Методическая статья

Методы ЭКГ оценка показателей сердечного риска и чувствительности к Аконитин вызванной аритмии у крыс после эпилептического статуса

DOI:

10.3791/2726

⸱

5 апреля 2011 г.

 ,  , 
1Department of Pharmacology and Toxicology, University of Utah

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Методы измерения электрической активности сердца, электрокардиограмма (ЭКГ), и анализ факторов риска сердечных и восприимчивость к аритмии следующие эпилептический статус (SE) у крыс описаны.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Летальные сердечные аритмии способствуют росту смертности при ряде патологических состояний. Несколько параметров, получаемых с помощью неинвазивной и легкодоступной электрокардиограммы (ЭКГ), являются установленными и хорошо валидированными прогностическими индикаторами сердечного риска у пациентов, страдающих различными кардиомиопатиями. Повышение частоты сердечных сокращений, снижение вариабельности сердечного ритма (ВСР), а также увеличение продолжительности и вариабельности электрической активности желудочков сердца (интервал QT) свидетельствуют о повышенном сердечном риске 1-4. В моделях на животных ценным является сравнение этих переменных, полученных по ЭКГ, и восприимчивости к экспериментально индуцированным аритмиям. Внутривенное введение аритмогенного агента аконитина широко используется для оценки предрасположенности к аритмиям при различных экспериментальных условиях, включая модели депрессии 5 и гипертензии 6 у животных, после физических нагрузок 7 и воздействия загрязняющих веществ в воздухе 8, а также для определения антиаритмической эффективности фармакологических препаратов 9,10.

Следует отметить, что дисперсия QT у людей представляет собой показатель вариабельности интервала QT по всему набору отведений стандартной ЭКГ в 12 отведениях. Следовательно, показатель дисперсии QT по ЭКГ в 2 отведениях у крыс, описанный в данном протоколе, отличается от показателя, рассчитываемого по записям ЭКГ человека. Это является ограничением при переносе данных, полученных на грызунах, в клиническую медицину человека.

Эпилептический статус (ЭС) представляет собой один приступ или серию непрерывно повторяющихся приступов продолжительностью более 30 мин 11,12 11,12, и приводит к летальному исходу в 20% случаев 13. Многие люди переживают ЭС, но умирают в течение 30 дней 14,15. Механизмы этой отсроченной смертности изучены не полностью. Предполагается, что летальные желудочковые аритмии вносят вклад во многие из этих смертей 14-17. Кроме ЭС, пациенты со спонтанно повторяющимися приступами, т. е. эпилепсией, подвержены риску преждевременной внезапной неожиданной смерти, связанной с эпилепсией (ВНСЭ) 18. Как и в случае с ЭС, точные механизмы, опосредующие ВНСЭ, неизвестны. Было высказано предположение, что значительный вклад в этот процесс вносят патологии желудочков и возникающие в результате аритмии 18-22.

Для изучения механизмов сердечной смерти, связанной с судорогами, и эффективности кардиопротекторной терапии необходимо получать как показатели риска на основе ЭКГ, так и оценивать предрасположенность к сердечным аритмиям на животных моделях судорожных расстройств 23-25. В данной работе мы описываем методы имплантации ЭКГ-электродов лабораторным крысам линии Sprague-Dawley (Rattus norvegicus) после возникновения эпилептического статуса (SE), сбор и анализ записей ЭКГ, а также индукцию аритмий при внутривенном введении аконитина.

Данные процедуры могут быть использованы для прямого определения взаимосвязи между показателями электрической активности сердца, полученными с помощью ЭКГ, и предрасположенностью к желудочковым аритмиям на моделях судорожных расстройств у крыс или при любой патологии, связанной с повышенным риском внезапной сердечной смерти.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Материалы построит

  1. Яремную вену катетер изготовлен из части (100 мм) из ПЭ-50 полиэтиленовых труб, скошенный с одного конца, а затем заполнить с гепарином физиологического раствора (50 ЕД гепарина / мл физиологического раствора).
  2. Электродов ЭКГ строятся из двух 100 мм длины изолированных серебряной проволоки (30AWG). Один конец провода и раздели и припаять к microconnector и изоляция скручены в третий провод, который используется в качестве основания. Пять-мм изоляции удаляется из дистального конца провода и отбрасывается.

