Name: La medición de volumen de bucles de presión en el ratón (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-05-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 15 s
Description: Aprenda a medir bucles de presión-volumen en ratones para evaluar la función cardíaca. Este método permite caracterizar cambios fisiológicos causados por manipulaciones genéticas en modelos murinos.

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El autor desea reconocer la financiación del NHLBI (K08 HL102066 y R01 HL114832).

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<li>Rankin, J. S., Olsen, C. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+airway+pressure+on+cardiac+function+in+intact+dogs%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">The effects of airway pressure on cardiac function in intact dogs.</a> Circulation. 66 (1), 108-120 (1982).</li>
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El autor no tiene nada que revelar.

Hay tres pasos críticos en este procedimiento: 1) la colocación del tubo endotraqueal y ventilación adecuada, 2) la colocación del catéter IV yugular, y 3) la colocación correcta del catéter PV en el ventrículo izquierdo. La determinación de la tasa respiratoria adecuada es una parte importante de proporcionar soporte ventilatorio. ratones conscientes generalmente mantienen la ventilación alveolar con respiraciones superficiales rápidas. En general, los ratones ventilados tendrán volúmenes corrientes mucho mayores. Por ...

La enfermedad cardiovascular sigue siendo una causa importante de mortalidad y morbilidad en el mundo entero 1. Enfermedades del corazón presentan retos particularmente difíciles en el desarrollo de nuevas terapias. Los avances en genética prevén la posibilidad de identificar una multitud de posibles contribuyentes genéticas para el desarrollo de enfermedades del corazón. La naturaleza integradora del sistema cardiovascular requiere que estas dianas genéticas ser validados en modelos animales intactos. La flexibilidad y bajos costos de vivienda genéticos del ratón han traído al primer plano para la evaluación de la función fisiológica de un determinado gen. El pequeño tamaño del ratón presenta algunos desafíos únicos para la evaluación de la función cardíaca. Existen varias modalidades que pueden proporcionar información sobre la función cardíaca, pero sólo la medición simultánea de la presión ventricular y el volumen permite a presión-volumen (PV) análisis de ciclos de la función ventricular. PV todos los loopsla función cardíaca ow a analizar independiente de su conexión a la vasculatura; un factor importante para determinar el papel funcional de un elemento genético particular. La evaluación de los bucles de presión-volumen se ha utilizado tanto experimental como clínicamente durante muchos años y existe una amplia literatura sobre el análisis de estos conjuntos de datos 2,3. La adaptación de la tecnología de bucle de PV para el ratón ha sido un avance importante para la comprensión de la fisiología cardiaca murino 4-6. Catéter tecnologías de bucle PV basado pareja un transductor de presión y el uso de conductancia para estimar el volumen ventricular. El volumen ventricular se determina mediante el examen de los cambios en un campo eléctrico generado por el catéter. Este modelos Método El ventrículo como un cilindro, la altura de los cuales se define por la distancia entre los electrodos en el catéter y el radio se calculan a partir de la conducción de un campo eléctrico a través de la sangre enel ventrículo 7-9. La señal de la conductancia medida por el catéter tiene dos componentes. La primera es la conducción a través de la sangre; esto varía con el volumen del ventrículo y constituye la señal principal que se utiliza para determinar el volumen ventricular. El segundo componente resulta de la conducción a través ya lo largo de la pared del ventrículo. Esto se conoce como la conductancia en paralelo y se debe quitar con el fin de determinar el volumen ventricular absoluta. Hay dos sistemas disponibles en el mercado para la recogida de los datos de presión-volumen en el laboratorio de investigación y el método utilizado para calcular y eliminar la conductancia en paralelo es la principal diferencia entre ellos 6,10,11. catéteres conductancia requieren la inyección de la solución salina hipertónica para el cálculo de la conductancia en paralelo. Esta inyección cambia transitoriamente la conductividad de la sangre en el ventrículo, mientras que la conductividad de la pared se mantiene constante. De estos datos es posible determinar lacomponente de la señal de conductancia que se origina a partir de la sangre y lo que viene de la pared ventricular. Este enfoque supone que la conductancia en paralelo no varía durante el ciclo cardíaco. El método de admisión se basa en cambios de fase en el campo eléctrico para evaluar la contribución de la pared ventricular a la señal de volumen general. Este método se basa en una variedad de constantes predeterminados para la conductividad de la sangre y el miocardio para determinar el volumen final, pero hace que las medidas continuas de la conductancia en paralelo durante el ciclo cardíaco. Ambos sistemas proporcionan buenas estimaciones del volumen del ventrículo izquierdo y las diferencias entre ellos no es probable que sean fisiológicamente significativa. El modelo cilíndrico del ventrículo y otros supuestos rinden estos enfoques basados ​​en catéter no es tan exacto como otras modalidades, pero no se proporciona esta información en una base de latido a latido que es esencial para la evaluación de la carga medidas independientes de la función cardíaca. El procedimiento que se describe aquí se usa en mi laboratorio y ha proporcionado datos para un gran número de estudios que examinan los mecanismos fisiopatológicos básicos de cardiomiopatía distrófica 12-18. El procedimiento descrito a continuación es uno de los dos que se puede utilizar para obtener datos de bucle PV. Mientras que muchos de los principios son aplicables para uno u otro enfoque, este protocolo se centrará en un enfoque apical abierta de tórax; un protocolo de tórax cerrado se ha detallado en otro lugar 19,20. Si bien se describirá el procedimiento en detalle, los principios generales son importantes para exponer el corazón con un daño mínimo o bien el corazón o los pulmones. A lo largo del protocolo es importante recordar que se trata de un procedimiento no la supervivencia y que tiene una buena exposición del corazón es de vital importancia para la correcta colocación del catéter.

