Name: Real-time detectie van ferulazuureffecten op de linker hartkamer van ratten met behulp van een druk-volume geleidbaarheidskatheter (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-01-12T13:25:00.000+00:00
Duration: 4 min 27 s
Description: Leer de druk-volume geleidbaarheidsmethode voor real-time monitoring van hartfunctie bij ratten. Deze techniek evalueert effecten van ferulazuur op de linker hartkamer en vereenvoudigt cardiovasculair onderzoek.

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 het Sichuan Provincial Major R&D Project (2022YFS043) en het Chengdu University of Traditional Chinese Medicine Youth Foundation Advancement Talent Special Project (QJJJ2022029).

Het dierprotocol is beoordeeld en goedgekeurd door de Chengdu University of Traditional Chinese Medicine Experimental Animal Welfare Ethics Committee (Record No. 2023-04). Mannelijke Sprague Dawley (SD) ratten (280 ± 20 g, 8-10 weken oud) werden gebruikt voor de huidige studie. De ratten werden gehouden in een dierenkamer en waren vrij om te drinken en te eten.
1. Voorbereiding van de oplossing
<ol><li>Bereid 0,9% NaCl-oplossing voor om het werkgebied voldoende vochtig te houden.</li>
	<li>Om 20% hypertone NaCl-oplossing te bereiden, lost u 2 g NaCl op in 10 ml dubbel gedestilleerd water (ddH2O). Om de parallelle geleidbaarheid van het myocardium te bepalen, is het noodzakelijk om de geleidbaarheid van de intraventriculaire vloeistof te veranderen.</li>
	<li>Bereid 1% enzym-actieve wasmiddeloplossing in poedervorm. Gebruik dit aan het einde van het experiment om de elektrische katheter met drukvolume gedurende 1-2 uur in de oplossing onder te dompelen.</li>
	<li>Bereid FA-oplossing door 10 mg ferulazuur op te lossen in 20 ml ddH2O. Filtreer de oplossing door een membraan van 0,22 μm. Injecteer de rat met 1 ml/kg ferulazuuroplossing.</li>
</ol>2. Voorbereiding van de sensor
<ol><li>Dompel de druk-volumesensor voor aanvang van het experiment ongeveer 30-60 minuten onder in 0,9% NaCl-oplossing bij 37 °C, wat de stabiliteit van de experimentele gegevens bevordert.</li>
	<li>Sluit het experimentele apparaat aan. Het systeem voor het meten van druk-volumelussen bestaat uit een druk-volumekatheter, twee regeleenheden, een registratie-eenheid en computergestuurde software. De druk-volumelusmodule in de software biedt een referentie-experimentele procedure.</li>
	<li>Druk op de Start-knop en de software registreert automatisch de bewakingsgegevens van de drukvolumesensor.</li>
	<li>Gebruik de Miro-Tip Pressure Volume (MPVS)-software om de druk en geleidbaarheid te kalibreren.</li>
</ol>3. Pre-experimentele bereiding van ratten
<ol><li>Dien ketamine (50 mg/kg) en fentanyl (0,25 mg/kg) toe aan de ratten via intramusculaire injectie5.</li>
	<li>Knijp in de tenen van de ratten om de diepte van de verdoving te verifiëren door een afwezigheid van reflexen. Emotie beïnvloedt de fysiologische toestand van ratten en pijn veroorzaakt veranderingen in de hartfunctie16. Gebruik scheerapparaten voor kleine dieren en ontharingscrèmes om haar op operatieplaatsen te verwijderen. Gebruik jodofoor en 75% alcohol om de huid af te vegen om de steriliteit te behouden.</li>
	<li>Immobiliseer volledig verdoofde ratten op een isotherme verwarmingsplaat met de rug in contact met de verwarmingsplaat.</li>
	<li>Steek een temperatuursonde bedekt met vaseline in het rectum van de rat. Houd de lichaamstemperatuur van de rat op 37 °C ± 0,5 door de verwarmingsplaat aan te passen. OPMERKING: Het is noodzakelijk om de luchtweg tijdens het experiment vrij te houden.</li>
</ol>4. Inbrengen van de katheter in de rechter halsslagader
<ol><li>Snijd de huid aan de rechterkant van de mediaanlijn van de nek van ratten in de lengterichting in. Maak een incisie van 4 cm en scheid spieren en bindweefsel met een pincet. De halsslagader aan de rechterkant van de luchtpijp is zichtbaar. De rechter halsslagader van de rat is donkerrood, sterk pulserend en heeft een witte nervus vagus die er parallel aan loopt.</li>
