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Articolo metodologico

Monitoraggio dell'elettrocardiogramma in tempo reale durante l'allenamento sul tapis roulant nei topi

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DOI:

10.3791/63873

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5 maggio 2022

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1Department of Medicine I, University Hospital Munich, Ludwig-Maximilians University Munich (LMU), 2DZHK (German Centre for Cardiovascular Research), Partner Site Munich, Munich Heart Alliance (MHA), 3Institute of Cardiovascular Physiology and Pathophysiology, Biomedical Center, Ludwig-Maximilians-University, 4Institute of Surgical Research at the Walter-Brendel-Centre of Experimental Medicine, University Hospital Munich, Ludwig-Maximilians University Munich (LMU)

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

L'elettrocardiogramma (ECG) è la variabile chiave per comprendere l'elettrofisiologia cardiaca. L'esercizio fisico ha effetti benefici ma può anche essere dannoso nel contesto delle malattie cardiovascolari. Questo manoscritto fornisce un metodo di registrazione dell'ECG in tempo reale durante l'esercizio, che può servire a studiare i suoi effetti sull'elettrofisiologia cardiaca nei topi.

Abstract

L'esercizio fisico regolare è un importante contributo alla salute cardiovascolare, influenzando vari processi metabolici ed elettrofisiologici. Tuttavia, in alcune malattie cardiache come le sindromi da aritmia ereditaria, ad esempio la cardiomiopatia aritmogena (ACM) o la miocardite, l'esercizio fisico può avere effetti negativi sul cuore portando a una produzione di substrato proaritmogenico. Attualmente, i meccanismi molecolari alla base del rimodellamento proaritmogeno correlato all'esercizio fisico sono in gran parte sconosciuti, quindi non è chiaro quale frequenza, durata e intensità dell'esercizio possano essere considerate sicure nel contesto della malattia.

Il metodo proposto permette di studiare gli effetti proaritmici/antiaritmici dell'esercizio fisico combinando l'allenamento sul tapis roulant con il monitoraggio in tempo reale dell'ECG. I dispositivi di telemetria impiantabili vengono utilizzati per registrare continuamente l'ECG di topi che si muovono liberamente per un periodo fino a 3 mesi sia a riposo che durante l'allenamento sul tapis roulant. Il software di acquisizione dati con i suoi moduli di analisi viene utilizzato per analizzare i parametri ECG di base come la frequenza cardiaca, la durata dell'onda P, l'intervallo PR, l'intervallo QRS o la durata del QT a riposo, durante e dopo l'allenamento. Inoltre, vengono valutati i parametri di variabilità della frequenza cardiaca (HRV) e l'insorgenza di aritmie. In breve, questo manoscritto descrive un approccio passo-passo per esplorare sperimentalmente gli effetti indotti dall'esercizio fisico sull'elettrofisiologia cardiaca, incluso il potenziale rimodellamento proaritmogeno nei modelli murini.

Introduzione

L'attività fisica regolare è importante per una vita sana. Alcune condizioni cardiovascolari, tuttavia, portano a situazioni in cui questo accordo di buon senso è almeno discutibile. Nei pazienti con miocardite, i dati attuali mostrano anche effetti avversi dell'esercizio e, quindi, si raccomanda di mettere in pausa tutto l'esercizio per un certo periodo in questi pazienti 1,2,3. In altre malattie cardiovascolari (CVD) come le sindromi da aritmia ereditaria esiste relativamente meno evidenza sul livello appropriato di esercizio 4,5,6,7, rendendo la consulenza clinica in questi casi, soprattutto per i pazienti giovani e fisicamente attivi, molto impegnativa.

Il rimodellamento avverso che porta a una riduzione della contrattilità e dell'insufficienza cardiaca e il rimodellamento proaritmogeno che porta ad aritmie e morte cardiaca improvvisa sono stati suggeriti come segni distintivi degli effetti dannosi associati all'esercizio fisico sul cuore8. Un gran numero di studi indica effetti benefici dell'esercizio moderato su un ampio spettro di malattie diverse 9,10. Un allenamento esteso, tuttavia, può avere effetti dannosi sul cuore che portano ad aritmie soprattutto in atleti altrimenti sani11. Sebbene i processi di rimodellamento strutturale che portano a una produzione di substrato proaritmico vulnerabile possano essere alla base di questa situazione paradossale, come dimostrato nei maratoneti12, i meccanismi specifici del rimodellamento avverso correlato all'esercizio fisico sia nelle persone sane che nei pazienti con malattie cardiovascolari rimangono in gran parte sconosciuti.

