Name: Monitorowanie elektrokardiogramu w czasie rzeczywistym podczas treningu na bieżni u myszy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-05-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 45 s
Description: Poznaj metodę monitorowania EKG w czasie rzeczywistym podczas treningu na bieżni u myszy. Technika umożliwia badanie wpływu ćwiczeń na elektrofizjologię serca i arytmie.

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

Ta praca była wspierana przez Niemiecką Fundację Badawczą (DFG; Clinician Scientist Program in Vascular Medicine (PRIME), MA 2186/14-1 do P. Tomsits), Niemieckie Centrum Badań Sercowo-Naczyniowych (DZHK; 81X2600255 do S. Clauss), Corona Foundation (S199/10079/2019 do S. Clauss) oraz ERA-NET ds. Chorób Sercowo-Naczyniowych (ERA-CVD; 01KL1910 do S. Clauss). Fundatorzy nie odgrywali żadnej roli w przygotowaniu manuskryptu.

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Aktualne wytyczne zalecają regularną aktywność fizyczną, ponieważ wykazano, że jest ona ważnym modyfikatorem czynników ryzyka sercowo-naczyniowego30. Istnieje również coraz więcej dowodów na to, że umiarkowana aktywność fizyczna może chronić przed migotaniem przedsionków (AF) zarówno w prewencji pierwotnej, jak i wtórnej 31,32,33. Wręcz przeciwnie, sportowcy wytrzymałościowi, tacy jak maratończycy, mają w...

Regularna aktywność fizyczna jest ważna dla zdrowego życia. Niektóre schorzenia sercowo-naczyniowe prowadzą jednak do sytuacji, w których ta zdroworozsądkowa zgodność jest co najmniej wątpliwa. U pacjentów z zapaleniem mięśnia sercowego aktualne dane wskazują nawet na niekorzystne skutki ćwiczeń, dlatego zaleca się wstrzymanie wszystkich ćwiczeń na pewien czas u tych pacjentów1,2,3. W innych chorobach sercowo-naczyniowych (CVD), takich jak dziedziczne zespoły arytmii, istnieje stosunkowo mniej dowodów na odpowiedni poziom ćwiczeń4,5,6,7, co sprawia, że poradnictwo kliniczne w tych przypadkach, głównie dla młodych i aktywnych fizycznie pacjentów, jest bardzo trudne.
Niekorzystne przebudowy prowadzące do zmniejszenia kurczliwości i niewydolności serca oraz proarytmogenne przemodelowanie prowadzące do arytmii i nagłej śmierci sercowej zostały zasugerowane jako cechy charakterystyczne szkodliwego wpływu ćwiczeń na serce8. Duża liczba badań wskazuje na korzystny wpływ umiarkowanych ćwiczeń na szerokie spektrum różnych chorób9,10. Intensywny trening może mieć jednak szkodliwy wpływ na serce, prowadząc do arytmii, zwłaszcza u zdrowych sportowców11. Chociaż procesy przebudowy strukturalnej prowadzące do wrażliwej proarytmicznej produkcji substratu mogą leżeć u podstaw tej paradoksalnej sytuacji, jak wykazano w maratończykach12, specyficzne mechanizmy niekorzystnej przebudowy związanej z wysiłkiem fizycznym zarówno u osób zdrowych, jak i u pacjentów z chorobami sercowo-naczyniowymi pozostają w dużej mierze nieznane.
U zwierząt, szczególnie u myszy, opracowano kilka odpowiednich modeli do naśladowania szerokiego zakresu chorób sercowo-naczyniowych13,14. Ponadto w myszach ustalono różne modele ćwiczeń i protokoły treningowe15,16,17, w tym trening na bieżni z napędem, dobrowolne bieganie na kółkach (VWR) i pływanie17,18. Ocena elektrofizjologii serca za pomocą monitorowania EKG klasycznie zależy od bezpośredniego połączenia przewodzącego między zwierzęciem a jakimś urządzeniem wykrywającym. W związku z tym albo zwierzęta muszą być znieczulone, np. w celu uzyskania zapisów EKG za pomocą ostrych elektrod19, albo zwierzęta muszą być unieruchomione za pomocą ogranicznika 20, albo jakość danych jest obniżona z powodu artefaktów ruchu, np. podczas korzystania z paw-electrodes21 lub platform przewodzących22 pozwalając tylko na podstawową analizę. W związku z tym żadne z wyżej wymienionych podejść nie jest zgodne z protokołami treningowymi, a w konsekwencji uniemożliwia badania nad mechanizmami związanymi z ćwiczeniami prowadzącymi do niekorzystnej przebudowy u myszy. Wszczepialne urządzenia telemetryczne mogą pokonać te przeszkody i są obecnie najpotężniejszym narzędziem i złotym standardem do oceny elektrofizjologii myszy in vivo u zwierząt przytomnych i poruszających się23,24. Obecne rozwiązania sprzętowe telemetrii zostały opracowane do monitorowania myszy w ich klatkach25,26 i zwykle wymagają umieszczenia odbiornika pod klatką w celu akwizycji danych, co sprawia, że monitorowanie w czasie rzeczywistym poza tymi okolicznościami jest trudne. W tym miejscu przedstawiamy podejście do badania wpływu ćwiczeń na elektrofizjologię serca i arytmogenezę poprzez rejestrację EKG w czasie rzeczywistym podczas treningu na bieżni u myszy przy użyciu wszczepionych urządzeń telemetrycznych. Wszystkie uzyskane parametry zostały przeanalizowane zgodnie z wcześniejszym opisem Tomsits et al.23.

