Name: Monitoreo de electrocardiograma en tiempo real durante el entrenamiento en cinta rodante en ratones (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-05-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 45 s
Description: Aprende a monitorear ECG en tiempo real durante entrenamiento en cinta rodante en ratones. Este método permite estudiar la electrofisiología cardíaca y las arritmias inducidas por ejercicio en modelos transgénicos.

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Este trabajo fue apoyado por la Fundación Alemana de Investigación (DFG; Clinician Scientist Program in Vascular Medicine (PRIME), MA 2186/14-1 a P. Tomsits), el Centro Alemán de Investigación Cardiovascular (DZHK; 81X2600255 a S. Clauss), la Fundación Corona (S199/10079/2019 a S. Clauss) y el ERA-NET sobre Enfermedades Cardiovasculares (ERA-CVD; 01KL1910 a S. Clauss). Los financiadores no tuvieron ningún papel en la preparación del manuscrito.

Los autores no tienen nada que revelar.

Las guías actuales recomiendan la actividad física regular, ya que se ha demostrado que es un modificador importante de los factores de riesgo cardiovascular30. También hay un creciente cuerpo de evidencia de que la actividad física moderada puede proteger contra la fibrilación auricular (FA) tanto en la prevención primaria como secundaria31,32,33. Por el contrario, los atletas de resistencia como los cor...

La actividad física regular es importante para una vida saludable. Ciertas condiciones cardiovasculares, sin embargo, conducen a situaciones en las que este acuerdo de sentido común es al menos cuestionable. En pacientes con miocarditis, los datos actuales incluso muestran efectos adversos del ejercicio y, por lo tanto, se recomienda pausar todo ejercicio durante un cierto período en estos pacientes 1,2,3. En otras enfermedades cardiovasculares (ECV), como los síndromes de arritmia hereditaria, existe comparativamente menos evidencia sobre el nivel adecuado de ejercicio 4,5,6,7, lo que hace que el asesoramiento clínico en estos casos, principalmente para pacientes jóvenes y físicamente activos, sea muy difícil.
La remodelación adversa que conduce a la reducción de la contractilidad y la insuficiencia cardíaca y la remodelación proarritmogénica que conduce a arritmias y muerte súbita cardíaca han sido sugeridas como características de los efectos nocivos asociados al ejercicio en el corazón8. Un gran número de estudios indican efectos beneficiosos del ejercicio moderado sobre un amplio espectro de diferentes enfermedades 9,10. Sin embargo, un entrenamiento extensivo puede tener efectos perjudiciales sobre el corazón que conducen a arritmias, especialmente en atletas sanos11. A pesar de que los procesos de remodelación estructural que conducen a una producción de sustrato proarrítmico vulnerable pueden ser la base de esta situación paradójica, como se demostró en corredores de maratón12, los mecanismos específicos de remodelación adversa relacionada con el ejercicio tanto en personas sanas como en pacientes con enfermedades cardiovasculares siguen siendo en gran parte desconocidos.
En animales, especialmente en ratones, se han desarrollado varios modelos adecuados para imitar una amplia gama de enfermedades cardiovasculares13,14. Además, se han establecido varios modelos de ejercicio y protocolos de entrenamiento en ratones 15,16,17, incluyendo entrenamiento motorizado en cinta rodante, carrera voluntaria en rueda (VWR) y natación17,18. La evaluación de la electrofisiología cardíaca mediante monitorización de ECG depende clásicamente de una conexión conductora directa entre el animal y algún tipo de dispositivo de detección. Por lo tanto, los animales necesitan ser anestesiados, por ejemplo, para obtener registros de ECG utilizando electrodos afilados19, o los animales necesitan ser inmovilizados por un retenedor 20, o la calidad de los datos se reduce debido a artefactos de movimiento, por ejemplo, cuando se usan electrodos de pata21 o plataformas conductoras 22 que permiten solo análisis básicos. Por lo tanto, ninguno de los enfoques mencionados anteriormente es compatible con los protocolos de entrenamiento y, en consecuencia, impide estudios sobre mecanismos relacionados con el ejercicio que conducen a una remodelación adversa en ratones. Los dispositivos de telemetría implantables pueden superar estos obstáculos y hoy en día son la herramienta más poderosa y el estándar de oro para evaluar la electrofisiología murina in vivo en animales conscientes y en movimiento23,24. Las soluciones actuales de hardware de telemetría se han desarrollado para monitorear ratones en sus jaulas25,26, y comúnmente requieren que se coloque un receptor debajo de la jaula para la adquisición de datos, lo que dificulta el monitoreo en tiempo real fuera de estas circunstancias. Aquí proporcionamos un enfoque para investigar los efectos del ejercicio en la electrofisiología cardíaca y la arritmogénesis mediante el registro de ECG en tiempo real durante el entrenamiento en cinta rodante en ratones utilizando dispositivos de telemetría implantados. Todos los parámetros obtenidos fueron analizados como se describió previamente por Tomsits et al.23.

