Name: Surveillance de l’électrocardiogramme en temps réel pendant l’entraînement sur tapis roulant chez la souris (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-05-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 45 s
Description: Découvrez la surveillance ECG en temps réel pendant l'entraînement sur tapis roulant chez la souris. Cette méthode permet d'étudier les effets de l'exercice sur l'électrophysiologie cardiaque et les arythmies héréditaires.

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Ce travail a été soutenu par la Fondation allemande pour la recherche (DFG; Clinician Scientist Program in Vascular Medicine (PRIME), MA 2186/14-1 à P. Tomsits), le Centre allemand de recherche cardiovasculaire (DZHK; 81X2600255 à S. Clauss), la Fondation Corona (S199/10079/2019 à S. Clauss), et l’ERA-NET sur les maladies cardiovasculaires (ERA-CVD; 01KL1910 à S. Clauss). Les bailleurs de fonds n’ont joué aucun rôle dans la préparation des manuscrits.

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Les lignes directrices actuelles recommandent une activité physique régulière, car il a été démontré qu’elle est un modificateur important des facteurs de risque cardiovasculaires30. Il existe également de plus en plus de preuves que l’activité physique modérée peut protéger contre la fibrillation auriculaire (FA) à la fois en prévention primaire et secondaire31,32,33. Au contraire, les athlètes d’enduran...

L’activité physique régulière est importante pour une vie saine. Certaines maladies cardiovasculaires conduisent toutefois à des situations où cet accord de bon sens est pour le moins discutable. Chez les patients atteints de myocardite, les données actuelles montrent même les effets indésirables de l’exercice et, par conséquent, il est recommandé de suspendre tout exercice pendant une certaine période chez ces patients 1,2,3. Dans d’autres maladies cardiovasculaires (MCV) telles que les syndromes d’arythmie héréditaire, il existecomparativement moins de preuves sur le niveau approprié d’exercice 4,5,6,7, ce qui rend le conseil clinique dans ces cas, principalement pour les patients jeunes et physiquement actifs, très difficile.
Un remodelage indésirable entraînant une réduction de la contractilité et de l’insuffisance cardiaque et un remodelage proarythmogène entraînant des arythmies et une mort cardiaque subite ont été suggérés comme caractéristiques des effets nocifs associés à l’exercice sur le cœur8. Un grand nombre d’études indiquent des effets bénéfiques de l’exercice modéré sur un large éventail de maladiesdifférentes 9,10. Un entraînement intensif, cependant, peut avoir des effets néfastes sur le cœur conduisant à des arythmies, en particulier chez les athlètes par ailleurs en bonne santé11. Bien que les processus de remodelage structurel conduisant à une production de substrat proarythmique vulnérable puissent sous-tendre cette situation paradoxale, comme l’ont démontré les coureurs de marathon12, les mécanismes spécifiques du remodelage indésirable lié à l’exercice chez les personnes en bonne santé et chez les patients atteints de maladies cardiovasculaires restent largement inconnus.
Chez les animaux, en particulier chez la souris, plusieurs modèles appropriés ont été développés pour imiter un large éventail de maladies cardiovasculaires13,14. En outre, divers modèles d’exercice et protocoles d’entraînement ont été établis chez les souris 15,16,17, y compris l’entraînement sur tapis roulant motorisé, la course volontaire sur roues (VWR) et la natation17,18. L’évaluation de l’électrophysiologie cardiaque par surveillance ECG dépend classiquement d’une connexion conductrice directe entre l’animal et une sorte de dispositif de détection. Ainsi, soit les animaux doivent être anesthésiés, par exemple pour obtenir des enregistrements ECG à l’aide d’électrodes tranchantes19, soit les animaux doivent être immobilisés par un dispositif de retenue 20, soit la qualité des données est réduite en raison d’artefacts de mouvement, par exemple lors de l’utilisation d’électrodes à pattes21 ou de plates-formes conductrices 22 ne permettant que des analyses de base. Ainsi, aucune des approches mentionnées ci-dessus n’est compatible avec les protocoles d’entraînement et empêche par conséquent les études sur les mécanismes liés à l’exercice conduisant à un remodelage indésirable chez la souris. Les dispositifs de télémétrie implantables peuvent surmonter ces obstacles et sont aujourd’hui l’outil le plus puissant et l’étalon-or pour évaluer l’électrophysiologie murine in vivo chez des animaux conscients et en mouvement23,24. Les solutions matérielles de télémétrie actuelles ont été développées pour surveiller les souris dans leurs cages25,26, et nécessitent généralement qu’un récepteur soit placé sous la cage pour l’acquisition de données, ce qui rend la surveillance en temps réel difficile en dehors de ces circonstances. Ici, nous fournissons une approche pour étudier les effets de l’exercice sur l’électrophysiologie cardiaque et l’arythmogenèse par enregistrement ECG en temps réel pendant l’entraînement sur tapis roulant chez la souris à l’aide de dispositifs de télémétrie implantés. Tous les paramètres obtenus ont été analysés comme décrit précédemment par Tomsits et al.23.

