Medição do volume Pressão Loops no mouse

Summary

Este manuscrito descreve um protocolo detalhado para a recolha de dados de pressão-volume do mouse.

Abstract

Compreender as causas e progressão da doença cardíaca apresenta um desafio significativo para a comunidade biomédica. A flexibilidade genética do mouse oferece um grande potencial para explorar a função cardíaca no nível molecular. O tamanho reduzido do rato apresenta alguns desafios no que diz respeito à realização de fenotipagem cardíaco detalhado. Miniaturização e outros avanços na tecnologia fizeram muitos métodos de avaliação cardíaca possível no mouse. Destes, a coleta simultânea de dados de pressão e volume fornece uma imagem detalhada da função cardíaca que não está disponível através de qualquer outra modalidade. Aqui, um procedimento detalhado para a recolha de dados de loop pressão-volume é descrito. Incluído é uma discussão sobre os princípios subjacentes às medições e as potenciais fontes de erro. manejo anestésico e abordagens cirúrgicas são discutidos em grande detalhe como ambos são cruciais para a obtenção de medida hemodinâmica de alta qualidades. Os princípios do desenvolvimento protocolo de hemodinâmica e aspectos relevantes da análise dos dados também são abordados.

Introduction

A doença cardiovascular continua a ser uma causa significativa de morbilidade e mortalidade em todo o mundo ^1. Doenças do coração apresentar desafios particularmente difíceis no desenvolvimento de novas terapias. Os avanços no campo da genética para proporcionar a possibilidade de identificar uma grande variedade de potenciais contribuintes genética para o desenvolvimento de doença cardíaca. A natureza integradora do sistema cardiovascular exige que esses alvos genéticos ser validados em modelos animais intactos. Os custos de flexibilidade e baixa habitação genéticas do rato tê-lo trazido para o primeiro plano para a avaliação do papel fisiológico de um determinado gene. O pequeno tamanho do mouse apresenta alguns desafios únicos para a avaliação da função cardíaca. Existem várias modalidades que podem fornecer informações sobre a função cardíaca, mas apenas a medição simultânea da pressão ventricular e o volume permite pressão-volume (PV) análise do lacete da função ventricular. PV laços tudoOW função cardíaca a ser analisada independente da sua conexão com a vasculatura; um factor importante na determinação do papel funcional de um elemento genético particular.

A avaliação de loops de pressão-volume tem sido utilizada tanto experimentalmente e clinicamente por muitos anos e extensa literatura existe sobre a análise desses conjuntos de dados ^2,3. A adaptação da tecnologia de ciclo PV para o rato tem sido um importante avanço para a compreensão da fisiologia cardíaca murino ^4-6. Cateter de tecnologias baseadas na ansa PV acoplar um transdutor de pressão e a utilização de condutância para estimar o volume do ventrículo. O volume ventricular é determinado por análise de alterações em um campo eléctrico gerado pelo cateter. Este método modelos do ventrículo como um cilindro, cuja altura é definida pela distância entre os eléctrodos no cateter e o raio é calculado a partir da condução de um campo eléctrico através do sangue emventrículo ^7-9. O sinal de condutância medida pelo cateter tem duas componentes. A primeira é a condução através do sangue; esta varia com o volume do ventrículo e constitui o sinal primário usado para determinar o volume do ventrículo. O segundo componente resultante da condução através e ao longo da parede do ventrículo. Isto é chamado de condutância paralela e deve ser removido, a fim de determinar o volume do ventrículo absoluto. Há dois sistemas disponíveis comercialmente para a recolha de dados de pressão-volume no laboratório de pesquisa e o método utilizado para calcular e remover a condutância paralela é a principal diferença entre eles ^6,10,11. cateteres condutância exigem a injecção de uma solução salina hipertónica para o cálculo da condutância paralelo. Esta injecção transitoriamente muda a condutividade do sangue no ventrículo, enquanto que a condutividade da parede mantém-se constante. A partir destes dados, é possível determinar acomponente do sinal de condutância que se origina a partir do sangue e o que vem a partir da parede do ventrículo. Esta abordagem assume que a condutância paralelo não varia durante o ciclo cardíaco. O método baseia-se na admissão mudanças de fase no campo eléctrico para avaliar a contribuição da parede ventricular para o sinal total de volume. Este método baseia-se uma variedade de constantes predeterminadas para a condutividade do sangue e do miocárdio para determinar o volume final, mas torna medidas contínuas de condutância paralela durante o ciclo cardíaco. Ambos estes sistemas fornecem boas estimativas do volume ventricular esquerdo e as diferenças entre eles não são susceptíveis de ser f isiologicamente significativa. O modelo cilíndrico do ventrículo e outras premissas tornar estas abordagens baseadas em cateter não tão precisos quanto outras modalidades, mas esses dados são fornecidos numa base de batimento a batimento que é essencial para a avaliação das medidas independentes de carga da função cardíaca.

O procedimento aqui descrito é utilizado no meu laboratório e apresentou dados de um grande número de estudos que examinam os mecanismos patofisiológicos básicos de distrófica cardiomiopatia ^12-18. O procedimento descrito abaixo é um dos dois que pode ser usado para obter dados de espira PV. Embora muitos dos princípios são aplicáveis ​​para qualquer abordagem, este protocolo vai se concentrar em uma abordagem apical de tórax aberto; um protocolo de tórax fechado foi detalhado em outros lugares ^19,20. Enquanto o processo será descrito em pormenor, os princípios gerais são importantes para expor o coração com danos mínimos para quer o coração ou os pulmões. Durante todo o protocolo é importante lembrar que este é um procedimento não-sobrevivência e que tendo uma boa exposição do coração é criticamente importante para a colocação correcta do cateter.

Protocol

Antes de realizar qualquer um dos procedimentos descritos neste protocolo, obter a aprovação pelo comité de cuidados com os animais e uso institucional local. 1. Configurando o Rig Experimental Nota: O procedimento é realizado em animais anestesiados e a qualidade dos dados é proporcional à qualidade do suporte oferecido anestésico para o animal. Este primeiro detalhe secção vontade o equipamento e os procedimentos necessários para fornec…

Representative Results

Por convenção, o volume é representada graficamente no eixo X e a pressão sobre o eixo dos Y como na Figura 1. As malhas de pressão-volume decorrentes traçando pressão contra o volume deve assemelhar a um rectângulo, os bordos verticais que representam as alterações isovolumétrica de pressão (isto é, quando ambos valvas mitral e aórtica estão fechados). A horizontal inferior representa enchimento ventricular através da válvula mitral e a parte h…

Discussion

Existem três passos críticos neste processo: 1) a colocação do tubo endotraqueal e ventilação adequado, 2) a colocação do cateter IV jugular, e 3) a colocação correcta do cateter PV no ventrículo esquerdo. Determinação da taxa respiratória apropriada é uma parte importante do fornecimento de suporte ventilatório. ratinhos conscientes geralmente manter a ventilação alveolar com respirações superficiais rápidas. Em geral, os ratinhos ventilados terá volumes correntes muito maiores. Assim, é necessá…

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