Negli animali, specialmente nei topi, sono stati sviluppati diversi modelli adatti per imitare una vasta gamma di malattie cardiovascolari13,14. Inoltre, vari modelli di esercizio e protocolli di allenamento sono stati stabiliti nei topi 15,16,17, tra cui l'allenamento motorizzato su tapis roulant, la corsa volontaria su ruote (VWR) e il nuoto17,18. La valutazione dell'elettrofisiologia cardiaca mediante monitoraggio ECG dipende classicamente da una connessione diretta tra l'animale e una sorta di dispositivo di rilevamento. Pertanto, o gli animali devono essere anestetizzati, ad esempio, per ottenere registrazioni ECG usando elettrodi affilati19, o gli animali devono essere immobilizzati da un contentore 20, o la qualità dei dati è ridotta a causa di artefatti di movimento, ad esempio, quando si utilizzano elettrodi di zampa21 o piattaforme conduttive 22 che consentono solo l'analisi di base. Pertanto, nessuno degli approcci sopra menzionati è compatibile con i protocolli di allenamento e di conseguenza impedisce studi sui meccanismi legati all'esercizio che portano a un rimodellamento avverso nei topi. I dispositivi di telemetria impiantabili possono superare questi ostacoli e sono oggi lo strumento più potente e il gold standard per valutare l'elettrofisiologia murina in vivo in animali coscienti e in movimento23,24. Le attuali soluzioni hardware di telemetria sono state sviluppate per monitorare i topi nelle loro gabbie25,26 e comunemente richiedono che un ricevitore sia posizionato sotto la gabbia per l'acquisizione dei dati, rendendo così difficile il monitoraggio in tempo reale al di fuori di queste circostanze. Qui forniamo un approccio per studiare gli effetti dell'esercizio fisico sull'elettrofisiologia cardiaca e sull'aritmogenesi mediante registrazione ECG in tempo reale durante l'allenamento sul tapis roulant nei topi utilizzando dispositivi di telemetria impiantati. Tutti i parametri ottenuti sono stati analizzati come precedentemente descritto da Tomsits et al.23.

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Protocollo

Tutte le procedure sugli animali sono state condotte in conformità con le linee guida del comitato per la cura e l'etica degli animali dell'Università di Monaco e tutte le procedure sono state approvate dal governo della Baviera, Monaco, Germania (ROB-55.2-2532.Vet_02-16-200). In questo studio sono stati utilizzati quattro topi C57BL / 6N maschi allevati internamente allevati.

1. Preparazione e impianto chirurgico del trasmettitore

NOTA: Per un protocollo dettagliato di preparazione e impianto del trasmettitore fare riferimento a McCauley et al.26.

