Name: Real-time elektrocardiogrammonitoring tijdens loopbandtraining bij muizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-05-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 45 s
Description: Leer real-time ECG-monitoring tijdens loopbandtraining bij muizen voor cardiale elektrofysiologie. Deze methode biedt nieuwe inzichten in oefening-geïnduceerde aritmieën en erfelijke hartritmestoornissen.

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

Dit werk werd ondersteund door de German Research Foundation (DFG; Clinician Scientist Program in Vascular Medicine (PRIME), MA 2186/14-1 aan P. Tomsits), het German Centre for Cardiovascular Research (DZHK; 81X2600255 aan S. Clauss), de Corona Foundation (S199/10079/2019 aan S. Clauss), en het ERA-NET on Cardiovascular Diseases (ERA-CVD; 01KL1910 aan S. Clauss). De financiers hadden geen rol in de voorbereiding van het manuscript.

De auteurs hebben niets te onthullen.

De huidige richtlijnen bevelen regelmatige lichaamsbeweging aan, omdat is aangetoond dat het een belangrijke modifier is voor cardiovasculaire risicofactoren30. Er is ook een groeiend aantal aanwijzingen dat matige fysieke activiteit kan beschermen tegen atriumfibrilleren (AF), zowel bij primaire als secundaire preventie31,32,33. Integendeel, duursporters zoals marathonlopers hebben een hoger risico om AF...

Regelmatige lichaamsbeweging is belangrijk voor een gezond leven. Bepaalde cardiovasculaire aandoeningen leiden echter tot situaties waarin deze overeenkomst met gezond verstand op zijn minst twijfelachtig is. Bij patiënten met myocarditis tonen de huidige gegevens zelfs nadelige effecten van lichaamsbeweging en daarom wordt aanbevolen om alle oefeningen gedurende een bepaalde periode te pauzeren bij deze patiënten 1,2,3. Bij andere hart- en vaatziekten (CVD) zoals erfelijke aritmiesyndromen bestaat relatief minder bewijs over het juiste niveau van lichaamsbeweging 4,5,6,7, waardoor klinische counseling in deze gevallen, meestal voor jonge en fysiek actieve patiënten, zeer uitdagend is.
Nadelige remodellering die leidt tot verminderde contractiliteit en hartfalen en pro-aritmogene remodellering die leidt tot aritmieën en plotselinge hartdood zijn gesuggereerd als kenmerken van inspanningsgerelateerde schadelijke effecten op het hart8. Een groot aantal studies wijzen op gunstige effecten van matige lichaamsbeweging over een breed spectrum van verschillende ziekten 9,10. Uitgebreide training kan echter nadelige effecten hebben op het hart, wat leidt tot aritmieën, vooral bij verder gezonde atleten11. Hoewel structurele remodelleringsprocessen die leiden tot een kwetsbare pro-aritmische substraatproductie ten grondslag kunnen liggen aan deze paradoxale situatie, zoals aangetoond bij marathonlopers12, blijven de specifieke mechanismen van inspanningsgerelateerde nadelige remodellering, zowel bij gezonde mensen als bij patiënten met hart- en vaatziekten, grotendeels onbekend.
Bij dieren, vooral bij muizen, zijn verschillende geschikte modellen ontwikkeld om een breed scala aan hart- en vaatziekten na te bootsen13,14. Ook zijn er verschillende trainingsmodellen en trainingsprotocollen vastgesteld bij muizen 15,16,17, waaronder gemotoriseerde loopbandtraining, vrijwillig wielrennen (VWR) en zwemmen17,18. Evaluatie van cardiale elektrofysiologie door ECG-monitoring hangt klassiek af van een directe geleidende verbinding tussen het dier en een soort detectieapparaat. Dus, ofwel dieren moeten worden verdoofd, bijvoorbeeld om ECG-opnames te verkrijgen met behulp van scherpe elektroden19, of dieren moeten worden geïmmobiliseerd door een fixator 20, of de gegevenskwaliteit wordt verminderd als gevolg van bewegingsartefacten, bijvoorbeeld bij het gebruik van poot-elektroden21 of geleidende platforms 22 die alleen basisanalyse mogelijk maken. Geen van de bovengenoemde benaderingen is dus compatibel met trainingsprotocollen en voorkomt bijgevolg studies naar inspanningsgerelateerde mechanismen die leiden tot nadelige remodellering bij muizen. Implanteerbare telemetrie-apparaten kunnen deze hindernissen overwinnen en zijn tegenwoordig het krachtigste hulpmiddel en de gouden standaard om muizenelektrofysiologie in vivo bij bewuste en bewegende dieren te evalueren23,24. De huidige telemetriehardware-oplossingen zijn ontwikkeld om muizen in hun kooien25,26 te monitoren en vereisen vaak dat een ontvanger onder de kooi wordt geplaatst voor gegevensverzameling, waardoor realtime monitoring buiten deze omstandigheden een uitdaging wordt. Hier bieden we een benadering om de effecten van lichaamsbeweging op cardiale elektrofysiologie en aritmogenese te onderzoeken door real-time ECG-registratie tijdens loopbandtraining bij muizen met behulp van geïmplanteerde telemetrie-apparaten. Alle verkregen parameters werden geanalyseerd zoals eerder beschreven door Tomsits et al.23.

