Programmé stimulation électrique chez la souris

Summary

Programmé stimulation électrique permet de déterminer les propriétés de conduction du cœur, et la possibilité d'induire et de résilier les arythmies cardiaques en utilisant des protocoles différents arpenter. L'utilisation d'un cathéter transveineux, enregistrements électrogramme intracardiaque peut être obtenu chez des souris après stimulation électrique programmée protocoles pour identifier les substrats arythmogènes.

Abstract

Des souris génétiquement modifiées sont apparues comme un modèle animal préférable d'étudier les mécanismes moléculaires sous-jacents anomalies de la conduction, des arythmies auriculaires et ventriculaires et de mort cardiaque subite.

Protocol

Partie 1. Préparation chirurgicale

1. Dans le cas des expériences de stimulation électrique programmée sont effectuées que les chirurgies de survie chez les souris des conditions stériles seront nécessaires. Cependant, le type le plus commun de l'expérience est la borne dans la nature, pour lesquels régulière claires techniques chirurgicales suffire.
2. La souris est anesthésiée à l'aide de 2% d'isoflurane dans 0,5 L / min à 100% d'O _2.
3. Tondeuses à cheveux sont utilisés pour raser le poil de l'encolure au niveau de la poitrine mi.
4. La souris anesthésiée est placé dans une position couchée, avec ses membres scellés sur des électrodes ECG intégré dans un panneau de chauffage (Indus Instruments, Houston, TX). Et la zone opérée est désinfectée à l'iode povidone 10%. Un système recommandé comprend une sonde de température rectale relié à un coussin chauffant contrôlé par un système thermoanalyzer, tels que la température du corps est maintenue à 37,0 ° C ± 1,0 ° C.

Partie 2. Canulation et l'insertion d'un cathéter dans l'oreillette EP droite et le ventricule

1. Après la confirmation par un pincement pincer que la souris est totalement anesthésié, une incision de 1 / 2 pouce est fait à la droite de la ligne médiane avec le terminus caudale au niveau de la clavicule.
2. Tissu sous-cutané, les glandes salivaires, et les tissus lymphatiques sont séparés au moyen d'une dissection de visualiser la veine jugulaire droite.
3. L'extrémité proximale de la veine est liée par une suture 6-0. En tirant doucement sur cette suture gardera la veine jugulaire interne droite tandis que l'insertion du cathéter. Une autre suture est placée sous la veine à l'extrémité distale du segment visualisé. Cette suture sera nouée autour de la sonde une fois que le cathéter est placé de façon optimale dans le cœur, pour assurer l'hémostase et de maintenir le cathéter dans la position désirée (figure 1).
4. L'acquisition de données sur ordinateur est maintenant commencé à enregistrer l'ECG de surface et 4 entraîne des électrogrammes intracardiaques simultanément (c.-à-IOX-2 logiciel d'acquisition, Technologies Emka, VA, USA). Pour l'enregistrement électrogramme intracardiaque, des électrodes sur le cathéter sont connectés à un stimulateur externe dans "l'enregistrement" mode (ie, le modèle STG3008, systèmes multicanaux, Reutlingen, Allemagne).
5. L'utilisation de micro-ciseaux, une petite incision est faite dans le sens longitudinal de la veine, et le cathéter octapolar 1.1F (EPR-800, Millar Instruments, Houston, TX) est avancé à travers la veine dans l'oreillette droite. En tirant doucement sur la suture proximale aidera à garder la veine jugulaire interne droite et permettra un meilleur passage du cathéter dans l'oreillette et le ventricule droit. Une bonne position du cathéter est vérifiée par la visualisation des formes d'onde des quatre électrogrammes intracardiaques au niveau de l'apex du ventricule droit, la base du ventricule droit, le nœud auriculo-ventriculaire, et l'oreillette droite, respectivement (figure 2).
6. La suture distale est maintenant lié au large pour sécuriser la position du cathéter et de prévenir les saignements possibles.

