Estimulação elétrica programada em Ratos

Summary

Estimulação elétrica programada fornece a capacidade para determinar as propriedades de condução do coração, ea possibilidade de induzir e terminar arritmias cardíacas usando protocolos de estimulação diferentes. Usando um cateter transvenoso, gravações de eletrograma intracardíaco pode ser obtido em camundongos após programado protocolos de estimulação elétrica para identificar substratos arritmogênicos.

Abstract

Camundongos geneticamente modificados têm emergido como um modelo animal preferível estudar os mecanismos moleculares subjacentes anormalidades de condução, arritmias atriais e ventriculares e morte súbita cardíaca.

Protocol

Parte 1. Preparação cirúrgica

1. No caso de experimentos programados estimulação elétrica são realizadas as cirurgias de sobrevivência em camundongos condições estéreis será necessário. No entanto, o tipo mais comum de experiência é terminal na natureza, para o qual regulares clara técnicas cirúrgicas suficiente.
2. O rato é anestesiado com isoflurano a 2% em 0,5 L / min 100% O _2.
3. Cortar cabelo são usados ​​para raspar a pele do decote no peito ao nível médio.
4. O rato anestesiado é colocado em decúbito dorsal, com seus membros gravado sobre eletrodos ECG incorporado em uma placa de aquecimento (Indus Instruments, Houston, TX). E a área cirúrgica é desinfetado com iodo povidona a 10%. Um sistema recomendado inclui uma sonda de temperatura retal acoplado a uma almofada de aquecimento controlado por um sistema thermoanalyzer, de modo que a temperatura do corpo é mantida a 37,0 ° C ± 1,0 ° C.

Parte 2. Canulação e inserção de cateter EP em átrio direito eo ventrículo

1. Após a confirmação de um dedo do pé pinch-se o mouse está totalmente anestesiado, uma incisão 1 / 2 polegada é feita para a direita da linha média com o terminus caudal ao nível da clavícula.
2. Tecido subcutâneo, glândulas salivares, e os tecidos linfáticos são separados por meio de dissecção romba para visualizar a veia jugular direita.
3. A extremidade proximal da veia é amarrado com uma sutura 6-0. Puxando suavemente sobre esta sutura irá manter a veia jugular interna em linha reta durante a inserção do cateter. Outra sutura é colocada sob a veia na extremidade distal do segmento visualizado. Esta sutura será amarrado ao redor do cateter uma vez que o cateter é colocado perfeitamente dentro do coração, para assegurar a hemostasia e manter o cateter na posição desejada (Figura 1).
4. O computador baseado em aquisição de dados é agora começou a gravar ECG de superfície e 4 leva de eletrogramas intracardíacos simultaneamente (ie, IOX-2 software de aquisição, Emka Technologies, VA, EUA). Para registro do eletrograma intracardíaco, eletrodos no cateter são conectados a um estimulador externo "na gravação" mode (ou seja, o modelo STG3008, Sistemas Multicanal, Reutlingen, Alemanha).
5. Usando micro-tesouras, uma pequena incisão é feita no sentido longitudinal da veia, eo cateter octapolar 1.1f (EPR-800, Millar Instruments, Houston, TX) é avançado através da veia para o átrio direito. Puxando na sutura proximal ajudará a manter a veia jugular interna em linha reta e vai permitir facilitar a passagem do cateter no átrio direito eo ventrículo. Posição do cateter adequado é verificada através da visualização das formas de onda dos 4 eletrogramas intracardíacos ao nível do ápice do ventrículo direito, a base do ventrículo direito, o nó atrioventricular e do átrio direito, respectivamente (Figura 2).
6. A sutura distal agora é amarrado para garantir a posição do cateter e evitar possíveis sangramentos.

Parte 3. Estimulação elétrica programada

1. No caso da estimulação atrial seletiva, a par de eletrodos localizados no interior do átrio é alternado de "recodificação" modo de "estímulo" modo, enquanto os pares de eletrodos outros permanecem na "gravação" mode.
2. Para determinar se um rato tem um aumento da vulnerabilidade a arritmias atriais, a estimulação elétrica programada do átrio direito é realizado. Primeiro, o limiar de estimulação atrial é determinado pela aplicação de 2 ms pulsos de corrente (pelo menos 50) em diferentes comprimentos de ciclo básico (BCL) para testar a consistência de captura de estímulo. A BCL do trem de pulso inicial é ligeiramente inferior ao BCL intrínseco, e é diminuída em 10 ms (por exemplo, 100 ms, 90 ms, 80 ms e 70 ms). A amplitude típica corrente necessária para a captura de estímulo é de 100-200 mA.
3. O seio o tempo de recuperação do nó (TRNS) é medida após a aplicação de 15 s de trem estimulação atrial em um BCL de 100 ms. TRNS é definido como o intervalo entre o último estímulo no trem andando eo início da primeira batimento sinusal espontânea.
4. O período de vigência atrial refratária (AERP) é determinado pela aplicação série de trens estimulação atrial em um BCLs fixo (ou seja, 100 ms) juntamente com um menor de estímulo S2 prematuro. O intervalo S1-S2 é progressivamente reduzida por 2-ms em cada trem andando de 70ms até 20ms. A AERP é definido como o maior intervalo de acoplamento S1-S2 para átrios que não conseguiu gerar uma batida propagado com S2 (S1 é o trem de pulso regular, e S2 o estímulo prematuro). Entre cada protocolo de estimulação, houve um período de recuperação de pelo menos 30 segundos.
5. O período refratário efetivo do atrioventricular (AV) nó (AVNERP) é determinado pela aplicação série de trens estimulação atrial na BCL de 100 ms com uma acoplada estímulo S2 prematuro. O intervalo S1-S2 é progressivamente reduzidapor 2 ms treinar cada ritmo a partir de 70 ms a 20 ms. O AVNERP é definido como o maior intervalo de acoplamento S1-S2 em que a estimulação precoce entregue ao átrio é seguida por um potencial dele, mas não por um complexo QRS. Entre cada protocolo de estimulação, houve um período de recuperação de pelo menos 30 segundos.
6. Indutibilidade de arritmias atriais, incluindo a fibrilação atrial (FA), podem ser testados usando o protocolo descrito por pacing explosão Verheule et al. ² A série de duas rajadas segunda é aplicada para determinar indutibilidade de arritmias atriais. A explosão primeiros 2 segundo tem um ciclo (CL) de 40 ms, e cada estourou 2 sucessivas segundo tem um CL de 2 ms mais curto do que o estouro da anterior, até o final da CL 20 ms. Na ausência de um substrato arritmogênico, o coração vai retomar o ritmo sinusal imediatamente após o protocolo de estimulação. No caso de flutter atrial, haverá um padrão regular de ondas rápidas A vista sobre o eletrograma atrial, enquanto que a frequência da resposta ventricular é tipicamente mais lenta, como visto no eletrograma ventricular. Em caso de fibrilação atrial, a superfície ECG mostrará intervalos irregulares RR, na ausência de ondas P. Além disso, o eletrograma atrial irá revelar rápida e irregular Um ondas, enquanto que o eletrograma ventricular irá revelar ondas ventricular irregular e mais lento (Figura 3). Protocolos de indução de arritmia são tipicamente realizados em triplicado, e uma arritmia é considerado presente se ele pode ser evocado em pelo menos 2 de 3 tentativas. ^3,4.