<table><tbody><tr><td>aguja de calibre 14</td><td>Sterican</td><td>584125</td><td></td></tr><tr><td>cualquier ratón</td><td>, por ejemplo, Jackson Laboratories</td><td></td><td></td></tr>, <tr><td>Bepanthen</td>, <td>Bayer 1578675</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Carprofeno 0,005 mg/&micro; L</td><td>Zoetis</td><td>53716-49-7</td><td></td></tr><tr><td>Data Exchange Matrix 2.0 (MX2)</td><td>Data Science International</td><td></td><td>Gestiona la comunicación entre los implantes de telemetría PhysioTel y PhysioTel HD y el ordenador de adquisición.</td></tr><tr><td>Enrofloxacino 25 mg/ml</td><td>Baytril</td><td>400614.00.00</td><td></td></tr><tr><td>Fentanilo 0.5 mg/10 mL</td><td>Pinzas Braun Melsungen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fine</td><td>Science Tools</td><td>11295-51</td><td></td></tr><tr><td>Cinta de correr de cinco carriles para ratón</td><td>Panlab - Harvard Apparatus</td><td>76-0896</td><td>Incluye unidad de cinta de correr, unidad de control con pantalla táctil, una esponja y cables</td></tr><tr><td>Tijeras de iris</td><td>Fine Science Tools</td><td>14084-08</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano 1 mL/mL</td><td>Cp-Pharma</td><td>31303</td><td></td></tr><tr><td>Sistema vaporizador de isoflurano</td><td>Hugo Sachs Elektronik</td><td>34-0458, 34-1030, 73-4911, 34-0415, 73-4910</td><td>Incluye una cámara de inducción, una unidad de evacuación de gases y filtros de carbón</td></tr><tr><td>LabChart Pro 8.1.16</td><td>ADInstruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Magnet</td><td>Data Science International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Circuito Bain modificado</td><td>Hugo Sachs Elektronik</td><td>73-4860</td><td>Incluye una máscara de anestesia para ratones</td></tr><tr><td>Conectores modulares</td><td>Data Science International</td><td></td><td>Cables de conexión entre Receptor, Signal Interface y Matrix 2.0 (MX2)</td></tr><tr><td>Novafil s 5-0</td><td>Medtrocin/Covidien</td><td>88864555-23</td><td></td></tr><tr><td>Octal BioAmp</td><td>ADInstruments</td><td>FE238-0239</td><td>Amplificador para registro ECG de superficie</td></tr><tr><td>Octenisept</td><td>Sch&uuml; LKE</td><td>121418</td><td></td></tr><tr><td>Oxygen 5 L</td><td>Linde</td><td>2020175</td><td>Incluye un regulador de presión</td></tr><tr><td>PhysioTel Transmisor ETA-F10 Ciencia</td> de <td>Datos Internacional</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Receptor PhysioTel RPC-1</td><td>Ciencia de Datos Internacional</td><td></td><td>Receptor de señal</td></tr><tr><td>Ponemah 6.42</td><td>Ciencia de Datos Internacional</td><td></td><td>Software de análisis de ECG</td></tr><tr><td>Powerlab</td><td>ADInstrumentos</td><td>3516-1277</td><td>Suface Dispositivo de hardware de adquisición de ECG. Incluye cables de electrodo de ECG</td></tr><tr><td>Prisma 8.0.1</td> Dispositivo de radio <td>Graph Pad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>(Sony AF/AM)</td><td>Sony</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Signal Interface</td><td>Data Science International</td><td></td><td>Adquiere y sincroniza señales digitales con datos de telemetría en Ponemah v6.x.</td></tr><tr><td>Tijeras de muelle</td><td>Fine Science Tools</td><td>91500-09</td><td></td></tr><tr><td>Plataforma quirúrgica</td><td>Kent Scientific</td><td>SURGI-M</td><td></td></tr><tr><td>Tergazyme 1%</td><td>Alconox</td><td>13051.0</td><td>Solución de limpieza profesional</td></tr><tr><td>Pinzas</td><td>Kent Scientific</td><td>INS600098-2</td><td></td></tr></tbody></table>

