Катетеризации сердца у мышей для измерения давления Громкость Отношения: Расследуя Bowditch эффект
Summary
This article describes the measurement of murine left ventricular function via pressure/volume analysis at different heart rates.
Abstract
Животные модели, которые имитируют сердечные расстройства человека были созданы, чтобы проверить потенциальных терапевтических стратегий. Ключевым компонентом оценки этих стратегий является изучение их влияния на функцию сердца. Есть несколько методов для измерения в естественных сердечных механики (например, эхокардиография, давление / объем отношений, и т.д.). По сравнению с эхокардиографии в реальном времени, левого желудочка (ЛЖ) давление / объем анализ с помощью катетеризации более точным и проницательным в оценке функции ЛЖ. Кроме того, анализ LV давления / объем дает возможность мгновенно записывать изменения во манипуляций сократительной (например, β-адренергических стимуляции) и патологических оскорбления (например, ишемия / реперфузионные). В дополнение к максимуму (+ DP / DT) и минимальная (-dP / DT) скорость изменения давления в ЛЖ, точная оценка функции ЛЖ с помощью нескольких нагрузки зависит индексов (например, конец систолическое давлениеможет быть достигнута объем отношения и предварительный натяг recruitable работа инсульт). ЧСС имеет значительное влияние на сократимость ЛЖ, так что увеличение частоты сердечных сокращений является основным механизмом повышения сердечного выброса (т.е. Боудич эффект). Таким образом, при сравнении гемодинамики между экспериментальными группами, необходимо иметь аналогичные частоты сердечных сокращений. Кроме того, отличительной чертой многих моделей кардиомиопатии является снижение сократительной резерв (т.е., уменьшение эффекта Bowditch). Следовательно, важно, информация может быть получена путем определения влияния увеличения частоты сердечных сокращений на сократимость. Наши и другие данные показали, что нейронная синтаза оксида азота (NOS1) нокаутом мыши снизилась сократимость. Здесь мы опишем процедуру измерения давления LV / объем с увеличением частоты сердечных используя модель нокаут мыши NOS1.
Introduction
Цель сердца перекачивать кровь по всему телу, чтобы удовлетворить метаболические потребности организма. Поскольку эти требования постоянно колеблется (например, во время физических упражнений), сердце должно адаптироваться (т.е., увеличение сердечного выброса). Сердце разработала многочисленные пути для достижения этого подвига. Премьер манера сердце достигает это с помощью увеличения частоты сердечных сокращений (т.е. Боудич эффект) 1. То есть, как своих сердечных сокращений увеличивается, что приводит к увеличению сократимости и увеличению сердечного выброса. Таким образом, функция сердца является чрезвычайно зависит от частоты сердечных сокращений. К сожалению, болезнь сердца (например, инфаркт миокарда, гипертрофия и т.д.) приводит к плохой работе сердца, в котором сердце, следовательно, не будет в состоянии удовлетворить требования метаболические тела. Болезнь сердца является основной причиной заболеваемости и смертности в западном обществе. Животные модели, которые воспроизводят многие человеческие cardiomyopathies используются для изучения молекулярных механизмов и тестирования потенциальных методов лечения. Для различить эти механизмы и определить, если терапия может быть жизнеспособным, следователи должны оценить функцию сердца в естественных условиях.
Есть несколько способов, чтобы оценить функцию сердца в естественных условиях (например, эхокардиография, МРТ и т.д.), которые обычно измеряют фракцию выброса, фракционное укорочение, сердечный выброс и т.д. Однако эти параметры сильно зависят от постнагрузки, преднагрузки и сердечного ритма В дополнение к сократительной 2. Измерение сократительной незаменим понять внутренние свойства сердца в его родной среде. Максимум (DP / DT макс) темпы развития давления приводит нас на шаг ближе к пониманию сократимость. К сожалению, DP / DT также зависит от частоты сердечных сокращений и условий нагружения 3. Поэтому были разработаны методы для измерения нагрузки (и частоту сердечных сокращений, см белвл) независимых индексы миокарда (т.е., конечного систолического объема давление отношения (ESPVR) и поджать recruitable ход работы (PRSW)) 4-6. ESPVR описывает максимального давления, что может быть разработанный желудочка в любой момент объема ЛЖ. Наклон ESPVR представляет конец систолическое эластичность (ЕЭС). PRSW является линейная регрессия инсульта работы (область, ограниченная PV петли) с конечного диастолического объема. Эти процедуры являются более точными и точное измерение сократимости по сравнению с гемодинамическими параметрами, такими как фракции выброса, сердечного выброса и ударного объема. ESPVR и PRSW могут быть получены с помощью временной блокировки нижней полой вены (НПВ). Блокирование IVC может быть выполнена с закрытой грудью, чтобы избежать эффекта изменения внутриплевральное давление на функцию сердца.