<table><tbody><tr><td>14-gauge needle</td><td>Sterican</td><td>584125</td><td></td></tr><tr><td>Any mouse</td><td>bijv. 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>Beheert de communicatie tussen PhysioTel en PhysioTel HD telemetrie-implantaten en de verwervingscomputer.</td></tr><tr><td>Enrofloxacine 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>Fijne pincetten</td><td>Fine Science Tools</td><td>11295-51</td><td></td></tr><tr><td>Vijfbaans loopband voor muis</td><td>Panlab - Harvard Apparatus</td><td>76-0896</td><td>Inclusief loopbandeenheid, touchscreen-besturingseenheid, een spons en kabels</td></tr><tr><td>Iris schaar</td><td>Fine Science Tools</td><td>14084-08</td><td></td></tr><tr><td>Isofluraan 1 mL/mL</td><td>Cp-Pharma</td><td>31303</td><td></td></tr><tr><td>Isofluraan verdampingssysteem</td><td>Hugo Sachs Elektronik</td><td>34-0458, 34-1030, 73-4911, 34-0415, 73-4910</td><td>Inclusief een inductiekamer, een gasafvoereenheid en koolfilters</td></tr><tr><td>LabChart Pro 8.1.16</td><td>ADInstruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Magneet</td><td>Data Science International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gemodificeerde Bain circuit</td><td>Hugo Sachs Elektronik</td><td>73-4860</td><td>Inclusief een anesthesiemasker voor muizen</td></tr><tr><td>Modulaire connectoren</td><td>Data Science International</td><td></td><td>Verbindt kabels tussen ontvanger, signaalinterface en Matrix 2.0 (MX2)</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>Versterker voor het opnemen van oppervlakte ECG</td></tr><tr><td>Octenisept</td><td>Sch&uuml;lke</td><td>121418</td><td></td></tr><tr><td>Zuurstof 5 L</td><td>Linde</td><td>2020175</td><td>Inclusief een drukregelaar</td></tr><tr><td>PhysioTel ETA-F10 zender</td><td>Data Science International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PhysioTel ontvanger RPC-1</td><td>Data Science International</td><td></td><td>Signaal ontvanger</td></tr><tr><td>Ponemah 6.42</td><td>Data Science International</td><td></td><td>ECG-analysesoftware</td></tr><tr><td>Powerlab</td><td>ADInstruments</td><td>3516-1277</td><td>Hardwareapparaat voor ECG-verwerving op het oppervlak. Inclusief ECG-elektroden</td></tr><tr><td>Prism 8.0.1</td><td>Graph Pad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Radiotoestel (Sony AF/AM)</td><td>Sony</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Signaalinterface</td><td>Data Science International</td><td></td><td>Verwerft en synchroniseert digitale signalen met telemetriegegevens in Ponemah v6.x.</td></tr><tr><td>Veer schaar</td><td>Fine Science Tools</td><td>91500-09</td><td></td></tr><tr><td>Chirurgische platform</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>Commerciële reinigingsoplossing</td></tr><tr><td>Pincet</td><td>Kent Scientific</td><td>INS600098-2</td><td></td></tr></tbody></table>

