Stimolazione elettrica programmata nei topi

Summary

Stimolazione elettrica programmata fornisce la capacità di determinare le proprietà di conduzione del cuore, e la possibilità di indurre aritmie cardiache e terminare con la stimolazione vari protocolli. Utilizzando un catetere transvenoso, registrazioni elettrogramma intracardiaca possono essere ottenuti nei topi dopo programmato protocolli di stimolazione elettrica per identificare i substrati aritmogena.

Abstract

Topi geneticamente modificati sono emersi come un modello animale preferibile studiare i meccanismi molecolari alla base di anomalie di conduzione, aritmie atriali e ventricolari e morte cardiaca improvvisa.

Protocol

Parte 1. Preparazione chirurgica

1. Nel caso in cui la stimolazione elettrica programmata esperimenti vengono eseguiti interventi chirurgici come la sopravvivenza in topi condizioni sterili sarà necessario. Tuttavia, il tipo più comune di esperimento è terminale in natura, per la quale regolare le tecniche chirurgiche chiaro sufficiente.
2. Il mouse è anestetizzato utilizzando 2% isoflurano a 0,5 L / min 100% O _2.
3. Tosatrici vengono utilizzate per accorciare il pelo dalla scollatura a livello del torace a metà.
4. Il mouse anestetizzato è posto in posizione supina, con le sue arti registrato su elettrodi incorporati in una scheda di riscaldamento (Indo Instruments, Houston, TX). E l'area chirurgica è disinfettata con iodio povidone al 10%. Un sistema consigliato prevede una sonda rettale di temperatura collegato ad una piastra elettrica controllata da un sistema thermoanalyzer, in modo tale che la temperatura corporea è mantenuta a 37,0 ° C ± 1,0 ° C.

Parte 2. Incannulazione e l'inserimento di catetere EP in atrio destro e ventricolo

1. Dopo aver confermato con un pizzico di punta che il mouse è completamente anestetizzato, un'incisione 1 / 2 pollice è fatta a destra della linea mediana con il capolinea caudale a livello della clavicola.
2. Tessuto sottocutaneo, ghiandole salivari e tessuti linfatici sono separate per mezzo di dissezione per visualizzare la vena giugulare destra.
3. L'estremità prossimale della vena è legato con una sutura 6-0. Tirando delicatamente su questa sutura non mancherà di tenere la vena giugulare interna direttamente durante l'inserimento del catetere. Un altro sutura è posto sotto la vena al termine distale del segmento visualizzato. Questa sutura sarà legato intorno al catetere una volta che il catetere è posizionato in modo ottimale nel cuore, per assicurare l'emostasi e mantenere il catetere nella posizione desiderata (Figura 1).
4. Il computer di acquisizione dati basati ora è iniziato a registrare l'ECG di superficie e 4 cavi di elettrogrammi intracardiaci contemporaneamente (cioè IOX-2 software di acquisizione, Tecnologie Emka, VA, USA). Per la registrazione elettrogramma intracardiaca, elettrodi sul catetere sono collegati a uno stimolatore esterno in modalità "registrazione" (ovvero, modello STG3008, sistemi multicanale, Reutlingen, Germania).
5. Utilizzando micro-forbici, una piccola incisione viene fatta nella direzione longitudinale della vena, e il catetere octapolar 1.1f (EPR-800, Millar Instruments, Houston, TX) è avanzata attraverso la vena nell'atrio destro. Tirando delicatamente sulla sutura prossimale aiuterà a mantenere la vena giugulare interna dritto e renda più facile il passaggio del catetere in atrio destro e ventricolo. La corretta posizione del catetere è verificata la visualizzazione delle forme d'onda dei 4 elettrogrammi intracardiaci a livello dell'apice del ventricolo destro, la base del ventricolo destro, il nodo atrio-ventricolare, e l'atrio destro, rispettivamente (Figura 2).
6. La sutura distale è ora legato al largo per fissare la posizione del catetere e prevenire eventuali sanguinamenti.