  1. Preparazione del trasmettitore
    1. Utilizzare direttamente i nuovi trasmettitori poiché sono sterili. Se i trasmettitori vengono riutilizzati, pulire il dispositivo mettendolo in soluzione salina per eliminare le macchie di sangue, rimuovere eventuali frammenti di tessuto aderenti al trasmettitore e agli elettrodi di piombo. Dopo la pulizia iniziale, se necessario, immergere il trasmettitore in una soluzione detergente all'1% (vedere Tabella dei materiali) per 4 ore per pulire ulteriormente il trasmettitore.
    2. Attivare il trasmettitore posizionando il magnete in dotazione nelle immediate vicinanze. Dopo l'attivazione, testare il segnale dal trasmettitore utilizzando un dispositivo radio alla frequenza AM di 530 Hz. Un segnale acustico acuto e chiaro indica che il trasmettitore è attivato, mentre un trasmettitore inattivato non emette alcun segnale.
  2. Preparazione chirurgica e impianto
    NOTA: Tutte le procedure chirurgiche devono essere eseguite in condizioni pulite e sterili.
    1. Disinfettare tutte le superfici e le attrezzature riutilizzabili prima dell'uso e utilizzare prodotti monouso sterili, ad esempio garze, guanti, ecc.
    2. Preparare i cavi del trasmettitore accorciando a lunghezze ottimali, il piombo negativo (bianco) a circa 3,5 cm e il cavo positivo (rosso) a 2,5 cm. Rimuovere la guaina isolante rossa e bianca sulla punta degli elettrodi facendo un piccolo taglio per esporre 5-7 mm del filo conduttore.
      NOTA: Queste lunghezze sono suggerite per topi BALB / c o C57BL / 6 di 9-12 settimane, del peso di ~ 25 g. Regolare se gli animali utilizzati nello studio sono più grandi/più pesanti.
    3. Notare il peso del trasmettitore e il peso corporeo del mouse. Inoltre, annotare il numero di serie e i valori di calibrazione del trasmettitore forniti da DSI.
      NOTA: Il peso corporeo dell'animale viene utilizzato per calcolare le dosi di anestetici e analgesici. Il peso corporeo iniziale viene utilizzato anche come riferimento per valutare il recupero degli animali post-operatori.
    4. Anestetizzare il topo in una camera di induzione collegata ad un vaporizzatore di isoflurano lavato con isoflurano al 2%-3% (vol/vol) azionato da 1 L/min di ossigeno al 100%. Attendere l'inizio completo della narcosi e controllare il riflesso del dito del piede e del coperchio per garantire la corretta profondità della narcosi prima di procedere.
    5. Quindi, posizionare l'animale anestetizzato in posizione supina e utilizzare un unguento (vedere la tabella dei materiali) per prevenire la secchezza degli occhi durante la procedura. Eseguire la procedura chirurgica in condizioni pulite su una suite chirurgica per mantenere la temperatura corporea del topo a 37 °C. Inserire una sonda rettale come sensore di temperatura.
    6. Mantenere l'anestesia mediante applicazione continua di isoflurano (1,5% -2%). Iniettare fentanil (0,50 μg/g) per via intraperitoneale per l'analgesia. Collegare un adsorbitore alla configurazione di ventilazione per evitare che il gas in eccesso fuoriesca nella sala operatoria (consigliato).
    7. Inserire gli elettrodi ECG con ago in entrambe le braccia e l'elettrodo di messa a terra nella gamba sinistra del mouse per ottenere una configurazione ECG I di derivazione per monitorare l'ECG durante l'intervento chirurgico e per ottenere l'ECG basale.
    8. Rasare l'addome e il torace e disinfettare l'area dell'intervento chirurgico con clorexidina/alcool (vedere la tabella dei materiali). Utilizzare una pinzetta per stringere la pelle ed eseguire un'incisione addominale della linea mediana ventrale di 1,5-2 cm usando le forbici (laparotomia).
    9. Fare una tasca sottocutanea (circa 1 mm) nella parte superiore destra del torace e nella parte inferiore sinistra del torace sotto il cuore per posizionare i cavi dell'elettrodo, come mostrato nella Figura 1.
    10. Posizionare delicatamente il corpo del trasmettitore nel peritoneo sopra l'intestino. Inserire un ago da 14 G per via sottocutanea da entrambe le tasche nella tasca toracica in alto a destra e nella tasca inferiore sinistra del torace fatta in precedenza per creare un tunnel per il posizionamento degli elettrodi.
    11. Guidare gli elettrodi rossi e bianchi attraverso l'ago per posizionarli in una configurazione di piombo II. Posizionare e fissare le punte degli elettrodi con punti di sutura 6.0, elettrodo positivo (rosso) nel torace in basso a sinistra e l'elettrodo negativo (bianco) nel torace in alto a destra.
    12. Suturare tutte le incisioni utilizzando suture 6.0 e applicare disinfettante (vedi Tabella dei Materiali) sulle ferite. Spostare l'animale in una gabbia di recupero (solo un animale / gabbia) e metterlo sotto una fonte di calore per mantenere la temperatura corporea fino al completo recupero della narcosi. Solo dopo il pieno recupero e la capacità di mantenere la reclinazione sternale l'animale può essere rimesso in compagnia, se necessario.
    13. Fornire all'animale una dose sufficiente di analgesici e antibiotici post-chirurgici. Utilizzare carprofen (5 μg/g) come analgesico ed enrofloxacina (5 μg/g) come antibiotico. Monitorare la ferita a intervalli regolari per assicurarsi che non vi sia alcuna infiammazione o deiscenza della ferita.
    14. Dopo 7-10 giorni di periodo di recupero post-operatorio, l'animale è pronto per sottoporsi all'allenamento sul tapis roulant. Assicurarsi che le ferite siano adeguatamente guarite e che il topo sia sano prima di iniziare l'allenamento.
      NOTA: Dopo la finalizzazione del periodo sperimentale, l'uso di trasmettitori di telemetria non richiede un metodo specifico di eutanasia. La scelta del metodo dipende dalle successive analisi e dai suoi requisiti specifici per le condizioni dei tessuti, nonché dalle norme e dai regolamenti locali per la cura degli animali e dall'approvazione del rispettivo comitato etico locale.