2. Имплантация Яремная Катетер вены

  1. Анестезию животного путем введения уретана, ф (1,2 г / кг).
  2. Регулярно проверяйте (10 минутные интервалы) глубины анестезии, оценивая ответ педали вывода и / или глаз рефлексов. При необходимости, дополнять анестезии.
  3. После животное находится в соответствующей плоскости анестезии, бритье правой стороне шеи от ключиц к подбородку.
  4. Сделать продольный разрез (10-15 мм) в кожу над сонной артерии и открытый разрез.
  5. Использование методов тупой диссекции, распространение основных мышц, чтобы найти и изолировать правой яремной вены.
  6. Поместите две части хирургического шелка (# 2) в яремную вену, и положение швов на ростральной и хвостовой части наиболее разрез. Tie ростральной вязью о прекращении потока через вену.
  7. Уберите хвостового лигатуры поднять судно с основной ткани и сделать небольшой надрез. Затем вставьте скошенный конец гепарин заполненные (50 ед / мл физиологического раствора) PE-50 полиэтиленовый катетер (100 мм в длину), и продвижение кончика около 8 мм до уровня правого предсердия.
  8. В целях обеспечения катетер, галстук хвостового лигатуры вокруг обоих судов и катетер. Наконец, закройте рану либо раны клипы или шва.
  9. Во время имплантации катетера, выступающий край либо зафиксированная кровоостанавливающего или подключен для предотвращения обратного потока крови до привязанности к инфузионного насоса.

3. Имплантация электродов CG

  1. Место животного на спине и бритье груди.
  2. Для размещения электродов, сделать два продольных разреза (≈ 10 мм), по одному в верхнем правом углу и одна в левом нижнем квадранте груди, и свободные вышележащих подвергать кожу грудной мышцы.
  3. Шовный одним из подвергается 5-мм кончиках серебристо-проволока электроды в грудной мышцы в каждом из открытых участках, и поместить электрод подкожно.
  4. Закрыть разрез с раной клипов и подключить microconnector в записывающее устройство.
  5. Wrap животное свободно в полотенце, чтобы поддерживать температуру тела во время процедуры.

4. Запись ЭКГ

  1. Записи производятся с использованием Powerlab системы сбора данных и Macintosh компьютера или аналогичный аппаратного / программного обеспечения (с усилителем, 50X, фильтруется, 1-1000 Гц).
  2. После 20-30 мин уравновешивание период, запись ЭКГ в течение 20 мин.

5. Склонение желудочковых аритмий

  1. Вложить яремную вену катетер для удаленного шприц помещают в программируемый насос вливания.
  2. Начать аконитин инфузией со скоростью доставить постоянной дозе 5 мкг / кг / мин в течение 7 минут.
  3. После фибрилляции желудочков или в конце инфузии период, усыпить животное с использованием утвержденной процедурой.

6. Анализ ЭКГ

  1. Интервала QT представляет общая продолжительность желудочковой электрической активности. Рис. 1 показана запись модели ЭКГ и длительности интервала QT. Рассчитать среднее время между началом Q-волны и прекращение Т-волны для всех зарегистрированных сердечных сокращений в течение пяти-минутный интервал, полученные в ходе 20 отчетном периоде мин.
  2. Чтобы исправить интервала QT на различия в частоте сердечных сокращений (QTc), воспользуемся формулой Bazett, в QTc = QT / (ОР) ½, Где RR является средний интервал между ударами сердца. Интервал RR рассчитывается как время между последовательными Q-волн, полученные в ходе анализируемого периода.
  3. Дисперсию интервала QT (цит.) рассчитывается путем вычитания минимального интервала QT с максимальной QT записаны для каждого животного.

