Herzkatheter in Mäuse, um den Druck Volumen Relationship Maßnahme: Untersuchung der Bowditch Effect
Summary
This article describes the measurement of murine left ventricular function via pressure/volume analysis at different heart rates.
Abstract
Tiermodelle, die menschliche Herzerkrankungen nachahmen wurden geschaffen, um mögliche therapeutische Strategien zu testen. Eine Schlüsselkomponente zur Bewertung dieser Strategien ist es, ihre Auswirkungen auf die Herzfunktion zu untersuchen. Es gibt verschiedene Techniken, um in vivo Herzmechanik (zB Echokardiographie, Druck / Volumen-Verhältnisse, etc.) zu messen. Im Vergleich zur Echokardiographie, ist Echtzeit-linksventrikulären (LV) Druck / Volumen-Analyse über Katheterisierung präziser und aufschlussreich für die Beurteilung LV-Funktion. Zusätzlich stellt LV Druck / Volumen-Analyse die Möglichkeit, Änderungen bei Manipulationen der Kontraktilität (zB β-Rezeptorenstimulation) und pathologischen Beleidigungen (zB, Ischämie / Reperfusionsverletzung) augenblicklich zu erfassen. Zusätzlich zu dem Maximalwert (+ dP / dt) und minimalen (dP / dt) der Druckänderungsrate in der LV, eine genaue Beurteilung der Herzfunktion über mehrere lastunabhängigen Indizes (zB endsystolischen DruckVolumen-Verhältnis und Vorspannung rekrutierbar Schlagarbeit) erreicht werden kann. Puls hat eine signifikante Wirkung auf die Kontraktilität LV, daß eine Erhöhung der Herzfrequenz ist der primäre Mechanismus für das Herzminutenvolumen (dh Bowditch Effekt) zu erhöhen. Somit ist beim Vergleich Hämodynamik zwischen experimentellen Gruppen, ist es notwendig, ähnlich Herzraten haben. Darüber hinaus ist ein Markenzeichen von vielen Kardiomyopathie Modelle eine Abnahme der kontraktilen Reserve (dh verringerte Bowditch-Effekt). Folglich kann wichtige Informationen durch die Ermittlung der Wirkung Erhöhung der Herzfrequenz auf die Kontraktilität erhalten werden. Unsere und andere Daten hat gezeigt, dass die neuronale Stickstoffmonoxid-Synthase (NOS1) Knockout-Maus hat Kontraktilität verringert. Hier beschreiben wir das Verfahren zur Messung der LV Druck / Volumen mit zunehmender Herzfrequenz mit Hilfe der NOS1 Knockout-Maus-Modell.
Introduction
Der Zweck des Herzens ist, um Blut durch den Körper zu pumpen, um die metabolischen Anforderungen des Organismus erfüllen. Da diese Anforderungen ständig schwankenden (zB beim Sport), muss das Herz anzupassen (dh Erhöhung des Herzzeitvolumens). Das Herz hat zahlreiche Wege entwickelt, um diese Leistung zu vollbringen. Der Minister Weise das Herz erreicht dies durch eine Erhöhung der Herzfrequenz (dh Bowditch Effekt) 1. Das heißt, wie man die Herzfrequenz erhöht, führt dies zu einer Zunahme der Kontraktionsfähigkeit und ein Anstieg der Herzleistung. Somit ist die Herzfunktion überaus abhängig Herzfrequenz. Leider Herzerkrankung (zB Myokardinfarkt, Hypertrophie, etc.) führt zu einer schlechten Herzfunktion in dem das Herz folglich nicht in der Lage, um die metabolischen Anforderungen des Körpers zu erfüllen. Herzkrankheit ist die Hauptursache von Morbidität und Mortalität in der westlichen Gesellschaft. Tiermodelle, die viele Menschen cardiomy rekapitulierenopathies werden verwendet, um die molekularen Mechanismen zu untersuchen und mögliche Therapien zu testen. Diese Mechanismen zu unterscheiden und zu bestimmen, ob eine Therapie können lebensfähig zu sein, muss Ermittler Herzfunktion in vivo zu beurteilen.