2. Acquisizione dei dati

  1. Predisposizioni
    1. Per avviare l'acquisizione dei dati, posizionare la gabbia degli animali sul ricevitore del segnale. Collegare il ricevitore del segnale al sistema di acquisizione dati costituito da una matrice di scambio dati e un'interfaccia di segnale. Collegare il sistema di acquisizione dati a un computer con il software di acquisizione per la visualizzazione dei dati (vedere i dettagli di configurazione nella Figura 2A).
    2. Avviare il software e confermare il nome utente e la licenza nella schermata seguente, quindi fare clic su Continua. Fare clic su Hardware per configurare il trasmettitore e il dispositivo ricevitore del segnale. Selezionare Modifica configurazione Physio Tel/HD (MX2) per aprire una finestra di configurazione.
    3. Selezionare MX2 Configuration (Configurazione MX2 ) nella visualizzazione elenco della scheda Configurazione per visualizzare tutti i trasmettitori disponibili e i relativi numeri di serie nella colonna disponibile. Fare clic e trascinare il trasmettitore impiantato dalla colonna disponibile alla colonna selezionata.
      NOTA: se un trasmettitore è elencato nella colonna selezionata, viene aggiunto anche alla configurazione MX2 nella scheda di configurazione all'estrema sinistra.
    4. Le icone colorate accanto al numero di serie del trasmettitore indicano lo stato. Controllare lo stato di tutti i trasmettitori: verde con segno di spunta = il trasmettitore è sincronizzato e pronto; rosso con punto esclamativo = trasmettitore attualmente non disponibile, ad esempio, è attualmente configurato in un esperimento su un altro sistema; giallo = il trasmettitore è in fase di sincronizzazione o non dispone di ricevitori collegati. Assicurarsi che ci sia una luce verde che indica il trasferimento dei dati nominali.
    5. Per configurare il trasmettitore, selezionare il numero di serie del trasmettitore aggiunto e fare clic su Crea nuovo impianto. Selezionare ETA-F10 dal menu a discesa del modello di impianto per visualizzare i dettagli dell'impianto.
    6. Selezionare il modello e il numero di serie del ricevitore da un menu all'estrema sinistra del ricevitore o dei ricevitori associati all'impianto. Un elenco di ricevitori collegati e collegati viene visualizzato sotto questo menu con una casella di controllo.
    7. Fare clic su Cerca impianto ETA per assegnare un ricevitore di segnale al trasmettitore impiantato. Aprire il menu del tipo di segnale e selezionare ECG con una frequenza di campionamento di 1.000 Hz. Immettere i valori di calibrazione sul retro della confezione dell'impianto. Seleziona Salva ed esci.
    8. Fare clic su Setup nella barra dei menu e selezionare Subject Setup. Apparirà una finestra di dialogo con i dettagli dell'oggetto. Immettere il nome del file desiderato, che verrà salvato nella configurazione dell'oggetto.
    9. Seleziona il sesso dell'animale e seleziona Mouse dal menu a discesa delle specie. Aprire il menu a discesa dell'analisi e selezionare ECG (modulo). Se lo si desidera, modificare l'etichettatura predefinita in ECG e le unità in mV. Selezionare il trigger adiacente all'ECG.
    10. Fai clic su ECG sotto il nome del soggetto all'interno del menu all'estrema destra per aprire il menu dei dettagli del canale. Selezionare i parametri ECG desiderati come Num (numero di ciclo), HR (frequenza cardiaca) o intervalli come PR-I, QT-I, RR-I, QRS, ecc. dall'elenco dei parametri.
    11. Per configurare la visualizzazione, fare clic su Setup nella barra dei menu e selezionare Experiment Setup. Viene visualizzata una finestra di dialogo di installazione. Selezionare Graph Setup dal menu all'estrema destra per definire fino a 16 finestre grafiche che forniscono sia dati grezzi, ad esempio segnali ECG che parametri derivati, ad esempio loop XY, trend HR. Per visualizzare l'ECG, selezionare la casella di controllo Abilita pagina per la pagina 1.
  2. Allenamento sul tapis roulant con registrazione ECG simultanea in tempo reale
    1. Preparare una configurazione sperimentale come mostrato nella Figura 2B per un tapis roulant a 2 corsie con monitoraggio ECG in tempo reale durante l'allenamento.
      NOTA: Si consiglia un tapis roulant per roditori a 5 corsie (vedi Tabella dei materiali) per l'allenamento. La configurazione è composta da un nastro trasportatore diviso in cinque vani di marcia e da un'unità di controllo con touchscreen. Ogni vano di marcia è formato da una scatola in plexiglas trasparente con coperchio, montata sul nastro trasportatore. Ogni compartimento ha una griglia di scosse elettriche in cui brevi impulsi elettrici fungono da stimolo per mantenere l'animale in esecuzione. Ogni compartimento è collegato individualmente all'unità di controllo per consentire la regolazione specifica dell'intensità degli urti. L'unità di controllo può visualizzare la distanza percorsa, il numero di urti e la durata totale degli urti. Poiché tutti i compartimenti condividono lo stesso nastro trasportatore, la velocità e l'inclinazione possono essere regolate solo per tutti i compartimenti contemporaneamente.
    2. Per consentire una buona trasduzione del segnale durante l'addestramento, posizionare il ricevitore del segnale sopra la scatola stabilendo la corsia di corsa con l'animale, come mostrato nella Figura 2B. La posizione esatta del ricevitore di segnale sulla corsia di marcia differisce tra i singoli animali a causa dei diversi rapporti segnale/rumore.
      1. Spostare il ricevitore del segnale fino a trovare la posizione ottimale sulla corsia di marcia. Fallo eseguendo un esperimento di prova con un animale in addestramento e annota la posizione con il miglior rapporto segnale / rumore. Utilizzare questa posizione ottimale per l'esperimento vero e proprio.