	<li>Scheid de halsslagader van andere weefsels en zenuwen met behulp van een pincet. Plaats drie 5-0 operatielijnen onder de schone halsslagader. Druppel steriele 0,9% natriumchloride-oplossing op het operatiegebied om de bevochtiging van de halsslagader te behouden.</li>
	<li>Snijd de huid boven het linker sleutelbeen door en pel het weefsel rond de halsader af. Plaats vervolgens een 5-0 chirurgische draad onder de linker halsader.</li>
	<li>Gebruik arteriële clips om de bloedstroom proximaal op te schorten, gebruik een microschaar om een deel in het vat af te knippen waar de bloedstroom is gestopt. Het is normaal dat er een kleine hoeveelheid bloed in de dwarsdoorsnede van de wond verschijnt. Als het bloed het vat snel en met tussenpozen verlaat, til dan de proximale chirurgische lijn op en breng de arteriële klem opnieuw aan.</li>
	<li>Breng de katheter vanaf de dwarsdoorsnede langs de halsslagader diep in de linker hartkamer. Zorg ervoor dat de laagste systolische drukwaarde na het betreden van de linker hartkamer dicht bij 0 mmHg ligt.</li>
	<li>Om een redelijke druk-volumeverhouding te verkrijgen, past u de druk-volumekatheter in de ventriculaire kamer enigszins aan. Om massaal bloedverlies te voorkomen en te voorkomen dat de katheter van positie verandert als gevolg van de hartslag, moet u het proximale uiteinde van de operatielijn ligateren. OPMERKING: De lichaamstemperatuur, het anesthesieniveau, het druksignaal en het geleidingssignaal van de rat moeten tijdens dit proces stabiel blijven. De luchtwegen van de rat moeten open worden gehouden.</li>
</ol>5. Geneesmiddelinjectie en geleidbaarheidskalibratie
<ol><li>Handhaaf de positie van de drukvolumekatheter in de ventriculaire kamer, nadat de gegevens zijn gestabiliseerd, ligate de chirurgische lijn distaal van de halsader geligeerd en injecteer langzaam tot 1 ml/kg ferulazuuroplossing. Observeer gedurende 5-10 minuten.</li>
	<li>Injecteer 50 μL 20% NaCl-oplossing uit de linker halsader om de parallelle geleiding te verwijderen die door het myocardium wordt gegenereerd. Het volumebereik van de parallelle geleiding was ongeveer 130-280 μL5. Herhaal dit 3x met een interval van 2 min.</li>
	<li>Na ventriculaire druk- en volumetesten bij ratten, neemt u bloed af uit de abdominale aorta van de rat met behulp van een bloedafnamenaald. Plaats het afgenomen bloed in een natriumheparine-verzamelbuisje en keer 2x op en neer om bloedstolling te voorkomen. Euthanaseer de experimentele ratten door 120 mg/kg pentobarbital-natrium via de linker halsader te injecteren.</li>
	<li>Voer conversie uit van gemeten geleidbaarheid naar werkelijk bloedvolume met behulp van volumekalibratiebuisjes voor ratten. Plaats bloed gemengd met natriumheparine, achtereenvolgens, in de openingen van de kalibratiebuis, en de katheter detecteert de geleidingswaarden van het bloed in de verschillende openingen en registreert deze in de druk-volumebewakingsmodule.</li>
</ol>6. Data-analyse
<ol><li>Door de gemeten geleidbaarheidswaarde van een bekend bloedvolume op te tellen bij de opgegeven locatie, zet de software automatisch de curve uit en extrapoleert de geleidbaarheid van het bloed. Gebruik ten minste drie sets bloedgeleidingswaarden om de bloedgeleidbaarheid van de geteste rat af te leiden. De bloedgeleidbaarheid is geïndividualiseerd. Voer deze procedure voor elke rat die wordt getest afzonderlijk uit.</li>
	<li>Hypertone kalibratie: Door de gegevens van drie injecties met hypertone zoutoplossing toe te voegen aan een gespecificeerde locatie, berekent de software parallelle geleidingsgemiddelden en kalibreert automatisch de experimentele gegevens.</li>
	<li>Gebruik regio's met stabiele bloeddruk- en geleidingswaarden om de linkerventrikelfunctie van ratten te analyseren.</li>
	<li>Klik op Analyseren en de software berekent automatisch een verscheidenheid aan parameters op basis van het geselecteerde gebied, waaronder EF (linkerventrikel-ejectiefracties), SW (beroertewerk) en CO (cardiale output), enz.</li>
</ol>

Monitoring van de hartfunctie van ratten met behulp van de druk-volume geleidingstechniek

