Name: 생쥐의 러닝머신 훈련 중 실시간 심전도 모니터링 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-05-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 45 s
Description: 학습하세요 생쥐 러닝머신 훈련 중 실시간 심전도 모니터링 방법으로 운동과 부정맥의 관계를 탐구하세요. 이 기술은 유전성 부정맥 증후군 연구에 중요한 심장 전기생리학적 통찰을 제공합니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

이 연구는 독일 연구 재단 (DFG; 혈관 의학의 임상의 과학자 프로그램 (PRIME), MA 2186 / 14-1 - P. Tomsits), 독일 심혈관 연구 센터 (DZHK; 81X2600255 - S. Clauss), 코로나 재단 (S199 / 10079 / 2019 - S. Clauss), 심혈관 질환에 대한 ERA-NET (ERA-CVD; 01KL1910 - S. Clauss). 자금 제공자는 원고 준비에 아무런 역할도 하지 않았습니다.

저자는 공개 할 것이 없습니다.

현재 가이드라인에서는 규칙적인 신체 활동이 심혈관 위험 인자의 중요한 조절자임이 입증되었기 때문에 권장하고 있다30. 또한 적당한 신체 활동이 1차 및 2차 예방 모두에서 심방세동(AF)을 예방할 수 있다는 증거가 증가하고 있습니다31,32,33. 반대로, 마라톤 선수와 같은 지구력 운동 선수는 AF가 발생할 위험이 더 높으며, 이는 지구력 훈련이 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 나타냅니다34,35. 부정맥 위험과 훈련 강도 사이의 이러한 U자형 관계는 건강한 운동선수 9,36,37,38 및 기저 심장 질환 환자에서 AF에 대해 명확하게 나타났지만 훈련 강도 및 부정맥 발생 ...

규칙적인 신체 활동은 건강한 삶을 위해 중요합니다. 그러나 특정 심혈관 질환은 이러한 상식적인 합의가 적어도 의심스러운 상황으로 이어집니다. 심근염 환자에서 현재 데이터는 운동의 부작용을 보여 주므로 이러한 환자에서 일정 기간 동안 모든 운동을 일시 중지하는 것이 좋습니다 1,2,3. 유전성 부정맥 증후군과 같은 다른 심혈관 질환 (CVD)에서는 적절한 운동 수준에 대한 증거가 비교적 적기 때문에 4,5,6,7 이러한 경우 주로 젊고 신체적으로 활동적인 환자에 대한 임상 상담이 매우 어렵습니다.
수축력 감소와 심부전을 초래하는 역방향 리모델링과 부정맥 및 심장 돌연사를 유발하는 부정맥성 리모델링이 심장에 대한 운동 관련 유해한 영향의 특징으로 제시되었다8. 많은 연구에서 다양한 질병에 대한 적당한 운동의 유익한 효과를 나타냅니다 9,10. 그러나 광범위한 훈련은 심장에 해로운 영향을 미쳐 특히 건강한 운동선수의 경우 부정맥을 유발할 수 있다11. 마라톤 선수12에서 입증된 바와 같이 취약한 부정맥 기질 생산으로 이어지는 구조적 리모델링 과정이 이러한 역설적인 상황의 기초가 될 수 있지만, 건강한 사람과 심혈관 질환 환자 모두에서 운동 관련 불리한 리모델링의 구체적인 메커니즘은 거의 알려지지 않은 채로 남아 있습니다.
동물에서, 특히 마우스에서, 광범위한 심혈관 질환을 모방하기 위해 몇 가지 적합한 모델이 개발되었다13,14. 또한, 마우스(15,16,17)에서 전동 트레드밀 훈련, 자발적 휠 러닝(VWR), 및 수영(17,18)을 포함하는 다양한 운동 모델 및 훈련 프로토콜이 확립되었다. ECG 모니터링에 의한 심장 전기 생리학의 평가는 일반적으로 동물과 일종의 탐지 장치 사이의 직접적인 전도 연결에 달려 있습니다. 따라서, 예를 들어, 날카로운 전극(19)을 사용하여 ECG 기록을 얻기 위해 동물을 마취시킬 필요가 있거나, 또는 동물이 구속기(20)에 의해 고정될 필요가 있거나, 또는 예를 들어, 발-전극(21) 또는 전도성 플랫폼(22)을 사용할 때, 기본적인 분석만을 허용하는 움직임 아티팩트로 인해 데이터 품질이 저하된다. 따라서 위에서 언급한 접근 방식 중 어느 것도 훈련 프로토콜과 호환되지 않으며 결과적으로 마우스에서 불리한 리모델링으로 이어지는 운동 관련 메커니즘에 대한 연구를 방지합니다. 이식형 원격 측정 장치는 이러한 장애물을 극복할 수 있으며 오늘날 의식이 있고 움직이는 동물에서 생체 내에서 쥐 전기생리학을 평가하는 가장 강력한 도구이자 황금 표준입니다23,24. 현재의 텔레메트리 하드웨어 솔루션은 케이지(25,26)에 있는 마우스를 모니터링하기 위해 개발되었으며, 일반적으로 데이터 수집을 위해 케이지 아래에 수신기를 배치해야 하므로 이러한 상황 밖에서 실시간 모니터링이 어렵습니다. 여기에서는 이식된 원격 측정 장치를 사용하여 마우스의 트레드밀 훈련 중 실시간 ECG 기록을 통해 운동이 심장 전기생리학 및 부정맥 생성에 미치는 영향을 조사하는 접근 방식을 제공합니다. 얻어진 모든 파라미터는 Tomsits et al.23에 의해 이전에 기술된 바와 같이 분석되었다.

