Name: 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 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-04-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 28 s
Description: 学ぶラットの心電図記録法。てんかん重積状態後の心室不整脈感受性と心臓電気機能の変化を評価する手法です。アコニチン誘発性不整脈を用いて、発作後の突然死リスク指標を解析します。

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この研究は、てんかんの研究のための市民会議（CURE）​​からSLBへの助成金によって支えられている。

<p class="jove_title"&gt; 1。構築するための材料</p&gt;<ol&gt;<li&gt;頸静脈カテーテルは、一端に面取りし、ヘパリン生理食塩水（50 Uヘパリン/ mLの生理食塩水）で満たされた、PE - 50ポリエチレンチューブの一部（100ミリメートル）から構成される。</li&gt;<li&gt;心電図記録電極は、絶縁銀線（30AWG）の二つの100ミリメートルの長さから構成されています。両方のワイヤの一端が取り除かれ、マイクロコネクタに半田付けし、絶縁体はグランドとして使用される3番目の線を形成するためにねじれているさ。断熱材の五mmのワイヤの先端から除去し、破棄されます。</li&gt;</ol&gt;<p class="jove_title"&gt; 2。内頸静脈カテーテルを注入</p&gt;<ol&gt;<li&gt;ウレタンの投与による動物、ipを（1.2 g / kg）で麻酔をかける。</li&gt;<li&gt;を日常ペダルの撤退の応答および/または眼の反射を評価することにより（10分間隔）麻酔の深さを確認してください。必要に応じて、麻酔を補完する。</li&gt;<li動物は、麻酔の適切な面にある&gt;の後、鎖骨からあご、首の右側を削る。</li&gt;<li&gt;頸動脈上の皮膚に縦切開（10-15 mm）を作成し、切開を開きます。</li&gt;<li&gt;鈍的切開の技術を使用して、右頸静脈を見つけて隔離するために、基になる筋肉を広げる。</li&gt;<li&gt;頸静脈の下に配置外科絹の2つの部分（＃2）、および切開の吻側および尾側ほとんどの部分で縫合糸を配置する。静脈を通る流れを中止する吻側合字を接続します。</li&gt;<li&gt;下にある組織から容器を持ち上げると、小さなカットを作るために尾字を引っ込めます。その後ヘパリン充填（50 U / mlの生理食塩水）PE - 50ポリエチレンカテーテル（長さ100mm）の面取り端を挿入し、右心房のレベルに先端約8mmを進める。</li&gt;<liカテーテルを確保する&gt;ためには、血管とカテーテルの両方の周り尾字を結ぶ。最後に、創傷クリップや縫合糸のいずれかで傷口を閉じてください。</li&gt;<li&gt;カテーテルの注入時には、露出端のいずれか止血鉗子でクランプまたは前の注入ポンプへの添付ファイルへの血液の逆流を防止するために接続されている。</li&gt;</ol&gt;<p class="jove_title"&gt; 3。注入CG電極</p&gt;<ol&gt;<li&gt;その後ろに動物を配置し、胸を削る。</li&gt;<li&gt;電極の配置では、2つの縦切開（≈10mm）で、右上の1つ、胸の左下の象限に1つ、および胸部の筋肉を公開する自由を覆う皮膚を作る。</li&gt;<li&gt;露出の各分野における胸部筋肉に縫合糸の銀線電極の露出は5 mmのヒントの一つ、と皮下接地電極を配置。</li&gt;<li&gt;創傷クリップで切開を閉じて、録音デバイスにマイクロコネクタを差し込みます。</li&gt;<li&gt;手順の実行中に体温を維持するためにタオルで緩く動物を包みます。</li&gt;</ol&gt;<p class="jove_title"&gt; 4。記録心電図</p&gt;<ol&gt;<li（; 1000から1000 Hzの、フィルタ処理、増幅、50X）&gt;録画はPowerLabデータ収録システムとMacintoshコンピュータまたは類似のハードウェア/ソフトウェアを使用して作られています。</li&gt;<li&gt; 20分間20〜30分の平衡期間、記録心電図を次に示します。</li&gt;</ol&gt;<p class="jove_title"&gt; 5。心室性不整脈を誘発</p&gt;<ol&gt;<li&gt;プログラマブル注入ポンプに配置されたリモート注射器に内頸静脈カテーテルを取り付けます。</li&gt;<li&gt; 7分で5 UG / kg /分の一定量を供給する速度でアコニチン注入を開始。</li&gt;<li&gt;以下の心室細動または注入の期間の終わりには、承認された手順を使用して、動物を安楽死させる。</li&gt;</ol&gt;<p class="jove_title"&gt; 6。 ECGの解析</p&gt;<ol&gt;<li&gt; QT間隔は心室の電気的活動の合計時間を表します。図。図1はモデルの心電図記録とQT間隔の持続時間を示しています。 20分の記録期間中に得られた5分間隔で記録されたすべてのハートビートのためのT波のQ波と終端の開始までの平均時間を計算する。