Gravação simultânea de eletrocardiografia e sangue invasiva pressão medida em ratos
31 de janeiro de 2019
Aqui, descrevemos uma configuração para gravação simultânea do eletrocardiograma e pressão intra-arterial (BP) em ratos experimentais, que podem ser feitos com equipamento padrão em instalações de animais e podem ser aplicados a fisiológicos ou farmacológicos estudos para investigar os mecanismos de patogenicidade ou terapêuticos em medicina cardiovascular.
Estudos focados em modelos de doenças cardiovasculares, metas terapêuticas cardiovasculares ou agentes farmacêuticos exigem a avaliação da pressão arterial sistêmica e mudanças no ritmo cardíaco. A cannulação da artéria femoral é um método econômico para o registro de formas de onda de pressão intraarterial que podem ser realizadas com equipamentos padrão em uma instalação animal. Demonstrando o procedimento será Hsin-Ting Lin, um técnico do meu laboratório.
Antes de começar o experimento, coloque o rato anestesiado em uma posição supina em uma placa cirúrgica e confirme a falta de resposta ao aperto do dedo do pé. Fixar as pernas com elásticos para imobilizar o corpo, e configurar os instrumentos de pressão arterial e eletrocardiograma para gravação, incluindo uma unidade de entrada analógica para adquirir os sinais, um transdutor de pressão com um hub compatível, três condutores de eletrocardiograma com ponta de agulha bipolar e um computador com software adequado. Antes do início do registro da pressão arterial, remova o manguito de pressão de um esfigmomanômetro padrão e conecte a torneira de três vias no tubo de inflação ao transdutor de pressão do sistema de aquisição de dados.
Aparafusar a válvula de liberação de ar no sentido horário, mantendo um olho no medidor enquanto bombeia a lâmpada de inflação. Quando o medidor mostrar 100 milímetros de mercúrio, abra a torneira de três vias para se conectar ao transdutor de pressão. O fator de conversão para o cálculo da pressão arterial será determinado automaticamente.
Para liberar a pressão, aparafuse a válvula de liberação de ar no sentido anti-horário até que a pressão do esfigmomanômetro volte a zero. Repita a calibração com 200 milímetros de pressão de mercúrio e desvincule o transdutor de pressão do esfigmomanômetro de mercúrio. Conecte o transdutor de pressão à torneira de três vias do cateter PE e verifique as junções de conexão da torneira de três vias.
Para identificação de marcos de superfície, localize o vinco inguinal na junção entre o abdômen e a coxa e levante toda a camada de pele no centro da linha. Use uma tesoura para cortar a pele levantada em uma orientação aproximadamente paralela à coxa ipsilateral. O nervo femoral e os vasos estão localizados sob o tecido subcutâneo exposto.
Usando fórceps finos, disseque a camada tecidual por camada, interrompendo a dissecção ao nível dos vasos femorais. Limpe cuidadosamente o tecido mole ao longo do nervo femoral e vasos para obter uma boa visão do nervo semelhante a fibras. A veia é roxa escura e a artéria é pulsante.
Quando a dissecção tecidual chegar aos vasos femorais, troque e troque as fórceps para evitar vasos danificados. Em seguida, use fórceps com pontas angulares para estender o comprimento exposto da artéria femoral e da veia. Para anular a artéria femoral, use os fórceps para separar a veia femoral da artéria e aplicar um grampo buldogue na artéria femoral o mais cranialmente possível.
Faça uma gravata solta das duas cordas de seda, uma logo abaixo do grampo bulldog e outra no terminal caudal da artéria femoral exposta. Use microscisores para fazer um pequeno orifício sobre o lado ventral da artéria femoral e inserir a ponta de um cateter de polietileno ou PE através do pequeno orifício. Avance o cateter cranialmente.
Uma descarga de sangue no cateter depois de remover o grampo indica que a ponta do cateter atingiu o lúmen da artéria femoral. Aperte a seda superior para fixar a posição do cateter e aperte a seda inferior para evitar sangramento do lado caudal da artéria femoral. Para confirmar o sucesso da caninaculação, use uma seringa de um mililitro para injetar 0,1 a 0,2 mililitros de soro fisiológico heparinizado na artéria femoral.