<table><tbody><tr><td>Igła o rozmiarze 14</td><td>Sterican</td><td>584125</td><td></td></tr><tr><td>Dowolna mysz</td><td>np. Jackson Laboratories</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bepanthen</td><td>Bayer</td><td>1578675</td><td></td></tr><tr><td>Karprofen 0,005 mg/&mikro; 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>Zarządza komunikacją między implantami telemetrycznymi PhysioTel i PhysioTel HD a komputerem akwizycyjnym.</td></tr><tr><td>Enrofloksacyna 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>Drobne kleszcze</td><td>Fine Science Tools</td><td>11295-51</td><td></td></tr><tr><td>Pięciopasmowa bieżnia dla myszy</td><td>Panlab - Harvard Apparatus</td><td>76-0896</td><td>Zawiera bieżnię, jednostkę sterującą z ekranem dotykowym, gąbkę i</td></tr><tr><td>Nożyczki do tęczówki</td><td>Narzędzia do nauki o wysokiej jakości</td><td>14084-08</td><td></td></tr><tr><td>Izofluran 1 mL/ml</td><td>Cp-Pharma</td><td>31303</td><td></td></tr><tr><td>System parowników izofluranu</td><td>Hugo Sachs Elektronik</td><td>34-0458, 34-1030, 73-4911, 34-0415, 73-4910</td><td>Zawiera komorę indukcyjną, jednostkę do odprowadzania gazu i filtry węglowe</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>Zmodyfikowany obwód Baina</td><td>Hugo Sachs Elektronik</td><td>73-4860</td><td>Zawiera maskę anestezjologiczną dla myszy</td></tr><tr><td>Złącza modułowe</td><td>Data Science International</td><td></td><td>połączeniowe między odbiornikiem, interfejsem sygnału i 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>Wzmacniacz do zapis EKG powierzchniowego</td></tr><tr><td>Octenisept</td><td>Sch&uuml; lke</td><td>121418</td><td></td></tr><tr><td>Oxygen 5 L</td><td>Linde</td><td>2020175</td><td>Zawiera regulator ciśnienia</td></tr><tr><td>Nadajnik PhysioTel ETA-F10</td><td>Data Science International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Odbiornik PhysioTel RPC-1</td><td>Data Science Międzynarodowy</td><td></td><td>odbiornik sygnału</td></tr><tr><td>Ponemah 6.42</td><td>Data Science International</td><td></td><td>Oprogramowanie do analizy EKG</td></tr><tr><td>Powerlab</td><td>ADInstruments</td><td>3516-1277</td><td>Urządzenie sprzętowe do akwizycji EKG Suface. Zawiera przewody elektrody EKG</td></tr><tr><td>Prism 8.0.1</td><td>Graph Pad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Radio Device (Sony AF/AM)</td><td>Sony</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Signal Interface</td><td>Data Science International</td><td></td><td>Odbiera i synchronizuje sygnały cyfrowe z danymi telemetrycznymi w Ponemah v6.x.</td></tr><tr><td>Nożyczki sprężynowe</td><td>Fine Science Tools</td><td>91500-09</td><td></td></tr><tr><td>Platforma chirurgiczna</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>Komercyjny roztwór czyszczący</td></tr><tr><td>Pęseta</td><td>Kent Scientific</td><td>INS600098-2</td><td></td></tr></tbody></table>

monitorowanie elektrokardiogramu w czasie rzeczywistym podczas treningu na bieżni u myszy