real-time elektrocardiogrammonitoring tijdens loopbandtraining bij muizen

Real-Time Electrocardiogram Monitoring During Treadmill Training in Mice

Regelmatige lichaamsbeweging levert een belangrijke bijdrage aan de cardiovasculaire gezondheid en beïnvloedt verschillende metabolische en elektrofysiologische processen. Bij bepaalde hartaandoeningen, zoals erfelijke aritmiesyndromen, bijvoorbeeld aritmogene cardiomyopathie (ACM) of myocarditis, kan lichaamsbeweging echter negatieve effecten hebben op het hart, wat leidt tot een pro-aritmogene substraatproductie. Momenteel zijn de onderliggende moleculaire mechanismen van inspanningsgerelateerde pro-aritmogene remodellering grotendeels onbekend, dus het blijft onduidelijk welke frequentie, duur en intensiteit van lichaamsbeweging als veilig kan worden beschouwd in de context van ziekte (en).
De voorgestelde methode maakt het mogelijk om pro-aritmische / anti-aritmische effecten van lichaamsbeweging te bestuderen door loopbandtraining te combineren met real-time monitoring van het ECG. Implanteerbare telemetrie-apparaten worden gebruikt om continu het ECG van vrij bewegende muizen te registreren gedurende een periode van maximaal 3 maanden, zowel in rust als tijdens loopbandtraining. Data-acquisitiesoftware met zijn analysemodules wordt gebruikt om basis-ECG-parameters te analyseren, zoals hartslag, P-golfduur, PR-interval, QRS-interval of QT-duur in rust, tijdens en na de training. Verder worden parameters voor hartslagvariabiliteit (HRV) en het optreden van aritmieën geëvalueerd. In het kort beschrijft dit manuscript een stapsgewijze aanpak om experimenteel door inspanning geïnduceerde effecten op cardiale elektrofysiologie te onderzoeken, inclusief potentiële pro-aritmogene remodellering in muismodellen.

Afhankelijk van de individuele onderzoeksdoelstellingen zal de latere analyse van verkregen telemetriegegevens sterk verschillen. Hier tonen we de haalbaarheid van de methode aan door gegevens van goede kwaliteit te verkrijgen die tijdens trainingsperioden zijn vastgelegd en voorbeeldige resultaten te bieden van ECG's en hartslagvariabiliteitsanalyses voor, tijdens en na de training. Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± standaard gemiddelde fout (SEM), alle statistische analyses werden uitgevoerd met een geschi...

Elektrocardiogram (ECG) is de belangrijkste variabele voor het begrijpen van cardiale elektrofysiologie. Lichaamsbeweging heeft gunstige effecten, maar kan ook schadelijk zijn in de context van hart- en vaatziekten. Dit manuscript biedt een methode voor het registreren van real-time ECG tijdens inspanning, die kan dienen om de effecten ervan op de cardiale elektrofysiologie bij muizen te onderzoeken.

