Methoden voor ECG Evaluatie van indicatoren van risico op hartaandoeningen, en vatbaarheid voor Aconitine-geïnduceerde aritmieën bij ratten na status epilepticus

Het algemene doel van deze procedure is om de cardiale elektrische functie en de vatbaarheid voor ventriculaire aritmieën bij proefdieren na epileptische aanvallen te evalueren. Dit wordt bereikt door eerst een infusiekatheter in een halsvene van een dier te plaatsen dat epileptische activiteit heeft vertoond. Vervolgens worden elektroden in de borstspieren geïmplanteerd om cardiale elektrocardiogrammen of ECG's te registreren.

Vervolgens worden ECG's geregistreerd onder controleomstandigheden en tijdens infusie in de vena jugularis van een middel dat hartritmestoornissen induceert. Tot slot worden de ECG-registraties geëvalueerd. Uiteindelijk kunnen resultaten worden verkregen die aantonen dat epileptische aanvallen de elektrische hartfunctie veranderen en het risico op dodelijke ventriculaire ritmestoornissen verhogen.

Door analyse van ECG-registraties kunnen de door epileptische aanvallen opgewekte veranderingen in het ECG dienen als prognostische indicator voor het risico op plotselinge hartdood. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat deze procedures, die bij mensen niet-invasief zijn, registraties van de elektrische activiteit van het hart opleveren die gebruikt kunnen worden om het risico op dodelijke hartritmestoornissen te voorspellen. Bovendien kunnen veranderingen in de hartactiviteit in diermodellen direct worden gerelateerd aan de gevoeligheid voor ritmestoornissen.

Deze methode kan worden gebruikt om een kernvraag op het gebied van epileptische stoornissen te beantwoorden. Dat is de relatie tussen veranderingen in de elektrische activiteit van het hart en plotselinge hartdood na status epilepticus en epilepsie. Deze technieken hebben implicaties voor de behandeling van epileptische stoornissen bij personen die zijn geïdentificeerd als risicogroep voor hartdisfunctie als gevolg van aanvallen.

Met deze niet-invasieve procedure kunnen proefdieren worden onderworpen aan cardioprotectieve therapie om het risico op plotselinge hartdood te verminderen. Hoewel deze methode inzicht kan bieden in hartdisfuncties die geassocieerd zijn met epileptische stoornissen, kan zij ook worden toegepast op elke pathologische conditie die wordt gekenmerkt door dodelijke ventriculaire aritmieën en die in dieren kan worden gemodelleerd. Over het algemeen zouden personen die bekend zijn met de fundamentele en chirurgische technieken bij knaagdieren of andere kleine dieren geen problemen moeten hebben met deze methode.

In eerste instantie hadden we het idee om deze methode te gebruiken en we waren op zoek naar een snelle, goedkope en eenvoudig uit te voeren procedure om de hartfunctie te evalueren, die ook toepasbaar was voor diagnostiek bij mensen. Voordat de ECG-elektroden in de rat worden geïmplanteerd voor gegevensverzameling en het induceren van aritmieën tijdens IV-toediening van een aritmiegen middel zoals aconitine, wordt een jugulaire venekatheter gemaakt van een 100 millimeter lang stuk PE 50 polyethyleenslang door één uiteinde schuin af te snijden en vervolgens de schuinte af te stompen. Vul de katheter vervolgens met heparine-zoutoplossing. Maak daarna ECG-registratie-elektroden van twee stukken geïsoleerd zilverdraad van elk 100 millimeter.

Strip één uiteinde van beide draden en soldeer deze aan een microconnector. Draai vervolgens de isolatie in elkaar om een derde draad te vormen die als aarding dient. Na het solderen worden de draden afgedicht met epoxy. Strip vijf millimeter isolatie van het distale uiteinde van de draden en verwijder dit om de jugulaire venekatheter te implanteren.

Anestheseer het dier eerst via een intraperitoneale injectie van urethaan. Deze dosis is voldoende om het dier gedurende de gehele procedure in het juiste anesthesieniveau te houden. Dit is een niet-overlevingsoperatie.

Controleer of het dier zich in het juiste anesthesievlak bevindt door een teenknijptest uit te voeren. Scheer vervolgens de rechterzijde van de nek, van het clavicule tot aan de kin, en scheer de borstkas. Desinfecteer daarna het geschoren gedeelte van de nek met jodiumalcohol, maak een longitudinale incisie in de huid boven de arteria carotis en zet de incisie open met fijngepunte gebogen dissectie-pincetten.

Scheid voorzichtig de huid van de onderliggende spier en vervolgens de spieren die over de vena jugularis liggen. Maak tot slot, met vergelijkbare technieken, de vena jugularis vrij van het onderliggende weefsel. Plaats twee stukken chirurgische zijde nummer twee onder de vena jugularis en positioneer de hechtingen aan de rostrale en caudale zijde.