Real-Time Electrocardiogram Monitoring During Treadmill Training in Mice

Regularne ćwiczenia fizyczne są głównym czynnikiem wpływającym na zdrowie układu sercowo-naczyniowego, wpływając na różne procesy metaboliczne i elektrofizjologiczne. Jednak w niektórych chorobach serca, takich jak dziedziczne zespoły arytmii, np. kardiomiopatia arytmogenna (ACM) lub zapalenie mięśnia sercowego, ćwiczenia fizyczne mogą mieć negatywny wpływ na serce, prowadząc do proarytmogennej produkcji substratu. Obecnie mechanizmy molekularne leżące u podstaw remodelingu proarytmogennego związanego z ćwiczeniami są w dużej mierze nieznane, dlatego nie jest jasne, jaka częstotliwość, czas trwania i intensywność ćwiczeń można uznać za bezpieczne w kontekście choroby (chorób).
Proponowana metoda pozwala badać proarytmiczne/antyarytmiczne efekty ćwiczeń fizycznych poprzez połączenie treningu na bieżni z monitorowaniem EKG w czasie rzeczywistym. Wszczepialne urządzenia telemetryczne służą do ciągłego rejestrowania EKG swobodnie poruszających się myszy przez okres do 3 miesięcy, zarówno w spoczynku, jak i podczas treningu na bieżni. Oprogramowanie do akwizycji danych wraz z modułami analitycznymi służy do analizy podstawowych parametrów EKG, takich jak tętno, czas trwania fali P, interwał PR, odstęp QRS czy czas trwania QT w spoczynku, w trakcie i po treningu. Ponadto oceniane są parametry zmienności rytmu serca (HRV) oraz występowanie zaburzeń rytmu serca. Krótko mówiąc, manuskrypt ten opisuje krok po kroku podejście do eksperymentalnego zbadania wpływu ćwiczeń na elektrofizjologię serca, w tym potencjalną przebudowę proarytmogenną w modelach mysich.

W zależności od indywidualnych celów badawczych, późniejsza analiza uzyskanych danych telemetrycznych będzie się znacznie różnić. W niniejszym opracowaniu demonstrujemy wykonalność tej metody poprzez uzyskanie danych dobrej jakości zarejestrowanych podczas okresów treningowych oraz przedstawiamy przykładowe wyniki analiz EKG i zmienności rytmu serca przed, w trakcie i po treningu. Dane przedstawiono jako średnią ± błąd standardowy średniej (SEM), a wszystkie analizy statystyczne przeprowadzono przy użyciu odpowiedniego o...

Elektrokardiogram (EKG) jest kluczową zmienną do zrozumienia elektrofizjologii serca. Ćwiczenia fizyczne mają korzystne działanie, ale mogą być również szkodliwe w kontekście chorób układu krążenia. Manuskrypt ten przedstawia metodę rejestrowania EKG w czasie rzeczywistym podczas ćwiczeń, która może służyć do zbadania jego wpływu na elektrofizjologię serca u myszy.

Monitorowanie elektrokardiogramu w czasie rzeczywistym podczas treningu na bieżni u myszy