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, um die Herzfunktion in vivo zu beurteilen (z, Echokardiographie, MRI, etc.), die routinemässig gemessen Ejektionsfraktion fractional shortening, Herzzeitvolumen, usw. Jedoch sind diese Parameter in hohem Maße von der Nachlast, Vorspannung, und die Herzfrequenz zusätzlich zu Kontraktilität 2. Messen Kontraktilität ist unerlässlich, um die intrinsischen Eigenschaften des Herzens in ihrer natürlichen Umgebung zu erfassen. Die maximale (dP / dt max) Geschwindigkeit des Druck Entwicklung bringt uns einen Schritt näher an das Verständnis Kontraktilität. Leider ist dP / dt auch abhängig von der Herzfrequenz und Belastungsbedingungen 3. Techniken wurden deshalb entwickelt, um die Last (und Herzfrequenz zu messen, siehe below) unabhängige Indizes der myokardialen Kontraktilität (dh Ende systolischen Druck Volumen Beziehung (ESPVR) und Vorspannung rekrutierbar Schlagarbeit (PRSW)) 4-6. ESPVR beschreibt den maximalen Druck, der durch die Herzkammer zu einem gegebenen LV Volumen entwickelt werden kann. Die Steigung der ESPVR stellt die endsystolische Elastance (EBS). PRSW ist die lineare Regression der Schlagarbeit (Bereich von der PV-Schleife eingeschlossen) mit der enddiastolische Volumen. Diese Verfahren sind eine genaue und präzise Messung der Kontraktionskraft im Vergleich zum hämodynamische Parameter wie Ejektionsfraktion, Herzminutenvolumen und Schlagvolumen. ESPVR und PRSW kann über die vorübergehende Blockierung der unteren Vena cava (IVC) erhalten werden. Blockieren des IVC kann mit einer geschlossenen Brust durchgeführt werden, um die Wirkung der Änderung des intrapleuralen Druck auf die Herzfunktion zu vermeiden.
Erhöhung der Herzfrequenz erhöht auch Kontraktion und Entspannung 1. So bei einem Vergleich die Herzfunktion zwischen ExperimentaL-Gruppen (beispielsweise ± dP / dt), müssen Herzraten ähnlich. Jedoch ähnliche Herzfrequenzen in der Regel nicht bei jedem Tier auftreten, aufgrund verschiedener Bedingungen (disease, Forschungseingriff, etc.). Es sollte beachtet werden, dass Anästhesie (injizierbare und inhalierten) senkt die Herzfrequenz werden. Als Herzfrequenz ist eine wichtige Determinante für die Kontraktilität wird Narkose erheblich beeinträchtigen Kontraktilität. Aus diesem Grund beschreiben wir unsere Vorgehensweise. Darüber hinaus ist ein Markenzeichen von vielen Kardiomyopathien eine verminderte Kontraktionsreserve (dh eine verringerte Bowditch-Effekt). Daher sollte der Herzfunktion über einen Bereich von Herzraten gemessen werden. Hier beschreiben wir, wie man einen Stimulator (mit geschlossenem Brustkorb) verwenden, um diese Effekte zu erzielen.
Zusätzlich zu der Herzfrequenz, (NO) ist Stickstoffmonoxid auch ein wichtiger Modulator der Kontraktilität 7. NO wird durch Enzyme produzierte genannte NO-Synthase (NOS). Wir und andere haben gezeigt, dass Mäuse, die mit KO von neuronaler NOS (NOS1 gezeigt <sup> – / -) haben abgestumpft myocyte Kontraktion und in vivo Hämodynamik 8,9. Diese Maus wird verwendet, um die Messung der linksventrikulären Kontraktilität über die bei verschiedenen Herzfrequenzen ausgeführt LV Druck / Volumen-Analyseverfahren nachzuweisen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ein entscheidender Schritt für diese Technik, um ein zuverlässiges Maß für die Kontraktilität zu erhalten, ist die richtige Platzierung des Katheters in das LV. Wenn der Katheter nicht korrekt platziert, wenn die LV zieht die Wände können sich an den Katheter was sehr hoch ist, und nicht die physiologischen, Druckwerte verursacht unregelmäßig geformten PV-Loops. Falls erforderlich, kann der Katheter gedreht werden kann, um die korrekte Platzierung zu erreichen. Ein weiterer wichtiger Schritt für diese Technik …
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
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