<ol><li>Zaman, R., Epelman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resident+cardiac+macrophages%3A+Heterogeneity+and+function+in+health+and+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Immunity%22%5BJournal%5D)">Resident cardiac macrophages: Heterogeneity and function in health and disease.</a> Immunity. 55 (9), 1549-1563 (2022).</li>
<li>Schefold, J. C., Filippatos, G., Hasenfuss, G., Anker, S. D., von Haehling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+failure+and+kidney+dysfunction%3A+epidemiology%2C+mechanisms+and+management%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Nephrol%22%5BJournal%5D)">Heart failure and kidney dysfunction: epidemiology, mechanisms and management.</a> Nat Rev Nephrol. 12 (10), 610-623 (2016).</li>
<li>Medert, R., Bacmeister, L., Segin, S., Freichel, M., Camacho Londoño, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+response+to+%CE%B2-adrenergic+stimulation+determined+by+pressure-volume+loop+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Cardiac response to β-adrenergic stimulation determined by pressure-volume loop analysis.</a> J Vis Exp. (171), e62057(2021).</li>
<li>Hieda, M., Goto, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+mechanoenergetics+in+patients+with+acute+myocardial+infarction%3A+From+pressure-volume+loop+diagram+related+to+cardiac+oxygen+consumption%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Fail+Clin%22%5BJournal%5D)">Cardiac mechanoenergetics in patients with acute myocardial infarction: From pressure-volume loop diagram related to cardiac oxygen consumption.</a> Heart Fail Clin. 16 (3), 255-269 (2020).</li>
<li>Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P., Bátkai, S., Kass, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+cardiac+function+using+pressure-volume+conductance+catheter+technique+in+mice+and+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and rats.</a> Nat Protoc. 3 (9), 1422-1434 (2008).</li>
<li>Ziegler, T., Laugwitz, K. L., Kupatt, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Left+ventricular+pressure+volume+loop+measurements+using+conductance+catheters+to+assess+myocardial+function+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Left ventricular pressure volume loop measurements using conductance catheters to assess myocardial function in mice.</a> Methods Mol Biol. 2158, 33-41 (2021).</li>
<li>Rosch, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characteristics+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction+across+the+range+of+left+ventricular+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Characteristics of heart failure with preserved ejection fraction across the range of left ventricular ejection fraction.</a> Circulation. 146 (7), 506-518 (2022).</li>
<li>Meyers, T. A., Townsend, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+right+ventricular+fibrosis+and+reduction+in+biventricular+cardiac+reserve+in+the+dystrophin-deficient+mdx+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Early right ventricular fibrosis and reduction in biventricular cardiac reserve in the dystrophin-deficient mdx heart.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 308 (4), H303-H315 (2015).</li>
<li>Alaerts, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploratory+analysis+of+chromatographic+fingerprints+to+distinguish+rhizoma+Chuanxiong+and+rhizoma+Ligustici%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chromatogr+A%22%5BJournal%5D)">Exploratory analysis of chromatographic fingerprints to distinguish rhizoma Chuanxiong and rhizoma Ligustici.</a> J Chromatogr A. 1217 (49), 7706-7716 (2010).</li>
<li>Serreli, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ferulic+acid+derivatives+and+Avenanthramides+modulate+endothelial+function+through+maintenance+of+nitric+oxide+balance+in+HUVEC+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nutrients%22%5BJournal%5D)">Ferulic acid derivatives and Avenanthramides modulate endothelial function through maintenance of nitric oxide balance in HUVEC cells.</a> Nutrients. 13 (6), 2026(2021).</li>
<li>Li, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ferulic+acid%3A+A+review+of+its+pharmacology%2C+pharmacokinetics+and+derivatives%5BTitle%5D)+AND+%22Life+Sci%22%5BJournal%5D)">Ferulic acid: A review of its pharmacology, pharmacokinetics and derivatives.</a> Life Sci. 284, 119921(2021).</li>
<li>Monceaux, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ferulic+acid%2C+Pterostilbene%2C+and+Tyrosol+protect+the+heart+from+ER-stress-induced+injury+by+activating+SIRT1-dependent+deacetylation+of+eIF2%CE%B1%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Ferulic acid, Pterostilbene, and Tyrosol protect the heart from ER-stress-induced injury by activating SIRT1-dependent deacetylation of eIF2α.</a> Int J Mol Sci. 23 (12), 6628(2022).</li>
<li>Liu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((N-terminal+truncated+peroxisome+proliferator-activated+receptor-%CE%B3+coactivator-1%CE%B1+alleviates+phenylephrine-induced+mitochondrial+dysfunction+and+decreases+lipid+droplet+accumulation+in+neonatal+rat+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Med+Rep%22%5BJournal%5D)">N-terminal truncated peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α alleviates phenylephrine-induced mitochondrial dysfunction and decreases lipid droplet accumulation in neonatal rat cardiomyocytes.</a> Mol Med Rep. 18 (2), 2142-2152 (2018).</li>
<li>Sun, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shuangxinfang+prevents+S100A9-induced+macrophage%2Fmicroglial+inflammation+to+improve+cardiac+function+and+depression-like+behavior+in+rats+after+acute+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Shuangxinfang prevents S100A9-induced macrophage/microglial inflammation to improve cardiac function and depression-like behavior in rats after acute myocardial infarction.</a> Front Pharmacol. 13, 832590(2022).</li>
<li>Panneerselvam, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ferulic+acid+attenuates+arsenic-induced+cardiotoxicity+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Appl+Biochem%22%5BJournal%5D)">Ferulic acid attenuates arsenic-induced cardiotoxicity in rats.</a> Biotechnol Appl Biochem. 67 (2), 186-195 (2020).</li>
<li>Hsueh, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiogenic+control+of+affective+behavioural+state%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Cardiogenic control of affective behavioural state.</a> Nature. 615 (7951), 292-299 (2023).</li>
<li>Townsend, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+pressure+volume+loops+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Measuring pressure volume loops in the mouse.</a> J Vis Exp. (111), e53810(2016).</li>
<li>Bastos, M. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invasive+left+ventricle+pressure-volume+analysis%3A+overview+and+practical+clinical+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Invasive left ventricle pressure-volume analysis: overview and practical clinical implications.</a> Eur Heart J. 41 (12), 1286-1297 (2020).</li>
<li>Wang, L. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+ferulic+acid+on+antioxidant+activity+in+Angelicae+Sinensis+Radix%2C+Chuanxiong+Rhizoma%2C+and+their+combination%5BTitle%5D)+AND+%22Chin+J+Nat+Med%22%5BJournal%5D)">Effects of ferulic acid on antioxidant activity in Angelicae Sinensis Radix, Chuanxiong Rhizoma, and their combination.</a> Chin J Nat Med. 13 (6), 401-408 (2015).</li>
<li>Liu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ferulic+acid+increases+intestinal+Lactobacillus+and+improves+cardiac+function+in+TAC+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Pharmacother%22%5BJournal%5D)">Ferulic acid increases intestinal Lactobacillus and improves cardiac function in TAC mice.</a> Biomed Pharmacother. 120, 109482(2019).</li>
<li>Baan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+measurement+of+left+ventricular+volume+in+animals+and+humans+by+conductance+catheter%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Continuous measurement of left ventricular volume in animals and humans by conductance catheter.</a> Circulation. 70 (5), 812-823 (1984).</li>
<li>Dam Lyhne, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+mechanical+ventilation+versus+apnea+on+bi-ventricular+pressure-volume+loop+recording%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of mechanical ventilation versus apnea on bi-ventricular pressure-volume loop recording.</a> Physiol Res. 71 (1), 103-111 (2022).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat het onderzoek is uitgevoerd zonder dat er commerciële of financiële relaties waren die als een potentieel belangenconflict zouden kunnen worden opgevat.