<table><tbody><tr><td>14 게이지 바늘</td><td>Sterican</td><td>584125</td><td></td></tr><tr><td>모든 마우스</td><td>(예 : Jackson Laboratories</td><td></td><td></td></tr>, <tr><td>Bepanthen</td><td>Bayer</td><td>1578675</td><td></td></tr><tr><td>Carprofen 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>PhysioTel 및 PhysioTel HD 텔레메트리 임플란트와 수집 컴퓨터 간의 통신을 관리합니다.</td></tr><tr><td>Enrofloxacin 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>Fine</td><td>Forceps Fine Science Tools</td><td>11295-51</td><td></td></tr><tr><td>마우스용 5레인 러닝머신</td><td>Panlab - Harvard Apparatus</td><td>76-0896</td><td>트레드밀 유닛, 터치스크린 제어 유닛, 스폰지 및 케이블</td></tr><tr><td>포함 아이리스 가위</td><td>파인 사이언스 툴</td><td>14084-08</td><td></td></tr><tr><td>이소플루란 1 mL/mL</td><td>Cp-Pharma</td><td>31303</td><td></td></tr><tr><td>이소플루란 기화기 시스템</td><td>Hugo Sachs Elektronik</td><td>34-0458, 34-1030, 73-4911, 34-0415, 73-4910</td><td>유도 챔버, 가스 배출 장치 및 숯 필터 포함</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>수정된 Bain 회로</td><td>Hugo Sachs Elektronik</td><td>73-4860</td><td>마우스용 마취 마스크 포함</td></tr><tr><td>모듈러 커넥터</td><td>Data Science International</td><td></td><td>수신기, 신호 인터페이스 및 Matrix 2.0 (MX2) 사이의 연결 케이블</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>앰프용 표면 ECG</td></tr><tr><td>Octenisept</td><td>Sch&uuml 기록; lke</td><td>121418</td><td></td></tr><tr><td>산소 5 L</td><td>린데</td><td>2020175</td><td>압력 조절기 포함</td></tr><tr><td>PhysioTel ETA-F10 송신기</td><td>Data Science International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PhysioTel 수신기 RPC-1</td><td>Data Science International</td><td></td><td>신호 수신기</td></tr><tr><td>Ponemah 6.42</td><td>Data Science International</td><td></td><td>ECG 분석 소프트웨어</td></tr><tr><td>Powerlab</td><td>ADInstruments</td><td>3516-1277</td><td>Suface ECG 획득 하드웨어 장치. ECG 전극 리드 포함</td></tr><tr><td>Prism 8.0.1</td><td>Graph Pad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>무선 장치(Sony AF/AM)</td><td>Sony</td><td></td><td></td></tr><tr><td>신호 인터페이스</td><td>Data Science International</td><td></td>은 <td>Ponemah v6.x에서 디지털 신호를 획득하고 텔레메트리 데이터와 동기화합니다.</td></tr><tr><td>스프링 가위</td><td>Fine Science Tools</td><td>91500-09</td><td></td></tr><tr><td>수술 플랫폼</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>상업용 세척 용액</td></tr><tr><td>핀셋</td><td>Kent Scientific</td><td>INS600098-2</td><td></td></tr></tbody></table>

