Gelijktijdige electrocardiografie opname en invasieve bloed druk meting bij ratten
Summary
Hier beschrijven we een setup voor gelijktijdige opname elektrocardiogram en intra-arteriële bloeddruk (BP) in experimentele ratten, die kunnen worden gedaan met standaard uitrusting in dierlijke voorzieningen en kunnen worden toegepast op de fysiologische of farmacologische studies om te onderzoeken van pathogene of therapeutische mechanismen in cardiovasculaire geneeskunde.
Abstract
Voor studies met betrekking tot de cardiovasculaire Fysiologie of pathofysiologie, zijn bloeddruk (BP) en elektrocardiogram observationele basisparameters. Onderzoek gericht op hart-en vaatziekten modellen, cardiovasculaire therapeutisch doelwit of farmaceutische agenten vereist beoordeling van systemische arteriële druk en hart ritme veranderingen. In situaties waar radio telemetrie systemen niet beschikbaar of betaalbaar zijn, is de techniek van de femorale slagader cannulation een alternatieve manier om intra-arteriële druk golfvorm opnames en systemische BP metingen te verkrijgen. Deze techniek is zuinig en met standaard uitrusting in dierlijke voorzieningen kan worden uitgevoerd. Invasieve arteriële druk opname is echter cannulation van de kleine slagaders, die een uitdagende chirurgische vaardigheid worden kan vereist. Hier presenteren we stapsgewijze protocollen voor de femorale slagader cannulation procedures. Belangrijke procedures omvatten de kalibratie van de data-acquisitiesysteem weefsel dissectie en de femorale slagader cannulation en de setup van het systeem van de arteriële cannulation voor opname van de druk. Oppervlakte electrocardiografie opname procedures zijn ook opgenomen. Ook geven we voorbeelden van BP opnames van normotensive en hypertensieve ratten. Dit protocol staat betrouwbare directe opnames van systemische BP met gelijktijdige elektrocardiogram.
Introduction
Bloeddruk (BP) en elektrocardiogram (ECG) zijn fundamentele parameters voor cardiovasculaire fysiologie en geneeskunde. Experimentele dierlijke modellen zijn grote schaal toegepast in biomedisch onderzoek voor verschillende cardiovasculaire aandoeningen zoals hypertensieve hartfalen1 en procedures voor ECG opnemen en BP meting kan worden uitgevoerd in experimentele ratten.
Er zijn drie methoden voor het meten van de BP bij ratten: intra-arteriële cannulation (invasieve)2, staart manchet plethysmography (noninvasive)3en radio telemetrie (invasieve). De betrouwbaarheid van BP meting door staart manchet plethysmography kan worden beïnvloed door dier behandeling tijdens de opname. Bijvoorbeeld, onderschat de staart manchet de kern BP veranderingen die tegelijkertijd tijdens de terughoudendheid en meting fasen4 optreden. Radio telemetrie wordt beschouwd als de beste techniek van de “gouden standaard” voor het toezicht BP en hartslag in wakker en vrij verplaatsen dieren5. Echter, aangezien radio telemetrie hardware en software duur zijn, intra-arteriële cannulation wordt ook op grote schaal gebruikt als een voordelig alternatief.
Intra-arteriële cannulation aanzienlijke microchirurgische vaardigheid vereist maar de echte golfvormen van arteriële druk levert. BP kan worden opgenomen door middel van een zoutoplossing gevulde katheter in het radiaal, femur, of de brachialis slagader geplaatst. Deze methode van directe invasieve meting van de BP vereist vooraf chirurgische dierlijke voorbereiding, verdoving immobilisatie van proefdieren, chirurgische vaardigheid in weefsel dissectie en arteriële cannulation en juiste kalibratie alvorens de meting te verkrijgen .
Knaagdier oppervlakte ECG is vergelijkbaar met menselijke ECG. Een rat ECG heeft sequenties van P-golven, QRS-complexen, T golven en QT-intervallen6. De P-golf, PR interval QRS-complex en T golven weerspiegelen atriale depolarisatie, geleiding van de impuls van de atriale de AV knooppunt, ventriculaire depolarisatie en repolarisatie, respectievelijk. Het QT-interval wordt gedefinieerd als de periode na de opening van de Q-Golf tot het eindpunt van de T-golf waar het keert terug naar de iso-elektrische basislijn1.
Het ECG geeft de cardiale systole en de diastole fasen; Dus, het gelijktijdig opnemen van het oppervlak ECG correleert met de invasieve meting van BP. Met behulp van een combinatie van methoden, is het mogelijk om te verhelderen pathofysiologische veranderingen in een model van de ziekte of de farmacologische werking van een medicijn of therapie in cardiovasculaire geneeskunde.
Een spontane hypertensieve rat (SHR) stam had verkregen door inteelt van Wistar ratten met hoge BP in Japan. De BP stijgt van 5 naar 10 weken oud en stationaire van 30 tot 35 weken van leeftijd7wordt. Kyoto-Wistar ratten (WKY) hebben systolische BP over 130 mmHg7 en worden vaak gebruikt als normo-tensive controle. We gebruikten SHR en WKY om aan te tonen van het resultaat van intraarterial cannulation BP en ECG-opname.
