Murine echocardiografie van de linkerboezem, Aorta, en longslagader
Summary
Het volgende protocol beschrijft de methodiek voor de verwerving en analyse van echocardiografische beelden worden gebruikt om de linker atrium Volume (LAV), Aorta (Ao) diameter, en longslagader (PA) diameter bij muizen te verkrijgen. Deze techniek is een niet-invasieve, niet-eindstandige procedure dat de beoordeling van de cardiopulmonaire functie kan.
Abstract
De onderhavige werkwijze geeft de onderzoeker hoe te meten en gebruik de LAV als een surrogaat van chronische verhoging van linker ventriculaire diastolische druk door echocardiografie, en de metingen van de aorta en PA diameter in muizen te verkrijgen.
Muizen ouder dan 10 d oud kunnen worden geanalyseerd met de onderhavige techniek. De techniek bestaat uit 3 belangrijke stappen: set-up, beeldacquisitie en beeldanalyse. De set-up stap bestaat uit het verkrijgen van de muis verdoofd met 1% isofluraan, scheren, en taping het in een rugligging tot een verwarmd EKG board waar het beeld overname zal plaatsvinden. De beeldopname stap bestaat uit het leren om de cardiale structuren te identificeren en om te kunnen volumes en diameters berekenen ontvangst van alle benodigde beelden met de overeenkomstige probe en as. De beeldanalyse stap bestaat uit de eerder verworven beelden meting met behulp van computersoftware.
<p class = "jove_content"> Eigenschappen voorgestelde techniek omvat een snelle (15 min) procedure zou de onderzoeker te kunnen evalueren op een niet-invasieve, niet-eindstandige benadering en volgens dezelfde muis in de tijd; elke muis kan worden gebruikt als zijn eigen controle. Dit feit plus met dezelfde exploitant al het verwerven en analyseren voor het gehele experiment minimaliseert de beperking van de operator-afhankelijkheid. De onderhavige werkwijze is bruikbaar voor muizen onderzoekers in cardiovasculaire en pulmonale geneeskunde.Introduction
De huidige methode leert de onderzoeker hoe om te meten en gebruik maken van de LAV, Aorta diameter en PA diameter met 2D echocardiografie in muizen onder isofluraan. Hartfalen met behouden ejectiefractie (HFNEF) bij ouderen treft tot 10% in die 80 jaar en ouder 1 en resulteert in aanzienlijke morbiditeit en mortaliteit. Aanzienlijke sterfte ook optreden van pulmonale hypertensie (PH), een verraderlijke ziekte proces presenteren met soortgelijke symptomen als HFNEF, waarin verhoogde pulmonale arteriële druk leiden tot kortademigheid bij inspanning, progressieve rechter hartfalen, en vaak de dood. 2 De toenemende prevalentie van zowel HFNEF en PH betekenen de noodzaak van het ontwikkelen van een methode die een accurate evaluatie en controle van interventies in muizenmodellen in een niet-invasieve, niet-eindstandige benadering.
Veroudering leidt tot een verslechtering van de diastolische functie via veranderingen in de ventriculaire-artErial verstijving, vasculaire disfunctie, ontsteking 3, verminderde calcium voorschrift 4, verminderde β-adrenerge responsiviteit en fysieke deconditionering productie vertraagd actieve ontspanning en verhoogde passieve stijfheid. Na verloop van tijd leidt dit tot een verhoogde LV vuldruk en de compenserende uitbreiding van het LA. 5
Hoewel andere etiologieën zoals valvulaire dysfunctie (mitralisinsufficiëntie of stenose) en infiltratieve processen leiden tot verhogingen van de druk en het volume in de LA 1, de European Society of Cardiology ondersteunt de toevoeging van LA grootte als een niet-invasieve weerspiegeling van LV functie. 6
Correlaties tussen LA volume en invasieve metingen van de diastolische functie is onderzocht bij muizen. LA volume gecorreleerd met verschillen in functie bepaald invasief binnen leeftijdsgroepen voor zowel de 14- en 31-maanden-oude mijs. In de 14 maanden oude muizen, LA volume gecorreleerd met drie standaard invasieve metingen van de diastolische functie -dP / dtmin (r 2 = 0,5, p <0,05), Tau (tijdconstante van ontspanning, (r 2 = 0,6, p <0,05) en linker ventrikel eind diastolische druk (r 2 = 0,25, p <0,05). Voor de 31 maanden oude muizen, de correlaties tussen LA volume en -dP / dtmin (r2 = 0,92, p < 0,05) en LVEDP (r 2 = 0,61, p <0,05) waren duidelijk hoewel de relatie met Tau minder duidelijk was. Daarom LA steeg met diastolische stoornis niet alleen in groepen, maar binnen leeftijdsgroepen. 7
Studies van de hartfunctie in muismodellen met behulp van katheter technieken om cardiale prestaties te evalueren, hoewel rigoureus en betrouwbaar, worden beperkt als gevolg van de onverenigbaarheid met herhaalde evaluaties. 8 Alternatieven voor invasieve maatregelen zoals MRI en 3D echocardiografie kan ooknauwkeuriger dan 2D echocardiografische technieken, maar ze zijn duurder; 2D-echocardiografie wordt beschouwd als voldoende voor LA volume evaluatie. 9, 10
Raming van het LA en PA diameter met echocardiografie kan de discriminatie tussen modellen die primaire toename pulmonale weerstand resulteert in een toename van PA diameter zonder verandering in la druk of LAV van die waarbij de longslagader en linker atrium zowel vergroten en produceren Door verhoogde vuldrukken aan de linkerkant van het hart. Deze aanpak is gemaakt door Scalia et al. die aantoonde dat bij mensen de echocardiografische longslagader naar linker atrium Ratio (ePLAR) is een parameter om nauwkeurig onderscheid te maken tussen patiënten met een pulmonaire capillaire hypertensie en post-capillaryhypertension. 11
Protocol
Representative Results
Discussion
Er zijn drie cruciale stappen om de LAV, Aorta en PA diameters succes te meten. Tijdens de set-up is het belangrijk om de vacht op de borst volledig te verwijderen; indien dit niet zal leiden tot verstoring van de beeldkwaliteit. Tijdens de Image Acquisition stappen is het belangrijk om elk beeld te verkrijgen met bijbehorende sonde en filter frames per seconde verschillen van probe voor probe: dat is 25 MHz en Cardiac Filter voor de beoordeling van de LAV en 30 MHz en Abdominale Filter voor beoordeling van de aorta en …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the Huffington Center on Aging at Baylor College of Medicine, Geriatrics, CVS DeBakey Heart Center at Houston Methodist Hospital and BCM, NIH RO-1 HL 13870 to ML Entman, as well as a Career Development Award # IK2BX002410 from the United States Department of Veterans Affairs (LMP), Biomedical Laboratory Research and Development Program.