        NOTA: A causa delle dimensioni del ricevitore di segnale e del posizionamento del ricevitore normale all'asse delle corsie di corsa (come mostrato nella Figura 2B), solo due animali possono allenarsi contemporaneamente con il monitoraggio ECG in questa configurazione.
    3. Dividi l'allenamento sul tapis roulant nelle seguenti due fasi.
      1. Fase di acclimatazione: tempo durante il quale l'animale viene adattato alle condizioni di addestramento. Eseguire un protocollo di acclimatazione di 1 settimana come mostrato nella Tabella 1 con la velocità di corsa e il tempo di allenamento per ogni giorno come descritto.
      2. Fase di addestramento: Post acclimatazione addestrare l'animale a velocità fissa per un tempo fisso al giorno per un totale di X giorni. Per questo protocollo, eseguire un regime di allenamento di 5 giorni per 3 settimane con velocità costante di 25 cm / s e una durata di 60 minuti / giorno (Tabella 2). Dopo 5 giorni di allenamento, fornire una pausa di 2 giorni prima della prossima settimana di allenamento.
        NOTA: X definisce il numero totale di giorni di formazione ed è definito in base all'obiettivo sperimentale.
    4. Accendi il tapis roulant. Imposta la pendenza del tapis roulant, la velocità e l'intensità dello shock in base al protocollo di allenamento. Utilizzare una pendenza verso l'alto di 5°, che porta ad un livello moderato di stress (consigliato). Utilizzare la stessa inclinazione per la fase di acclimatazione e la fase di allenamento.
      NOTA: L'inclinazione del tapis roulant definisce l'intensità dell'allenamento; Scegli l'inclinazione desiderata. Il protocollo di allenamento può variare in base all'obiettivo sperimentale.
    5. Premere su Impostazioni nell'unità di controllo e selezionare Grid Test. Si apre una schermata di selezione delle dimensioni della griglia. Seleziona Mouse. Apparirà una schermata di test Grid con due sottotest: test d'urto e test di pulizia. Premere su Start per iniziare il test d'urto. Verrà visualizzato un messaggio che avverte l'utente degli shock di prova. Per iniziare il test, confermare l'avviso toccando lo schermo.
    6. Posizionare la parte conduttiva dell'accessorio in spugna fornito con il tapis roulant sulla griglia del tapis roulant. Posizionalo finché non viene visualizzata la parola Pass sullo schermo. Prova tutte le griglie in questo modo. Il test terminerà automaticamente dopo che tutte le corsie lo hanno superato con successo, ma può essere fermato in qualsiasi momento dall'utente premendo il pulsante Stop .
    7. Per continuare con il test di pulizia, premere il pulsante >> e Start e attendere l'esecuzione del test. Anche questo test si fermerà automaticamente non appena tutte le corsie lo avranno superato. Se il test non riesce, sullo schermo verrà visualizzato un messaggio di avviso. Tocca il messaggio per vedere il risultato.
      NOTA: Questi test vengono eseguiti per verificare la pulizia e il funzionamento della griglia. Le griglie devono essere pulite per garantire una buona individuazione degli animali e successivamente la corretta erogazione dello stimolo elettrico, se necessario. Se il test fallisce, pulire le griglie, verificare se tutti i cavi sono collegati correttamente e ripetere il test.
    8. Trasferire l'animale nello scompartimento di corsa. Posizionare il ricevitore del segnale sulla scatola trasparente e collegare il ricevitore del segnale tramite il cavo di collegamento al sistema di acquisizione dati, che consiste in una matrice di scambio dati e un'interfaccia di segnale, che a sua volta si collega a un computer con il software di acquisizione in esecuzione per visualizzare il segnale ECG durante l'esperimento.
    9. Premere Start per accedere alla modalità di esecuzione. Gli animali riceveranno un breve impulso elettrico quando sono in contatto con la rete elettrica, che inoltrerà l'animale verso la corsia di marcia. Utilizzare un'intensità d'urto minima di 0,1 mA. Questo è sufficiente per motivare gli animali, ma non è visibile nella registrazione ECG. Prova a posizionare pellet di cibo al di fuori delle linee di corsa all'interno della vista dell'animale per mantenerlo motivato.
      NOTA: L'intervallo fornito dal produttore per le scosse elettriche è 0,1 mA-2 mA. L'aumento dell'intensità dello shock può essere necessario in diversi ceppi di topo o in diverse condizioni sperimentali, tuttavia, raccomandiamo di utilizzare l'intensità d'urto più bassa possibile. In alternativa, per ridurre le scosse elettriche complessive, cerca di mantenere l'animale sulla corsia di corsa spingendolo delicatamente, ad esempio con auricolari di cotone o stimolandolo con un leggero soffio di aria compressa. Se gli animali sono addestrati bene, la rete elettrica e la corsia di marcia possono essere separate da un pezzo di polistirolo per evitare urti indesiderati.
    10. Se un animale non si allena e non può essere motivato nemmeno con scosse elettriche, rimuoverlo dal protocollo di allenamento per quel giorno se non ci sono miglioramenti entro i primi 15 minuti dell'esperimento.
    11. Al termine, lasciare riposare l'animale per 5 minuti dopo l'allenamento prima di trasferirlo nuovamente nella gabbia. Rimuovere il ricevitore del segnale dalla scatola trasparente e riposizionarlo sotto la gabbia, come mostrato nella Figura 2A. Spegnere il tapis roulant per evitare urti indesiderati.
    12. Pulire la cintura del tapis roulant, i vani di marcia e la rete elettrica con detergente analcolico. Corsie pulite portano a migliori risultati di allenamento.
      NOTA: Durante l'allenamento, è importante pulire costantemente le corsie, poiché gli animali smettono di correre su corsie sporche. Usiamo auricolari di cotone per eliminare le feci animali durante l'allenamento.