monitoreo de electrocardiograma en tiempo real durante el entrenamiento en cinta rodante en ratones

Real-Time Electrocardiogram Monitoring During Treadmill Training in Mice

El ejercicio físico regular es un importante contribuyente a la salud cardiovascular, influyendo en diversos procesos metabólicos y electrofisiológicos. Sin embargo, en ciertas enfermedades cardíacas como los síndromes de arritmia hereditaria, por ejemplo, la miocardiopatía arritmogénica (MCA) o la miocarditis, el ejercicio físico puede tener efectos negativos en el corazón que conducen a una producción de sustrato proarritmogénico. Actualmente, los mecanismos moleculares subyacentes de la remodelación proarritmogénica relacionada con el ejercicio son en gran parte desconocidos, por lo que no está claro qué frecuencia, duración e intensidad del ejercicio pueden considerarse seguras en el contexto de la(s) enfermedad(es).
El método propuesto permite estudiar los efectos proarrítmicos/antiarrítmicos del ejercicio físico combinando el entrenamiento en cinta rodante con la monitorización en tiempo real del ECG. Los dispositivos de telemetría implantables se utilizan para registrar continuamente el ECG de ratones que se mueven libremente durante un período de hasta 3 meses, tanto en reposo como durante el entrenamiento en cinta rodante. El software de adquisición de datos con sus módulos de análisis se utiliza para analizar parámetros básicos de ECG como la frecuencia cardíaca, la duración de la onda P, el intervalo PR, el intervalo QRS o la duración del intervalo QT en reposo, durante y después del entrenamiento. Además, se evalúan los parámetros de variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) y la aparición de arritmias. En resumen, este manuscrito describe un enfoque paso a paso para explorar experimentalmente los efectos inducidos por el ejercicio en la electrofisiología cardíaca, incluida la posible remodelación proarritmogénica en modelos de ratón.

Dependiendo de los objetivos de investigación individuales, el análisis posterior de los datos de telemetría obtenidos diferirá ampliamente. Aquí, demostramos la viabilidad del método mediante la obtención de datos de buena calidad registrados durante los períodos de entrenamiento y proporcionamos resultados ejemplares de ECG y análisis de variabilidad de la frecuencia cardíaca antes, durante y después del entrenamiento. Los datos se presentan como media ± error estándar de media (SEM), todos los análisis estadísticos se...

El electrocardiograma (ECG) es la variable clave para comprender la electrofisiología cardíaca. El ejercicio físico tiene efectos beneficiosos, pero también puede ser perjudicial en el contexto de las enfermedades cardiovasculares. Este manuscrito proporciona un método para registrar el ECG en tiempo real durante el ejercicio, que puede servir para investigar sus efectos sobre la electrofisiología cardíaca en ratones.

Monitoreo de electrocardiograma en tiempo real durante el entrenamiento en cinta rodante en ratones

Regular physical exercise is a major contributor to cardiovascular health, influencing various metabolic as well as electrophysiological processes. ...