<table><tbody><tr><td>Dumont 5/45 (2)</td><td>Fine Science Tools</td><td>11251-33</td><td></td></tr><tr><td>Pinza de dilatación para vasos</td><td>Fine Science Tools</td><td>18153-11</td><td></td></tr><tr><td>Castroviejo Micro Tijera de disección de resorte</td><td>Roboz Instruments</td><td>RS-5668</td><td></td></tr><tr><td>Pinzas Octogon - Dentadas/Curvadas</td><td>Fine Science Tools</td><td>11041-08</td><td></td></tr><tr><td>Pinzas Octogon - Dentadas/</td><td>Rectas Finas Herramientas de ciencia</td><td>11040-08</td><td></td></tr><tr><td>Tijeras de disector- Hoja pesada</td><td>Herramientas de ciencia fina</td><td>14082-09</td><td></td></tr><tr><td>Cinta quirúrgica Transpore</td><td>3M</td><td>1527-1</td><td></td></tr><tr><td>3-0 Sutura de seda</td><td>Herramientas de ciencia fina</td><td>18020-30</td><td></td></tr><tr><td>Ventilador TOPO</td><td>Kent Scientific</td><td>TOPO</td><td></td></tr><tr><td>Martin ME 102 Unidad electroquirúrgica</td><td>Aparato de Harvard</td><td>PY2 72-2484</td><td></td></tr><tr><td>Bomba de jeringa</td><td>Lucca Technologies</td><td>GenieTouch</td><td></td></tr><tr><td>Microscopio estereoscópico con soporte de brazo</td><td>Nikon</td><td>SMZ-800N</td><td></td></tr><tr><td>Termómetro de termopar</td><td>Cole Parmer</td><td>EW-91100-40</td><td></td></tr><tr><td>T/Bomba Recirculador de agua caliente</td><td>Kent Scientific</td><td>TP-700</td><td></td></tr><tr><td>ADVantage Sistema de presión-volumen</td><td>transónico</td><td>ADV500</td><td></td></tr><tr><td>Adquisición y análisis de datos</td><td>DSI</td><td>Ponemah ACQ-16</td><td></td></tr></tbody></table>

