Sıçanlarda Atriyal Fibrilasyon İndüksiyonu için Transözofageal Atriyal Patlama Pacing
Summary
Bu çalışmada, sıçanlarda atriyal fibrilasyonun (AF) etkin indüksiyonu için transözofageal atriyal patlama pacing’in deneysel bir protokolü açıklanmaktadır. Protokol, sağlıklı veya yeniden şekillendirilmiş kalpleri olan sıçanlarda kullanılabilir, AF patofizyolojisinin incelenmesine, yeni terapötik hedeflerin belirlenmesine ve yeni terapötik stratejilerin değerlendirilmesine izin verir.
Abstract
Hayvan çalışmaları, atriyal fibrilasyon (AF) patofizyolojisi ve terapötik yönetimi ile ilgili anlayışımıza önemli bilgiler getirmiştir. AF patogenezinde rol oynayan ana mekanizmalardan biri olan yeniden giriş, meydana gelebilmesi için belirli bir miyokard dokusu kitlesi gerektirir. Atriyumun küçük boyutu nedeniyle, kemirgenler uzun zamandır AF’ye ‘dirençli’ olarak kabul edilmiştir. Sıçanlarda spontan AF’nin meydana geldiği gösterilmiş olmasına rağmen, bu modellerde aritmi oluşması için uzun süreli takip (50 haftaya kadar) gereklidir. Bu çalışmada, sıçanlarda AF’nin hızlı ve verimli indüksiyonu için transözofageal atriyal patlama pacing’in deneysel bir protokolü açıklanmaktadır. Protokol, sağlıklı veya yeniden şekillendirilmiş kalpleri olan sıçanlarda, çok çeşitli risk faktörlerinin varlığında, AF patofizyolojisinin incelenmesine, yeni terapötik hedeflerin belirlenmesine ve yeni profilaktik ve / veya terapötik stratejilerin değerlendirilmesine izin vererek başarıyla kullanılabilir.
Introduction
Atriyal fibrilasyon (AF) klinik pratikte en sık karşılaşılan sürekli kardiyak aritmidir ve insidansı ve prevalansı tüm dünyada dramatik bir şekilde artmaya devam etmektedir1. Bu aritmi, son çalışmalara göre dünya nüfusunun% 4’ünü etkilemektedir2. Bununla birlikte, paroksismal AF’nin asemptomatik olabileceği ve bu nedenle saptanmadan kaçabileceği göz önüne alındığında, AF’nin gerçek prevalansının literatürde sunulandan çok daha yüksek olması muhtemeldir.
AF’nin patofizyolojisi yoğun olarak incelenmiştir. Bununla birlikte, bu karmaşık aritminin altında yatan mekanizmalar tam olarak aydınlatılamamıştır ve bu, etkinliği şüpheli olan sınırlı terapötik seçeneklere yansımaktadır. Hayvan çalışmaları, AF patofizyolojisi ve terapötik yönetimi ile ilgili anlayışımıza önemli bilgiler getirmiştir. AF patogenezi3’te rol oynayan ana mekanizmalardan biri olan yeniden giriş, meydana gelmek için belirli bir miyokard dokusu kütlesi gerektirir. Bu nedenle, AF çalışmalarında genellikle büyük hayvanlar tercih edilirken, atriyumlarının küçük boyutu nedeniyle, kemirgenler uzun zamandır AF’ye ‘dirençli’ olarak kabul edilmiştir. Bununla birlikte, büyük hayvanların kullanımı çoğunlukla taşıma zorlukları nedeniyle engellenmektedir. Bu arada, spontan AF’nin sıçanlarda meydana geldiği gösterilmiş olmasına rağmen, bu modellerde aritmimeydana gelmesi için uzun süreli takip (50 haftaya kadar) gereklidir5. Küçük kemirgenlerde hızlı AF oluşumunu sağlayan modeller de geliştirilmiştir. Çoğu zaman, bu modeller AF 6,7’yi yapay olarak indüklemek için genellikle eşlik eden parasempatik stimülasyon veya asfiksi gibi diğer elverişli koşulların varlığında akut elektriksel stimülasyon kullanır. Etkili olmasına rağmen, bu tür modeller atriyumun ilerleyici elektriksel, yapısal, otonomik veya moleküler yeniden şekillenmesi gibi AF ile ilgili kritik özelliklerin değerlendirilmesine veya konvansiyonel veya konvansiyonel olmayan antiaritmik ilaçların atriyal substrat veya ventriküler pro-aritmi riski üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesine izin vermez 8,9.