Het is essentieel om een rationele doseringsstrategie te volgen voor verschillende toestanden van de hartfunctie. De druk-volume geleidingskathetertechniek is de meest intuïtieve manier om de linkerventrikelfunctie te bestuderen5. Deze methode maakt het mogelijk om de effecten van medicijnen op de hartfunctie vanuit een heel perspectief te bestuderen. We beschrijven de verschillende fasen van het experiment in detail. Dit zal enige mogelijkheid bieden voor de studie van de hartfunctie.
De drukvolume geleidbaarheidskathetertechniek is de meest uitgebreide en rigoureuze methode. In één enkel experiment kan informatie worden verkregen over maximaal 30 indicatoren, waaronder absolute waarden (druk en volume) en relatieve waarden (EF), en zelfs enige informatie over het metabolisme van geneesmiddelen.
De lichaamstemperatuur van ratten werd tijdens de volledigeexperimentele procedure op 37 °C ± 0,5 gehouden. Bloedverlies van ratten moet tijdens het experiment tot een minimum worden beperkt5. Het bloedvolume van de rat moet tijdens het experiment worden genoteerd17.
Druk-volume geleidingskathetertechnologie maakt real-time detectie van de status van de ventrikels mogelijk18. Deze technologie kan zeer nuttig zijn bij het bestuderen van het effect van een enkel medicijn of een combinatie van medicijnen op het hart. De geleidingskatheter meet direct de druk en geleiding van de linker hartkamer. Dit hangt nauw samen met de lichaamstemperatuur en mate van anesthesie van de te testen rat. In dit experiment werden na injectie van de ferulazuuroplossing de veranderingen in de linkerventrikelfunctie duidelijk aangetoond door de druk-volumelus, waaronder een afname van de eindsystolische druk en het eindsystolische volume (Figuur 2A). De linkerventrikel-ejectiefractie van de ratten was significant verhoogd, met een piekwaarde van 89,87% (figuur 2B). De eindsystolische druk van de linker hartkamer bij ratten was aanzienlijk verminderd, met een minimumwaarde van 55,44 μL. Dit komt overeen met het farmacologische effect van ferulazuur bij het verlagen van de bloeddruk, zoals eerdergemeld11.
Bepaalde natuurlijke verbindingen die in voedsel en geneeskrachtige planten worden aangetroffen, kunnen bijdragen aan het behoud van de gezondheid. Ferulinezuur is een fenolische verbinding die veel voorkomt in planten, waaronder Ligusticum chuanxiong en Angelica sinensis19, die belangrijke actieve ingrediënten zijn in verschillende traditionele Chinese medicijnen. Huidig onderzoek heeft gemeld dat ferulazuur meerdere biologische activiteiten bezit, waaronder ontstekingsremmende, antifibrotische en anti-apoptotischeeffecten11. Het is noodzakelijk om de impact van dit gemakkelijk verkrijgbare natuurlijke product uit voedsel op de hartfunctie in de bloedsomloop te bestuderen, hoewel onderzoek heeft aangetoond dat het positieve effecten heeft op de morfologische structuur van hethart12,20.
De druk-volumekatheter kan in de ventriculaire kamer van het proefdier worden geplaatst om direct ventriculaire druk en geleiding te verkrijgen. Zoutoplossingkalibratie en cuvettenkalibratie worden gebruikt om echte ventriculaire volumes te verkrijgen. Dit experiment maakt het mogelijk om een continue druk-volumelus te verkrijgen, die veranderingen in de ventriculaire functie visueel zal weerspiegelen. Er zijn twee methoden om toegang te krijgen tot de ventriculaire kamer met de drukvolumekatheter, waaronder de aandoening met open borstkas en de toestand met gesloten borstkas. In de open borstkas is het gemakkelijker om de positie van de drukvolumekatheter in de ventriculaire holte te controleren. Het meten van de ventriculaire functie onder gesloten borstkas vereist geen geassisteerde ademhaling van het dier, is minder schadelijk voor het dier en heeft een hoger slagingspercentage. Bovendien wordt de drukvolumelus geobserveerd onder gesloten borstkas om te bepalen of de drukvolumekatheter zich in de ventriculaire holte bevindt. Als deze katheter wordt samengedrukt door het myocardium, zal de drukvolumelus een abnormale piek vertonen.
Het hart is een vitaal orgaan dat bloed door het lichaam pompt. Er is een meer rationele benadering nodig voor het evalueren van de hartfunctie, inclusief voor en na belastingen, evenals de toestand van het hart zelf21. Druk-volumelussen worden gebruikt om de veranderingen in de druk en het volume van de centrale ventrikelkamer gedurende de volledige hartcyclus in realtime te beschrijven. Dit protocol beschrijft een complete methode voor het meten van de linkerventrikelfunctie met miniatuursensoren. Door het microsensormodel in het experimentele protocol te veranderen, kan de hartfunctie bij verschillende dieren, zoals varkens, muizen enz. worden gemeten 4,8,22. Het gebruik van druk-volume geleidingskatheters maakt de real-time observatie mogelijk van de effecten van geneesmiddelen op de linkerventrikeldruk en -volume, evenals de algehele impact op de bloedsomloop van de proefpersoon. Deze techniek helpt de mogelijke negatieve effecten van medicijnen op het hart te minimaliseren.

