दबाव-वॉल्यूम लूप विश्लेषण द्वारा निर्धारित β-एड्रेनेर्गिक उत्तेजना के लिए कार्डियक रिस्पांस
Summary
यहां हम आंतरिक हृदय कार्य और चूहों में β-एड्रेनेर्जिक रिजर्व निर्धारित करने के लिए नसों में संचार आइसोप्रोटेरेनॉल की बढ़ती खुराक के तहत कार्डियक प्रेशर-वॉल्यूम लूप विश्लेषण का वर्णन करते हैं। हम दबाव-मात्रा लूप माप के लिए एक संशोधित ओपन-चेस्ट दृष्टिकोण का उपयोग करते हैं, जिसमें हम सकारात्मक अंत-समाप्ति दबाव के साथ वेंटिलेशन शामिल करते हैं।
Abstract
हृदय कार्य का निर्धारण हृदय रोगों के पशु मॉडल में एक मजबूत अंत बिंदु विश्लेषण है ताकि दिल पर विशिष्ट उपचार के प्रभाव की विशेषता हो। आनुवंशिक जोड़तोड़ की व्यवहार्यता के कारण माउस हृदय समारोह का अध्ययन करने और नए संभावित चिकित्सीय लक्ष्यों की खोज करने के लिए सबसे आम स्तनधारी पशु मॉडल बन गया है। यहां हम बेसल स्थितियों के दौरान दबाव-मात्रा लूप माप और विश्लेषण का उपयोग करके वीवो में कार्डियक फ़ंक्शन निर्धारित करने के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन करते हैं और आइसोप्रोटेरेनोल की बढ़ती सांद्रता के नसों में जलसेक द्वारा β-एड्रेनेर्गिक उत्तेजना के तहत। हम खुली छाती के माप के दौरान नकारात्मक प्रभावों को सुधारने के लिए सकारात्मक अंत-समाप्ति दबाव को ध्यान में रखते हुए वेंटिलेशन समर्थन सहित एक परिष्कृत प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं, और प्रक्रिया के दौरान दर्द से पैदा किए गए बेकाबू मायोकार्डियल तनाव से बचने के लिए शक्तिशाली एनाल्जेसिया (बुप्रेनोरफिन)। सभी एक साथ प्रक्रिया और संभावित नुकसान के बारे में चर्चा का विस्तृत विवरण अत्यधिक मानकीकृत और प्रजनन दबाव मात्रा पाश विश्लेषण सक्षम बनाता है, संभव पद्धति पूर्वाग्रह को रोकने के द्वारा प्रयोगात्मक पलटन से जानवरों के बहिष्कार को कम करने ।
Introduction
हृदय रोग आमतौर पर हृदय कार्य को प्रभावित करते हैं। यह अंक पशु रोग मॉडल में वीवो विस्तृत हृदय समारोह में आकलन करने में महत्व बताते हैं । पशु प्रयोग तीन रुपये (3Rs) मार्गदर्शक सिद्धांतों (कम/Refine/प्रतिस्थापित) के एक फ्रेम से घिरा हुआ है । वर्तमान विकास स्तर पर प्रणालीगत प्रतिक्रियाओं (यानी हृदय रोगों) से जुड़ी जटिल विकृतियों को समझने के मामले में, मुख्य विकल्प उपलब्ध तरीकों को परिष्कृत करना है। रिफाइनिंग से कम परिवर्तनशीलता के कारण आवश्यक पशु संख्या में कमी आएगी, जिससे विश्लेषण और निष्कर्षों की शक्ति में सुधार होगा । इसके अलावा, हृदय रोग के पशु मॉडलों के साथ हृदय अनुबंध माप का संयोजन, जिसमें न्यूरोह्यूमोरल उत्तेजना से प्रेरित या महाधमनी बैंडिंग जैसे दबाव अधिभार शामिल हैं, जो उदाहरण के लिए परिवर्तितकैटेकोलामाइन/β-एड्रेनेर्जिक स्तर1, 2,3,4,पूर्व-नैदानिक अध्ययनों के लिए एक शक्तिशाली विधि प्रदान करता है। इस बात को ध्यान में रखतेहुएकि कैथेटर-आधारित विधि हृदय संकुचन 5 के गहराई से मूल्यांकन के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला दृष्टिकोण बना हुआ है, हमने यहां इस दृष्टिकोण 6 के विशिष्ट मापदंडों के मूल्यांकन सहित पिछले अनुभव के आधार पर β दबाव-मात्रा लूप (पीवीएल) माप केदौरानचूहों में वीवो कार्डियक फंक्शन में परिष्कृत माप पेश करने का लक्ष्य रखाहै, 7.