<table><tbody><tr><td>Aiguille de calibre 14</td><td>Sterican</td><td>584125 N’importe</td><td></td></tr><tr><td>quelle souris</td><td>, par exemple Jackson Laboratories</td><td></td><td></td>,</tr><tr><td>Bepanthen,</td><td>Bayer</td><td>1578675</td><td></td></tr><tr><td>Carprofène 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>Gère la communication entre les implants de télémétrie PhysioTel et PhysioTel HD et l’ordinateur d’acquisition.</td></tr><tr><td>Enrofloxacine 25 mg/ml</td><td>Baytril</td><td>400614.00.00</td><td></td></tr><tr><td>Fentanyl 0,5 mg/10 mL</td><td>Braun Melsungen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pince fine</td><td>Outils scientifiques</td><td>fins 11295-51</td><td></td></tr><tr><td>Tapis roulant à cinq voies pour souris</td><td>Panlab - Appareil Harvard</td><td>76-0896</td><td>Comprend une unité de tapis roulant, une unité de commande à écran tactile, une éponge et des câbles</td></tr><tr><td>Ciseaux à iris</td><td>Outils scientifiques fins</td><td>14084-08</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane 1 mL/mL</td><td>Cp-Pharma</td><td>31303</td><td></td></tr><tr><td>Système de vaporisation d’isoflurane</td><td>Hugo Sachs Elektronik</td><td>34-0458, 34-1030, 73-4911, 34-0415, 73-4910</td><td>Comprend une chambre d’induction, une unité d’évacuation de gaz et des filtres à charbon</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>Circuit Bain modifié</td><td>Hugo Sachs Elektronik</td><td>73-4860</td><td>Comprend un masque d’anesthésie pour souris</td></tr><tr><td>Connecteurs modulaires</td><td>Data Science International</td><td></td><td>Câbles de connexion entre le récepteur, l’interface de signal et la matrice 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>Amplificateur pour enregistrement Surface ECG</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>Comprend un régulateur de pression</td></tr><tr><td>PhysioTel ETA-F10 émetteur</td><td>Data Science International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Récepteur PhysioTel RPC-1</td><td>Data Science International</td><td></td><td>Récepteur de signal</td></tr><tr><td>Ponemah 6.42</td><td>Data Science International</td><td></td><td>Logiciel d’analyse ECG</td></tr><tr><td>Powerlab</td><td>ADInstruments</td><td>3516-1277</td><td>Suface ECG Matériel d’acquisition. Comprend des électrodes ECG Prism</td></tr><tr><td>8.0.1</td><td>Graph Pad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Radio Device (Sony AF/AM)</td><td>Sony</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Signal Interface Data</td><td>Science International</td><td></td><td>Acquiert et synchronise les signaux numériques avec les données de télémétrie dans Ponemah v6.x.</td></tr><tr><td>Ciseaux à ressort</td><td>Fine Science Tools</td><td>91500-09</td><td></td></tr><tr><td>Plate-forme chirurgicale</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>Solution de nettoyage professionnel</td></tr><tr><td>Pince à épiler</td><td>Kent Scientific</td><td>INS600098-2</td><td></td></tr></tbody></table>

surveillance de l’électrocardiogramme en temps réel pendant l’entraînement sur tapis roulant chez la souris

Real-Time Electrocardiogram Monitoring During Treadmill Training in Mice

L’exercice physique régulier est un contributeur majeur à la santé cardiovasculaire, influençant divers processus métaboliques et électrophysiologiques. Cependant, dans certaines maladies cardiaques telles que les syndromes d’arythmie héréditaire, par exemple la cardiomyopathie arythmogène (MCA) ou la myocardite, l’exercice physique peut avoir des effets négatifs sur le cœur conduisant à une production de substrat proarythmogène. Actuellement, les mécanismes moléculaires sous-jacents du remodelage proarythmogène lié à l’exercice sont largement inconnus, il reste donc difficile de savoir quelle fréquence, durée et intensité de l’exercice peuvent être considérées comme sûres dans le contexte de la ou des maladies.
La méthode proposée permet d’étudier les effets proarythmiques/antiarythmiques de l’exercice physique en combinant l’entraînement sur tapis roulant avec la surveillance en temps réel de l’ECG. Les dispositifs de télémétrie implantables sont utilisés pour enregistrer en continu l’ECG de souris se déplaçant librement sur une période allant jusqu’à 3 mois, à la fois au repos et pendant l’entraînement sur tapis roulant. Le logiciel d’acquisition de données avec ses modules d’analyse est utilisé pour analyser les paramètres ECG de base tels que la fréquence cardiaque, la durée de l’onde P, l’intervalle PR, l’intervalle QRS ou la durée QT au repos, pendant et après l’entraînement. De plus, les paramètres de variabilité de la fréquence cardiaque (VRC) et l’apparition d’arythmies sont évalués. En bref, ce manuscrit décrit une approche étape par étape pour explorer expérimentalement les effets induits par l’exercice sur l’électrophysiologie cardiaque, y compris le remodelage proarythmogène potentiel dans des modèles murins.