3. Analisi dei dati

NOTA: A seconda dei singoli obiettivi di ricerca, è possibile ottenere e analizzare vari parametri. Questo protocollo si concentra su due aspetti: l'analisi dei tratti ECG quantitativi e l'insorgenza di aritmie prima, durante e dopo l'allenamento utilizzando un approccio precedentemente descritto da Tomsits etal.23; e analisi della variabilità della frequenza cardiaca (HRV)27.

  1. Analisi ECG
    1. Per una descrizione dettagliata, fare riferimento a Tomsits et al.23. In breve, avviare il software, confermare il nome utente e il numero di serie della licenza software e fare clic su Continua.
    2. Per aprire un file con l'estensione. PnmExp, fare clic su Load Experiment. Si apre la finestra di dialogo Cerca cartella, selezionare il file e fare clic su Apri.
    3. Vai su Azioni/ Avvia revisione nella barra degli strumenti e seleziona la finestra di dialogo Dati revisione caricamento , che fornisce una panoramica di tutti i soggetti e dei loro segnali registrati all'interno dell'esperimento selezionato in precedenza.
    4. Selezionare il file da analizzare facendo clic sulla casella di controllo accanto al suo nome nel pannello Soggetti sul lato sinistro dello schermo. Per analizzare l'ECG, selezionare la casella di controllo accanto a ECG nel pannello dei tipi di segnale.
    5. Selezionare l'intera registrazione o definire un intervallo o una durata utilizzando l'opzione intervallo di tempo. Fare clic su OK per caricare il set di dati selezionato in revisione e le finestre per eventi e parametri si aprono automaticamente.
    6. Per visualizzare l'ECG, fare clic su Graph Setup nella barra degli strumenti del menu per aprire una nuova finestra. Selezionare Primario nel tipo di segnale, immettere Ora 0:00: 00:01, quindi selezionare i limiti desiderati di etichettatura, unità di visualizzazione e asse basso e alto immettendo le rispettive caselle di testo. Confermare facendo clic sulla casella di controllo Abilita pagina e viene visualizzata la finestra di tracciamento ECG definita.
    7. Regolare le dimensioni dell'asse X e dell'asse Y dell'ECG facendo doppio clic. Fare clic con il pulsante sinistro del mouse nella traccia per visualizzare l'annotazione dell'onda e riconoscere e annotare correttamente ogni segmento della traccia, P, Q, R, T wave.
      NOTA: Se le annotazioni non sono corrette, è possibile utilizzare diverse opzioni, QRS, PT, Avanzate, Rumore, Marchi, Note, Precisione, per ottimizzare, ad esempio, l'opzione Analizza / Attributi utilizzando il tasto destro. Per una descrizione dettagliata fare riferimento a Tomsits et al.23.
    8. Selezionare i parametri ECG richiesti dalla finestra dei parametri e copiarli in un foglio di calcolo o in un software di statistica per ulteriori analisi.
  2. Rilevamento dell'aritmia
    1. Per il rilevamento dell'aritmia, fai clic su Esperimento/Data Insights per aprire una nuova finestra di analisi dei dati.
    2. Definisci regole di ricerca personalizzate per schermare la registrazione nel pannello di ricerca. Creare una nuova ricerca selezionando Crea nuova ricerca dopo un clic con il pulsante destro del mouse all'interno dell'elenco di ricerca.
    3. Nel menu a discesa della finestra di dialogo della voce, definire la rispettiva regola di ricerca e fare clic su OK per aggiungere questa regola di ricerca all'elenco. Per applicare le regole di ricerca, fai clic e trascinale sul canale di interesse a sinistra.