Hart- en vaatziekten hebben het hoogste sterftecijfer ter wereld1. De oorzaken zijn onder meer kransslagaderstenose (myocardischemie), kransslagaderblokkade (myocardinfarct) en ischemie-reperfusieletsel2. Omdat het hart zich in een constante systolische en diastolische cyclus bevindt, is het een van de meest energieverslindende delen van het lichaam. Daarom, wanneer de kransslagaders moeite hebben om voldoende energie en zuurstof te behouden, neemt de hartfunctie onvermijdelijk af, wat een negatieve invloed heeft op andere organen 3,4. Het hart is een krachtpatser in de bloedsomloop en de hartfunctie moet rationeel worden beoordeeld.
Beoordeling van de hartfunctie aan de hand van ventriculaire druk- en volumerelaties wordt beschouwd als een alomvattende methode5. Real-time veranderingen in ventriculaire druk en volume gedurende de volledige hartcyclus vormen de druk-volumelus. De ventriculaire druk-volumelus maakt een kwantitatieve analyse mogelijk van de hartfunctie en reservecapaciteit in termen van verschillende fasen en energieën van het ventrikel. Het normale ventrikel heeft een klein eindsystolisch volume met goed slagwerk en efficiëntie 5,6,7.
De druk-volume geleidingskathetertechniek is een invasieve methode om de status van de linker hartkamer te detecteren. Het kan worden gebruikt om een continue real-time druk-volumeluste verkrijgen 8. Drukvolumetrische geleidbaarheidskatheters zijn krachtige hulpmiddelen en goede hanteringsprocedures zijn essentieel voor reproduceerbare en betrouwbare resultaten, waaronder in vivo analyse van myocardiale parallelle geleidbaarheid tijdens zoutoplossing kalibratie en in vitro meting van de bloedgeleidbaarheid bij cuvettenkalibratie3.
Ferulinezuur (FA), een fenolzuur, is wijd verspreid in plantenrijken zoals Avena sativa en Ligusticum chuanxiong hort 9,10. Ferulinezuur heeft farmacologische effecten op het verlagen van de bloeddruk en aritmie. FA is een bioactief natuurproduct met meerdere functies. FA kan oxidatieve schade weerstaan, ontstekingsreacties verminderen, de aggregatie van bloedplaatjes remmen en coronaire hartziekten en atherosclerose voorkomen. De meeste onderzoeken naar ferulazuur hebben zich echter gericht op één aspect van het hart en zelden zijn de effecten van ferulazuur in de bloedsomloop geëvalueerd 12,13,14,15. Hier beschrijven we een benadering van isofluraananesthesie met gesloten borstkas in combinatie met ketamine (50 mg/kg) met een focus op de hartrespons op ferulazuuroplossing tijdens injectie van de halsader.
We zullen de volledige procedure beschrijven voor het gebruik van de tool onder gesloten borstkasomstandigheden, inclusief oplossingsbereiding, voorbereiding van de transducer, pre-experimentele voorbereiding van ratten, inbrengen van de katheter in de rechter halsslagader en gegevensanalyse. De duur van het experiment is meestal minder dan 4 uur en wordt bepaald door de verschillende experimentele protocollen. In een enkel experiment kunnen we gedetailleerde cardiale informatie verkrijgen, zoals linkerventrikeldruk, volume en hartslag.

