmek için. Biz kalp kası kasılma, fizyolojik, patolojik ve farmakolojik özelliklerini değerlendirmek için bu yöntemin kullanımını göstermektedir (Şekil …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Deutsche Forschungsgemeinschaft (KFO 196 "Signaltransduktion bei adaptativen und maladaptiven kardialen Remodeling-Prozessen", 1638 / 1-2 FR) tarafından Kalp ve Damar Araştırma, Sağlık Araştırma Merkezleri Alman bir kısmı için DZHK (Almanca Merkezi tarafından desteklenen Bir BMBF (Eğitim ve Araştırma Alman Bakanlığı) girişimi) olan.
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).