Em seguida, verifique se escorre ao redor do local de canulação e cubra o local com uma bola de algodão molhado. Para realizar uma gravação de pressão arterial, conecte o cateter pe e a torneira de três vias à torneira transdutor de pressão e certifique-se de que não há bolhas de ar no sistema de cannulação. Em seguida, verifique as junções de conexão da torneira de três vias.
Quando o equipamento estiver pronto, inicie o sistema de aquisição de dados com uma frequência amostral de 1000 hertz. Ondas de pressão arterial serão exibidas. Permita que toda a configuração se estabilize por pelo menos três a cinco minutos, verificando o local de cannulação periodicamente para confirmar que não há sangramento.
Para realizar um eletrocardiograma superficial, primeiro verifique as três pistas do ECG bipolar para ter certeza de que os eletrodos positivos, negativos e de platina de referência estão intactos, e insira os fios subcutâneamente na pata dianteira esquerda, na pata dianteira direita e na perna traseira direita. Em seguida, conecte os hubs de eletrodos a um amplificador ECG personalizado com uma frequência amostral de 1000 hertz e uma frequência de filtro de três a 500 hertz. Registros simultâneos de pressão arterial e ECG em seis ratos normotensos e hipertensos de 47 semanas de idade revelaram uma pressão arterial significativamente maior e média em animais espontaneamente hipertensos em comparação com ratos normais.
As ondas P, os intervalos de RP, a largura do QRS e os parâmetros de intervalo QT medidos a partir das gravações de ECG não demonstraram diferenças entre os dois grupos. Você pode executar a calibração do sistema de pressão e configurar o transdutor de pressão e o sistema de aquisição de dados antes de anestesiar os animais. Os dados de onda de pressão arterial bruta adquirida e os dados de eletrocardiograma podem ser analisados no software.
Radiotelemetry é considerada uma técnica padrão-ouro para monitorar a BP e a frequência cardíaca, mas a técnica é cara. A canulação intraarterial com ECG simultâneo é uma alternativa econômica. Anestesia por inalação de isoflurane é fácil de realizar, mas pode ser perigosa se ocorrer um vazamento substancial.
Portanto, verifique sempre o equipamento e a tubulação antes de usar.
Veja a transcrição completa e aceda a milhares de vídeos científicos
Visão Geral
Este artigo descreve uma montagem para a gravação simultânea de eletrocardiografia e pressão arterial intra-arterial em ratos experimentais. O método utiliza equipamentos padrão disponíveis em instalações para animais e é aplicável a estudos fisiológicos e farmacológicos na área da medicina cardiovascular.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Medicina cardiovascular
- Eletricidade fisiológica
- Modelos animais
Antecedentes
- A avaliação da pressão arterial sistêmica e do ritmo cardíaco é fundamental na pesquisa de doenças cardiovasculares.
- A canulação da artéria femoral é um método econômico para registrar a pressão intra-arterial.
- Equipamentos padrão em instalações para animais podem ser utilizados para este procedimento.
- O arranjo é demonstrado por um técnico de laboratório.
Objetivo do Estudo
- Investigar mecanismos patogênicos na medicina cardiovascular.
- Explorar alvos terapêuticos e agentes farmacêuticos.
- Fornecer um método confiável para o registro de parâmetros cardiovasculares em ratos.
Métodos Utilizados
- Coloque a rata anestesiada em posição supina sobre uma mesa cirúrgica.
- Confirme a ausência de resposta ao aperto no dedo do pé para garantir anestesia adequada.
- Fixe as patas com tiras de borracha para imobilização.
- Configure os instrumentos de pressão arterial e eletrocardiograma para registro.
Resultados Principais
- O método permite o registro eficaz de formas de onda da pressão intra-arterial.
- Pode-se realizar eletrocardiografia simultaneamente com as medições de pressão arterial.
- Esta configuração é adequada para diversos estudos fisiológicos e farmacológicos.
- O equipamento padrão facilita o procedimento, tornando-o acessível para a pesquisa.
Conclusões
- O sistema descrito é uma ferramenta valiosa para a pesquisa cardiovascular.
- Permite a investigação de alterações no ritmo cardíaco e na pressão sanguínea em modelos experimentais.