<table><tbody><tr><td>1 mL spuit</td><td>Sartorius AG, Duitsland</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Diertemperatuurregelaar</td><td>Rayward Life Technology Co., Ltd</td><td>69020</td><td></td></tr><tr><td>Dual Bio Amp</td><td>Millar, Inc., USA</td><td>DA-100</td><td></td></tr><tr><td>Enzyme-Actieve Poederdetergent</td><td>Alconox Inc., USA</td><td>1104</td><td></td></tr><tr><td>Ferulic zuur</td><td>&nbsp;Macklin Biochemical Co., Ltd, Shanghai, China</td><td>F900027</td><td></td></tr><tr><td>Mikro-Tip Katheter Transducers, SPR-838NR</td><td>Millar, Inc., USA</td><td>SPR-838NR</td><td></td></tr><tr><td>Millar Miro-Tip Pressure Volume (MPVS) Ultra</td><td>Millar, Inc., USA</td><td>SPR-869</td><td></td></tr><tr><td>Elektrische haarschaar voor huisdieren</td><td>Jinyun County New Concept Home Supplies Co., Ltd.</td><td>&nbsp;-</td><td></td></tr><tr><td>Power Lab 8 / 35</td><td>Millar, Inc., USA</td><td>PL3508</td><td></td></tr><tr><td>Natriumchloride, NaCl</td><td>&nbsp;Kelong Chemical Reagent, Chengdu, China</td><td>KX829463</td><td></td></tr><tr><td>Veet haarepilatiecrème</td><td>Shanghai Songqi E-commerce Co., Ltd.</td><td>3226470</td><td></td></tr></tbody></table>

real-time detectie van ferulazuureffecten op de linker hartkamer van ratten met behulp van een druk-volume geleidbaarheidskatheter

Real-Time Detection of Ferulic Acid Effects on Rat Left Ventricle Using Pressure-Volume Conductivity Catheter

Een verminderde hartfunctie kan een negatieve invloed hebben op andere organen. De linkerventrikeldruk-volumerelatie wordt beschouwd als een geldige methode voor het evalueren van de hartfunctie. Real-time monitoring van de hartfunctie is belangrijk voor de evaluatie van geneesmiddelen. Onder gesloten borstkas komt de miniatuurtransducer, die een belangrijk onderdeel is van de druk-volumekatheter, de linker hartkamer van de rat binnen via de rechter halsslagader. Het apparaat visualiseert de veranderingen in de hartfunctie tijdens het experiment in de vorm van een druk-volumelus. Het werkelijke volume van het ventrikel wordt berekend door de geleidbaarheid van het bloed te veranderen door 50 μL van een 20% natriumchloride-oplossing in de linker halsader van de rat te injecteren. Het werkelijke volume van de ventriculaire holte van de rat wordt berekend door de geleidbaarheid van het bloed in een bekend volume te meten met behulp van een druk-volume geleidingskatheter. Dit protocol maakt continue observatie van de effecten van geneesmiddelen op het hart mogelijk en zal de grondgedachte voor het gebruik van speciale etnische geneesmiddelen bij hart- en vaatziekten bevorderen.