7. Анализ вариабельности сердечного ритма

Компьютерные программы (т.е. LabChart 7, ADInstruments, Inc), которые анализируют различия в интервалах RR, достигнутые в период анализа используются для автоматизированного расчета временных и / или спектральных дисперсия частоты сердечных сокращений.

8. Анализ чувствительности к желудочковых аритмий

Рассчитать задержки с началом аконитин вливания в первую преждевременные сокращения желудочков (ПВХ, рис. 2, группа 1), желудочковая тахикардия (VT, рис, 2, группа 2) и фибрилляции желудочков (VF, рис. 2 Секция 3 ).

9. Представитель Результаты

Рис. 3 показан один из показателей ВСР в спектральной области (корень означает квадрат стандартного отклонения RR интервала, RMSSD) в контрольных крыс и у животных, подвергшихся SE за неделю до тестирования. Эта мера вариабельности сердечного ритма, который представляет изменениям в парасимпатической контроль функции сердца 26, Значительно уменьшилось в животных после эпилептического статуса. Рис. 4 показывает, что оба исправлены QT интервал (QTc, Panel) и QT дисперсии (цит., Группа B) значительно увеличился двух недель после SE 27. Взятые вместе, эти данные предсказывают, что SE увеличивает риск возникновения желудочковых аритмий. Этот прогноз подтверждается выводами, что периоды аконитин инфузии, необходимых для побуждения экспериментальных аритмий (ПВХ, В. Т., В. Ф.), наблюдаемые в этих исследованиях были значительно меньше животных после SE (рис. 5) 27.

Рисунок 1. Модель ЭКГ нормального сердцебиения показывает P, QRS и Т-волны. Интервала QT рассчитывается как время между пунктирными линиями.

Рисунок 2. Панель 1) Преждевременные сокращения желудочков (PVC) выделены сокращения желудочков (B), которые происходят между нормальным сердечного ритма (). ПВХ записи характеризуются отсутствием P и T волны. Группа 2 Желудочковая тахикардия (VT) представляет собой серию несколько сокращений желудочков (C), которые происходят без промежуточных нормального сердечного ритма (). Панель 3 Фибрилляция желудочков (VF) является отсутствие заметных ритм и никакой связи между QRS и Р-волн (D).

Рисунок 3. Корень означает квадрат стандартного отклонения (RMSSD; мс) в промежутках между ударами сердца наблюдается у контрольных крыс и у животных проходит эпилептический статус (SE) 1 неделю до теста. ** Р <0,01 по сравнению с контролем.

Рисунок 4. Средний интервал QT исправлены (Panel) и QT дисперсии (группа B), рассчитанные по записи ЭКГ получены из контрольных животных (Конт), а также от крыс переживает эпилептический статус (SE) за две недели до тестирования. * Р <0,05 по сравнению с Прод. (Меткалф, и др.. Am. Дж. Физиология. Сердца и ЦО, 2009, Am Soc Физиология, используется с разрешения 27).