la medición de volumen de bucles de presión en el ratón

Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse

La comprensión de las causas y la progresión de la enfermedad cardíaca presenta un reto importante para la comunidad biomédica. La flexibilidad genética del ratón ofrece un gran potencial para explorar la función cardíaca en el nivel molecular. El pequeño tamaño del ratón presenta algunos desafíos en lo que respecta a la realización de fenotipificación cardiaca detallada. Miniaturización y otros avances en la tecnología han hecho muchos métodos de evaluación cardíaca posible en el ratón. De éstas, la recolección simultánea de los datos de presión y volumen ofrece una visión detallada de la función cardiaca que no está disponible a través de cualquier otra modalidad. Aquí se describe un procedimiento detallado para la recogida de datos de bucle presión-volumen. Se incluye una discusión de los principios subyacentes a las medidas y las posibles fuentes de error. El manejo anestésico y un procedimiento quirúrgico se discuten en gran detalle ya que ambos son fundamentales para la obtención de mediciones hemodinámicas de alta calidads. También se abordan los principios del desarrollo del protocolo hemodinámico y aspectos relevantes de análisis de datos.

Por convención, el volumen se representa en el eje X y la presión en el eje Y como en la figura 1. Los bucles de presión-volumen resultante de una presión trazar contra volumen debe ser similar a un rectángulo, los bordes verticales que representan cambios isovolúmicos en la presión (es decir, cuando ambas válvulas mitral y aórtica están cerrados). La horizontal inferior representa ventricular llenado a través de la válvula mitral y la porción horizontal superio...

Este manuscrito describe un protocolo detallado para la recogida de los datos de presión-volumen del ratón.

La medición de volumen de bucles de presión en el ratón

Understanding the causes and progression of heart disease presents a significant challenge to the biomedical community. The genetic flexibility of the ...