- O uso de equipamentos padrão aumenta a viabilidade do método em ambientes de pesquisa.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Este protocolo permite a medição simultânea da pressão arterial sistêmica e do ritmo cardíaco em modelos de ratos, fornecendo dados essenciais de fenotipagem cardiovascular para validação de alvos e redução de riscos mecanicistas na descoberta pré-clínica de fármacos. O método oferece uma alternativa econômica à radiotelemetria, permitindo a avaliação em larga escala de agentes farmacológicos sobre parâmetros hemodinâmicos e eletrofisiológicos. A aquisição simultânea das formas de onda da pressão sanguínea e do ECG aumenta a confiança preditiva ao correlacionar as respostas funcionais em modelos de doenças.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas mediante a medição de alterações na pressão arterial sistêmica e no ritmo cardíaco em modelos de doenças.
- Valor Operacional: Apoia a desmistificação biológica por meio da avaliação direta e simultânea de parâmetros hemodinâmicos e eletrofisiológicos.
- Valor Preditivo: Facilita a triagem de portfólios ao fornecer respostas cardiovasculares quantitativas para confirmação de alvos.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Valor Científico: Prepara sistemas biológicos validados para triagem de compostos em etapas subsequentes, estabelecendo a função cardiovascular de referência.
- Valor Operacional: Garante padronização e reprodutibilidade do ensaio por meio da calibração do transdutor de pressão e posicionamento adequado das derivações do ECG.
- Escalabilidade: Permite avaliação confiável de compostos utilizando equipamentos comuns disponíveis em instalações animais.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Continuidade Translacional: Apoia a modelagem de sistemas relevantes para doenças ao capturar fenótipos hemodinâmicos e eletrofisiológicos em ratos normotensos e hipertensos.
- Redução de Riscos Mecanística: Permite o monitoramento contínuo das ondas de pressão arterial e parâmetros de ECG para avaliar os efeitos de compostos na função cardiovascular.
- Avanço com Base em Risco: Permite decisões orientadas por dados ao correlacionar alterações na pressão sanguínea com métricas de ritmo cardíaco em estudos farmacológicos.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O método se insere no continuum de descoberta, desde a verificação de hipóteses na fase inicial até a otimização de compostos líderes, fornecendo fenotipagem cardiovascular quantitativa que orienta decisões de avançar ou interromper o desenvolvimento.
- Biologia da Descoberta: Apoia a verificação de hipóteses mediante a medição da pressão arterial sistêmica e do ritmo cardíaco como parâmetros funcionais em modelos de doenças.
- Triagem: Garante prontidão para ensaios por meio de formas de onda de pressão e sinais de ECG estabilizados após cânula e posicionamento de eletrodos.
- Análises: Gera medições quantitativas, incluindo pressão sanguínea sistólica, diastólica, média e intervalos do ECG (onda P, PR, QRS, QT) para análise comparativa.
- Pesquisa Translacional: Conecta-se à validação pré-clínica ao permitir o monitoramento contínuo em modelos de doenças, como hipertensão.
- Reutilização Corporativa: Estabelece uma capacidade reutilizável de fenotipagem cardiovascular em diversos projetos, utilizando procedimentos cirúrgicos e de registro padronizados.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva ao reduzir a ambiguidade mecanicista por meio da avaliação simultânea da hemodinâmica e da eletrofisiologia.
- Valor Operacional: Oferece padronização e reprodutibilidade por meio de equipamentos calibrados e técnica consistente de cânulação.
- Valor Estratégico: Melhora a eficiência do capital ao fornecer uma alternativa econômica à radiotelemetria no monitoramento cardiovascular.
- Impacto no Portfólio: Permite a priorização ajustada ao risco ao identificar compostos com perfis hemodinâmicos e eletrofisiológicos favoráveis.
Considerações sobre a Implementação
- Exige experiência em dissecação vascular e cânulação de artérias pequenas, como a artéria femoral em ratos.
- Depende de instrumentação, incluindo transdutores de pressão, amplificadores de ECG, sistemas de aquisição de dados e software compatível.
- Necessita padronização entre equipes quanto ao preparo cirúrgico, técnica de cânulação e parâmetros de aquisição de sinal.
- Envolve considerações de adaptação para diferentes linhagens, idades e modelos de doenças em ratos, que afetam a acessibilidade vascular.
- Inclui limitações práticas, como a complexidade cirúrgica da cânulação da artéria femoral e a necessidade de anticoagulação para manter a perviedade do cateter.