Het grootste deel van de incisie dient om de rostrale ligatuur vast te zetten om de stroom door de vene te stoppen. Trek de ligatuur naar boven om het vat van het onderliggende weefsel te tillen en maak met microschaar of een naald van 23 gauge een kleine snede.

Voer vervolgens het afgestompelde, schuine uiteinde van de eerder vervaardigde, met heparine gevulde PE 50 polyethyleencatheter in en breng de punt ongeveer acht millimeter verder naar voren tot op het niveau van het rechteratrium. Fixeer de catheter door de al-ligatuur rond zowel het vat als de catheter te knopen. Sluit tot slot de wond met wondklemmen of hechtingen.

Zodra de katheter is geïmplanteerd, wordt het dier op de rug geplaatst en wordt het geschoren gedeelte van de borst gedesinfecteerd. Maak voor de plaatsing van de elektroden twee longitudinale incisies van 10 millimeter, één in het bovenste rechter- en één in het onderste linkerkwadrant van de borst, en maak de overliggende huid vrij om de borstspieren bloot te leggen met behulp van relatief fijne chirurgische zijden hechtdraad. Plaats een van de blootgestelde punten van 5 millimeter van de zilverdraad-elektroden in de borstspieren in elk van de blootgelegde gebieden.

Sluit de incisies met wondclips en steek de microconnector in het opnameapparaat. ECG-opnames worden gemaakt met een PowerLab-data-acquisitiesysteem en een Macintosh-computer of soortgelijke hardware en software na een equilibratieperiode van 20 tot 30 minuten, waarbij het dier op een geaarde metalen plaat wordt geplaatst en losjes in een handdoek wordt gewikkeld. Om de lichaamstemperatuur te handhaven, wordt het ECG gedurende 20 minuten geregistreerd; bevestig de catheter in de vena jugularis aan een externe spuit in een programmeerbare infusiepomp.

Start de aconitine-infusie om een constante dosis van vijf microgram per kilogram per minuut toe te dienen. Markeer voor zeven minuten het startpunt van de infusie op het computerrecord na ventrikelfibrillatie of aan het einde van de infusieperiode. Euthanaseer het dier volgens een goedgekeurde procedure. Het QT-interval stelt de totale duur van de ventriculaire elektrische activiteit voor.

Deze figuur toont een model-ECG-registratie en de duur van het QT-interval. Bereken de gemiddelde tijd tussen het begin van de Q-golf en het einde van de T-golf voor alle geregistreerde hartslagen over een interval van vijf minuten, verkregen tijdens de controle-registratieperiode van 20 minuten, om het QT-interval te corrigeren voor verschillen in hartslagfrequentie. Gebruik de hier getoonde formule van Bazett, waarbij RR het gemiddelde interval tussen hartslagen is.

Het RR-interval wordt berekend als de duur tussen opeenvolgende Q-golven die tijdens de geanalyseerde periode zijn verkregen. De QT-dispersie wordt berekend door het minimum QT af te trekken van het maximum QT dat voor elk dier is geregistreerd. Om de hartslagvariabiliteit te analyseren, gebruikt u een softwareprogramma zoals lab chart seven dat de variabiliteit in de RR-intervallen analyseert die tijdens de analyseperiode zijn verkregen en zowel temporele als spectrale varianten in de hartslag berekent.

Bereken voor de analyse van de vatbaarheid voor ventriculaire aritmieën de latentietijd vanaf het begin van de aconitine-infusie tot de eerste premature ventriculaire contractie, ventriculaire tachycardie en ventriculaire fibrillatie. Deze figuur illustreert één maatstaf voor HRV in het spectrale domein. De root mean square of the successive differences (RMSSD) van het RR-interval bij controle-ratten en bij dieren die één week vóór de test SE ondergingen.

Deze maatstaf voor HRV, die veranderingen in de parasympathische controle van de hartfunctie vertegenwoordigt, is significant verlaagd bij dieren na se. Deze figuur laat zien dat zowel het gecorrigeerde QT-interval als de QT-dispersie significant zijn toegenomen. Twee weken na se voorspellen deze gegevens gezamenlijk dat se het risico op ventriculaire aritmieën verhoogt.

Deze voorspelling wordt bevestigd door de bevindingen dat de perioden van aconitine-infusie die nodig waren om de experimentele aritmieën te induceren die in deze studies werden waargenomen, significant korter waren bij dieren na SE. Over het algemeen kan deze procedure in ongeveer anderhalf uur worden voltooid wanneer deze correct wordt uitgevoerd. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat de katheter in de vena jugularis open moet blijven en dat de ECG-elektroden zodanig zijn geconstrueerd en geïmplanteerd dat ze een zo ruisvrij mogelijk signaal produceren. Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht hebben in hoe de elektrische activiteit van het hart kan worden geëvalueerd en hoe deze kan worden gerelateerd aan de vatbaarheid voor dodelijke ventriculaire aritmieën.

In knaagdiermodellen van pathologieën geassocieerd met plotselinge hartdood.