心臓麻痺逮捕と気絶心筋関連のマウス単離された心臓モデル
Summary
The goal of this protocol to assess myocardial stunning following ischemic cardioplegic arrest in rodents.
Abstract
以下のプロトコルは、心臓機能障害または気絶心筋以下の中程度の虚血性傷害を評価するための使用です。技術は心臓麻痺停止および心肺バイパス、オフポンプCABG、移植、狭心症、簡単な虚血などで心臓手術を含む多くの臨床的に関連する現象に関連した虚血性損傷をモデル化するのに便利です。プロトコルは、心筋の収縮機能の測定に焦点を当て、げっ歯類心臓における低体温高カリウム血性心筋保護停止および再灌流をモデル化するための一般的な方法を提示します。簡単に説明すると、マウスの心臓は、ランゲンドルフモードで灌流される心室内バルーンが装備し、ベースラインの心臓機能のパラメータが記録されています。安定化に続いて、次に心臓を拡張期停止を開始するために、心臓保護、低体温心臓麻痺溶液の注入をブリーフィングすることがあります。心停止は、2時間かけて断続的に配信されます。心臓は、その後、再灌流およびヴェルメれます正常体温の温度及び心筋機能の回復にdが監視されます。信頼性が落ち込んで心臓収縮機能におけるこのプロトコルの結果を用いげっ歯類における総心筋組織の損傷がありません。
Introduction
気絶心筋は虚血又は心臓保護の1,2,3,4,5と虚血性発作の持続期間の短い期間の後に十分な血流の回復にもかかわらず、可逆的に減少収縮活動として定義されています。提示された方法は、特に収縮機能における可逆障害をもたらすことができる臨床的に関連する虚血性傷害をモデル化するために使用される（ すなわち、心臓手術は心臓麻痺停止、虚血、狭心症などの短い期間を利用することに関連する虚血性傷害）。重度の虚血研究（心筋梗塞、壊死）とは対照的に、このプロトコルは、組織の損傷、リモデリングおよび細胞死なしに心筋機能回復及び心臓保護を評価するために開発されました。論文の大部分は低体温症と断続的な心停止送達を用いて心臓手術と同様の要素を持つ標準心筋保護逮捕プロトコルについて説明します。
心筋PROT心臓手術の大半中ectionは心停止と心肺バイパスに依存しています。心臓麻痺（CP）ソリューションと戦略は（血液、晶質、寒い、暖かいなど ）が広く異なりますが、最も一般的な要素は、1）高カリウム血症および/ または心筋の収縮に起因するエネルギーの利用を制限し、拡張期に心臓を停止させる他の戦略であります2）低体温は、代謝を遅くし、逮捕しながらATPなどのエネルギー埋蔵量を維持するのに役立ちます。現在の心筋保護液は、そうでなければ致死的な証明する虚血性発作に対する心臓への保護を提供します。しかし、外科的虚血性発作時の心保護戦略は完全ではなく、得られた軽度の虚血性損傷は、適切な血流（見事な心筋）、アシドーシス、心筋の損傷、および減少冠動脈灌流および血管攣縮を含む血管の効果にもかかわらず、可逆心臓収縮不全をもたらすことができます。
このプロトコルが異なります簡単な虚血または心筋保護の逮捕に関連した虚血性発作、次の心臓機能障害をもたらすことができる心筋梗塞、それはより軽度の虚血性傷害を評価することで重度の虚血を評価する標準的な単離された心臓の虚血モデルから。 （ – 8ランゲンドルフ灌流技術のレビューおよびI / Rのための研究では、6を参照します）。一般的なガイドラインとマウス単離された灌流心臓に関連した実験パラメータを徹底的に分析するためのサザーランドのE Tの文献を参照してください。2003は、ここで紹介する技術は確実にマウスの心の中で見事な誘導するのに必要な機器、試薬、手順、戦略とヒントを詳述9。マイナーな修飾は、ラットに技術を適用する必要があります。
簡単に言えば、単離されたマウス心臓は、高カリウム血性hypothermの送達を介しコールド保護心停止に続いて、生理学的クレブス – ヘンゼライト緩衝液（KHB）で約30分間、ランゲンドルフ灌流しますIC心筋保護液。逮捕後、心臓の機能回復をKHBで再加温、心臓の再灌流中に監視されています。心臓の収縮機能の回復の程度の変化は、心臓保護剤と異なる心臓保護戦略を評価するために評価することができます。
Protocol
Representative Results
Discussion
前のプロトコルの詳細方法は心停止の逮捕に関連したグローバルな虚血心筋見事な二次を評価しました。我々の手では、このプロトコルは、心機能の〜約40％の減少を生じさせる（LVDP、+/- DP / dt）は30分後に再潅流時点での心拍数の最小の変化を有します。心臓が再潅流および再加温しているように、心機能のすべてのパラメータは、20〜30分の間、安定化する前に大幅に減少し、心拍数との?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Cardioplegia Solution (St Thomas II) | Symbol / Concentrations (mM) | ||
| Sodium Chloride | NaCl; 110 | ||
| Potassium chloride | KCl; 16 | ||
| Calcium Chloride | CaCL2; 1.5 | ||
| Magnesium Chloride | MgCL2; 16 | ||
| Sodium Bicarbonate | NaHCO3; 10 | ||
| Krebs-Heinslet Buffer | |||
| Sodium Chloride | NaCl; 118 | ||
| Potassium Chloride | KCl; 4.8 | ||
| Magnesium Sulfate | MgSO4; 1.7 | ||
| Sodium Bicarbonate | NaHCO3; 24.9 | ||
| Potassium Phosphate (monobasic) | KH2PO4; 1.2 | ||
| Calcium Chloride | CaCL2; 1.4 | ||
| Sodium Pyruvate | Na pyruvate; 2 | ||
| Glucose | C6H12O6; 6 | ||
| Balloon reagents | |||
| Corn Syrup | |||
| Spaghetti | |||
| Silicon Dispersion Gel | |||
| styrofoam block | |||
| lab oven/incubator ( 50C) | |||
| Langendorff Perfusion equipment | |||
| Isolated perfused heart sytem (IH-SR (Hugo-Sachs) or equivalent) | |||
| Data acquisition system (DSI, ADinstruments or equivalent) | |||
| Heated water circulator | |||
| Cooling water circulator | |||
