Enregistrement simultané de l’électrocardiographie et envahissantes sang pression mesure chez les Rats
31 janvier 2019
Nous décrivons ici une configuration pour l’enregistrement simultané de l’électrocardiographie et intra-artérielle pression artérielle (PA) chez les rats expérimentaux, qui peuvent être faits avec un équipement standard dans les animaleries et peuvent être appliquées à physiologique ou pharmacologique études pour étudier les mécanismes pathogènes ou thérapeutiques en médecine cardiovasculaire.
Les études axées sur les modèles de maladies cardiovasculaires, les cibles thérapeutiques cardiovasculaires ou les agents pharmaceutiques nécessitent l’évaluation de la pression artérielle systémique et des changements du rythme cardiaque. La cannulation de l’artère fémorale est une méthode économique d’enregistrement des formes d’onde de pression intra-artérielle qui peuvent être exécutées avec l’équipement standard dans une installation animale. Hsin-Ting Lin, technicien de mon laboratoire, démontrera la procédure.
Avant de commencer l’expérience, placez le rat anesthésié dans une position de supination sur un tableau chirurgical et confirmez l’absence de réponse au pincement des pieds. Fixez les jambes avec des élastiques pour immobiliser le corps, et installez les instruments de pression artérielle et d’électrocardiogramme pour l’enregistrement, y compris une unité d’entrée analogique pour acquérir les signaux, un transducteur de pression avec un moyeu compatible, trois fils bipolaires d’électrocardiogramme à pointe aiguille, et un ordinateur avec un logiciel approprié. Avant le début de l’enregistrement de la pression artérielle, retirez le brassard de pression d’un sphygmomanomètre standard et connectez le robinet d’arrêt à trois sur le tube d’inflation au transducteur de pression du système d’acquisition de données.
Vissez la vanne de dégagement d’air dans le sens des aiguilles d’une montre, en gardant un œil sur la jauge tout en pompant l’ampoule d’inflation. Lorsque la jauge montre 100 millimètres de mercure, ouvrez le robinet d’arrêt à trois sens pour vous connecter au transducteur de pression. Le facteur de conversion pour le calcul de la pression artérielle sera déterminé automatiquement.
Pour relâcher la pression, vissez la valve de dégagement d’air dans le sens inverse des aiguilles d’une montre jusqu’à ce que la pression du sphygmomanomètre soit revenue à zéro. Répétez l’étalonnage avec 200 millimètres de pression au mercure, puis détachez le transducteur de pression du sphygmomanomètre au mercure. Connectez le transducteur de pression au robinet d’arrêt à trois sens du cathéter PE et vérifiez les jonctions de raccordement du robinet d’arrêt à trois sens.
Pour l’identification de repère de surface, localisez le pli inguinal à la jonction entre l’abdomen et la cuisse et soulevez la couche complète de peau au centre du pli. Utilisez des ciseaux pour couper la peau levée à une orientation approximativement parallèle à la cuisse ipsilateral. Le nerf fémoral et les vaisseaux sont situés sous le tissu sous-cutané exposé.
À l’aide de forceps à pointe fine, disséquer le tissu couche par couche, arrêtant la dissection au niveau des vaisseaux fémoraux. Dégagez soigneusement le tissu mou le long du nerf fémoral et des vaisseaux pour obtenir une bonne vue du nerf fibreux. La veine est pourpre foncé et l’artère est pulsatile.
Lorsque la dissection tissulaire atteint les vaisseaux fémoraux, changer et aller changer de forceps pour prévenir les vaisseaux endommagés. Utilisez ensuite des forceps avec des pointes inclinées pour prolonger la longueur exposée de l’artère fémorale et de la veine. Pour cannuler l’artère fémorale, utilisez les forceps pour séparer la veine fémorale de l’artère et appliquer une pince de bouledogue à l’artère fémorale aussi cranially que possible.
Faites une cravate lâche des deux cordes de soie, l’une juste en dessous de la pince de bouledogue et l’autre au terminal caudal de l’artère fémorale exposée. Utilisez des microscisseurs pour faire un petit trou sur le côté ventral de l’artère fémorale et insérer la pointe d’un cathéter en polyéthylène ou PE à travers le petit trou. Avancez le cathéter cranially.
Une bouffée de sang dans le cathéter après avoir enlevé la pince indique que la pointe du cathéter a atteint le lumen de l’artère fémorale. Serrer la soie supérieure pour fixer la position du cathéter et serrer la soie inférieure pour empêcher le saignement du côté caudal de l’artère fémorale. Pour confirmer le succès de la cannulation, utilisez une seringue d’un millilitre pour injecter de 0,1 à 0,2 millilitres de solution saline héparinée dans l’artère fémorale.