We are immensely grateful to Mark Entman M.D. for sharing his wisdom and supporting this work.
Materials
| Vevo 770 high-resolution in vivo micro-imaging system | Visual Sonics | Vevo 770-120 | Echocardiographic Equipment |
| 707B RMV (Real time MicroVisualization) 30 MHz Scanhead with encapsulated transducer | Visual Sonics | 707B-256 | Real Time Microvisualization Scanhead |
| 710B RMV (Real time MicroVisualization) 25 MHz Scanhead with encapsulated transducer | Visual Sonics | 710B-159 | Real Time Microvisualization Scanhead |
| Vevo integrated rail system including physiological monitoring unit | Visual Sonics | ||
| Inhalation Anesthesia System | VetEquip | VE2627 | Anesthesia System |
| Isofluorane | Henry Schein | 50033 | |
| Electric razor | Wahl | General supply | |
| Hair removal cream | Nair | General supply | |
| Transductor cream | Parker | ||
| Transductor gel | Parker | ||
| Standard Gauze pads | McKeeson | General supply | |
| Tape | Durapore | General supply | |
| Nose cone | For anesthesia delivery | ||
| Water | |||
| Vet eye ointment | Puralube | General supply | To prevent dryness |
| Cotton tipped applicators | General supply | ||
| USB Flash Drive | General supply |
References
- Upadhya, B., Taffet, G. E., Ping, C., Kitzman, D. W. Heart failure with preserved ejection fraction in the elderly: scope of the problem. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 83, 73-87 (2015).
- Mclaughlin, V. V., Archer, S. L., et al. ACCF / AHA Expert Consensus Document Expert Consensus Document ACCF / AHA 2009 Expert Consensus Document on Pulmonary Hypertension A Report of the American College of Cardiology Foundation Task Force on Expert Consensus Documents and the American Heart Association. Circulation. , 2250-2294 (2009).
- Cieslik, K. A., Taffet, G. E., Carlson, S., Hermosillo, J., Trial, J., Entman, M. L. Immune-inflammatory dysregulation modulates the incidence of progressive fibrosis and diastolic stiffness in the aging heart. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 50 (1), 248-256 (2011).
- Tate, C. A., Taffet, G. E., Hudson, E. K., Blaylock, S. L., McBride, R. P., Michael, L. H. Enhanced calcium uptake of cardiac sarcoplasmic reticulum in exercise-trained old rats. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 258 (2), H431-H435 (1990).
- Kitzman, D. W., Daniel, K. R. Diastolic Heart Failure in the Elderly. Heart Failure Clinics. 3 (4), 437-453 (2007).
- Sanderson, J. E., Rusconi, C., et al. How to diagnose diastolic heart failure a consensus statement on the diagnosis of heart failure with normal left ventricular ejection fraction by the Heart Failure and Echocardiography Associations of the European Society of Cardiology. Eur Heart J. , 2539-2550 (2007).
- Medrano, G., Hermosillo-Rodriguez, J., et al. Left Atrial Volume and Pulmonary Artery Diameter Are Noninvasive Measures of Age-Related Diastolic Dysfunction in Mice. The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. (16), 1-10 (2015).
- Franco, F., Thomas, G. D., et al. Magnetic Resonance Imaging and Invasive Evaluation of Development of Heart Failure in Transgenic Mice With Myocardial Expression of Tumor Necrosis Factor- . Circulation. 99, 448-454 (1999).
- Jenkins, C., Bricknell, K., Marwick, T. H. Use of real-time three-dimensional echocardiography to measure left atrial volume: Comparison with other echocardiographic techniques. Journal of the American Society of Echocardiography. 18 (9), 991-997 (2005).
- Ujino, K., Barnes, M. E., et al. Two-dimensional echocardiographic methods for assessment of left atrial volume. The American journal of cardiology. 98 (9), 1185-1188 (2006).
- Scalia, G. M., Scalia, I. G., et al. ePLAR – The echocardiographic Pulmonary to Left Atrial Ratio – A novel non-invasive parameter to differentiate pre-capillary and post-capillary pulmonary hypertension. International Journal of Cardiology. 212, 379-386 (2016).