Protocol
Representative Results
Discussion
Invasieve arteriële cannulation kan zeer nauwkeurige meting van BP. Het kan worden gedaan met een PE-buis zonder een dure katheter. Invasieve meting van BP kan ook gelijktijdig worden uitgevoerd met een opname van de oppervlakte ECG.
De grote leercurve voor deze methode is de experimentele vaardigheid nodig is om te cannulate van de kleine bloedvaten. In ervaren handen, kunt de succesvolle tarief voor de femorale slagader cannulation benaderen 100%. Praktijk wordt aanbevolen alvorens echte ex…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Deze studie werd ondersteund door Taiwan ministerie van wetenschap en technologie meest 104-2314-B-037-080-MY3 verleent en meest 107-2314-B-037-110 tot HCL en Taiwan National Health Research Institutes verlenen NHRI-EX107-10724SC.
Materials
| Polyethylene tube | BECTON DICKINSON | 427401 | internal diameter of 0.5 mm, outer diameter of 0.9 mm |
| 26G x 1/2"" needle | TERUMO | 160426D | |
| Adson Forceps | TOP Line | 12-540 | 12 cm (4.75") Long, Straight, 1 x 2 Teeth |
| Bulldog vascular clamp | Teleflex | 357581 | 8 mm |
| Computer | AUSUS | X453M | |
| Exernal analog signal recording device | iWorx | T5141538 | This allows the recording of up to three channels of ECG, EMG or EEG as well as GSR (skin conductance) from a single iWire input on the recording Module. |
| Graefe Forceps | AESCULAP Surgical Instruments | BD312R | MICRO DRESSING FORCEPS, CURVED, SERRATED, 105 mm, 4 1/8 |
| Mecury sphygmomanometer | Spirit | CK-101 | |
| Pressure transducer | iWorx | IworxBP100 | |
| Semken Forceps | MEDE TECHNIK | 10-104 | 100 mm |
| Software | LabScribe3 | ||
| Surgical scissors | HEBU | 1714 | 14.5 cm long |
| Syringe (1 mL) | TERUMO | 160426D | |
| Three-way stopcocks | Cole-Parmer | EW-30600-23 | |
| Tipped forceps | World Precision Instruments | 504506 | 11 cm long, 0.1×0.06 mm Tips |
| Vannas Scissors | World Precision Instruments | 500086 | 8.5 cm long, Straight, 0.025 x 0.015 mm Tips, 7mm super fine Blades |
References
- Shiou, Y. -. L., Huang, I. C., Lin, H. -. T., Lee, H. -. C. High fat diet aggravates atrial and ventricular remodeling of hypertensive heart disease in aging rats. Journal of the Formosan Medical Association. , (2017).
- Parasuraman, S., Raveendran, R. Measurement of invasive blood pressure in rats. Journal of Pharmacology, Pharmacotherapeutics. 3 (2), 172-177 (2012).
- Fink, G. D. Does Tail-Cuff Plethysmography Provide a Reliable Estimate of Central Blood Pressure in Mice?. Journal of the American Heart Association: Cardiovascular and Cerebrovascular Disease. 6 (6), e006554 (2017).
- Wilde, E., et al. Tail-Cuff Technique and Its Influence on Central Blood Pressure in the Mouse. Journal of the American Heart Association: Cardiovascular and Cerebrovascular Disease. 6 (6), (2017).
- Braga, V. A., Prabhakar, N. R. Refinement of Telemetry for Measuring Blood Pressure in Conscious Rats. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science : JAALAS. 48 (3), 268-271 (2009).
- Kaese, S., Verheule, S. Cardiac electrophysiology in mice: a matter of size. Frontiers in Physiology. 3 (345), (2012).
- Okamoto, K., Aoki, K. Development of a strain of spontaneously hypertensive rats. Japanese Circulation Journal. 27, 282-293 (1963).
- Van Vliet, B. N., Chafe, L. L., Antic, V., Schnyder-Candrian, S., Montani, J. P. Direct and indirect methods used to study arterial blood pressure. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 44 (2), 361-373 (2000).
- Alam, M. A., Parks, C., Mancarella, S. Long-term Blood Pressure Measurement in Freely Moving Mice Using Telemetry. Journal of Visualized Experiments. (111), e53991 (2016).
- Irvine, R. J., White, J., Chan, R. The influence of restraint on blood pressure in the rat. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 38 (3), 157-162 (1997).
- Nvd Vosse, F., Stergiopulos, N. Pulse Wave Propagation in the Arterial Tree. Annual Review of Fluid Mechanics. 43 (1), 467-499 (2011).
- Cosson, E., et al. Aortic stiffness and pulse pressure amplification in Wistar-Kyoto and spontaneously hypertensive rats. The American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. 292 (5), H2506-H2512 (2007).