</li&gt;<li&gt;心拍数（QTc間隔）の違いのためのQT間隔を修正するには、バゼットの式を、使用QTc間隔= QT /（RR）<sup&gt; ½</supRRは、ハートビート間の平均間隔である&gt;、。 RR間隔は、分析期間中に得られた連続するQ波の間の期間として計算されます。</li&gt;<li&gt; QT分散（QTD）は各動物について記録された最大QTから最小QTを差し引いて計算されます。</li&gt;</ol&gt;<p class="jove_title"&gt; 7。心拍変動の解析</p&gt;<ol<li分析の期間中に得られたRR間隔の変動を分析する&gt;ソフトウェアプログラム（すなわちLabChart 7、ADInstruments社）は心拍数の時間的および/または分散スペクトルの両方の自動計算に使用されます。</li</ol&gt;<p class="jove_title"&gt; 8。心室性不整脈に対する感受性の分析</p&gt;<ol<li&gt;最初の心室性期外収縮（PVC、図2、パネル1）、心室頻拍（VT、図2、パネル2）と心室細動（VF、図2パネル3にアコニチン注入の開始から待ち時間を計算する）。</li</ol&gt;<p class="jove_title"&gt; 9。代表的な結果</p&gt;<p class="jove_content"&gt;図。図3は、対照ラットと試験前に一週間SEを受けた動物のスペクトル領域（ルートは、RR間隔の標準偏差、RMSSDの二乗平均）でHRVの1小節を示しています。心機能の副交感神経制御の変化を表すHRVのこの措置、<sup&gt; 26</sup&gt;、大幅にてんかん重積状態は、次の動物に減少している。図。 （QTD、パネルB）を大幅SEの2週間後に増加している修正されたQT間隔（QTc間隔、パネルA）およびQT分散の両方という4に示す<sup&gt; 27</sup&gt;。一緒に、これらのデータは、SEは、心室性不整脈のリスクを増大させると予測している。この予測は、これらの試験で観察された実験的不整脈を誘発するために必要なアコニチン注入の期間（PVC、VT、VFが）SE（図5）以下の動物で有意に小さくなったという発見によって確認されている<sup&gt; 27</sup&gt;。</p&gt;<p class="jove_content"<img src="/files/ftp_upload/2726/2726fig1.jpg" alt="figure 1" /<br /<strong&gt;図1。</strongP、QRS、およびT波を示す通常のハートビートの&gt;モデル心電図記録。 QT間隔は、破線の間の時間として計算されます。</p&gt;<p class="jove_content"<img src="/files/ftp_upload/2726/2726fig2.jpg" alt="figure 2" /<br /<strong&gt;図2。パネル1）</strong&gt;心室性期外収縮（PVCは）分離されている通常のハートビートの間に発生する心室の収縮（B）（）。 PVCの録音はPとT波の欠如によって特徴づけられる。<strong&gt;パネル2</strong&gt;心室性頻拍（VT）は、間に通常のハートビート（）で発生する複数の心室収縮（C）のシリーズです。<strong&gt;パネル3</strong&gt;心室細動（VF）が識別​​可能なリズムとQRSとP波（D）の間に関連性の欠如です。</p&gt;<p class="jove_content"<img src="/files/ftp_upload/2726/2726fig3.jpg" alt="figure 3" /<br /<strong&gt;図3。</strong対照ラットではと試験前にてんかん重積状態（SE）1週間を受けている動物で観察されたハートビート間の間隔の、&gt;ルートは、標準偏差（ミリ秒RMSSD）の2乗を意味する。 ** P &lt;0.01対照と比較。</p&gt;<p class="jove_content"<img src="/files/ftp_upload/2726/2726fig4.jpg" alt="figure 4" /<br /<strong&gt;図4。</strong&gt;平均QT間隔（パネル）と対照動物（続き）から得られたECG記録からと試験前にてんかん重積状態（SE）二週間を受けたラットから計算されたQT分散（パネルB）を修正。 * P &lt;0.05 CONTに比較。 （メトカーフ、ら、Am。J.生理学。心臓とサーク、2009年、から許可を得て使用生理学SOC、AM<sup&gt; 27</sup&gt;）。</p&gt;<p class="jove_content"<img src="/files/ftp_upload/2726/2726fig5.jpg" alt="figure 5" /<br /<strong&gt;図5。</strongアコニチン注入し、二週間前の第一心室性期外収縮（PVC）、心室頻拍（VT）、および心室細動（VF）、コントロール動物で（続き）とてんかん重積状態を受けているラット（SE）の開始の間の&gt;レイテンシ（秒）テストへ。 * P &lt;0.05、** P &lt;0.01はCONTに比べて。 （メトカーフ、ら、Am。J.生理学。心臓とサーク、2009年、から許可を得て使用生理学SOC、AM<sup&gt; 27</sup&gt;）。</p&gt;