Partie 3. Programmé stimulation électrique

1. Dans le cas de la stimulation atriale sélective, la paire d'électrodes situées à l'intérieur de l'atrium est commuté de «recodification» au mode «stimulation» mode, tandis que les paires d'électrodes d'autres restent dans «enregistrement» de mode.
2. Pour déterminer si une souris a une vulnérabilité accrue aux arythmies auriculaires, la stimulation électrique programmée de l'oreillette droite est réalisée. Premièrement, le seuil de stimulation atriale est déterminé en appliquant de 2 ms impulsions de courant (moins 50) à différentes longueurs de cycle de base (BCL) pour tester la cohérence de la capture de relance. La BCL du train d'impulsions initiales est légèrement inférieure à la valeur intrinsèque BCL, et il est diminué de 10 ms (par exemple, 100 ms, 90 ms, 80 ms, et 70 ms). L'amplitude typique de courant nécessaire pour la capture de relance est de 100 à 200 uA.
3. Le temps de récupération sinusale (SNRT) est mesurée après application d'un train de 15 s de stimulation atriale à un BCL de 100 ms. SNRT est défini comme l'intervalle entre le dernier stimulus dans le train de stimulation et l'apparition de battre d'abord spontanée du sinus.
4. La période réfractaire effective auriculaire (AERP) est déterminé en appliquant série de trains de stimulation atriale à un BCL fixe (soit 100 ms) avec une courte couplée relance prématurée S2. L'intervalle S1-S2 est progressivement réduit de 2 ms dans chaque train d'arpenter 70ms à 20ms. L'AERP est défini comme l'intervalle de couplage S1-S2 la plus longue pour les oreillettes qui a échoué à générer un battement propagées avec S2 (S1 étant le pouls régulier de train, et S2 le stimulus prématuré). Entre chaque protocole de stimulation, il ya eu une période de récupération d'au moins 30 secondes.
5. La période réfractaire effective du auriculo-ventriculaire (AV) noeud (AVNERP) est déterminé en appliquant série de trains de stimulation atriale au BCL de 100 ms avec un stimulus couplé prématurés S2. L'intervalle S1-S2 est progressivement réduitepar 2 ms chaque train rythme de 70 ms à 20 ms. Le AVNERP est défini comme l'intervalle de couplage S1-S2 la plus longue au cours de laquelle la stimulation prématurée livrés à l'atrium est suivie par un potentiel de son, mais pas par un complexe QRS. Entre chaque protocole de stimulation, il ya eu une période de récupération d'au moins 30 secondes.
6. Inductibilité d'arythmie auriculaire, dont la fibrillation auriculaire (FA), peuvent être testées en utilisant le protocole décrit par la stimulation éclaté Verheule et al. ² Une série de deux rafales secondes est appliquée pour déterminer l'inductibilité de l'arythmie auriculaire. Les 2 premiers seconde rafale a une longueur de cycle (CL) de 40 ms, et chaque 2 successifs seconde rafale a une CL de 2 ms plus courte que l'éclatement de la précédente, jusqu'à ce que le CL final de 20 ms. En l'absence d'un substrat arythmogène, le cœur va reprendre un rythme sinusal, immédiatement après le protocole de stimulation. Dans le cas de flutter auriculaire, il y aura un schéma régulier de jeûne Une vagues vu sur l'électrogramme auriculaire, tandis que la fréquence de la réponse ventriculaire est généralement plus lent, comme on le voit sur l'électrogramme ventriculaire. En cas de fibrillation auriculaire, l'ECG de surface montre irréguliers intervalles RR en l'absence d'ondes P. En outre, la électrogramme auriculaire va révéler rapide et irrégulier Une vagues, tandis que l'électrogramme ventriculaire va révéler les ondes ventriculaire irrégulier et plus lent (figure 3). Protocoles d'induction des arythmies sont généralement effectuées en triple exemplaire, et une arythmie est considérée comme présente si elle peut être évoquée dans au moins 2 des 3 épreuves. ^3,4.