Real-time elektrocardiogrammonitoring tijdens loopbandtraining bij muizen

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

Real-time beoordeling van mariene elektrofysiologische eigenschappen tijdens de training is tot nu toe een uitdaging geweest. Dit protocol biedt een aanpak om dit te ondervangen door real-time ECG-monitoring voor, tijdens en na loopbandtraining mogelijk te maken. Het combineren van loopbandtraining en real-time ECG-monitoring maakt het mogelijk om nieuwe inzichten te krijgen in de relatie tussen lichaamsbeweging en aritmieën, vooral bij erfelijke aritmiesyndromen met behulp van transgene muismodellen.De methode op zich is eenvoudig, maar vereist zorgvuldige aandacht tijdens de implantatie van de zender en de positionering van de elektrische leiding om een goede signaal-ruisverhouding te garanderen. Aparna Chivukula en Kavi Raj Chataut, twee promovendi in mijn lab, zullen de procedure demonstreren. Activeer de zender door de meegeleverde magneet dicht bij elkaar te plaatsen.Test na activering het signaal van de zender met behulp van een radioapparaat op een frequentie van 530 hertz AM, een scherpe en duidelijke pieptoon geeft aan dat de zender is geactiveerd, terwijl een geïnactiveerde zender geen signaal geeft. Zet de loopband aan. Stel de helling, snelheid en schokintensiteit van de loopband in volgens het trainingsprotocol.Druk op Instellingen in de besturingseenheid en selecteer Rastertest. Hiermee wordt een selectiescherm voor de rastergrootte geopend. Selecteer Muizen.Druk op Start om de schoktest te starten. Om de test te starten, bevestigt u de waarschuwing door het scherm aan te raken. Plaats het geleidende deel van het sponsaccessoire dat bij de loopband is geleverd op het rooster van de loopband.Plaats het totdat het woord pass" op het scherm verschijnt. Test alle rasters op deze manier. De test eindigt automatisch nadat alle rijstroken deze met succes hebben doorstaan, maar kan op elk moment door de gebruiker worden gestopt door op de knop Stoppen te drukken.Als u wilt doorgaan met de reinigingstest, drukt u op Start en wacht u tot de test is uitgevoerd. Breng het dier over naar het loopcompartiment. Plaats de signaalontvanger op de transparante doos en sluit de signaalontvanger via de aansluitkabel aan op het data-acquisitiesysteem, dat bestaat uit een matrix voor gegevensuitwisseling en een signaalinterface, die op zijn beurt verbinding maakt met een computer met de acquisitiesoftware die draait om het ECG-signaal tijdens het experiment te bekijken.Druk op Start om naar de actieve modus te gaan. Verwijder na voltooiing de signaalontvanger uit de transparante doos en plaats deze terug onder de kooi zoals aangegeven. Schakel de loopband uit om ongewenste schokken te voorkomen.Elektrocardiogramgegevens met duidelijke P-, Q-, R-, S- en T-golven bij dieren tijdens de training werden verkregen. De hartslag neemt toe tot ongeveer 800 slagen per minuut wanneer het dier aan het trainen is en herstelt geleidelijk naar de basislijn na de training. PR-interval, QRS-duur en QTc-intervallen worden korter onder stress en zodra de stress voorbij is, keert u terug naar de basislijn.Detectie van tachycardie en bradycardie episodes toont sinusritme bij baseline en sinustachycardie tijdens training. De hartslag neemt toe tijdens de training en keert geleidelijk terug naar de basislijn na de training. Deze trend kan ook worden gevisualiseerd door het mediane RR-interval.Een vergelijkbare standaarddeviatie van RR-intervallen werd verkregen bij baseline en tijdens de training door geautomatiseerde RR-annotatie, wat de gegevenskwaliteit aantoont. Een van de meest kritische stappen is de positionering van de signaalontvanger op de transparante doos om een goede signaal-ruisverhouding te garanderen.

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Geprogrammeerde elektrische stimulatie biedt de mogelijkheid tot geleiding eigenschappen van het hart te bepalen, en de mogelijkheid om te induceren en te beëindigen hartritmestoornissen met behulp van verschillende pacing protocollen. Met behulp van een katheter transveneuze, kan intracardiale elektrogram opnames worden verkregen bij muizen na geprogrammeerde elektrische stimulatie protocollen aritmogene substraten te identificeren.

Geprogrammeerde elektrische stimulatie in Muizen

Transthoracale echocardiografie biedt een niet-invasieve methode voor de evaluatie van de hartfunctie bij muizen. Een combinatie van echografie en Doppler beeldvormende technieken kan worden gebruikt voor dimensionele metingen van het hart en intracardiale bloedstroom, die samen zorgen voor een evaluatie van cardiale systolische en diastolische prestaties te verkrijgen.