La evaluación en tiempo real de las propiedades electrofisiológicas marinas durante el entrenamiento ha sido un desafío hasta ahora. Este protocolo proporciona un enfoque para superar esto al permitir el monitoreo de ECG en tiempo real antes, durante y después del entrenamiento en cinta rodante. La combinación del entrenamiento en cinta rodante y el monitoreo de ECG en tiempo real permite obtener nuevos conocimientos sobre la relación entre el ejercicio y las arritmias, especialmente en los síndromes de arritmia hereditarios que utilizan modelos de ratones transgénicos.El método en sí mismo es sencillo, pero necesita una atención cuidadosa durante la implantación del transmisor y el posicionamiento del cable eléctrico para garantizar una buena relación señal / ruido. Aparna Chivukula y Kavi Raj Chataut, dos estudiantes de doctorado en mi laboratorio, demostrarán el procedimiento. Active el transmisor colocando el imán suministrado muy cerca.Después de la activación, pruebe la señal del transmisor utilizando un dispositivo de radio a una frecuencia AM de 530 hercios, un pitido nítido y claro indica que el transmisor está activado, mientras que un transmisor inactivado no da ninguna señal. Encienda la cinta de correr. Ajuste la pendiente de la cinta de correr, la velocidad y la intensidad del choque de acuerdo con el protocolo de entrenamiento.Pulse Ajustes en la unidad de control y seleccione Prueba de cuadrícula. Esto abre una pantalla de selección de tamaño de cuadrícula. Seleccione Ratones.Presione Inicio para comenzar la prueba de choque. Para comenzar la prueba, confirme la advertencia tocando la pantalla. Coloque la parte conductora del accesorio de esponja provisto con la cinta de correr en la rejilla de la cinta de correr.Colócalo hasta que aparezca la palabra pass" en la pantalla. Prueba todas las cuadrículas de esta manera. La prueba finalizará automáticamente después de que todos los carriles la pasen con éxito, pero el usuario puede detenerla en cualquier momento presionando el botón Detener.Para continuar con la prueba de limpieza, presione Inicio y espere a que se ejecute la prueba. Transfiera el animal al compartimento para correr. Coloque el receptor de señal en la caja transparente y conecte el receptor de señal a través del cable de conexión al sistema de adquisición de datos, que consiste en una matriz de intercambio de datos y una interfaz de señal, que a su vez se conecta a una computadora con el software de adquisición ejecutándose para ver la señal de ECG durante el experimento.Pulse Iniciar para entrar en el modo de ejecución. Al finalizar, retire el receptor de señal de la caja transparente y vuelva a colocarlo debajo de la jaula como se muestra. Apague la cinta de correr para evitar descargas no deseadas.Se obtuvieron datos de electrocardiograma con ondas P, Q, R, S y T claras en animales durante el entrenamiento. La frecuencia cardíaca aumenta a alrededor de 800 latidos por minuto cuando el animal está haciendo ejercicio, y se recupera gradualmente hacia la línea de base después del entrenamiento. El intervalo PR, la duración del QRS y los intervalos QTc se acortan bajo estrés, y una vez que el estrés ha terminado, regresan a la línea de base.La detección de episodios de taquicardia y bradicardia muestra ritmo sinusal al inicio y taquicardia sinusal durante el entrenamiento. La frecuencia cardíaca aumenta durante el entrenamiento y vuelve gradualmente a la línea de base después del entrenamiento. Esta tendencia también se puede visualizar mediante la mediana del intervalo RR.Se obtuvo una desviación estándar comparable de los intervalos de RR al inicio y durante el entrenamiento mediante anotación automatizada de RR, lo que demuestra la calidad de los datos. Uno de los pasos más críticos es el posicionamiento del receptor de señal en la caja transparente para garantizar una buena relación señal / ruido.

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Estimulación eléctrica programada ofrece la posibilidad de determinar las propiedades de conducción del corazón, y la posibilidad de inducir arritmias cardíacas y terminar utilizando varios protocolos de estimulación. El uso de un catéter intravenoso, grabaciones electrograma intracardíaco se puede obtener en ratones después de programar protocolos de estimulación eléctrica para identificar los sustratos arritmogénicos.

