قسطرة القلب في الفئران لقياس العلاقة حجم الضغط: دراسة تأثير بوديتش
Summary
This article describes the measurement of murine left ventricular function via pressure/volume analysis at different heart rates.
Abstract
وقد تم إنشاء النماذج الحيوانية التي تحاكي اضطرابات القلب الإنسان لاختبار الاستراتيجيات العلاجية المحتملة. ومن المكونات الرئيسية لتقييم هذه الاستراتيجيات هو دراسة آثارها على وظيفة القلب. هناك العديد من التقنيات لقياس في الجسم الحي الميكانيكا القلب (على سبيل المثال، تخطيط صدى القلب، والعلاقات ضغط / الحجم، الخ). مقارنة ضربات القلب، البطين في الوقت الحقيقي الأيسر (LV) الضغط تحليل / الحجم عن طريق القسطرة هو أكثر دقة والثاقبة في تقييم وظيفة LV. بالإضافة إلى ذلك، يقدم تحليلا LV الضغط / حجم القدرة على تسجيل الفور التغييرات خلال التلاعب من انقباض (على سبيل المثال، التحفيز الأدرينالية β) والشتائم المرضية (مثل نقص التروية / إصابة ضخه). بالإضافة إلى الحد الأقصى (+ موانئ دبي / دينارا) والحد الأدنى (-DP / دينارا) معدل التغير في الضغط في LV، إجراء تقييم دقيق وظيفة LV عبر عدة مؤشرات الحمل المستقلة (على سبيل المثال، الضغط الانقباضي نهايةلا يمكن أن يتحقق علاقة حجم والتحميل المسبق عمل السكتة الدماغية recruitable). معدل ضربات القلب لديه تأثير كبير على LV انقباض بحيث زيادة في معدل ضربات القلب هي الآلية الرئيسية لزيادة النتاج القلبي (أي تأثير بوديتش). وهكذا، عند مقارنة ديناميكا الدم بين المجموعات التجريبية، فإنه من الضروري أن يكون معدل ضربات القلب مماثلة. وعلاوة على ذلك، وهي السمة المميزة للعديد من النماذج اعتلال عضلة القلب هو انخفاض في احتياطي مقلص (أي انخفاض بوديتش المفعول). ونتيجة لذلك، يمكن الحصول على معلومات حيوية عن طريق تحديد الآثار المترتبة على زيادة معدل ضربات القلب على انقباض. وقد أظهرت البيانات المتوفرة لدينا وآخرون أن الخلايا العصبية أكسيد النيتريك سينسيز (NOS1) الماوس خروج المغلوب انخفض انقباض. نحن هنا وصف الإجراء لقياس الضغط LV / الحجم مع زيادة معدل ضربات القلب باستخدام NOS1 نموذج الماوس خروج المغلوب.
Introduction
الغرض من القلب على ضخ الدم في جميع أنحاء الجسم لتلبية مطالب الأيضية للكائن الحي. منذ هذه المطالب تتقلب باستمرار (على سبيل المثال، أثناء ممارسة الرياضة)، يجب قلب التكيف (أي زيادة النتاج القلبي). وقد ابتكر قلب العديد من مسارات لتحقيق هذا الانجاز. الطريقة الرئيسية قلب يحقق ذلك هو عن طريق زيادة في معدل ضربات القلب (أي تأثير بوديتش) 1. وهذا هو، كما يزيد من معدل ضربات القلب واحد، وهذا يؤدي إلى زيادة في انقباض وزيادة النتاج القلبي. وهكذا، وظيفة القلب تعتمد جدا على معدل ضربات القلب. للأسف، وأمراض القلب (على سبيل المثال، واحتشاء عضلة القلب، وتضخم، الخ) النتائج الفقيرة في وظيفة القلب الذي قلب بالتالي لن تكون قادرة على تلبية متطلبات التمثيل الغذائي في الجسم. أمراض القلب هي السبب الرئيسي للمراضة والوفيات في المجتمع الغربي. نماذج حيوانية أن ألخص العديد من cardiomy البشريوتستخدم opathies للتحقيق في الآليات الجزيئية واختبار العلاجات المحتملة. لتمييز هذه الآليات وتحديد ما إذا كان العلاج قد تكون قابلة للحياة، يجب أن المحققين تقييم وظيفة القلب في الجسم الحي.