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

Ocena właściwości elektrofizjologicznych statku w czasie rzeczywistym podczas treningu była do tej pory wyzwaniem. Protokół ten zapewnia podejście do przezwyciężenia tego problemu, umożliwiając monitorowanie EKG w czasie rzeczywistym przed, w trakcie i po treningu na bieżni. Połączenie treningu na bieżni i monitorowania EKG w czasie rzeczywistym pozwala uzyskać nowy wgląd w związek między ćwiczeniami a arytmią, zwłaszcza w dziedzicznych zespołach arytmii przy użyciu transgenicznych modeli mysich.Metoda sama w sobie jest prosta, ale wymaga szczególnej uwagi podczas implantacji nadajnika i pozycjonowania przewodów elektrycznych, aby zapewnić dobry stosunek sygnału do szumu. Aparna Chivukula i Kavi Raj Chataut, dwoje doktorantów w moim laboratorium, zademonstrują tę procedurę. Aktywuj nadajnik, umieszczając dostarczony magnes w bliskiej odległości.Po aktywacji przetestuj sygnał z nadajnika za pomocą urządzenia radiowego na częstotliwości AM 530 Hz, ostry i wyraźny sygnał dźwiękowy wskazuje, że nadajnik jest aktywowany, podczas gdy nieaktywowany nadajnik nie daje żadnego sygnału. Włącz bieżnię. Ustaw nachylenie bieżni, prędkość i intensywność wstrząsów zgodnie z protokołem treningowym.Naciśnij Ustawienia w jednostce sterującej i wybierz Test siatki. Spowoduje to otwarcie ekranu wyboru rozmiaru siatki. Wybierz Myszy.Naciśnij Start, aby rozpocząć test wstrząsów. Aby rozpocząć test, potwierdź ostrzeżenie, dotykając ekranu. Umieść przewodzącą część akcesorium z gąbki dostarczonego z bieżnią na siatce bieżni.Umieść go, aż słowo przechodzić"pojawi się na ekranie. Przetestuj wszystkie siatki w ten sposób. Test zakończy się automatycznie po pomyślnym przejściu przez wszystkie pasy ruchu, ale użytkownik może go zatrzymać w dowolnym momencie, naciskając przycisk Stop.Aby kontynuować test czyszczenia, naciśnij Start i poczekaj na uruchomienie testu. Przenieść zwierzę do kabiny biegowej. Umieść odbiornik sygnału na przezroczystej skrzynce i podłącz odbiornik sygnału za pomocą połączeniowego do systemu akwizycji danych, który składa się z matrycy wymiany danych i interfejsu sygnałowego, który z kolei łączy się z komputerem z uruchomionym oprogramowaniem akwizycyjnym w celu wyświetlenia sygnału EKG podczas eksperymentu.Naciśnij Start, aby przejść do trybu biegu. Po zakończeniu wyjmij odbiornik sygnału z przezroczystego pudełka i umieść go z powrotem pod klatką, jak pokazano. Wyłącz bieżnię, aby uniknąć niechcianych wstrząsów.Uzyskano dane elektrokardiogramu z wyraźnymi załamkami P, Q, R, S i T u zwierząt podczas treningu. Tętno wzrasta do około 800 uderzeń na minutę, gdy zwierzę ćwiczy, i stopniowo wraca do wartości wyjściowej po treningu. Interwał PR, czas trwania QRS i odstępy QTc skracają się pod wpływem stresu, a po zakończeniu stresu wracają do stanu wyjściowego.Wykrycie epizodów tachykardii i bradykardii pokazuje rytm zatokowy na początku badania i częstoskurcz zatokowy podczas treningu. Tętno wzrasta podczas treningu i stopniowo wraca do wartości wyjściowej po treningu. Trend ten można również zobrazować za pomocą mediany interwału RR.Porównywalne odchylenie standardowe interwałów RR uzyskano na początku badania i podczas trenowania za pomocą automatycznej adnotacji RR, co świadczy o jakości danych. Jednym z najbardziej krytycznych kroków jest umieszczenie odbiornika sygnału na przezroczystej skrzynce, aby zapewnić dobry stosunek sygnału do szumu.

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Programowa stymulacja elektryczna umożliwia określenie właściwości przewodzenia w sercu oraz indukcję i terminację arytmii serca przy użyciu różnych protokołów stymulacji. Przy użyciu cewnika przezżylnego można uzyskać zapisy elektrogramów wewnątrzsercowych u myszy po zastosowaniu protokołów programowej stymulacji elektrycznej w celu zidentyfikowania podłoży arytmogennych.

Programowana stymulacja elektryczna u myszy

Echokardiografia przezklatkowa stanowi nieinwazyjną metodę oceny funkcji serca u myszy. Połączenie obrazowania ultradźwiękowego i dopplerowskiego pozwala na wykonanie pomiarów wymiarów serca oraz przepływu krwi wewnątrzsercowego, co łącznie umożliwia ocenę funkcji skurczowej i rozkurczowej serca.

