Kurşun II kullanarak Anestezili Farelerde Elektrokardiyogram Kayıtları
Summary
Küçük farelerde teknik olarak kolay, ucuz, hızlı ve uygun fiyatlı ve gelişmiş hassasiyetle yapılabilen bir EKG protokolü salıyoruz. Bu yöntemi farelerde farmakolojik ajanlar, genetik modifikasyonlar ve hastalık modellerini incelemek için bir tarama yaklaşımı olarak öneriyoruz.
Abstract
Elektrokardiyogram kardiyak iletim sistemini değerlendirmek için değerli bir araçtır. Hayvan araştırmaları elektrokardiyogram ile ilgili yeni genetik ve farmakolojik bilgilerin oluşturulmasına yardımcı olmuştur. Ancak, fareler gibi vivo küçük hayvanlarda elektrokardiyogram ölçümleri yapmak zor olmuştur. Bu amaçla, birçok avantajı ile anestezili farelerde bir elektrokardiyogram kayıt yöntemi kullanılır: bu teknik olarak basit bir işlemdir, ucuz, kısa ölçüm süresi vardır, ve uygun fiyatlı, genç fareler bile. Anestezi kullanımı ile sınırlamalara rağmen, kontrol ve deney grupları arasında karşılaştırmalar gelişmiş hassasiyet ile yapılabilir. Bu protokolün geçerliliğini belirlemek için fareleri otonom sinir sisteminin agonistleri ve antagonistleri ile tedavi ettik ve sonuçlarımızı önceki raporlarla karşılaştırdık. EKG protokolümüzde atropin ile tedavide artmış kalp hızları ve QTc aralıkları, karbachol tedavisinden sonra kalp hızlarında ve QTc aralıklarında azalma, izoprenaline ile daha yüksek kalp hızları ve QTc aralıkları saptandı ancak propranolol uygulamasında EKG parametrelerinde herhangi bir değişiklik olmadı. Bu sonuçlar, bu EKG protokolünün güvenilirliğini onaylayan önceki raporlarla desteklenir. Bu nedenle, bu yöntem, yüksek maliyet ve teknik zorluklar nedeniyle aksi takdirde denenmeyecek EKG ölçümlerinin yapılmasında bir tarama yaklaşımı olarak kullanılabilir.
Introduction
Elektrokardiyogram (EKG), kalp atışı elektriksel aktivitesini ölçen bir test, kardiyak iletim sistemini değerlendirmek için değerli bir araçtır. EKG ile ölçülen parametreler arasında kalp hızı, PR aralığı, QRS süresi ve QT aralığı sayılabilir. Kısacası, PR aralığı purkinje lifleri atriyoventriküler düğüm yoluyla atriyal sinüs düğümü nden seyahat etmek için bir elektrik impuls için gerekli olan zamana karşılık gelir; QRS süresi Purkinje sistemi ve ventriküler miyokardiyum yoluyla ventriküler depolarizasyon için zaman; ve QT aralığı ventriküler repolarizasyon süresidir.
Farelerdeki EKG kayıtları, araştırmacıların kardiyak fonksiyonu incelemelerine ve aritmi, atriyal fibrilasyon ve kalp yetmezliği gibi kardiyak fenotiplerin fizyolojik ve patofizyolojik mekanizmalarını belirlemelerine yardımcı olmalıdır. Çoğu kardiyovasküler araştırma genetiği değiştirilmiş fare modellerinde çalışmalar almıştır. Genetik olarak manipüle edilmiş küçük farelerden EKG kayıtları hakkında anlamlı veri elde etmek genellikle zordur.
Farelerde EG yapmak için çeşitli yöntemler vardır1. Yapılan çalışmalar, anestezinin kardiyak fonksiyon üzerindeki etkileri iyi anlaşıldığından, bilinçli hayvanlarda EKG kayıtlarının anestezili hayvanlara göre tercih edildiğini göstermektedir2. Bilinçli farelerde EKG kaydeden iki protokol1not 1’dir. EKG radyotelemetri sistemi bilinçli farelerde EKG sürekli uzun vadeli izleme için altın standart1,3. Bilinçli bir durumda kaydedilmesindeki gücüne rağmen, radyotelemetri-birleştirilmiş EKG ölçümleri kurulum ve implant için yüksek gider, son derece deneyimli bir operatör gereksinimi, 1 haftadan fazla bir stabilizasyon süresi, büyük fareleriçin ihtiyacı (> 20 g) ve EKGkaydınınsadece tek bir kurşununun alınması 1 dahil olmak üzere çeşitli sınırlamalar vardır. Bir platforma gömülü pençe büyüklüğünde iletken elektrotlar kullanan başka bir sistem anestezi veya implantlar olmadan bilinçli farelerde EKG kayıtları sağlar1,4. Bu non-invaziv sistem birçok avantajı vardır beri radyotelemetri sistemleri kullanılamaz durumlarda alternatif bir yöntemdir: cerrahi tedavi gerek yok, anestezi gerek yok, fare başına düşük maliyet (sadece ilk kurulum pahalı), ölçüm için kısa süre, ve neonates uygun fiyatlı1,4. Bu sistemin en büyük dezavantajı sürekli uzun vadeli izleme için uygun olmamasıdır1.
Burada anestezili farelerde başka bir ucuz, basit ve hızlı EKG kayıt yöntemi ni savuruyor uzlaşıyorum ve kardiyak iletim sisteminin otonom bloku/stimülasyonu sonrası EKG yaparak geçerliliğini ve hassasiyetini gösteriyoruz. Farelerde farmakolojik ajanların, genetik modifikasyonların ve hastalık modellerinin etkilerini taramalar için bu EKG yöntemini öneriyoruz.