هناك عدة طرق لتقييم وظيفة القلب في الجسم الحي (على سبيل المثال، تخطيط صدى القلب، التصوير بالرنين المغناطيسي، وما إلى ذلك)، التي تقيس بشكل روتيني الكسر القذفي، تقصير كسور، النتاج القلبي، وما إلى ذلك، هذه المعايير تعتمد اعتمادا كبيرا على بعد التحميل، التحميل المسبق، ومعدل ضربات القلب بالإضافة إلى انقباض 2. قياس انقباض أمر لا غنى عنه لفهم الخصائص الجوهرية للقلب في بيئتها الأصلية. الحد الأقصى (DP / دينارا كحد أقصى) معدل التنمية الضغط ينقلنا خطوة أقرب لفهم انقباض. للأسف، DP / دينارا هو أيضا يعتمد على معدل ضربات القلب وتحميل ظروف +3. لذا فقد تم تطوير تقنيات لقياس حمولة (ومعدل ضربات القلب، انظر بيلآه) مؤشرات مستقلة من انقباض عضلة القلب (أي نهاية الانقباضي العلاقة حجم الضغط (ESPVR) والتحميل المسبق recruitable عمل السكتة الدماغية (PRSW)) 4-6. يصف ESPVR الضغط القصوى التي يمكن تطويرها من قبل البطين في أي حجم LV معينة. المنحدر من ESPVR يمثل مرانية نهاية الانقباضي (إي إي إس). PRSW هو الانحدار الخطي للعمل السكتة الدماغية (منطقة محاطة حلقة PV) مع حجم نهاية الانبساط. هذه الإجراءات هي قياس أكثر دقة ودقيق لانقباض مقارنة المعلمات الدورة الدموية مثل جزء طرد، خرج القلب، وحجم المخ. ESPVR وPRSW يمكن الحصول عليها عن طريق حجب مؤقت من الوريد الأجوف السفلي (IVC). منع IVC لا يمكن أن يؤديها مع الصدر مغلقة لتجنب تأثير تغيير الضغط داخل الجنبة على وظيفة القلب.
يعزز زيادة معدل ضربات القلب أيضا التقلص والاسترخاء 1. وهكذا، عند المقارنة بين وظائف القلب بين experimentaمجموعة ل (على سبيل المثال، ± موانئ دبي / دينارا)، تحتاج معدل ضربات القلب لتكون مشابهة. ومع ذلك، وعادة لا يحدث معدل ضربات القلب مماثلة في كل حيوان بسبب ظروف مختلفة (المرض، والتدخل البحوث، وغيرها). تجدر الإشارة إلى أن التخدير (حقن واستنشاق) يخفض معدل ضربات القلب. كما معدل ضربات القلب هو المحدد الرئيسي للانقباض، والتخدير يؤثر بشكل كبير انقباض. لهذا السبب، نحن تصف الإجراء لدينا. بالإضافة إلى ذلك، وهي السمة المميزة للعديد من اعتلال عضلة القلب هو الاحتياطي انخفض مقلص (أي تأثير بوديتش انخفضت). ولذلك، ينبغي قياس وظيفة القلب خلال مجموعة من معدل ضربات القلب. نحن هنا تصف كيفية استخدام مشجعا (مع الصدر مغلقة) لتحقيق هذه الآثار.
بالإضافة إلى معدل ضربات القلب، وأكسيد النيتريك (NO) هو أيضا المغير هاما من انقباض 7. ويتم إنتاج NO NO عبر الانزيمات تسمى سينسيز (NOS). نحن وغيرنا قد أظهرت أن الفئران مع خروج المغلوب من الخلايا العصبية NOS (NOS1 <sتصل> – / -) قد قلل الانكماش العضلية في الجسم الحي وديناميكا الدم القلب 8،9. وسيتم استخدام هذه الفأرة للتدليل على قياس الأيسر انقباض البطين عن طريق إجراء تحليل الضغط LV / حجم أجريت في معدل ضربات القلب المختلفة.
Protocol
Representative Results
Discussion
A خطوة حاسمة لهذه التقنية للحصول على قياس موثوق للانقباض هو وضع القسطرة السليم في LV. إذا لم يتم وضع القسطرة بشكل صحيح، عندما عقود LV الجدران قد اتصل القسطرة مما أدى إلى ارتفاع قيم جدا، وليس الفسيولوجية، مما تسبب في ضغط الحلقات PV شكل غير منتظم. إذا لزم الأمر، القسطرة يمك?…
Disclosures
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 |
References
- 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).