Bu çalışma, sıçanlarda AF’nin hızlı ve verimli indüksiyonu için uzun süreli transözofageal atriyal patlama hızının deneysel bir protokolünü açıklamaktadır. Protokol hem akut hem de uzun süreli çalışmalar için uygundur ve sağlıklı veya yeniden şekillendirilmiş kalpleri olan sıçanlarda, çok çeşitli risk faktörlerinin varlığında, AF patofizyolojisinin incelenmesine, yeni terapötik hedeflerin belirlenmesine ve yeni profilaktik ve / veya terapötik stratejilerin değerlendirilmesine izin vererek başarıyla kullanılabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu yazıda, sıçanlarda AF’nin hızlı ve etkili indüksiyonu için hem akut hem de uzun süreli AF çalışmaları için uygun olan uzun süreli transözofageal atriyal patlama pacing’in deneysel bir protokolü açıklanmaktadır. Burada açıklanan 10 günlük stimülasyon protokolü, bir ‘ikincil spontan AF modeli’ (yani, elektriksel stimülasyon ile AF indüksiyonunun bir dönemini takiben, AF’nin kendiliğinden geliştiği bir model) geliştirmek için başarıyla kullanılmıştır10. Bunun…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Romanya Eğitim ve Araştırma Bakanlığı, CNCS – UEFISCDI, PNCDI III, PNCDI III bünyesindeki PN-III-P1-1.1-TE-2019-0370 proje numarası ile desteklenmiştir.
Materials
| Antisedan (Atipamezole Hydrochloride) 5mg / mL, solution for injection | Orion Corporation | 06043/4004 | for Rats use 1 mg / kg |
| Dormitor (Medetomidine Hydrochloride) 1 mg / mL, solution for injection | Orion Corporation | 06043/4003 | for Rats use 0.5 mg / kg |
| E-Z Anesthesia Single Animal System | E-Z Systems Inc | EZ-SA800 | Allows the manipulation of one animal at a time |
| Isoflurane 99.9%, 100 mL | Rompharm Company | N01AB06 | |
| Ketamine 10%, 25 mL | for Rats use 75 mg / kg | ||
| Microcontroller-based cardiac pacemaker for small animals | Developed in our laboratory (See Reference number 10 in the manuscript) | ||
| Surface ECG recording system | Developed in our laboratory (See Reference number 10 in the manuscript) |
References
- Kornej, J., Börschel, C. S., Benjamin, E. J., Schnabel, R. B. Epidemiology of atrial fibrillation in the 21st century: Novel methods and new insights. Circulation Research. 127 (1), 4-20 (2020).
- Hindricks, G., et al. 2020 ESC Guidelines for the diagnosis and management of atrial fibrillation developed in collaboration with the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS): The Task Force for the diagnosis and management of atrial fibrillation of the European Society of Cardiology (ESC). European Heart Journal. 42 (5), 373 (2021).
- Veenhuyzen, G. D., Simpson, C. S., Abdollah, H. Atrial fibrillation. Canadian Medical Association Journal. 171 (7), 755-760 (2004).
- Lau, D. H., et al. Atrial arrhythmia in ageing spontaneously hypertensive rats: unraveling the substrate in hypertension and ageing. PloS One. 8 (8), 72416 (2013).
- Scridon, A., et al. Unprovoked atrial tachyarrhythmias in aging spontaneously hypertensive rats: The role of the autonomic nervous system. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 303 (3), 386-392 (2012).
- Haugan, K., Lam, H. R., Knudsen, C. B., Petersen, J. S. Atrial fibrillation in rats induced by rapid transesophageal atrial pacing during brief episodes of asphyxia: a new in vivo model. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 44 (1), 125-135 (2004).
- Sugiyama, A., Takahara, A., Honsho, S., Nakamura, Y., Hashimoto, K. A simple in vivo atrial fibrillation model of rat induced by transesophageal atrial burst pacing. Journal of Pharmacological Sciences. 98 (3), 315-318 (2005).
- Scridon, A. Dissociation between animal and clinical studies. where do we go wrong. Romanian Journal of Cardiology. 31 (3), 497-500 (2021).
- Mulla, W., et al. Rapid atrial pacing promotes atrial fibrillation substrate in unanesthetized instrumented rats. Frontiers in Physiology. 10, 1218 (2019).
- Scridon, A., et al. Spontaneous atrial fibrillation after long-term transesophageal atrial burst pacing in rats. Technical and procedural approach to a new in vivo atrial fibrillation model. Romanian Journal of Laboratory Medicine. 26 (1), 105-112 (2018).
- Halatiu, V. B., et al. Chronic exposure to high doses of bisphenol A exhibits significant atrial proarrhythmic effects in healthy adult rats. Romanian Journal of Cardiology. 31 (3), 587-595 (2021).
- Zaciragić, A., Nakas-ićindić, E., Hadzović, A., Avdagić, N. Average values of electrocardiograph parameters in healthy, adult Wistar rats. Medical Archives. 58 (5), 268-270 (2004).
- Cheshire, W. P. Thermoregulatory disorders and illness related to heat and cold stress. Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical. 196, 91-104 (2016).
- Șerban, R. C., Scridon, A. Data linking diabetes mellitus and atrial fibrillation-how strong is the evidence? From epidemiology and pathophysiology to therapeutic implications. Canadian Journal of Cardiology. 34 (11), 1492-1502 (2018).
- Nishida, K., Michael, G., Dobrev, D., Nattel, S. Animal models for atrial fibrillation: clinical insights and scientific opportunities. Europace. 12 (2), 160-172 (2010).
- Qiu, H., et al. DL-3-n-Butylphthalide reduces atrial fibrillation susceptibility by inhibiting atrial structural remodeling in rats with heart failure. Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology. 391 (3), 323-334 (2018).