El objetivo general de la medición de los bucles de presión-volumen en el ratón consiste en obtener una evaluación detallada de la función cardíaca. Este método resulta útil para la caracterización fisiológica de ratones que portan manipulaciones genéticas específicas, lo cual a su vez puede proporcionar información sobre el papel de proteínas específicas en la función cardíaca. La principal ventaja de esta técnica es que ofrece una evaluación detallada de la función contráctil que no está disponible mediante otras metodologías.Una vez que el ratón esté preparado para la cirugía, comience haciendo una incisión en la escotadura esternal que se extienda desde aproximadamente cinco milímetros a la derecha de la línea media hasta unos cinco milímetros a la izquierda de la línea media. Haga una segunda incisión que se extienda a lo largo del borde derecho de la primera en dirección rostral hasta unos dos milímetros por debajo del extremo de la mandíbula. A continuación, realice una tercera incisión que se extienda desde el extremo rostral de la segunda incisión hasta unos cinco milímetros a la derecha de la línea media.Y retraja el colgajo de piel resultante hacia la derecha para exponer los tejidos subyacentes. A continuación, bajo un microscopio de disección, realiza una disección roma de las glándulas salivales parótida y submandibular en la línea media para exponer la musculatura subyacente que recubre la tráquea. Luego, separa romamente los músculos esternohioideos derecho e izquierdo.Cuando sea visible la tráquea, pase un trozo de 10 cm de sutura de seda tres ceros por debajo del tejido de la garganta, teniendo cuidado de no incluir el esófago. Con una aguja de calibre 20, realice una incisión amplia en el espacio justo caudal a la laringe, antes del primer anillo traqueal. A continuación, retire inmediatamente la máscara de anestesia del animal e inserte cuidadosamente el tubo endotraqueal en la tráquea.Una vez asegurado el tubo, extienda el borde izquierdo de la incisión cutánea original hasta el proceso xifoides y a través de la línea media hasta aproximadamente un punto cinco centímetros a la derecha de la línea media. A continuación, utilice la disección roma para retraer lateralmente el colgajo de piel, exponiendo así la musculatura subyacente. Utilice fórceps dilatadores de vasos para aislar la inserción del músculo pectoral mayor en el lado derecho, cerca del aspecto esternal.Cauterice y corte el músculo. Luego corte a través del músculo pectoral mayor a lo largo de su inserción en el esternón. Y despegue el músculo dorsal ancho del mismo lado.Retracte el extremo cortado cranealmente para revelar las costillas. Utilice un par de pinzas afiladas para diseccionar cuidadosamente a través de las capas musculares intercostales y acceder a la cavidad torácica. Una vez que se haya abierto el espacio pleural, inserte con cuidado los dilatadores vasculares de punta roma y levante la pared torácica con una fuerza suave hacia arriba.Ahora, corte lateralmente a lo largo de los músculos intercostales teniendo cuidado de no cortar el lóbulo pulmonar, y extienda la incisión medialmente, manteniéndose a tres o cuatro milímetros lateralmente de la línea media para evitar la arteria mamaria interna que discurre paralela al esternón. Luego, coloque un aplicador pequeño con punta de algodón empapado en solución salina a través de la incisión hacia la línea media y realice una tracción suave hacia arriba para separar la pared torácica de las estructuras subyacentes. Utilice cuidadosamente un bisturí eléctrico para cortar a través de la pared torácica comenzando en el borde medial de la incisión y terminando aproximadamente un centímetro lateral de la línea media en el lado izquierdo.Una vez que el tejido haya sido completamente cauterizado, use tijeras para cortar cuidadosamente el esternón. El ápice del corazón debe ser claramente visible. Luego, mediante disección romo, rompa el pericardio e identifique la vena cava caudal.Para colocar el catéter en la vena yugular, oriente un catéter con aguja de calibre 30 unido a una jeringa que contiene albúmina al diez por ciento de manera que la aguja quede apoyada sobre la vena yugular por sí sola, con el bisel hacia arriba. Para visualizar la vena yugular, sostenga la aguja con pinzas en una mano y retráigala glándula salival con pinzas de tejido en la otra. Aplique tracción suave al tejido que rodea la vena yugular para crear tensión sobre la pared del vaso.A continuación, utilizando un ángulo de aproximación poco profundo, inserte cuidadosamente la aguja en la vena y avance la punta tres a cuatro milímetros dentro del vaso. Cuando el catéter esté en posición, sujete la aguja a las glándulas salivales subyacentes utilizando pegamento quirúrgico e inicie la infusión de la solución de albúmina. Para colocar el catéter de volumen de presión, primero coloque una jeringa que contenga solución salina equilibrada y el catéter de volumen de presión junto al ratón, con la punta del catéter aproximadamente a la misma altura que el corazón, y ajuste a cero la lectura de presión.A continuación, utilizando un pequeño aplicador de algodón humedecido con solución salina, manipule el corazón para visualizar el ápice y use una aguja de calibre 25 para realizar una incisión punzante lo más cerca posible del centro del ápice. Tras retirar la aguja, inserte rápidamente pero con suavidad el catéter a través de la incisión. Luego se pueden medir los bucles de presión-volumen ventriculares.Después de colocar el catéter, reduzca la anestesia para evidenciar los efectos cardio depresores que esta podría estar causando. Si hubo una pérdida excesiva de sangre durante el procedimiento, simplemente puede aumentar el volumen de albúmina infundida. Por convención, el volumen se representa en el eje X y la presión en el eje Y.Los bucles de presión-volumen resultantes de graficar la presión frente al volumen deben parecerse a un rectángulo, cuyos bordes verticales representan los cambios isovolumétricos en la presión. El lado horizontal inferior representa el llenado ventricular a través de la válvula mitral y el lado horizontal superior representa el vaciamiento ventricular a través de la válvula aórtica. En un ratón sano de tipo silvestre, se esperan presiones del ventrículo izquierdo de 90 a 110 milímetros de mercurio, con una tasa máxima de la derivada máxima de la presión de 8000 a 12000 milímetros de mercurio por segundo.Además, uno de los artefactos de medición más comunes que pueden complicar el análisis de los datos de presión-volumen es el atrapamiento del catéter, que se manifiesta como un pico de presión al final de la sístole, probablemente debido a la compresión directa del transductor de presión por un músculo papilar u otra estructura dinámica dentro del ventrículo. Durante la realización de este procedimiento, es importante recordar monitorear continuamente al ratón para asegurar una profundidad anestésica adecuada. Una vez dominada, esta técnica puede completarse en aproximadamente una hora, dependiendo del protocolo utilizado tras la colocación del catéter.Tras completar este procedimiento, se pueden utilizar infusiones de compuestos experimentales para evaluar sus efectos sobre la función cardíaca. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo colocar quirúrgicamente un catéter de presión-volumen en el ventrículo izquierdo del ratón y obtener bucles de presión-volumen de alta calidad para el análisis cardíaco.

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Investigación

JoVE Journal

Biology

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