Echokardiografia przezklatkowa u myszy

Telemetry EKG stała się niezbędnym narzędziem w ocenie modeli zwierzęcych pod kątem arytmii serca i nagłej śmierci sercowej. W niniejszym materiale przedstawiamy instrukcję krok po kroku dotyczącą rejestracji telemetrycznego EKG w celu długoterminowego ambulatoryjnego monitorowania EKG u myszy.

Ambulatoryjne zapisy EKG u myszy

Przedstawiono technikę chirurgiczną implantacji dostępnych komercyjnie nadajników telemetrycznych służących do ciągłego pomiaru biopotencjału (jednokanałowe EKG), częstotliwości akcji serca, wewnętrznej temperatury ciała oraz aktywności ruchowej u swobodnie poruszających się myszy. Zaprezentowano również zalecenia i protokoły dotyczące opieki pooperacyjnej i uśmierzania bólu w celu poprawy procesu rekonwalescencji, dobrostanu oraz przeżywalności zwierząt.

Implantacja nadajników radiotelemetrycznych umożliwiających pozyskiwanie danych dotyczących EKG, częstości akcji serca, wewnętrznej temperatury ciała i aktywności u swobodnie poruszających się myszy laboratoryjnych

Opisujemy protokół przeprowadzania testu wysiłkowego serca wywołanego przez dobutaminę i monitorowanego przez cewnikowanie serca u normalnych myszy. Pokazujemy również jego zastosowanie do demaskowania subklinicznej choroby serca u otyłych myszy wywołanych dietą wysokotłuszczową.

Test wysiłkowy serca indukowany przez dobutaminę i monitorowany przez cewnikowanie serca u myszy

Podczas operacji niedokrwienia mięśnia sercowego/reperfuzji u myszy, prawidłowe umieszczenie ligatury okluzyjnej jest zazwyczaj potwierdzane przez widoczną obserwację bladości mięśnia sercowego. W tym artykule metoda elektrokardiograficznego potwierdzania niedokrwienia i reperfuzji, w celu uzupełnienia obserwowanej bladości mięśnia sercowego, została zademonstrowana u samców myszy C57Bl / 6.

Potwierdzenie niedokrwienia mięśnia sercowego i uszkodzenia reperfuzyjnego u myszy za pomocą elektrokardiografii powierzchniowej

Tutaj prezentujemy protokół do rejestrowania sygnałów biologicznych mózgu i serca u myszy za pomocą jednoczesnego wideo, elektroencefalografii (EEG) i elektrokardiografii (EKG). Opisano również metody analizy wynikowych zapisów EEG-EKG pod kątem napadów, mocy spektralnej EEG, funkcji serca i zmienności rytmu serca.

Jednoczesne monitorowanie wideo-EEG-EKG w celu identyfikacji dysfunkcji neurosercowej w mysich modelach padaczki

Prezentujemy protokół EKG, który jest technicznie łatwy, tani, szybki i przystępny cenowo dla małych myszy, i może być wykonywany z większą czułością. Sugerujemy tę metodę jako podejście przesiewowe do badania czynników farmakologicznych, modyfikacji genetycznych i modeli chorób u myszy.

Zapisy elektrokardiogramu u znieczulonych myszy przy użyciu odprowadzenia II

Tutaj prezentujemy krok po kroku protokół dla półautomatycznego podejścia do analizy mysich danych z długoterminowej elektrokardiografii (EKG) dla podstawowych parametrów EKG i częstych zaburzeń rytmu serca. Dane są uzyskiwane przez wszczepialne nadajniki telemetryczne u żywych i przytomnych myszy i analizowane za pomocą Ponemah i jego modułów analitycznych.

Analiza długoterminowych zapisów elektrokardiograficznych w celu wykrycia arytmii u myszy

Przedstawiamy nowatorskie podejście do ilościowego określania lokalizacji nanocząsteczek w naczyniach krwionośnych ludzkich guzów ksenoprzeszczepionych z wykorzystaniem dynamicznego obrazowania intravitalnego w czasie rzeczywistym w modelu zarodka ptaka.

Ocena wychwytu nanocząsteczek w guzach w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem obrazowania intravitalnego

Poznaj metodę monitorowania EKG w czasie rzeczywistym podczas treningu na bieżni u myszy. Technika umożliwia badanie wpływu ćwiczeń na elektrofizjologię serca i arytmie.

Monitorowanie elektrokardiogramu w czasie rzeczywistym podczas treningu na bieżni u myszy

Przeglądaj więcej filmów