Partie 4. Retrait du cathéter

1. Après tous les protocoles de stimulation sont finis, d'acquisition de données est arrêté. La suture à l'extrémité distale du cathéter est délicatement coupées, afin de libérer le cathéter.
2. En cas d'études EP terminal, le nœud est délicatement détaché pour libérer le cathéter.
3. À la conclusion de l'étude, la souris seront euthanasiés sans cruauté tandis que sous l'isoflurane par dislocation cervicale.

Les résultats représentatifs

ECG de surface et des électrogrammes intracardiaques sont enregistrées simultanément dans tout le électrophysiologie in vivo l'étude, et sont examinées en détail après l'achèvement de tous les protocoles. Les paramètres de base électrophysiologiques comprennent l'intervalle PR, PQ intervalle, la durée de QRS, l'intervalle QT, et la morphologie du QRS. Ces paramètres peuvent être mesurés manuellement, ou automatiquement en utilisant le logiciel d'acquisition de données IOX-2 ou de l'ECG-AUTO (Technologies Emka, VA, USA).

La SNRT, AERP, et AVNERP fournir des informations concernant le nœud sinusal «pacemaker» de fonction, auriculaire, et des propriétés de conduction nodale AV, respectivement. Des exemples de la stimulation induite par des épisodes de fibrillation auriculaire peut être trouvée dans le papier par Chelu et al. ⁴

Figure 1. Illustration de cathétérisme intracardiaque pour les études électrophysiologiques chez la souris. A. Droit veine jugulaire interne est isolée et canulée. L'extrémité distale de la veine est liée au loin une fois la position du cathéter approprié est atteint. B. La souris est placée dans une position couchée pour cette procédure. Cartoon C. dépeignant la position intracardiaque du cathéter. Paire d'électrodes sont placées au niveau de l'apex du ventricule droit, la base du ventricule droit, le nœud auriculo-ventriculaire, et l'oreillette droite, respectivement. D. Gros plan sur le cathéter 1.1F octapolar. Figure modifiée d'Mathur et al. avec la permission du Circ Arrhtyhm Electrophys ^5.

Figure 2. Surface représentative de l'ECG et intracardiaque Électrogrammes dans une souris. (A) ECG de surface en plomb II de configuration montrant un rythme sinusal régulier avec une fréquence de 540 battements par minute. (BE) enregistrements bipolaires électrogramme intracardiaque au niveau de l'oreillette droite (B), le nœud auriculo-ventriculaire (C), et la base du ventricule droit (D), et l'apex du ventricule droit (E), respectivement. Notez que les intracardiaques A-ondes dans le panneau B correspond à l'onde P sur l'ECG de surface. Le V-ondes sur l'électrogramme ventriculaire correspond à l'onde QRS sur l'ECG de surface.

Figure 3. De surface représentant l'ECG et intracardiaques électrogrammes dans une souris qui a développé une fibrillation auriculaire après une stimulation auriculaire éclaté.

Discussion

Pendant le cathétérisme cardiaque, hémorragie importante pendant un cathétérisme pourrait augmenter la fréquence cardiaque due à une hypovolémie. Dans ce cas, une injection intrapéritonéale de solution saline stérile (0,3 ml 1,0) pourrait normaliser la pression de remplissage et de réduire le stress hémodynamique chez la souris.

L'exposition à l'isoflurane plus de 2 heures, ou de plus fortes concentrations d'isoflurane (> 2%) pourrait supprimer les fonctions cardiaques et respiratoires chez la souris. Par conséquent, il est recommandé que toutes les études se terminer en moins de 2 heures. Par ailleurs, il est essentiel que la température du corps est toujours maintenu dans la fourchette normale 37,0 ± 1,0 ° C. Tant l'hypothermie et l'hyperthermie va affecter le rythme cardiaque et la présence potentielle d'un substrat arythmogène.

Chaque expérience doit commencer par la détermination des seuils de capture auriculaire. Dans le cas de la stimulation atriale, le seuil auriculaire, la SNRT, AERP, et AVNERP devrait être déterminée pour évaluer si les propriétés de conduction du nœud sinusal, nœud AV, et le tissu auriculaire sont normaux.