Elke test (n = 3) was gebaseerd op het inbrengen van een druk-volume geleidbaarheidskatheter in de linker hartkamer. Er zijn significante signaalveranderingen, zoals een duidelijke toename van het drukbereik, wanneer de katheter vanuit de halsslagader de linker hartkamer binnenkomt (Figuur 1). De grafische analyse van de druk-volumerelatie wordt voltooid door het volume (μL) op de Y-as en de druk (mmHg) op de X-as uit te zetten. De linkerventrikeldruk van de rat lag binnen 10-105 mmHg en de geleidingswaarden van het volume lagen binnen 65-115 μL.
De volledige hartcyclus wordt gevormd door de druk-volumelus tegen de klok in (figuur 2). Significante veranderingen in de hartfunctie werden waargenomen bij ratten nadat ze ferulazuur hadden gekregen (figuur 3). De linkerventrikeldruk van de rat lag binnen 0-85 mmHg en de geleidingswaarden van het volume lagen binnen 30-100 μL.
Zoals te zien is in figuur 4, treden er veranderingen op in de linkerventrikeldruk-volumelus wanneer hypertone zoutoplossing in de halsader van ratten werd geïnjecteerd. Door de directe meting van druk- en geleidbaarheidssignalen in de ventriculaire holte, kan injectie van hypertone zoutoplossing via de linker halsader een verhoging van de geleidbaarheidswaarden veroorzaken. Interferentie van het myocardium kan worden geëlimineerd door meerdere metingen uit te voeren van de veranderingen in geleidbaarheidswaarden.
Voor de kalibratie van de cuvetten werd gebruik gemaakt van volumetrische drukgeleiding (figuur 5). Dit is om de gemeten geleidingswaarden om te zetten in volumetrisch.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65858/65858fig01.jpg"> Figuur 1: Verschillende druk-volume lussen in de halsslagader en ventrikel gecreëerd door druk-volume geleidbaarheidskatheters. (A) Er zijn significante verschillen in druk en geleidbaarheid tussen slagaders en ventrikels. (B) Het inbrengen van een miniatuursensor in het ventrikel kan een druk-volumelus vormen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65858/65858fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65858/65858fig02.jpg"> Figuur 2: Druk-volume lus. De druk-volumelus omvat vier fasen: diastole, isovolumetrische contractie, systole en iso-volumetrische relaxatie. Het gebied van de druk-volumelus vertegenwoordigt de arbeid die wordt gegenereerd door één hartcontractie. Door het eindsystolische volume (ESV) af te trekken van het einddiastolische volume (EDV) ontstaat de ventriculaire output. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65858/65858fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65858/65858fig03.jpg"> Figuur 3: De linkerventrikelfunctie wordt aangetast bij ratten na injectie van een ferulazuuroplossing. (A) Linkerventrikeldruk-volumelus wordt aangetast. (B) Ejectiefractie (EF) vertegenwoordigt het percentage van het slagvolume in verhouding tot het einddiastolische volume van het ventrikel: verandering in de linkerventrikel-ejectiefractie met het aantal hartslagen. (C) Het eindsystolische volume van de linkerventrikel varieert met een toenemend aantal hartslagen. (D) Linkerventrikel einddiastolische druk-volumerelatie tijdconstante veranderingen met een toename van de hartslag. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65858/65858fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65858/65858fig04.jpg"> Figuur 4: Druk- en geleidingsveranderingen in de linker hartkamer van ratten nadat 20% NaCl-oplossing in de ader was geïnjecteerd. (A) Geanalyseerde gegevens waarbij de geleidbaarheid is gewijzigd. (B) De drukvolumering verschuift naar rechts als gevolg van een verhoogde geleidbaarheid. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65858/65858fig04large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65858/65858fig05.jpg"> Figuur 5: Druk-volume geleidingskatheters worden gebruikt om de geleidbaarheid te meten van een bekend volume cuvet gevuld met rattenbloed. (A) Geleidbaarheid van verschillende volumes. (B) Goede correlatie van geleidbaarheid gemeten door druk-volume geleidbaarheidskatheters. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65858/65858fig05large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

Dit protocol beschrijft een methode voor het meten van de druk en het volume van de linkerventrikel met behulp van de druk-volume geleidingstechniek. Deze methode maakt het mogelijk om continu real-time de effecten van medicijnen op het hart te monitoren.

Real-time detectie van ferulazuureffecten op de linker hartkamer van ratten met behulp van een druk-volume geleidbaarheidskatheter

Decreased cardiac function can have a negative impact on other organs. The left ventricular pressure-volume relationship is considered to be a valid ...