कार्डियक हेमोडायनामिक मापदंडों को निर्धारित करने के लिए जिनमें इमेजिंग या कैथेटर-आधारित तकनीकें शामिल हैं, उपलब्ध हैं। दोनों विकल्प फायदे और नुकसान के साथ हैं जिन्हें संबंधित वैज्ञानिक प्रश्न के लिए सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता है। इमेजिंग दृष्टिकोण इकोकार्डियोग्राफी और चुंबकीय अनुलाता इमेजिंग (एमआरआई) शामिल हैं; दोनों सफलतापूर्वक चूहों में इस्तेमाल किया गया है। इकोकार्डियोग्राफिक माप में चूहों की उच्च हृदय गति के लिए आवश्यक उच्च गति जांच से उच्च प्रारंभिक लागत शामिल है; यह एक अपेक्षाकृत सरल गैर-आक्रामक दृष्टिकोण है, लेकिन यह ऑपरेटरों के बीच परिवर्तनीय है जिन्हें आदर्श रूप से हृदय संरचनाओं को पहचानने और कल्पना करने का अनुभव किया जाना चाहिए। इसके अलावा, कोई दबाव माप सीधे प्रदर्शन किया जा सकता है और गणना आकार परिमाण और प्रवाह माप के संयोजन से प्राप्त कर रहे हैं । दूसरी ओर, यह लाभ है कि एक ही जानवर पर कई माप किए जा सकते हैं और रोग प्रगति के दौरान उदाहरण के लिए हृदय कार्य की निगरानी की जा सकती है। वॉल्यूम मापन के बारे में, एमआरआई स्वर्ण मानक प्रक्रिया है, लेकिन इकोकार्डियोग्राफी के समान, कोई प्रत्यक्ष दबाव माप संभव नहीं है और केवल प्रीलोड निर्भर पैरामीटर8प्राप्त किए जा सकते हैं। सीमित कारक भी उपलब्धता, विश्लेषण प्रयास और परिचालन लागत हैं। यहां कैथेटर आधारित तरीकों हृदय समारोह को मापने के लिए एक अच्छा विकल्प है कि इसके अतिरिक्त इंट्राकार्डिएक दबाव की सीधी निगरानी और पूर्व लोड भर्ती स्ट्रोक काम (PRSW)9)की तरह लोड स्वतंत्र संकुचन मापदंडों के निर्धारण के लिए अनुमति देते हैं । हालांकि, एक दबाव-आचरण कैथेटर (चालकता निर्धारण के माध्यम से) द्वारा मापा गया वेंट्रिकुलर वॉल्यूम एमआरआई से उन लोगों की तुलना में छोटे होते हैं लेकिन समूह मतभेद एक ही सीमा10में बनाए रखे जाते हैं। विश्वसनीय मात्रा मूल्यों को निर्धारित करने के लिए संबंधित अंशांकन की आवश्यकता होती है, जो पीवीएल माप के दौरान एक महत्वपूर्ण कदम है। यह हाइपरटॉनिक नमकीन11,12के बोलस इंजेक्शन के दौरान मायोकार्डियम के समानांतर चालन के लिए वीवो विश्लेषण में मात्रा-अंशांकित क्यूवेट (आचरण को मात्रा में बदलने) में रक्त चालकता के पूर्व वीवो माप को जोड़ती है। इसके अलावा, वेंट्रिकल के अंदर कैथेटर की स्थिति और वेंट्रिकल की देशांतर धुरी के साथ इलेक्ट्रोड का सही अभिविन्यास उनके द्वारा उत्पादित आसपास के विद्युत क्षेत्र की पहचान क्षमता के लिए महत्वपूर्ण हैं। फिर भी माउस दिल के कम आकार के साथ कैथेटर के इंट्रावेंट्रिकुलर अभिविन्यास में परिवर्तन द्वारा उत्पादित कलाकृतियों से बचना संभव है, यहां तक कि फैली हुई वेंट्रिकल्स5,10में भी, लेकिन कलाकृतियों β-एड्रेनेरिक उत्तेजना6,13के तहत विकसित हो सकती है। आचरण विधियों के अतिरिक्त प्रवेश आधारित विधि का विकास अंशांकन चरणों से बचने के लिए दिखाई दिया, लेकिन यहां मात्रा मूल्यों को14,15से अधिक आंका गया है।
चूंकि माउस हृदय अनुसंधान और β में सबसे महत्वपूर्ण पूर्व-नैदानिक मॉडलों में से एक है–हृदय का एड्रेनेर्जिक रिजर्व कार्डियक फिजियोलॉजी और पैथोलॉजी में केंद्रीय रुचि का है, इसलिए हम यहां β-एड्रेनेर्गिक उत्तेजना के दौरान पीवीएल माप द्वारा चूहों में वीवो कार्डियक फंक्शन में निर्धारित करने के लिए एक परिष्कृत प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