Protocol
Representative Results
Discussion
Protokolde birkaç kritik adım vardır. Çevredeki ortam gürültü ve titreşimden arındırılmış olmalıdır. EKG elektrotları, ekleme adımı nın teknik olarak deneyimli olana kadar ön deneyler gerektirdiği, tutarlı ve düzenli bir şekilde derinin altına yerleştirilmelidir. Ayrıca anestezi hazırlanıp uygun şekilde depolanmalıdır ve uygun dozda kullanılmalıdır. Son olarak, PQRS dalgaları Ortalama Görünüm penceresinde tek tek EKG vuruşlarında uygun şekilde bulunmalıdır.
<p class="jove_c…Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Kore Ulusal Araştırma Vakfı (NRF) (2015R1C1A2A01052419 ve 2018R1D1A1B07042484) tarafından yönetilen Temel Bilim Araştırma Programları tarafından desteklenmiştir.
Materials
| 2,2,2-tribromoethanol | Sigma-Aldrich | T48402-25G | anesthetics, Avertin |
| Animal | Japan SLC, Inc., Shizuoka, Japan | Balb/c mice, male, aged 7-9 weeks | |
| Atropine | Sigma-Aldrich | A0123 | parasympathetic antagonist |
| BioAmp | AD Instruments, Bella Vista, Australia | ML132 | bio amplifier |
| Carbachol | Sigma-Aldrich | C4382 | parasympathetic agonist |
| Electrodes with acupuncture needles | DongBang Acupuncture Inc., Sungnam, Korea | DB106 | 0.20 x 15 mm |
| Isoprenaline | Sigma-Aldrich | I2760 | sympathetic agonist |
| LabChart 8 | AD Instruments, Bella Vista, Australia | data analysis software | |
| Mouse food | LabDiet, St. Louis, MO, USA | 5L79 | Mouse diet |
| PowerLab 2/28 | AD Instruments, Bella Vista, Australia | data acquisition system | |
| Propranolol | Sigma-Aldrich | P0884 | sympathetic antagonist |
| SPSS Statistics program | SPSS | SPSS 25.0 | statistics program |
Referências
- Ho, D., et al. Heart rate and electrocardiography monitoring in mice. Current Protocols in Mouse Biology. 1, 123-139 (2011).
- Vatner, S. F., Takagi, G., Asai, K., Shannon, R. P. Cardiovascular physiology in mice: Conscious measurements and effects of anesthesia. Cardiovascular Physiology in the Genetically Engineered Mouse. , 257-275 (2002).
- Cesarovic, N., Jirkof, P., Rettich, A., Arras, M. Implantation of radiotelemetry transmitters yielding data on ecg, heart rate, core body temperature and activity in free-moving laboratory mice. Journal of visualized experiments : JoVE. (57), (2011).
- Chu, V., et al. Method for non-invasively recording electrocardiograms in conscious mice. BMC Physiology. 1, 6 (2001).
- Kim, M. J., Lim, J. E., Oh, B. Validation of non-invasive method for electrocardiogram recording in mouse using lead ii. Biomedical Science Letters. 21, 135-143 (2015).
- Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D., Gilpin, E. A., Ross, J. Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 282 (6), 2134-2140 (2002).
- Mitchell, G. F., Jeron, A., Koren, G. Measurement of heart rate and q-t interval in the conscious mouse. The American Journal of Physiology. 274 (3), 747-751 (1998).
- Farraj, A. K., Hazari, M. S., Cascio, W. E. The utility of the small rodent electrocardiogram in toxicology. Toxicological sciences : an official journal of the Society of Toxicology. 121 (1), 11-30 (2011).
- Gehrmann, J., et al. Impaired parasympathetic heart rate control in mice with a reduction of functional g protein betagamma-subunits. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 282 (2), 445-456 (2002).
- Chu, V., et al. Electrocardiographic findings in mdx mice: A cardiac phenotype of duchenne muscular dystrophy. Muscle & Nerve. 26 (4), 513-519 (2002).
- Merentie, M., et al. Mouse ecg findings in aging, with conduction system affecting drugs and in cardiac pathologies: Development and validation of ecg analysis algorithm in mice. Physiological Reports. 3 (12), (2015).
- Calvillo, L., et al. Propranolol prevents life-threatening arrhythmias in lqt3 transgenic mice: Implications for the clinical management of lqt3 patients. Heart Rhythm : the Official Journal of the Heart Rhythm Society. 11 (1), 126-132 (2014).
- Zhang, Y., et al. Acute atrial arrhythmogenicity and altered ca(2+) homeostasis in murine ryr2-p2328s hearts. Cardiovascular Research. 89 (4), 794-804 (2011).
- Kmecova, J., Klimas, J. Heart rate correction of the qt duration in rats. European Journal of Pharmacology. 641 (2-3), 187-192 (2010).
- Kim, H. O., et al. Garem1 regulates the pr interval on electrocardiograms. Journal of Human Genetics. 63 (3), 297-307 (2018).
- Nam, J. M., Lim, J. E., Ha, T. W., Oh, B., Kang, J. O. Cardiac-specific inactivation of prdm16 effects cardiac conduction abnormalities and cardiomyopathy-associated phenotypes. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 318 (4), 764-777 (2020).
- Knollmann, B. C., et al. Isoproterenol exacerbates a long qt phenotype in kcnq1-deficient neonatal mice: Possible roles for human-like kcnq1 isoform 1 and slow delayed rectifier k+ current. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 310 (1), 311-318 (2004).