Anesthesie is een onvermijdelijk probleem bij dierproeven. In dit experiment hebben de verschillende niveaus van anesthesie een significante invloed op de experimentele resultaten. Deze methode voor het meten van druk-volumelussen is gemakkelijker te leren in vergelijking met de methode met open borst, inclusief minder experimentele instrumenten en minder leertijd voor onderzoekers.Ons laboratorium zal de effecten van traditionele Chinese geneeskunde en op hart- en vaatziekten onderzoeken, waarbij de uitgebreide maar niet volledig begrepen impact op de gezondheid van het hart wordt onderzocht.

real-time-detection-ferulic-acid-effects-on-rat-left-ventricle-using

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Hartfalen is de belangrijkste oorzaak van ziekenhuisopname en een belangrijke doodsoorzaak. Een model van permanente ligatie van de linker voorste afdalende kransslagader bij muizen wordt toegepast om ventriculaire remodellering en cardiale disfunctie na een myocardinfarct te onderzoeken. De techniek van invasieve hemodynamische metingen bij muizen wordt gepresenteerd.

Permanente Ligatie van de linker anterior Aflopend Kransslagader in Muizen: Een model van Post-myocardinfarct Remodelling en hartfalen

Dit artikel beschrijft de meting van de functionele capaciteit van de linker ventrikel bij muizen door middel van druk/volume analyse bij verschillende hartslagfrequenties.

Hartkatheterisatie in Muizen bij de Pressure Volume Relationship Meet: Onderzoek naar de Bowditch Effect

Cardiac druk-volume lusanalyse is de meest uitgebreide manier om de hartfunctie in het intacte hart te meten. We beschrijven een techniek om cardiale drukvolumelussen uit te voeren en te analyseren, met behulp van geleidingskatheters.

Cardiale druk-volume curve analyse met behulp Conductance katheters in Muizen

Acuut myocardinfarct in muizen induceert acute maar onvolledig gekarakteriseerd veranderingen in functie van left ventriculaire (LV). LV catheterisatie in muizen ondergaan coronaire occlusie fungeert als een nieuwe methode voor een real-time evaluatie van LV functie.

Real-time druk-volume analyse van acuut myocardinfarct in muizen

Hier presenteren we een protocol voor het uitvoeren van een invasieve hemodynamische beoordeling van de rechter ventrikel en longslagader bij muizen met behulp van een open-borstchirurgie aanpak.

Invasieve hemodynamische beoordeling voor het rechter ventrikel systeem en hypoxie-geïnduceerde pulmonale arteriële hypertensie bij muizen

Dit artikel presenteert een efficiënte methode om myocardiale ischemie en de daaropvolgende chronische reperfusie bij ratten uit te voeren met behulp van een minimaal invasieve aanpak. Bovendien wordt de linker ventriculaire hemodynamische functie van ratten beoordeeld door echocardiografie en geïsoleerde werkhartmethoden.

Semi-minimale invasieve methode om myocardiaal infarct induceren bij ratten en de beoordeling van de cardiale functie door een geïsoleerd werkend hartsysteem

Hier beschrijven we een cardiale druk-volume lusanalyse onder toenemende doses intraveneus geïnfundeerd isoproterenol om de intrinsieke hartfunctie en de β-adrenerge reserve bij muizen te bepalen. We gebruiken een aangepaste open-borstbenadering voor de druk-volume lusmetingen, waarbij we ventilatie met positieve eind-expiratoire druk opnemen.

Cardiale respons op β-adrenerge stimulatie bepaald door druk-volume lusanalyse

Het huidige protocol beschrijft de echocardiografische karakterisering van de morfologie en functie van de rechterventrikel in een rattenmodel van pulmonale arteriële hypertensie.

Uitgebreide echocardiografische beoordeling van de rechterventrikelfunctie in een ratmodel van pulmonale arteriële hypertensie

Een betrouwbare niet-invasieve benadering voor functionele beoordeling van het donorhart tijdens normotherme ex situ hartperfusie (NESP) ontbreekt. We beschrijven hierin een protocol voor ex situ beoordeling van myocardiale prestaties met behulp van de epicardiale echocardiografie en geleidingskathetermethode.

Functionele beoordeling van het donorhart tijdens ex situ perfusie: inzichten uit drukvolumelussen en oppervlakte-echocardiografie

Er wordt een protocol gepresenteerd voor de beoordeling van de diastolische functie met behulp van Doppler-echografie in een preklinisch model van pulmonale hypertensie door een linkerhartziekte.

Pulsed Wave Doppler-beoordeling van diastolische disfunctie in het ZSF-1 ratmodel van pulmonale hypertensie door linkerhartziekte

Leer de druk-volume geleidbaarheidsmethode voor real-time monitoring van hartfunctie bij ratten. Deze techniek evalueert effecten van ferulazuur op de linker hartkamer en vereenvoudigt cardiovasculair onderzoek.

Real-time detectie van ferulazuureffecten op de linker hartkamer van ratten met behulp van een druk-volume geleidbaarheidskatheter (Video) | JoVE Journal

Real-time detectie van ferulazuureffecten op de linker hartkamer van ratten met behulp van een druk-volume geleidbaarheidskatheter

Meer video's verkennen