Parte 3. Stimolazione elettrica programmata

1. Nel caso di selettiva stimolazione atriale, la coppia di elettrodi all'interno dell'atrio si passa dalla modalità "ricodificazione" in modalità "stimolazione", mentre le coppie di elettrodi altri rimangono in modalità "registrazione".
2. Per determinare se un mouse ha una maggiore vulnerabilità alle aritmie atriali, stimolazione elettrica programmata dell'atrio destro viene eseguita. In primo luogo, la soglia di stimolazione atriale è determinato mediante l'applicazione di impulsi di corrente di 2 ms (almeno 50) a diverse lunghezze del ciclo di base (BCL) per testare la consistenza di cattura stimolo. Il BCL del treno di impulsi iniziale è leggermente inferiore alla intrinseca BCL, ed è diminuito del 10 ms (per esempio, 100 ms, 90 ms, 80 ms e 70 ms). L'ampiezza tipica corrente necessaria per l'acquisizione di stimolo è 100-200 μA.
3. Il tempo di recupero del nodo del seno (SNRT) viene misurata dopo l'applicazione a 15-s treno stimolazione atriale ad un BCL di 100 ms. SNRT è definito come l'intervallo tra lo stimolo ultimo treno stimolazione e l'inizio del primo battito sinusale spontanea.
4. Il periodo refrattario effettivo atriale (AERP) è determinato mediante l'applicazione di serie di treni stimolazione atriale ad un BCLs fisso (cioè, 100 ms) accoppiato con un breve stimolo S2 prematuro. S1-S2 intervallo si riduce progressivamente da 2-ms in ogni treno stimolazione da 70ms a 20ms. Il AERP è definita come la più lunga S1-S2 intervallo di accoppiamento per atri, che non è riuscito a generare un battere propagati con S2 (S1 è il treno di impulsi regolari e S2 lo stimolo prematuro). Tra ogni protocollo di stimolazione, ci fu un periodo di recupero di almeno 30 secondi.
5. Il periodo refrattario effettivo del atrio-ventricolare (AV) del nodo (AVNERP) è determinato mediante l'applicazione di serie di treni stimolazione atriale a BCL di 100 ms con una accoppiata stimolo S2 prematuro. S1-S2 intervallo si riduce progressivamenteda 2 ms ogni treno stimolazione da 70 ms a 20 ms. Il AVNERP è definita come la più lunga S1-S2 intervallo di accoppiamento a cui è seguita la stimolazione precoce consegnato nell'atrio di un suo potenziale, ma non da un complesso QRS. Tra ogni protocollo di stimolazione, ci fu un periodo di recupero di almeno 30 secondi.
6. Inducibilità di aritmie atriali, tra cui la fibrillazione atriale (FA), possono essere testati utilizzando il protocollo di stimolazione scoppio descritto da Verheule et al. ² Una serie di 2 esplosioni secondo è applicato per determinare inducibilità di aritmie atriali. I primi 2 scoppiare secondo ha una lunghezza di ciclo (CL) di 40 ms, e ogni successivo 2 scoppiare secondo ha una CL di 2-ms più corta della precedente scoppio, fino alla finale di CL di 20 ms. In assenza di un substrato aritmogena, il cuore riprende il ritmo sinusale subito dopo il protocollo di stimolazione. Nel caso di flutter atriale, ci sarà uno schema regolare di digiuno A ondate visto sul elettrogramma atriale, mentre la frequenza della risposta ventricolare è generalmente più lenta, come visto sulla elettrogramma ventricolare. In caso di fibrillazione atriale, la superficie ECG mostreranno irregolari intervalli RR in assenza di onde P. Inoltre, il elettrogramma atriale rivelerà rapido e irregolare Un onde, mentre il elettrogramma ventricolare rivelerà onde ventricolare irregolare e più lenta (Figura 3). Protocolli di induzione aritmie sono tipicamente eseguiti in triplice copia, e una aritmia è considerata presente se può essere evocato in almeno 2 su 3 prove. ^3,4.

