本方案描述了一种利用压力-容积导纳技术测量左心室压力和容积的方法。该方法可实现对药物对心脏作用的连续实时监测。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
本文内容
摘要
摘要
心脏功能下降可能对其他器官产生不利影响。左心室压力-容积关系被认为是评估心脏功能的有效方法。实时监测心脏功能对于药物评价具有重要意义。在闭胸条件下，压力-容积导管的重要组成部分——微型传感器，经由大鼠的右颈动脉进入左心室。该设备以压力-容积环的形式直观显示实验过程中心脏功能的变化。通过向大鼠左颈静脉注射50 µL 20%的氯化钠溶液，改变血液导电性，从而计算心室的实际容积。利用压力-容积导纳导管测量已知体积下血液的导电性，可计算出大鼠心室腔的实际容积。本方案可连续观察药物对心脏的影响，有助于推动特色民族药物在心血管疾病中的合理应用。
引言
心血管疾病是全球死亡率最高的疾病1。其病因包括冠状动脉狭窄（心肌缺血）、冠状动脉阻塞（心肌梗死）以及缺血-再灌注损伤2。由于心脏持续进行收缩与舒张循环，是体内能量需求最高的器官之一。因此，当冠状动脉难以维持足够的能量和氧气供应时，心脏功能不可避免地会下降，进而对其他器官产生负面影响3,4。心脏是循环系统的动力核心，必须对心脏功能进行科学合理的评估。
通过心室压力与容积关系评估心脏功能被认为是一种全面的方法5。在整个心动周期中，心室压力和容积的实时变化构成了压力-容积环。心室压力-容积环可对心脏功能及储备能力进行定量分析，涵盖心室的不同工作阶段和能量状态。正常心室具有较小的收缩末期容积，并表现出良好的每搏做功和效率5,6,7。
压力-容积导纳导管技术是一种用于检测左心室状态的侵入性方法，可连续实时获取压力-容积环8。<....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
方案
动物实验方案经成都中医药大学实验动物福利伦理委员会审查并批准（记录编号：2023-04）。本研究采用雄性Sprague Dawley（SD）大鼠（体重280 ± 20 g，8–10周龄）。大鼠饲养于动物饲养室，可自由饮水和进食。
1. 溶液配制
- 制备0.9% NaCl溶液，用于保持工作区域充分湿润。
- 配制20%高渗NaCl溶液：将2 g NaCl溶解于10 mL双蒸水（ddH2O）中。为测定心肌的平行电导率，需改变心室内液体的电导率。
- 配制1%酶活性粉状洗涤剂溶液。实验结束时使用该溶液，将压力-容积电生理导管浸入其中1–2小时。
- 通过将10 mg阿魏酸溶解于20 mL双蒸水（ddH2O）中配制FA溶液。用0.22 µm滤膜过滤该溶液。按1 mL/kg剂量向大鼠注射阿魏酸溶液。
2. 传感器的制备
- 实验开始前约30-60分钟，将压力-容积传感器浸入37 °C的0.9% NaCl溶液中，以确保实验数据的稳定性。
- 连接实验装置。压力-容积环测量系统由压力-容积导管、两个控制单元、一个记录单元和运行软件的计算机组成。软件中的压力-容积环模块将提供参考实验流程。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
结果
每次测试（n = 3）均基于压力-容积导电导管进入左心室的过程。当导管从颈动脉进入左心室时，会出现显著的信号变化，例如压力范围明显增大（图1）。通过将容积（µL）绘制在Y轴、压力（mmHg）绘制在X轴，完成压力-容积关系的图形分析。大鼠左心室压力范围为10–105 mmHg，容积的导纳值范围为65–115 µL。
完整的心动周期由逆时针方向的压力-容积环构成（图2）。给予大鼠阿魏酸后，其心脏功能出现显著变化（图3）。大鼠左心室压力范围为0–85 mmHg，容积的导纳值范围为30–100 µL。
如图4所示，当将高渗盐水注入大鼠颈静脉时，左心室压力-容积环会发生变化。由于在心室腔内对压力和导电性信号进行了直接测量，通过左颈静脉注射高渗盐水可导致导电性数值升高。通过多次测量导电性数值的变化，可消.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
讨论
针对不同的心功能状态，必须采用合理的给药策略。压力-容积导管技术是研究左心室功能最直观的方法5。该方法能够从整体角度研究药物对心功能的影响。本文详细描述了实验的各个阶段，将为心脏功能研究提供一定便利。
压力-容积导管技术是最全面且严谨的方法。单次实验可获取多达30项指标的信息，包括绝对值（压力和容积）和相对值（射血分数），甚至某些药物代谢相关信息。
在整个实验过程中，大鼠的体温维持在 37 °C ± 0.55。实验期间应尽量减少大鼠的失血量5。实验过程中应记录大鼠的血容量17。
压力-容积导纳导管技术可实现对心室状态的实时检测18。该技术在研究单一药物或药物组合对心脏作用方面具有重要价值。导纳导管可直接测量左心室的压力和导纳值，其结果与.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
披露
作者声明，本研究是在不存在任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。
致谢
本工作由四川省重大研发项目资助。&D项目（2022YFS043）和成都中医药大学青年基金提升人才专项项目（QJJJ2022029）。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 1 mL 注射器 | Sartorius AG, Germany | - | |
| 动物体温维持仪 | Rayward Life Technology Co., Ltd | 69020 | |
| 双通道生物放大器 | Millar, Inc., USA | DA-100 | |
| 酶活性粉状洗涤剂 | Alconox Inc., USA | 1104 | |
| 阿魏酸 | Macklin Biochemical Co., Ltd,Shanghai, China | F900027 | |
| Mikro-Tip 导管换能器，SPR-838NR | Millar, Inc., USA | SPR-838NR | |
| Millar Miro-Tip 压力-容积（MPVS）超高效系统 | Millar, Inc., USA | SPR-869 | |
| 宠物电动剃毛器 | Jinyun County New Concept Home Supplies Co., Ltd. | - | |
| Power Lab 8 / 35 | Millar, Inc., USA | PL3508 | |
| 氯化钠，NaCl | Kelong Chemical Reagent, Chengdu, China | KX829463 | |
| 薇婷脱毛膏 | 上海松骐电子商务有限公司 | 3226470 |
参考文献
- Zaman, R., Epelman, S. Resident cardiac macrophages: Heterogeneity and function in health and disease. Immunity. 55 (9), 1549-1563 (2022).
- Schefold, J. C., Filippatos, G., Hasenfuss, G., Anker, S. D., von Haehling, S. Heart failure and kidney dysfunction: e....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
重印与许可