생쥐의 러닝머신 훈련 중 실시간 심전도 모니터링

Real-Time Electrocardiogram Monitoring During Treadmill Training in Mice

규칙적인 신체 운동은 심혈관 건강의 주요 원인이며 다양한 대사 및 전기 생리학적 과정에 영향을 미칩니다. 그러나, 유전성 부정맥 증후군, 예를 들어, 부정맥성 심근병증(ACM) 또는 심근염과 같은 특정 심장 질환에서, 신체 운동은 심장에 부정적인 영향을 미쳐 부정맥성 기질 생성을 유도할 수 있다. 현재, 운동 관련 부정맥 유발 리모델링의 기본 분자 메커니즘은 거의 알려져 있지 않으므로 질병의 맥락에서 어떤 빈도, 기간 및 강도가 안전한 것으로 간주될 수 있는지는 불분명합니다.
제안된 방법은 트레드밀 훈련과 ECG의 실시간 모니터링을 결합하여 신체 운동의 부정맥/항부정맥 효과를 연구할 수 있도록 합니다. 이식 가능한 원격 측정 장치는 휴식 및 러닝 머신 훈련 중에 최대 3 개월 동안 자유롭게 움직이는 마우스의 ECG를 지속적으로 기록하는 데 사용됩니다. 분석 모듈이 포함된 데이터 수집 소프트웨어는 훈련 중 및 훈련 후 심박수, P파 지속 시간, PR 간격, QRS 간격 또는 휴식 시 QT 지속 시간과 같은 기본 ECG 매개변수를 분석하는 데 사용됩니다. 또한 심박 변이도(HRV) 매개변수와 부정맥 발생을 평가합니다. 간단히 말해서, 이 원고는 마우스 모델에서 잠재적인 부정맥 유발 리모델링을 포함하여 심장 전기생리학에 대한 운동 유도 효과를 실험적으로 탐색하기 위한 단계별 접근 방식을 설명합니다.

개별 연구 목표에 따라 획득된 원격 측정 데이터의 후속 분석은 크게 다를 수 있습니다. 여기에서는 훈련 기간 동안 기록된 양질의 데이터를 획득하여 방법의 타당성을 입증하고 훈련 전, 훈련 중 및 훈련 후 ECG 및 심박 변이도 분석의 모범적인 결과를 제공합니다. 데이터는 평균 ± 표준 평균 오차(SEM)로 제시되며, 모든 통계 분석은 적합한 통계 소프트웨어로 수행되었습니다( 재료 표 참조). 통계적 유의성은 학생의 t 테스트로 평가되었습니다. QT 간격은 QTc = QT / (√(RR / 100))29 공식을 사용하여 Roussel et al.에 의해 이전에 논의된 바와 같이 수정됩니다.
훈련 중 성공적인 원격 측정 ECG 기록 이 프로토콜을 사용하면 그림 3에서 볼 수 있듯이 훈련 중에 동물에서 명확한...

심전도(ECG)는 심장 전기생리학을 이해하는 핵심 변수입니다. 신체 운동은 유익한 효과가 있지만 심혈관 질환의 맥락에서 해로울 수도 있습니다. 이 원고는 운동 중 실시간 ECG를 기록하는 방법을 제공하여 생쥐의 심장 전기 생리학에 미치는 영향을 조사하는 데 도움이 될 수 있습니다.