    4. Nel pannello dei risultati, viene visualizzata ogni sezione all'interno della registrazione ECG a cui si applica la regola. Per una panoramica dettagliata sulle diverse regole di ricerca, fare riferimento a Tomsits et al.23. Per due regole esemplari, bradicardia e tachicardia, vedere la definizione e la descrizione di seguito.
      NOTA: Per queste regole di ricerca, la frequenza cardiaca fisiologica murina è definita secondo Kaese et al.28 come 500-724 battiti / min, corrispondenti a una lunghezza del ciclo di 82-110 ms.
      1. Bradicardia: in un approccio in due fasi, identificare ogni singolo intervallo RR più lungo di 120 ms. Poiché la bradicardia richiede più di un singolo intervallo RR allungato, definire una regola di ricerca aggiuntiva per identificare solo 20 intervalli RR consecutivi più lunghi di 120 ms come bradicardia come segue: Bradicardia-singola come Valore (HRcyc0) <500 e Bradicardia come Serie (Bradicardia-singola, 1) >=20. Fare clic su OK per aggiungere questa regola di ricerca all'elenco.
      2. Seguendo lo stesso approccio per la tachicardia, definire Tachycardia-single come Valore (HRcyc0) >724, identificando ogni singolo intervallo RR inferiore a 82 ms, quindi aggiungere la regola di ricerca aggiuntiva Tachicardia come Serie (Tachicardia-singola, 1) >=20. Fare clic su OK per aggiungere questa regola di ricerca all'elenco.
  3. Analisi della variabilità della frequenza cardiaca
    NOTA: l'analisi della variabilità della frequenza cardiaca (HRV) non viene eseguita nel software di acquisizione e richiede l'esportazione dei dati dal software di acquisizione in un formato leggibile. In questo articolo, forniamo una breve guida passo-passo per l'esportazione dei dati nel formato europeo dei dati (EDF) ampiamente utilizzato.
    1. Avviare il software, confermare il nome utente e il numero di serie e fare clic su Continua.
    2. Per esportare la traccia ECG per l'analisi HRV, ad esempio, fare clic su Esperimento e selezionare Esporta in EDF. Nella finestra Esporta in EDF, selezionare il numero dell'animale, controllare ECG, selezionare un intervallo di tempo per il quale verranno esportati i dati e fare clic su Esporta.
      NOTA: non c'è limite all'intervallo di tempo esportato impostato dal software, più dati richiederanno più tempo per l'elaborazione. È anche possibile suddividere le esportazioni in sezioni, ad esempio 24 ore su 24 e reintegrarle in un secondo momento, se necessario.
    3. Avviare il software di analisi utilizzato per l'analisi HRV (vedere Tabella dei materiali), fare clic su File e selezionare Apri per caricare il file EDF desiderato.
    4. Fare clic su HRV e selezionare Impostazioni. Si aprirà una finestra per impostare vari parametri. Sotto rilevamento delle battute, selezionare le specie per le quali viene eseguita l'analisi HRV. La selezione della specie imposterà i valori per la larghezza del contenitore dell'istogramma, la soglia pRR e il valore medio SDARR all'interno del pannello Analisi su uno standard predefinito.
    5. Selezionare HRV e scegliere Visualizzazione report. Copiare i risultati in un software di statistica per ulteriori analisi statistiche.
    6. La qualità del segnale può essere significativamente inferiore durante le fasi di allenamento. In tal caso, selezionare manualmente i cicli con P e QRS visibili per l'analisi successiva. Escludere dall'analisi gli indicatori di dati e gli indicatori di dati non validi senza onde P chiare. Fallo sotto l'attenta considerazione di un analista ECG esperto per evitare di eliminare buoni punti dati.