Ensuite, vérifiez s’il suinte autour du site de cannulation et couvrez le site avec une boule de coton humide. Pour effectuer un enregistrement de la pression artérielle, fixez le cathéter PE et le robinet d’arrêt à trois voies au robinet d’arrêt transducteur de pression et assurez-vous qu’il n’y a pas de bulles d’air dans le système de cannulation. Vérifiez ensuite les jonctions de connexion du robinet d’arrêt à trois sens.
Lorsque l’équipement est prêt, démarrer le système d’acquisition de données avec une fréquence d’échantillonnage de 1000 hertz. Des ondes artérielles de pression seront affichées. Laissez l’ensemble de la mise en place se stabiliser pendant au moins trois à cinq minutes, en vérifiant périodiquement le site de cannulation pour confirmer qu’il n’y a pas de saignement.
Pour effectuer un électrocardiogramme de surface, vérifiez d’abord les trois pistes de l’ECG bipolaire pour vous assurer que les électrodes de platine positives, négatives et de référence sont intactes, et insérez les fils sous-cutanéement à l’avant-jambe gauche, à l’avant-jambe droite et à la jambe arrière droite. Attachez ensuite les concentrateurs d’électrodes à un amplificateur ECG sur mesure avec une fréquence d’échantillonnage de 1000 hertz et une fréquence de filtre de trois à 500 hertz. La tension artérielle simultanée et les enregistrements d’ECG dans six rats normotensifs et hypertensifs de 47 semaines ont indiqué une tension artérielle systolique et moyenne sensiblement plus élevée chez les animaux spontanément hypertensifs comparés aux rats normaux.
L’onde P, les intervalles de relations publiques, la largeur QRS et les paramètres d’intervalle QT mesurés à partir des enregistrements ECG n’ont démontré aucune différence entre les deux groupes. Vous pouvez effectuer l’étalonnage du système de pression et configurer le transducteur de pression et le système d’acquisition de données avant d’anesthésier les animaux. Les données acquises sur la forme d’onde artérielle brute et l’électrocardiogramme peuvent être analysées sur le logiciel.
La radiotélémétrie est considérée comme une technique d’étalon-or pour la surveillance de BP et de la fréquence cardiaque, mais la technique est coûteuse. La cannulation intraartérale avec ECG simultané est une alternative économique. L’anesthésie par inhalation d’isoflurane est facile à effectuer, mais peut être dangereuse en cas de fuite importante.
Par conséquent, vérifiez toujours l’équipement et le tube avant utilisation.
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Aperçu
Cet article décrit un dispositif permettant l'enregistrement simultané de l'électrocardiographie et de la pression artérielle intra-veineuse chez des rats expérimentaux. La méthode utilise un équipement standard disponible dans les laboratoires animaux et s'applique à la fois aux études physiologiques et pharmacologiques en médecine cardiovasculaire.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Médecine cardiovasculaire
- Électrophysiologie
- Modèles animaux
Contexte
- L'évaluation de la pression artérielle systémique et du rythme cardiaque est essentielle dans la recherche sur les maladies cardiovasculaires.
- La canulation de l'artère fémorale est une méthode économique pour enregistrer la pression intra-artérielle.
- Des équipements standards présents dans les installations animales peuvent être utilisés pour cette procédure.
- Le montage est démontré par un technicien de laboratoire.
Objectif de l'étude
- Étudier les mécanismes pathogènes en médecine cardiovasculaire.
- Explorer les cibles thérapeutiques et les agents pharmaceutiques.
- Fournir une méthode fiable pour l'enregistrement des paramètres cardiovasculaires chez le rat.
Méthodes utilisées
- Placer le rat anesthésié en position supine sur une planche chirurgicale.
- Confirmer l'absence de réponse à une pincée des orteils pour s'assurer d'une anesthésie adéquate.
- Fixer les pattes avec des bandes en caoutchouc pour l'immobilisation.
- Configurer les instruments de pression artérielle et d'électrocardiogramme pour l'enregistrement.
Résultats principaux
- La méthode permet un enregistrement efficace des courbes de pression intra-artérielle.
- Un électrocardiogramme simultané peut être réalisé en parallèle des mesures de pression artérielle.
- Cet agencement est adapté à diverses études physiologiques et pharmacologiques.
- Un équipement standard facilite la procédure, la rendant accessible à la recherche.
Conclusions
- Le dispositif décrit est un outil précieux pour la recherche cardiovasculaire.
- Il permet d'étudier les modifications du rythme cardiaque et de la pression artérielle dans des modèles expérimentaux.