Transthoracale echocardiografie in Muizen

Telemetrische ECG heeft zich ontpopt als een essentieel instrument bij de beoordeling van diermodellen voor hartritmestoornissen en plotselinge hartdood. Hier presenteren wij een stapsgewijze handleiding voor telemetrische ECG-opnames voor toepassing in de lange termijn ambulante ECG monitoring in muizen.

Ambulante ECG opnemen in Muizen

Een chirurgische techniek voor implantatie van in de handel verkrijgbaar telemetrie zenders gebruikt worden voor continue meting van biopotential (een-lead ECG), hartslag, lichaamstemperatuur en bewegingsactiviteit in vrij bewegende muizen wordt getoond. Aanbevelingen en protocollen voor de post-operatieve zorg en pijnbestrijding, het verbeteren van het herstel, het welzijn en overleving worden ook gepresenteerd.

Implantatie van radiotelemetrie zenders Opbrengst Gegevens over ECG, hartslag, lichaamstemperatuur en activiteit in Free-bewegende laboratoriummuizen

We beschrijven het protocol een cardiale stress test geïnduceerd door dobutamine en gevolgd door hartkatheterisatie in normale muizen voeren. Ook laten we zien de toepassing ervan op subklinische hart-en vaatziekten willen onthullen, hoog vet dieet-geïnduceerde obese muizen.

Cardiac Stress Test geïnduceerd door dobutamine en bewaakt door hartkatheterisatie in Muizen

Tijdens muis myocardischemie/reperfusie chirurgie, wordt de juiste plaatsing van de occluderende ligatuur meestal bevestigd door zichtbare waarneming van myocardbleken. Hierin wordt een methode van elektrocardiografisch bevestigen van ischemie en reperfusie, ter aanvulling van waargenomen myocardbleken, gedemonstreerd bij mannelijke C57Bl/6 muizen.

Bevestiging van de Myocardiale ischemie en reperfusie schade in Muizen met behulp van Surface Pad elektrocardiografie

Hier presenteren we een protocol om te slaan van de hersenen en hart bio signalen in muizen met behulp van gelijktijdige video, elektro-encefalografie (EEG) en elektrocardiogram (ECG). Ook beschrijven we methoden voor het analyseren van de resulterende opnamen van het EEG-ECG voor vangsten, EEG spectrale vermogen, hartfunctie en hartfrequentie-variabiliteit.

Gelijktijdige Video-EEG-ECG controle om te identificeren Neurocardiac dysfunctie in muismodellen van epilepsie

We presenteren een ECG-protocol dat technisch eenvoudig, goedkoop, snel en betaalbaar is in kleine muizen en kan worden uitgevoerd met verbeterde gevoeligheid. We stellen deze methode voor als een screeningsbenadering voor het bestuderen van farmacologische agentia, genetische modificaties en ziektemodellen bij muizen.

Electrocardiogram Opnames in verdoofde muizen met lead II

Hier presenteren we een stapsgewijs protocol voor een semi-geautomatiseerde benadering om murine long-term elektrocardiografie (ECG) -gegevens te analyseren voor basis-ECG-parameters en veel voorkomende aritmieën. Gegevens worden verkregen door implanteerbare telemetrietransmitters in levende en wakkere muizen en geanalyseerd met behulp van Ponemah en zijn analysemodules.

Analyse van langdurige elektrocardiografie-opnames om aritmieën bij muizen te detecteren

Wij presenteren een nieuwe benadering voor nanodeeltjes lokalisatie kwantificeren in het vaatstelsel van de menselijke xenografted tumoren met behulp van dynamische, real-time intravitale beeldvorming in een aviaire embryo model.

Evaluatie van de Nanodeeltje Opname in Tumoren in real time via intravitale Imaging

Leer real-time ECG-monitoring tijdens loopbandtraining bij muizen voor cardiale elektrofysiologie. Deze methode biedt nieuwe inzichten in oefening-geïnduceerde aritmieën en erfelijke hartritmestoornissen.

Real-time elektrocardiogrammonitoring tijdens loopbandtraining bij muizen

Meer video's verkennen