| Perfusion pump capable of 2-30 ml/min | |||
| Inline perfusion filters – 1 um glass fiber | |||
| Pressure sensors and amplifiers for LVP and perfusion pressure | |||
| Small graduated cylinder (~10 mL) | |||
| Small temperature probe and thermometer (Werner or equivalent) | |||
| perfusion resevoir (1L) | |||
| cardioplegia resevoir (~200 mL) | |||
| gas bubbler | |||
| 95/5 O2/CO2 mix | |||
| Surgical tools and reagents | |||
| Metzenbaum and Potz surgical scissors | |||
| two Dumont size 5 forceps | |||
| ketamine | |||
| xylazine | |||
| heparin | |||
| small clamp with soft sides to hold aorta (i.e. terminal clamp with taped ends) | |||
| Silk 2-0 and 4-0 sutures |
References
- Kloner, R. a., Jennings, R. B. Consequences of Brief Ischemia: Stunning, Preconditioning, and Their Clinical Implications: Part 1. Circulation. 104 (24), 2981-2989 (2001).
- Mentzer, R. M. Myocardial protection in heart surgery. J Cardiovasc Pharmacol Ther. 16 (3-4), 290-297 (2011).
- Chambers, D. J., Fallouh, H. B. Cardioplegia and cardiac surgery: pharmacological arrest and cardioprotection during global ischemia and reperfusion. Pharmacol Ther. 127 (1), 41-52 (2010).
- Bolli, R., Marbán, E. Molecular and cellular mechanisms of myocardial stunning. Physiol Rev. 79 (2), 609-634 (1999).
- Kloner, R. a., Bolli, R., Marban, E., Reinlib, L., Braunwald, E. Medical and Cellular Implications of Stunning, Hibernation, and Preconditioning An NHLBI Workshop. Circulation. 97 (18), 1848-1867 (1998).
- Mersmann, J., Latsch, K., Habeck, K., Zacharowski, K. Measure for measure-determination of infarct size in murine models of myocardial ischemia and reperfusion: a systematic review. Shock (Augusta, Ga). 35 (5), 449-455 (2011).
- Bell, R. M., Mocanu, M. M., Yellon, D. M. Retrograde heart perfusion: the Langendorff technique of isolated heart perfusion). J Mol Cell Cardiol. 50 (6), 940-950 (2011).
- Skrzypiec-Spring, M., Grotthus, B., Szelag, A., Schulz, R. Isolated heart perfusion according to Langendorff—still viable in the new millennium. J Pharmacol Toxicol Methods. 55 (2), 113-126 (2007).
- Sutherland, F. J., Shattock, M. J., Baker, K. E., Hearse, D. J. Mouse isolated perfused heart characteristics and cautions. Clin Exp Pharmacol Physiol. 30 (11), 867-878 (2003).
- Miller, A., Wright, G. L. Fabrication of Murine Ventricular Balloons for the Langendorff Heart Preparation. J Biotecnol Biomater. 1 (101), 1-4 (2011).
- Curtis, M. J. Characterisation, utilisation and clinical relevance of isolated perfused heart models of ischaemia-induced ventricular fibrillation. Cardiovasc Res. 39 (1), 194-215 (1998).
- Clements, R. T., Feng, J., Cordeiro, B., Bianchi, C., Sellke, F. W. p38 MAPK-dependent small HSP27 and αB-crystallin phosphorylation in regulation of myocardial function following cardioplegic arrest. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology. 300 (5), H1669-H1677 (2011).
- Clements, R. T., Cordeiro, B., Feng, J., Bianchi, C., Sellke, F. W. Rottlerin increases cardiac contractile performance and coronary perfusion through BKCa++ channel activation after cold cardioplegic arrest in isolated hearts. Circulation. 124 (11 Suppl), S55-S61 (2011).