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

훈련 중 해양 전기생리학적 특성의 실시간 평가는 지금까지 어려운 일이었습니다. 이 프로토콜은 트레드밀 훈련 전, 도중 및 후에 실시간 ECG 모니터링을 허용하여 이를 극복할 수 있는 접근 방식을 제공합니다. 트레드밀 훈련과 실시간 ECG 모니터링을 결합하면 특히 형질전환 마우스 모델을 사용하여 유전성 부정맥 증후군에서 운동과 부정맥 사이의 관계에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다.이 방법 자체는 간단하지만 우수한 신호 대 잡음비를 보장하기 위해 송신기 주입 및 전기 리드 위치 지정 중에 세심한 주의가 필요합니다. 내 연구실의 두 박사 과정 학생 인 Aparna Chivukula와 Kavi Raj Chataut가이 절차를 시연 할 것입니다. 제공된 자석을 가까이에 두어 송신기를 활성화하십시오.활성화 후 530Hz AM 주파수에서 무선 장치를 사용하여 송신기의 신호를 테스트하면 날카롭고 명확한 신호음이 울리면 송신기가 활성화되었음을 나타내는 반면 비활성화된 송신기는 신호를 제공하지 않습니다. 런닝머신을 켭니다. 트레이닝 프로토콜에 따라 트레드밀 기울기, 속도 및 충격 강도를 설정합니다.제어 장치에서 설정을 누르고 그리드 테스트를 선택합니다. 그러면 그리드 크기 선택 화면이 열립니다. 마우스를 선택합니다.시작을 눌러 충격 테스트를 시작합니다. 테스트를 시작하려면 화면을 터치하여 경고를 확인합니다. 트레드밀과 함께 제공된 스폰지 액세서리의 전도성 부분을 트레드밀의 그리드에 놓습니다.pass"라는 단어가 화면에 나타날 때까지 놓습니다. 이와 같이 모든 그리드를 테스트합니다. 테스트는 모든 차선이 성공적으로 통과한 후 자동으로 종료되지만 사용자가 중지 버튼을 눌러 언제든지 중지할 수 있습니다.청소 테스트를 계속하려면 시작을 누르고 테스트가 실행될 때까지 기다립니다. 동물을 달리기 실로 옮깁니다. 투명 상자에 신호 수신기를 놓고 연결 케이블을 통해 신호 수신기를 데이터 교환 매트릭스와 신호 인터페이스로 구성된 데이터 수집 시스템에 연결하고, 이 시스템은 실험 중에 ECG 신호를 보기 위해 실행 중인 수집 소프트웨어가 있는 컴퓨터에 연결합니다.시작을 눌러 실행 모드로 들어갑니다. 완료되면 투명 상자에서 신호 수신기를 제거하고 그림과 같이 케이지 아래에 다시 놓습니다. 원치 않는 충격을 피하기 위해 런닝머신을 끄십시오.훈련 동안 동물에서 명확한 P, Q, R, S 및 T 파를 갖는 심전도 데이터를 얻었다. 동물이 운동 할 때 심박수는 분당 약 800 회까지 증가하고 훈련 후 점차 기준선으로 회복됩니다. PR 간격, QRS 기간 및 QTc 간격은 스트레스 하에서 짧아지고 스트레스가 끝나면 기준선으로 돌아갑니다.빈맥 및 서맥 에피소드의 검출은 기준선에서 부비동 리듬과 훈련 중 부비동 빈맥을 보여줍니다. 심박수는 훈련 중에 증가하고 훈련 후 점차 기준선으로 돌아갑니다. 이 추세는 RR 간격 중앙값으로도 시각화할 수 있습니다.RR 간격의 비교 가능한 표준 편차는 자동화된 RR 주석을 통해 기준선과 훈련 중에 얻어졌으며 데이터 품질을 입증했습니다. 가장 중요한 단계 중 하나는 우수한 신호 대 잡음비를 보장하기 위해 투명 상자에 신호 수신기를 배치하는 것입니다.

real-time-electrocardiogram-monitoring-during-treadmill-training

Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

프로그램된 전기 자극은 심장의 전도 특성을 결정하는 능력, 다양한 서성 거려 프로토콜을 사용하여 심장 arrhythmias를 유도하고 종료할 수있는 가능성을 제공합니다. transvenous 카테터를 사용하여 intracardiac의 electrogram 레코딩은 arrhythmogenic 기판을 확인하기 위해 프로그램된 전기 자극 프로토콜을 다음과 생쥐에서 구할 수 있습니다.

마우스에 프로그램된 전기 자극을

Transthoracic echocardiography는 생쥐에서 심장 기능의 평가에 대한 비침 투 방법을 제공합니다. 초음파 및 도플러 영상 modalities의 조합이 심장과 함께 심장 수축기 및 diastolic 성능 평가를 제공 intracardiac 혈액 흐름의 차원 측정을 얻을하는 데 사용할 수 있습니다.