La estimulación eléctrica programada en ratones

La ecocardiografía transtorácica ofrece un método no invasivo para la evaluación de la función cardiaca en ratones. Una combinación de ultrasonido y las modalidades de Doppler puede ser usado para obtener mediciones dimensionales del corazón y el flujo sanguíneo intracardíaco, que en conjunto proporcionan una evaluación de la presión sistólica y el rendimiento cardiaco diastólico.

Ecocardiografía transtorácica en ratones

ECG telemétrico se ha convertido en una herramienta esencial en la evaluación de modelos animales para las arritmias cardíacas y muerte súbita cardíaca. A continuación, presentamos una guía paso a paso para telemetría ECG para su aplicación a largo plazo de la monitorización ambulatoria de ECG en ratones.

Ambulatorio de grabación ECG en ratones

Una técnica quirúrgica para la implantación de los transmisores de telemetría disponible comercialmente utilizados para la medición continua de biopotencial (un ECG), frecuencia cardiaca, temperatura corporal y la actividad locomotora en ratones libres de movimiento se muestra. Recomendaciones y protocolos para la atención post-operatoria y el alivio del dolor, mejorar la recuperación, el bienestar y la tasa de supervivencia se presentan también.

Implantación de transmisores de radiotelemetría Ceder los datos en el ECG, frecuencia cardiaca, la temperatura corporal y la actividad en ratones de laboratorio de movimiento libre

Se describe el protocolo para llevar a cabo una prueba de estrés cardíaco inducido por la dobutamina y monitoreado por cateterismo cardíaco en ratones normales. También se muestra su aplicación a desenmascarar la enfermedad cardíaca subclínica en altos de grasa inducida por dieta ratones obesos.

Prueba de esfuerzo cardíaco inducida por dobutamina y supervisado por cateterismo cardíaco en ratones

Durante la cirugía de isquemia/reperfusión miocárdica murina, la colocación correcta de la ligadura oclusiva suele confirmarse mediante la observación visible de la palidez miocárdica. En este trabajo, se demuestra un método de confirmación electrocardiográfica de la isquemia y la reperfusión, para complementar la palidez miocárdica observada, en ratones machos C57Bl/6.

La confirmación de la isquemia miocárdica y reperfusión en ratones utilizando electrocardiografía de superficie del cojín

Aquí, presentamos un protocolo para registrar el cerebro y corazón bio señales en ratones usando video simultáneo, electroencefalografía (EEG) y electrocardiografía (ECG). También se describen métodos para analizar las grabaciones de EEG ECG resultantes para convulsiones, energía espectral del EEG, la función cardiaca y variabilidad del ritmo cardíaco.

Video-EEG-ECG simultánea de monitoreo para identificar la disfunción neurocardiaco en modelos de ratón de la epilepsia

Presentamos un protocolo ECG que es técnicamente fácil, barato, rápido y asequible en ratones pequeños, y se puede realizar con mayor sensibilidad. Sugerimos este método como un enfoque de cribado para el estudio de agentes farmacológicos, modificaciones genéticas y modelos de enfermedades en ratones.

Grabaciones de electrocardiograma en ratones anestesiados usando plomo II

Aquí presentamos un protocolo paso a paso para un enfoque semiautomatizado para analizar datos murinos de electrocardiografía a largo plazo (ECG) para parámetros básicos de ECG y arritmias comunes. Los datos se obtienen mediante transmisores de telemetría implantables en ratones vivos y despiertos y se analizan utilizando Ponemah y sus módulos de análisis.

Análisis de registros de electrocardiografía a largo plazo para detectar arritmias en ratones

Se presenta un nuevo enfoque para cuantificar la localización de las nanopartículas en los vasos sanguíneos de los tumores humanos transplantados con dinámica y en tiempo real de imágenes intravital en un modelo de embrión aviar.

Evaluación de la absorción de nanopartículas en los tumores en tiempo real utilizando intravital imagen

Aprende a monitorear ECG en tiempo real durante entrenamiento en cinta rodante en ratones. Este método permite estudiar la electrofisiología cardíaca y las arritmias inducidas por ejercicio en modelos transgénicos.

Monitoreo de electrocardiograma en tiempo real durante el entrenamiento en cinta rodante en ratones

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