Увеличение ЧСС также повышает сокращение и расслабление 1. Таким образом, при сравнении функции сердца между experimentaл группы (например, ± DP / DT), частота сердечных должны быть похожи. Тем не менее, подобные частоты сердечных обычно не возникают у каждого животного из-за различных условий (болезни, исследование вмешательства и т.д.). Следует отметить, что анестезия (инъекционный и вдыхаемый) снижает частоту сердечных сокращений. Как ЧСС основным фактором, определяющим сократительной анестезия значительно влияет сократимость. По этой причине, мы описываем нашу процедуру. Кроме того, отличительной чертой многих кардиомиопатии является уменьшилось резерв сократительной (т.е. снизился эффект Боудич). Таким образом, функция сердца должна быть измерена в диапазоне частоты сердечных сокращений. Здесь мы опишем, как использовать стимулятор (с закрытой грудью), чтобы достичь этих эффектов.
В дополнение к частоте сердечных сокращений, оксид азота (NO), также является важным модулятором сократительной 7. НЕТ производится с помощью ферментов не называется NO-синтазы (NOS). Мы и другие показали, что у мышей с нокаутом нейронов NOS (NOS1 <sдо> – / -) бы притупляется миоцитов сокращение и в естественных сердечных гемодинамики 8,9. Эта мышь будет использоваться для демонстрации измерения левого желудочка с помощью процедуры анализа давления LV / объем выполненной на различных частотах сердечных сокращений.
Protocol
Representative Results
Discussion
Важным шагом для этой техники, чтобы получить надежную меру сократимости собственно катетера в ЛЖ. Если катетер не помещены правильно, когда Л.В. контракты стенки могут связаться катетер в результате значений очень высока, и не физиологическая, давление вызывает неправильной формы пет…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by NIH grants HL091986 (JPD) and HL094692 (MTZ).
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Xlyzine 100mg/ml | Ana Sed | 4821 | |
| Katamin 50mg/ml | Ketalar | 310006 | |
| Heparin | APP Pharmaceuticals | 6003922 | |
| 4-0 silk thread | Surgical specialties | SP102 | |
| 6-0 silk thread | Surgical specialties | MBKF270 | |
| Forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | |
| Curve forceps | Fine Science Tools | 11274-20 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14090-09 | |
| Vascular clamp | Fine Science Tools | 18555-03 | |
| Microscope | World precision instruments | PZM-3 | |
| Pressure catheter | Millar instruments | SPR-839 | |
| Pressure and volume system | Millar instruments | MPVS-300 | |
| PowerLab4/35 | AD instruments | N12128 | |
| LabchartPro 7 | AD instruments | ||
| Temperature controller | CWE | TC-1000 | |
| Stimulator | Grass | SD-5 | |
| Sterile glove | Micro-Touch | 1305018821 | |
| Hair remover lotion | Nair | ||
| Betadine surgical scrub | Veterinary | NDC 6761815401 | |
| Acohol | Decon Laboratories | 2801 | |
| Bovie cautery | Bovie | AA29 | |
| 1ml Syringe(26G needle) | BD | 8017299 |
Referências
- Janssen, P. M. Myocardial contraction-relaxation coupling. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 299, H1741-H1749 (2010).
- Roman, M. J., Devereux, R. B. Comparison of noninvasive measures of contractility in dilated cardiomyopathy. Echocardiography. 8, 139-150 (1991).
- Hamlin, R. L., del Rio, C. dP/dt(max)–a measure of ‘baroinometry. J Pharmacol Toxicol Methods. 66, 63-65 (2012).
- Feneley, M. P., et al. Comparison of preload recruitable stroke work, end-systolic pressure-volume and dP/dtmax-end-diastolic volume relations as indexes of left ventricular contractile performance in patients undergoing routine cardiac catheterization. J Am Coll Cardiol. 19, 1522-1530 (1992).
- Kass, D. A., et al. Comparative influence of load versus inotropic states on indexes of ventricular contractility: experimental and theoretical analysis based on pressure-volume relationships. Circulation. 76, 1422-1436 (1987).
- Nemoto, S., DeFreitas, G., Mann, D. L., Carabello, B. A. Effects of changes in left ventricular contractility on indexes of contractility in mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 283, H2504-H2510 (2002).
- Ziolo, M. T., Kohr, M. J., Wang, H. Nitric oxide signaling and the regulation of myocardial function. J Mol Cell Cardiol. 45, 625-632 (2008).
- Barouch, L. A., et al. Nitric oxide regulates the heart by spatial confinement of nitric oxide synthase isoforms. Nature. 416, 337-339 (2002).
- Wang, H., et al. Neuronal nitric oxide synthase signaling within cardiac myocytes targets phospholamban. Am J Physiol Cell Physiol. 294, C1566-C1575 (2008).
- Georgakopoulos, D., et al. In vivo murine left ventricular pressure-volume relations by miniaturized conductance micromanometry. Am J Physiol. 274, H1416-H1422 (1998).