Parte 4. Rimozione di catetere

1. Dopo che tutti i protocolli di stimolazione sono finiti, l'acquisizione dei dati viene interrotto. La sutura alla fine distale del catetere è leggermente tagliato, al fine di rilasciare il catetere.
2. In caso di terminale studi del Parlamento europeo, il nodo è leggermente allentato per rilasciare il catetere.
3. A conclusione dello studio, il mouse sarà umanamente eutanasia mentre sotto isoflurano utilizzando dislocazione cervicale.

Rappresentante Risultati

Superficie ECG e elettrogrammi intracardiaci sono registrate simultaneamente in tutto lo studio in vivo elettrofisiologia, e sono esaminati in dettaglio in seguito al completamento di tutti i protocolli. I parametri di base elettrofisiologiche comprendono PR, PQ intervallo, durata del QRS, dell'intervallo QT, e la morfologia del QRS. Questi parametri possono essere misurati manualmente o automaticamente tramite il software di acquisizione dati IOX-2 o ECG-AUTO (Tecnologie Emka, VA, USA).

Il SNRT, AERP e AVNERP fornire informazioni riguardanti il ​​nodo del seno funzione "pacemaker", atriale e AV proprietà di conduzione nodale, rispettivamente. Esempi di stimolazione indotta da episodi di fibrillazione atriale può essere trovato nel lavoro di Chelu et al ^4.

Figura 1. Illustrazione di cateterismo intracardiaco per gli studi di elettrofisiologia nei topi. A. destro vena giugulare interna è isolata e cannulata. L'estremità distale della vena è legato fuori una volta la posizione corretta del catetere è raggiunto. B. Il mouse è posto in posizione supina per questa procedura. Cartoon C. raffigurante la posizione intracardiaca del catetere. Coppia di elettrodi sono posizionati a livello dell'apice del ventricolo destro, la base del ventricolo destro, il nodo atrio-ventricolare, e l'atrio destro, rispettivamente. D. Primo piano del catetere 1.1f octapolar. Figura modificata da Mathur et al. con il permesso di Circ Arrhtyhm Electrophys ^5.

Figura 2. Rappresentante ECG di superficie e intracardiaci elettrogrammi in un mouse. (A) ECG di superficie nella configurazione di derivazione II mostrando ritmo regolare sinusale con una frequenza di 540 battiti al minuto. (BE) Bipolare registrazioni elettrogramma intracardiaca, a livello dell'atrio destro (B), nodo atrioventricolare (C), e alla base della ventricolo destro (D), e l'apice del ventricolo destro (E), rispettivamente. Si noti che il intracardiaca A-onda nel pannello B corrisponde alle onde P sulla superficie ECG. Il V-onda sul elettrogramma ventricolare corrisponde l'onda QRS all'ECG di superficie.

Figura 3. Rappresentante superficie ECG e intracardiaci elettrogrammi in un topo che si è sviluppato fibrillazione atriale dopo stimolazione atriale scoppio.

Discussion

Durante il cateterismo cardiaco, emorragia estesa durante cateterizzazione potrebbe aumentare la frequenza cardiaca a causa di ipovolemia. In questo caso, un'iniezione intraperitoneale di soluzione salina sterile (0,3 ml 1,0) può normalizzare la pressione di riempimento e ridurre lo stress emodinamico nel topo.

L'esposizione a isoflurano più di 2 ore, o più alte concentrazioni di isoflurano (> 2%) potrebbe sopprimere le funzioni cardiache e respiratorie nel topo. Pertanto, si raccomanda che tutti gli studi essere completato in meno di 2 ore. Inoltre, è essenziale che la temperatura del corpo è sempre mantenuta entro il range di normalità 37,0 ± 1,0 ° C. Sia ipotermia e ipertermia influenzerà il ritmo cardiaco e la potenziale presenza di un substrato aritmogeno.

Ogni esperimento deve iniziare da determinare soglie di cattura atriale. Nel caso di stimolazione atriale, soglia atriale, SNRT, AERP e AVNERP dovrebbero essere determinati per valutare se le proprietà di conduzione del nodo del seno, nodo AV, e il tessuto atriale sono normali.