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</ol>

記述された手順の二つの側面が非常に重要です。まず、心臓へのアコニチン投与速度は、動物間で同等である必要があります。これは、心臓への相対的な頸静脈カテーテルの先端の一貫性のある配置、および注入速度を注意深く調整する必要があります。心にアコニチン配信の速度は適宜変更感受性に対する相対的な心室性不整脈の発症を評価するために、同じである必要があります。アコニチン配信が変化する場合は、不整脈の待ち時間は、心機能における薬物濃度の違いではなく、変化が原因である可能性があります。第二に、準備と心電図記録電極の位置は明確に識別可能なP、QRS、およびT波でアーチファクトフリーの記録を生成しなければなりません。心拍数、HRV、および心室性不整脈の発生を単独でQRS波から決定することができますが、QTc間隔とQTDは明確なQ波の発現、およびT波の終了が含まれている記録から計算される必要があります。 これらの技法の一つ明らかな制限は、彼らは麻酔動物を用いて実施されることです。しかし、これは二つの理由のために必要です。 ECG電極は、骨格筋組織に移植されているので1）、彼らは覚醒ラットにおける運動中に生じ...

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

Methods for ECG Evaluation of Indicators of Cardiac Risk, and Susceptibility to Aconitine-induced Arrhythmias in Rats Following Status Epilepticus

致死不整脈は、病的状態の数の死亡率に寄与する。非侵襲的、容易に得られる心電図（ECG）から得られたいくつかのパラメータは、心筋症の数を患っている患者で十分に検証、心臓リスクの予後指標を確立している。心拍数の増加は、心拍変動（HRV）の減少、およびすべての拡張された心臓のリスク1-4の指標となる期間や心臓の心室の電気的活動の変動を（QT間隔）増加した。動物モデルでは、それは実験的に誘発された不整脈にこれらのECG由来の変数と感受性を比較するために貴重です。不整脈剤のアコニチンの静脈内注入が広く運動7と大気汚染物質8〜露出だけでなく、不整脈の決定に続く、うつ病5と高血圧6の動物モデルを含む、実験条件の範囲内の不整脈に対する感受性を評価するために使用されています薬理学的薬剤の有効性9,10。 それは、ヒトにおけるQT分散は、標準12誘導心電図からのリード線のフルセットでQT間隔のばらつきの尺度であることに留意すべきである。そのため、このプロトコルで説明されているラットの2誘導心電図からQT分散の尺度は人間の心電図の記録から計算されたものとは異なります。これは、人間の臨床医学へのげっ歯類から得られたデータの翻訳には限界を表しています。 ステータスてんかん重積（SE）は30分以上11,12 11,12、及び例13の20％の死亡率の結果を持続継続的、定期的な発作の単発作またはシリーズです。多くの個人は、SEを生き残るが、30日14,15以内に死亡する。この遅延死亡のメカニズム（s）は完全には理解されていない。それは致命的な心室性不整脈は、これらの死亡14から17までの多くに寄与することが示唆されている。 SEに加えて、自発的に定期的な発作、すなわちてんかんを、経験した患者は、てんかん（SUDEP）18に関連付けられている早期の突発的な死の危険にさらされている。 SEと同様に、SUDEPを媒介する正確なメカニズムは知られていない。これは、心室の異常とその結果不整脈が重要な貢献18-22行うことが提案されている。 発作に関連した心臓死のメカニズム、および心保護治療の有効性を調べるために、それはリスクのECG由来の指標の両方を取得し、23〜25けいれん性疾患の動物モデルにおける心臓の不整脈に対する感受性を評価することが必要である。ここでは、SE、ECG記録の収集と分析、およびアコニチンの静脈内注入時の不整脈の誘導後、Sprague - Dawley系実験用ラット（ドブネズミ）にECG電極を注入するための方法を説明します。 これらのプロシージャは、直接の関係を決定するために使用することができます心電図由来のけいれん性疾患のモデルラットにおける心室性不整脈に対する心臓の電気的活動と感受性の措置、または心臓突然死のリスク増加に関連するすべての病理学を。

心電図（ECG）による心臓の電気活動の測定、及びラットのてんかん重積状態（SE）は、次の心臓の危険因子と不整脈に対する感受性の分析のための技法が説明されています。

致死的な心室性不整脈は、多くの病理学的条件下における死亡原因となります。非侵襲的で簡便な方法により得られるいくつかのパラメータは……

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。

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