마우스에 Transthoracic Echocardiography

Telemetric ECG는 심장 arrhythmias과 갑작스런 심장 죽음에 대한 동물 모델을 평가 필수적인 도구로 떠오르고있다. 여기, 우리는 생쥐의 장기 외래 ECG 모니터링 응용 프로그램에 대한 telemetric ECG 녹음에 stepwise 가이드를 제시한다.

마우스의 외래 ECG 기록

biopotential의 연속 측정에 사용되는 상용 원격 측정 송신기의 이식을위한 수술 기법 (1 리드 ECG), 자유롭게 이동 마우스의 심장 박동, 핵심 체온과 전위의 활동이 표시됩니다. 복구를 개선 권고 및 사후 수술 치료 및 통증 완화를위한 프로토콜, 웰빙 및 생존율도 제공됩니다.

ECG, 심장 박동, 코어 바디 온도 및 자유 이동 실험실 마우스의 활동에 데이터를 항복 Radiotelemetry 송신기의 주입

우리는 dobutamine에 의해 유도 및 일반 마우스의 심장 catheterization에 의해 모니터링 심장​​ 스트레스 테스트를 수행 할 수있는 프로토콜을 설명합니다. 또한 높은 지방 다이어트 유발 비만 마우스에 subclinical 심장 질환 가면을 벗어 라하기위한 응용 프로그램을 보여줍니다.

심장 스트레스 테스트 Dobutamine에 의해 유도와 마우스의 심장 Catheterization에 의해 모니터링

쥐 심근허혈/재관류 수술 중 폐색 합자의 올바른 배치는 일반적으로 심근 창백의 육안 관찰에 의해 확인됩니다. 본 명세서에서는 관찰된 심근 창백함을 보충하기 위해 허혈 및 재관류를 심전도로 확인하는 방법이 수컷 C57Bl/6 마우스에서 입증되었습니다.

표면 패드 심전도를 사용하여 마우스의 심근 허혈 및 재관류 손상의 확인

여기, 선물이 두뇌를 기록 하 고 동시 비디오를 사용 하 여 마우스에 바이오 신호를 심장에 프로토콜 electroencephalography (뇌 파), 그리고 심전도 (ECG). 우리는 또한 발작, 뇌 파 스펙트럼 전력, 심장 기능, 그리고 심장 박동의 변화에 대 한 결과 뇌 파 ECG 기록 분석 하는 방법을 설명 합니다.

동시 비디오-뇌 파-ECG 모니터링 Neurocardiac 부전 간 질 마우스 모델에서을 식별 하

우리는 기술적으로 쉽게, 저렴, 빠르고, 작은 마우스에서 저렴하고 저렴한 ECG 프로토콜을 제시하고, 향상된 감도로 수행 할 수 있습니다. 우리는 마우스에 있는 약리학 에이전트, 유전 수정 및 질병 모형을 공부하기 위한 검열 접근으로 이 방법을 건의합니다.

납 II를 사용하여 마취 마우스의 심전도 기록

여기에서는 기본 ECG 매개 변수 및 일반적인 부정맥에 대한 쥐의 장기 심전도 (ECG) 데이터를 분석하기위한 반자동 접근 방식에 대한 단계별 프로토콜을 제시합니다. 데이터는 살아 있는 마우스와 깨어 있는 마우스의 이식형 원격 측정 송신기로 얻고 Ponemah 및 해당 분석 모듈을 사용하여 분석합니다.

마우스의 부정맥을 감지하기 위한 장기 심전도 기록 분석

우리는 조류 배아 모델 동적, 실시간 intravital 이미지를 사용하여 인간의 xenografted 종양의 vasculature에 nanoparticle의 국제화를 수치 소설 접근법을 제시한다.

Intravital 이미징을 사용하여 실시간으로 종양의 Nanoparticle의 이해 평가

학습하세요 생쥐 러닝머신 훈련 중 실시간 심전도 모니터링 방법으로 운동과 부정맥의 관계를 탐구하세요. 이 기술은 유전성 부정맥 증후군 연구에 중요한 심장 전기생리학적 통찰을 제공합니다.

생쥐의 러닝머신 훈련 중 실시간 심전도 모니터링

더 많은 동영상 탐색