Parte 4. Remoção do cateter

1. Após todos os protocolos de estimulação terminar, aquisição de dados está parado. A sutura na extremidade distal do cateter é suavemente cortadas, a fim de liberar o cateter.
2. Em caso de estudos terminal EP, o nó é gentilmente afrouxou para liberar o cateter.
3. Na conclusão do estudo, o rato vai ser humanamente eutanasiados, enquanto sob o isoflurano usando deslocamento cervical.

Resultados representante

ECG de superfície e eletrogramas intracardíacos são gravados simultaneamente em todo o estudo in vivo de eletrofisiologia, e são analisados ​​em detalhe após a conclusão de todos os protocolos. Os parâmetros de linha de base eletrofisiológicas incluem intervalo PR, PQ intervalo, duração do QRS, intervalos QT e morfologia do QRS. Estes parâmetros podem ser medidos manualmente ou automaticamente, usando o software de aquisição de dados IOX-2 ou ECG-AUTO (Emka Technologies, VA, EUA).

O TRNS, AERP, e AVNERP fornecer informações sobre o seio função "pacemaker" nó, atrial, e as propriedades de condução AV nodal, respectivamente. Exemplos de estimulação induzida por episódios de fibrilação atrial pode ser encontrada no trabalho de Chelu et al. ⁴

Figura 1. Ilustração de cateterismo intracardíaca para estudos de eletrofisiologia em camundongos. A. veia jugular interna direita é isolado e canulado. A extremidade distal da veia é amarrado uma vez posição do cateter adequado é alcançado. B. O mouse é colocado em uma posição supina para este procedimento. Animados C. retratando a posição do cateter intracardíaco. Par de eletrodos são posicionados ao nível do ápice do ventrículo direito, a base do ventrículo direito, o nó atrioventricular e do átrio direito, respectivamente. D. Close-up do cateter 1.1f octapolar. Figura modificado a partir Mathur et al. com a permissão do Circ Arrhtyhm Electrophys ^5.

Figura 2. Superfície representativa e ECG intracardíaco eletrogramas em um Mouse. (A) Superfície ECG na derivação II configuração mostrando ritmo sinusal regular com uma freqüência de 540 batimentos por minuto. (BE) gravações de eletrograma intracardíaco Bipolar ao nível do átrio direito (B), o nó atrioventricular (C), e base do ventrículo direito (D), eo ápice do ventrículo direito (E), respectivamente. Note que o intracardíaca Uma onda no painel B corresponde à onda P no ECG de superfície. A onda V-on do eletrograma ventricular corresponde à onda QRS no ECG de superfície.

Figura 3. Superfície representante ECG intracardíaco e eletrogramas em um mouse que desenvolveram fibrilação atrial após explosão pacing atrial.

Discussion

Durante o cateterismo cardíaco, hemorragia extensa durante o cateterismo pode aumentar a freqüência cardíaca, devido à hipovolemia. Neste caso, uma injeção intraperitoneal de solução salina estéril (0,3 mL 1,0) pode normalizar a pressão de enchimento e reduzir o estresse hemodinâmico no mouse.

Exposição ao isoflurano mais de 2 horas, ou maiores concentrações de isoflurano (> 2%) pode suprimir a função cardíaca e respiratória no mouse. Portanto, é recomendado que todos os estudos sejam concluídos em menos de 2 horas. Além disso, é essencial que a temperatura do corpo é sempre mantido dentro da normalidade 37,0 ± 1,0 ° C. Tanto hipotermia e hipertermia afetará o ritmo cardíaco ea presença potencial de um substrato arritmogênico.

Cada experimento deve começar pela determinação dos limiares de captura atrial. No caso da estimulação atrial, limiar atrial, TRNS, AERP, e AVNERP deve ser determinada para avaliar se as propriedades de condução do nó sinusal, nó AV, e do tecido atrial são normais.