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Risultati

A seconda dei singoli obiettivi di ricerca, l'analisi successiva dei dati di telemetria ottenuti differirà notevolmente. Qui, dimostriamo la fattibilità del metodo ottenendo dati di buona qualità registrati durante i periodi di allenamento e forniamo risultati esemplari di ECG e analisi della variabilità della frequenza cardiaca prima, durante e dopo l'allenamento. I dati sono presentati come media ± errore standard di media (SEM), tutte le analisi statistiche sono state condotte con un software statistico adeguato (vedi...

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Discussione

Le attuali linee guida raccomandano un'attività fisica regolare in quanto è stato dimostrato che è un importante modificatore dei fattori di rischio cardiovascolare30. C'è anche un crescente numero di prove che un'attività fisica moderata può proteggere dalla fibrillazione atriale (FA) sia nella prevenzione primaria che secondaria 31,32,33. Al contrario, gli atleti di resistenza come i maratoneti hanno un...

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Questo lavoro è stato sostenuto dalla Fondazione tedesca per la ricerca (DFG; Clinician Scientist Program in Vascular Medicine (PRIME), MA 2186/14-1 a P. Tomsits), il Centro tedesco per la ricerca cardiovascolare (DZHK; 81X2600255 a S. Clauss), la Fondazione Corona (S199/10079/2019 a S. Clauss) e l'ERA-NET sulle malattie cardiovascolari (ERA-CVD; 01KL1910 a S. Clauss). I finanziatori non hanno avuto alcun ruolo nella preparazione dei manoscritti.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Ago calibro 14Sterican584125
Qualsiasi topo, ad es. Jackson Laboratories
BepanthenBayer,1578675
Carprofene 0,005 mg/µ LZoetis53716-49-7
Data Exchange Matrix 2.0 (MX2)Data Science InternationalGestisce la comunicazione tra gli impianti di telemetria PhysioTel e PhysioTel HD e il computer di acquisizione.
Enrofloxacina 25 mg/mlBaytril400614.00.00
Fentanyl 0,5 mg/10 mLBraun Melsungen
Pinze finiFine Science Tools11295-51
Tapis roulant a cinque corsie per mousePanlab - Harvard Apparatus76-0896Include unità tapis roulant, unità di controllo touchscreen, una spugna e
cavi Forbici per l'irideStrumenti per la scienza fine14084-08
Isoflurano 1 mL/mLCp-Pharma31303
Sistema di vaporizzazione dell'isofluranoHugo Sachs Elektronik34-0458, 34-1030, 73-4911, 34-0415, 73-4910Include una camera di induzione, un'unità di evacuazione del gas e filtri al carbone
LabChart Pro 8.1.16ADInstruments
MagnetData Science International
Circuito Bain modificatoHugo Sachs Elektronik73-4860Include una maschera per anestesia per topi
Connettori modulariData Science InternationalCavi di collegamento tra ricevitore, interfaccia di segnale e matrice 2.0 (MX2)
Novafil s 5-0Medtrocin/Covidien88864555-23
Octal BioAmpADInstrumentsFE238-0239Amplificatore per ECG di superficie di registrazione
OcteniseptSchü lke121418
Oxygen 5 LLinde2020175 Include un regolatore di pressione
Trasmettitore PhysioTel ETA-F10Data Science International
Ricevitore PhysioTel RPC-1Data Science InternationalRicevitore di segnale
Ponemah 6.42Data Science InternationalSoftware di analisi ECG
PowerlabADInstruments3516-1277Dispositivo hardware per l'acquisizione ECG Suface. Include elettrodi ECG
Prism 8.0.1Graph Pad Radio
Device (Sony AF/AM)Sony
Signal InterfaceData Science InternationalAcquisisce e sincronizza i segnali digitali con i dati di telemetria in Ponemah v6.x.
Forbici a mollaFine Science Tools91500-09
Piattaforma chirurgicaKent ScientificSURGI-M
Tergazyme 1%Alconox13051.0Soluzione di pulizia commerciale
PinzetteKentScientific INS600098-2
,

Riferimenti

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