心電図心臓のリスクの指標の評価、およびてんかん重積状態後のラットにおけるアコニチン誘発性不整脈に対する感受性のための方法

この手順の全体的な目的は、実験動物において、てんかん発作後の心機能、電気的機能、および心室性不整脈への感受性を評価することです。まず、てんかん発作を起こした動物の頸静脈に注入カテーテルを挿入します。次に、心電図（ECG）を記録するために、胸筋に電極を植え込みます。

次に、コントロール条件下および不整脈を誘発する薬剤を頸静脈より注入した状態でECGを記録します。最後に、ECG記録を評価します。これにより、最終的に、発作が心臓の電気的機能を変え、致死的な心室性不整脈のリスクを高めることを示す結果を得ることができます。

ECG記録の解析を通じて、発作によって誘発されるECGの変化は、心源性突然死のリスクを示す予後指標として利用できます。この手法の主な利点は、ヒトにおいて非侵襲的なこれらの手順により、致死的な心室不整脈のリスク予測に利用可能な心電活動の記録が得られることです。さらに、動物モデルにおいては、心活動の変化を不整脈への感受性と直接的に関連付けることができます。

この手法は、てんかん性疾患の分野における重要な課題、すなわち、ステータス・エピレプティクス（てんかん重積状態）およびてんかん後の心臓の電気的活動の変化と、心源性突然死との関係を解明するために活用できます。これらの技術は、発作に起因する心機能不全のリスクがある個人の特定を通じて、てんかん性疾患の治療に寄与します。

この非侵襲的な手法を用いることで、突然死のリスクを低減させる心保護療法への移行が可能になります。本手法は、てんかん等の発作性疾患に伴う心機能不全についての知見を提供できるだけでなく、致死的な心室性不整脈を特徴とし、動物モデルで再現可能なあらゆる病態に適用することが可能です。一般的に、げっ歯類やその他の小動物に関する基礎的な技術および外科的手技に精通している方であれば、本手法を問題なく実施できるはずです。

私たちは、心機能を評価するための迅速で安価かつ簡便に実施でき、さらにヒトの診断にも適用可能な手法を模索し、本手法を用いるという着想を得ました。データ収集のためにラットにECG電極を植え込み、アコニチンなどの不整脈誘発剤をIV投与して不整脈を誘発させる前に、長さ100 millimeterのPE 50ポリエチレンチューブの一端を斜めにカットしてベベルを作成し、そのベベル部分を鈍らせることで頸静脈カテーテルを作製します。次に、カテーテル内部にヘパリン生理食塩水を満たします。続いて、100 millimeterの絶縁銀線を2本用意し、ECG記録電極を作製します。

両方のワイヤの片端の被覆を剥き、マイクロコネクタにはんだ付けします。次に、絶縁体をねじって3本目のワイヤを作成し、これを接地線（グランド）として使用します。はんだ付け後、ワイヤをエポキシ樹脂で封止します。頸静脈カテーテルを留置するため、ワイヤの遠位端から5 mmの絶縁被覆を剥いて取り除きます。

まず、ウレタンを腹腔内投与して動物を麻酔します。この投与量は、処置の間、動物を適切な麻酔深度に維持するのに十分な量です。なお、本手術は非生存手術です。

つまみ試験（toe pinch）を行い、動物が適切な麻酔深度にあることを確認します。次に、鎖骨から顎にかけての頸部右側および胸部を除毛します。続いて、除毛した頸部をヨードアルコールで消毒し、頸動脈上の皮膚に縦切開を加え、先端が細い曲がった解剖用鉗子を用いて切開部を開きます。

皮膚を下の筋肉から慎重に剥離し、次に頸静脈を覆っている筋肉を剥離します。最後に、同様の手法を用いて、頸静脈を下の組織から遊離させます。2本の2号外科用シルク糸を頸静脈の下に配置し、吻側と尾側に縫合糸を留置します。

切開の大部分では、静脈への血流を遮断するために吻側結紮を行います。結紮糸を牽引して血管を下の組織から持ち上げ、マイクロ鋏または23ゲージの針を使用して、小さく切開します。

次に、あらかじめ作製しておいたヘパリン充填済みのPE 50ポリエチレンカテーテルの鈍切端を挿入し、先端を右心房のレベルまで約8mm進めます。血管とカテーテルの両方を絹糸で結紮して固定します。最後に、創部をスキンステープラーまたは縫合糸で閉鎖します。

カテーテルの留置が完了したら、動物を仰臥位にし、胸部の除毛部位を消毒します。電極を配置するため、胸部の右上および左下の4分画にそれぞれ10 mmの縦切開を加え、比較的細い外科用シルク縫合糸を用いて上層の皮膚を剥離し、胸筋を露出させます。露出した各領域の胸筋に、銀線電極の露出した5 mmの先端の一方を挿入します。

創部を皮膚ステープラーで閉鎖し、マイクロコネクタを記録装置に接続します。動物を接地された金属シートの上に置き、タオルで軽く包んで20〜30分間の平衡化時間を設けた後、PowerLabデータ収集システムとMacintoshコンピュータまたは同等のハードウェアおよびソフトウェアを使用してECG記録を行います。体温を維持しながら20分間ECGを記録するため、頸静脈カテーテルをプログラム可能な輸液ポンプに設置したリモートシリンジに接続します。

アコニチン注入を開始し、1 kgあたり1分間に5 µgの一定量を投与します。7分間投与し、心室細動の発生後、または注入期間の終了時に、コンピュータ記録上の注入開始点を記します。承認された手順に従って動物を安楽死させます。QT間隔は、心室電気活動の総時間を表します。

この図は、モデル心電図（ECG）記録とQT間隔の持続時間を示しています。心拍数の違いに合わせてQT間隔を補正するため、20分間のコントロール記録期間中に得られた5分間の全心拍において、Q波の開始からT波の終了までの平均時間を算出してください。ここでは、RRを心拍間の平均間隔としたBassの公式を使用します。

RR間隔は、解析期間中に得られた連続するQ波の間の時間として算出します。QT分散は、各個体について記録された最大QT値から最小QT値を差し引くことで算出します。心拍変動を解析するには、LabChart 7などのソフトウェアを使用し、解析期間中に得られたRR間隔の変動を解析して、心拍数の時間的および／または周波数領域的な変動を算出してください。

心室性不整脈への感受性を分析するために、アコニチン投与開始から最初の心室性期外収縮、心室頻拍、および心室細動が発生するまでの潜時を算出します。この図は、周波数領域におけるHRVの指標の一つを示しています。対照群のラット、および試験の1週間前にSEを処置した動物におけるRR間隔の標準偏差の平方平均平方根（R-M-S-S-D）です。

心機能の副交感神経制御の変化を表すこのHRVの指標は、se後の動物において有意に低下しています。この図は、補正QT間隔とQT分散の両方が有意に増大していることを示しています。seから2週間後のこれらのデータを総合すると、seが心室性不整脈のリスクを増加させることが予測されます。

この予測は、本研究で観察された実験的な不整脈を誘発するために必要なアコニチン注入期間が、SE後の動物において有意に短かったという知見によって裏付けられています。一般的に、この手順は適切に行えば約1時間半で完了します。この手順を行う際は、頸静脈カテーテルの開通性を維持すること、およびECG電極を可能な限りノイズのない信号が得られるように構成し植え込むことが重要です。このビデオを視聴することで、心臓の電気活動を評価し、それを致死的な心室性不整脈への感受性と関連付ける方法について十分に理解できるはずです。

心源性突然死に関連する病理学的状態のげっ歯類モデルにおいて。