Selon les objectifs de recherche individuels, l’analyse ultérieure des données de télémétrie obtenues variera considérablement. Ici, nous démontrons la faisabilité de la méthode en obtenant des données de bonne qualité enregistrées pendant les périodes d’entraînement et fournissons des résultats exemplaires des ECG et des analyses de variabilité de la fréquence cardiaque avant, pendant et après l’entraînement. Les données sont présentées sous forme de moyenne ± d’erreur type de moyenne (MEB), toutes les analyses statisti...

L’électrocardiogramme (ECG) est la variable clé pour comprendre l’électrophysiologie cardiaque. L’exercice physique a des effets bénéfiques mais peut également être nocif dans le contexte des maladies cardiovasculaires. Ce manuscrit fournit une méthode d’enregistrement de l’ECG en temps réel pendant l’exercice, qui peut servir à étudier ses effets sur l’électrophysiologie cardiaque chez la souris.

Surveillance de l’électrocardiogramme en temps réel pendant l’entraînement sur tapis roulant chez la souris

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

L’évaluation en temps réel des propriétés électrophysiologiques marines pendant l’entraînement a été difficile jusqu’à présent. Ce protocole fournit une approche pour surmonter cela en permettant une surveillance ECG en temps réel avant, pendant et après l’entraînement sur tapis roulant. La combinaison de l’entraînement sur tapis roulant et de la surveillance ECG en temps réel permet d’acquérir de nouvelles connaissances sur la relation entre l’exercice et les arythmies, en particulier dans les syndromes d’arythmie héréditaires à l’aide de modèles murins transgéniques.La méthode en elle-même est simple, mais nécessite une attention particulière lors de l’implantation de l’émetteur et du positionnement du câble électrique pour assurer un bon rapport signal sur bruit. Aparna Chivukula et Kavi Raj Chataut, deux doctorants dans mon laboratoire, feront la démonstration de la procédure. Activez l’émetteur en plaçant l’aimant fourni à proximité.Après l’activation, testez le signal de l’émetteur à l’aide d’un appareil radio à une fréquence AM de 530 hertz, un bip net et clair indique que l’émetteur est activé, tandis qu’un émetteur inactivé ne donne aucun signal. Allumez le tapis roulant. Réglez la pente, la vitesse et l’intensité du choc sur le tapis roulant selon le protocole d’entraînement.Appuyez sur Paramètres dans l’unité de commande et sélectionnez Test de grille. Un écran de sélection de la taille de la grille s’ouvre. Sélectionnez Souris.Appuyez sur Démarrer pour commencer le test de choc. Pour commencer le test, confirmez l’avertissement en touchant l’écran. Placez la partie conductrice de l’accessoire en éponge fourni avec le tapis roulant sur la grille du tapis roulant.Placez-le jusqu’à ce que le mot « pass"apparaisse à l’écran. Testez toutes les grilles comme celle-ci. Le test se terminera automatiquement une fois que toutes les voies l’auront passé avec succès, mais peut être arrêté à tout moment par l’utilisateur en appuyant sur le bouton Arrêter.Pour poursuivre le test de nettoyage, appuyez sur Démarrer et attendez que le test s’exécute. Transférer l’animal dans le compartiment de course. Placez le récepteur de signal sur le boîtier transparent et connectez le récepteur de signal via le câble de connexion au système d’acquisition de données, qui se compose d’une matrice d’échange de données et d’une interface de signal, qui à son tour se connecte à un ordinateur avec le logiciel d’acquisition en cours d’exécution pour visualiser le signal ECG pendant l’expérience.Appuyez sur Démarrer pour passer en mode de fonctionnement. Une fois terminé, retirez le récepteur de signal de la boîte transparente et replacez-le sous la cage comme indiqué. Éteignez le tapis roulant pour éviter tout choc indésirable.Des données d’électrocardiogramme avec des ondes P, Q, R, S et T claires chez les animaux pendant l’entraînement ont été obtenues. La fréquence cardiaque augmente à environ 800 battements par minute lorsque l’animal fait de l’exercice et se rétablit progressivement vers la ligne de base après l’entraînement. L’intervalle PR, la durée QRS et les intervalles QTc raccourcissent sous l’effet du stress et, une fois le stress terminé, revenez à la ligne de base.La détection des épisodes de tachycardie et de bradycardie montre un rythme sinusal au départ et une tachycardie sinusale pendant l’entraînement. La fréquence cardiaque augmente pendant l’entraînement et revient progressivement à la ligne de base après l’entraînement. Cette tendance peut également être visualisée par l’intervalle RR médian.Un écart-type comparable des intervalles RR a été obtenu au départ et pendant l’entraînement par annotation RR automatisée, démontrant la qualité des données. L’une des étapes les plus critiques est le positionnement du récepteur de signal sur le boîtier transparent pour assurer un bon rapport signal sur bruit.

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Découvrez la surveillance ECG en temps réel pendant l'entraînement sur tapis roulant chez la souris. Cette méthode permet d'étudier les effets de l'exercice sur l'électrophysiologie cardiaque et les arythmies héréditaires.

Surveillance de l’électrocardiogramme en temps réel pendant l’entraînement sur tapis roulant chez la souris

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