यहां, हम बढ़ती β-एड्रेनेर्गिक उत्तेजना के तहत चूहों में वीवो कार्डियक फंक्शन का विश्लेषण करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं। प्रक्रिया का उपयोग आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों में या हस्तक्षेप पर…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम विशेषज्ञ तकनीकी सहायता के लिए हीडलबर्ग विश्वविद्यालय से मैनुएला रिट्जल, हंस-पीटर जेनशेमर, क्रिस्टीन रिक्टर और इंटरफाकुलटेर बायोमेडिजिनिचे फोर्स्चुंगइनरिच (आईबीएफ) की टीम के आभारी हैं।
इस काम को डीएचएचके (जर्मन सेंटर फॉर कार्डियोवैस्कुलर रिसर्च), बीएमबीएफ (जर्मन शिक्षा और अनुसंधान मंत्रालय), एक बाडेन-वुर्टेमबर्ग फेडरल स्टेट इनोवेशन शौकीन्स और ड्यूश फॉर्चुंग्सगेमेन्चेफ्ट (डीएफजी, जर्मन रिसर्च फाउंडेशन) प्रोजेक्ट-आईडी 239283807- टीआरआर 152, 2289 के लिए और सहयोगी अनुसंधान केंद्र (एसएफबी) 1118 द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| 1.4F SPR-839 catheter | Millar Instruments, USA | 840-8111 | |
| 1 ml syringes | Beckton Dickinson, USA | REF303172 | |
| Bio Amplifier | ADInstruments, USA | FE231 | |
| Bridge-Amplifier | ADInstruments, USA | FE221 | |
| Bovine Serum Albumin | Roth, Germany | 8076.2 | |
| Buprenorphine hydrochloride | Bayer, Germany | 4007221026402 | |
| Calibration cuvette | Millar, USA | 910-1049 | |
| Differential pressure transducer MPX | Hugo Sachs Elektronik- Harvard Apparatus, Germany | Type 39912 | |
| Dumont Forceps #5/45 | Fine Science tools Inc. | 11251-35 | |
| Dumont Forceps #7B | Fine Science tools Inc. | 11270-20 | |
| Graefe Forceps | Fine Science tools Inc. | 11051-10 | |
| GraphPad Prism | GraphPad Software | Ver. 8.3.0 | |
| EcoLab-PE-Micotube | Smiths, USA | 004/310/168-1 | |
| Etomidate Lipuro | Braun, Germany | 2064006 | |
| Excel | Microsoft | ||
| Heparin | Ratiopharm, Germany | R26881 | |
| Hot plate and control unit | Labotec, Germany | Hot Plate 062 | |
| Isofluran | Baxter, Germany | HDG9623 | |
| Isofluran Vaporizer | Abbot | Vapor 19.3 | |
| Isoprenalinhydrochloride | Sigma-Aldrich, USA | I5627 | |
| Fine Bore Polythene tubing 0.61 mm OD, 0.28 mm ID | Smiths Medical International Ltd, UK | Ref. 800/100/100 | |
| MiniVent ventilator for mice | Hugo Sachs Elektronik- Harvard Apparatus, Germany | Type 845 | |
| MPVS Ultra PVL System | Millar Instruments, USA | ||
| NaCl | AppliChem, Germany | A3597 | |
| NaCl 0.9% isotonic | Braun, Germany | 2350748 | |
| Pancuronium-bromide | Sigma-Aldrich, USA | BCBQ8230V | |
| Perfusor 11 Plus | Harvard Apparatus | Nr. 70-2209 | |
| Powerlab 4/35 control unit | ADInstruments, USA | PL3504 | |
| Rechargeable cautery-Set | Faromed, Germany | 09-605 | |
| Scissors | Fine Science tools Inc. | 140094-11 | |
| Software LabChart 7 Pro | ADInstruments, USA | LabChart 7.3 Pro | |
| Standard mouse food | LASvendi GmbH, Germany | Rod18 | |
| Stereo microscope | Zeiss, Germany | Stemi 508 | |
| Surgical suture 8/0 | Suprama, Germany | Ch.B.03120X | |
| Venipuncture-cannula Venflon Pro Safty 20-gauge | Beckton Dickinson, USA | 393224 | |
| Vessel Cannulation Forceps | Fine Science tools Inc. | 00574-11 | |
| Water bath | Thermo Fisher Scientific, USA | ||
| Syringe filter (Filtropur S 0.45) | Sarstedt, Germany | Ref. 83.1826 |
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