- L'utilisation d'équipements standard accroît la faisabilité de la méthode dans les environnements de recherche.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle directe
Ce protocole permet la mesure simultanée de la pression artérielle systémique et du rythme cardiaque chez des modèles de rat, fournissant des données essentielles de phénotypage cardiovasculaire pour la validation de cibles et la réduction des risques mécanistiques en découverte préclinique de médicaments. La méthode constitue une alternative économique à la télémétrie radio, permettant une évaluation évolutive des agents pharmacologiques sur les paramètres hémodynamiques et électrophysiologiques. L'acquisition simultanée des formes d'onde de la pression artérielle et de l'ECG renforce la fiabilité prédictive en corrélant les réponses fonctionnelles dans les modèles de maladie.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet l'interrogation d'hypothèses thérapeutiques en mesurant les modifications de la pression artérielle systémique et du rythme cardiaque dans des modèles de maladie.
- Valeur opérationnelle : Soutient la détection biologique des risques grâce à l'évaluation directe et simultanée des paramètres hémodynamiques et électrophysiologiques.
- Valeur prédictive : Facilite le tri des portefeuilles en fournissant des réponses cardiovasculaires quantitatives pour la confirmation des cibles.
Développement de criblages et de tests
- Valeur scientifique : Prépare des systèmes biologiques validés pour l'écranage de composés en aval en établissant une fonction cardiovasculaire de base.
- Valeur opérationnelle : Assure la standardisation et la reproductibilité des tests grâce à un dispositif calibré de transducteur de pression et à un positionnement précis des dérivations ECG.
- Extensibilité : Permet une évaluation fiable des composés à l'aide d'équipements standard disponibles dans les installations animales.
Recherche translationnelle et préclinique
- Continuité translationnelle : Permet la modélisation de systèmes pertinents pour les maladies en capturant les phénotypes hémodynamiques et électrophysiologiques chez des rats normotendus et hypertendus.
- Déminérisation mécanistique : Assure une surveillance continue des ondes de pression artérielle et des paramètres de l'ECG afin d'évaluer les effets des composés sur la fonction cardiovasculaire.
- Progression ajustée au risque : Permet des décisions fondées sur les données en corrélant les variations de la pression artérielle avec des paramètres du rythme cardiaque dans les études pharmacologiques.
Intégration du pipeline et du flux de travail
La méthode s'inscrit dans le continuum de la découverte, allant du test d'hypothèses en phase précoce de découverte jusqu'à l'optimisation du composé candidat, en fournissant un phénotypage cardiovasculaire quantitatif qui éclaire les décisions de poursuite ou d'abandon.
- Biologie de la découverte : Soutient la vérification d'hypothèses en mesurant la pression artérielle systémique et le rythme cardiaque comme paramètres fonctionnels dans les modèles de maladie.
- Écrantage : Assure la préparation aux tests grâce à des formes d'onde de pression et des signaux d'ECG stabilisés après canulation et positionnement des électrodes.
- Analyse : Produit des mesures quantitatives incluant la pression artérielle systolique, diastolique, moyenne, ainsi que les intervalles de l'ECG (onde P, PR, QRS, QT) pour des analyses comparatives.
- Recherche translationnelle : Permet la validation préclinique en assurant une surveillance continue dans des modèles de maladie tels que l'hypertension.
- Réutilisation institutionnelle : Met en place une capacité réutilisable de phénotypage cardiovasculaire dans plusieurs projets grâce à des procédures chirurgicales et d'enregistrement standardisées.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive en réduisant l'ambiguïté mécanistique grâce à l'évaluation simultanée des paramètres hémodynamiques et électrophysiologiques.
- Valeur opérationnelle : Assure la standardisation et la reproductibilité par l'utilisation d'équipements calibrés et d'une technique de canulation constante.
- Valeur stratégique : Améliore l'efficacité du capital en proposant une alternative économique à la radiotélémétrie pour la surveillance cardiovasculaire.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque en identifiant les composés présentant des profils hémodynamiques et électrophysiologiques favorables.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en dissection vasculaire et en canulation d'artères de petite taille, telles que l'artère fémorale chez le rat.
- Dépend d'un équipement comprenant des capteurs de pression, des amplificateurs de signal ECG, des systèmes d'acquisition de données et un logiciel compatible.
- Implique une standardisation entre équipes des protocoles chirurgicaux, des techniques de canulation et des paramètres d'acquisition des signaux.
- Implique des adaptations selon les souches de rats, leur âge et les modèles de maladie affectant l'accessibilité vasculaire.
- Comprend des limites pratiques telles que la complexité chirurgicale de la canulation de l'artère fémorale et la nécessité d'une anticoagulation pour maintenir la perméabilité du cathéter.