Рисунок 5. Задержками (сек) между началом аконитин инфузии и первые преждевременные сокращения желудочков (ПВХ), желудочковой тахикардии (ЖТ) и фибрилляции желудочков (VF) у контрольных животных (продолжение) и крыс переживает эпилептический статус (SE) за две недели до к тестированию. * Р <0,05, ** р <0,01 по сравнению с Прод. (Меткалф, и др.. Am. Дж. Физиология. Сердца и ЦО, 2009, Am Soc Физиология, используется с разрешения 27).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Два аспекта описаны процедуры имеют решающее значение. Во-первых, скорость аконитин администрации сердце должно быть эквивалентно через животных. Это требует последовательного размещения яремную вену катетер советы по отношению к сердцу, и тщательной настройки скорости инфузии. Скорость доставки аконитин сердца должны быть равными для того, чтобы надлежащим оценивать начало желудочковых аритмий относительно изменены восприимчивости. Если аконитин доставки варьируется, то задержку аритмии может быть связано с различиями ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Нам нечего раскрывать.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Это исследование было поддержано грантом Объединение граждан для исследований в Эпилепсия (CURE) для SLB.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Chugh, S. S. Determinants of prolonged QT interval and their contribution to sudden death risk in coronary artery disease: The Oregon sudden unexpected death study. Circulation. 119, 663-670 (2009).
  2. Darbar, D. Sensitivity and specificity of QTc dispersion for identification of risk of cardiac death in patients with peripheral vascular disease. BMJ. 312, 874-878 (1996).
  3. Bruyne, M. C. de QTc dispersion predicts cardiac mortality in the elderly: The Rotterdam study. Circulation. 97, 467-472 (1998).
  4. Malik, M. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Circulation. 93, 1043-1065 (1996).
  5. Grippo, A. J. Increased susceptibility to ventricular arrhythmias in a rodent model of experimental depression. Am. J. Physiol. 286, H619-H626 (2004).
  6. Li, M., Wang, J., Xie, H. H., Shen, F. M., Su, D. F. The susceptibility of ventricular arrhythmia to aconitine in conscious hypertensive rats. Acta. 28, 211-215 (2007).
  7. Beig, M. I. Voluntary exercise does not affect stress-induced tachycardia, but improves resistance to cardiac arrhythmias in rats. Clin. Exp. Pharm. Physiol. , Forthcoming (2010).
  8. Hazari, M. S., Haykai-Coates, N., Winsett, D. W., Costa, D. L., Farraj, A. K. A single exposure to particulate or gaseous ari pollution increases the risk of aconitine-induced cardiac arrhythmia in hypertensive rats. Toxicol. Sci. 112, 532-542 (2009).
  9. Amran, M. S., Hashimoto, K., Homma, N. Effects of sodium-calcium exchange inhibitors, KB-R7943 and SEA0400, on aconitine-induced arrhythmias in guinea pigs in vivo, in vitro, and in computer simulation studies. J. Pharmacol. Exp. Ther. 310, 83-89 (2004).
  10. Klekot, A. A. Antiarrhythmic activity of a membrane-protecting agent Sal'magin in rats with aconitine-induced arrhythmias. Bull. Exp. Biol. Med. 142, 209-211 (2006).
  11. Lowenstein, D. H., Alldredge, B. K. Status Epilepticus. New England J. Med. 338, 970-976 (1998).
  12. Walker, M. Status epilepticus: an evidence based guide. BMJ. 331, 673-677 (2005).
  13. Shorvon, S. Status epilepticus: its clinical features and treatment in children and adults. , Cambridge University Press. (1994).
  14. Boggs, J. G. Hemodynamic monitoring prior to and at the time of death in status epilepticus. Epilepsy Res. 31, 199-209 (1998).
  15. Walton, N. Y. Systemic effects of generalized convulsive status epilepticus. Epilepsia. 34, Suppl 1. S54-S58 (1993).
  16. Boggs, J. G., Painter, J. A., DeLorenzo, R. J. Analysis of electrocardiographic changes in status epilepticus. Epilepsy Res. 14, 87-94 (1993).
  17. Painter, J. A., Shiel, F. O., DeLorenzo, R. J. Cardiac pathology findings in status epilepticus. Epilepsia. 34, Suppl 6. 30-30 (1993).
  18. Lathers, C. M., Schraeder, P. L. Clinical pharmacology: drugs as a benefit and/or risk in sudden unexpected death in epilepsy. J. Clin. Pharmacol. 42, 123-126 (2002).
  19. Dashieff, R. M. Sudden unexpected death in epilepsy: a series from an epilepsy surgery program and specualtion of the relationship to sudden cardiac death. J. Clin. Neurophysiol. 8, 216-222 (1991).
  20. Tigaran, P. -C. odrea, Dalager-Pedersen, S., Baandrup, S., Dam, U., M,, Vesterby-Charles, A. Sudden unexpected death in epilepsy: is death by seizures a cardiac event. Am. J. Forensic Med. Pathol. 26, 99-105 (2005).
  21. Leung, H., Kwan, P., Elger, C. E. Finding the missing link between ictal bradyarrhythmia, ictal asystole, and sudden unexpected death in epilepsy. Epilepsy and Behavior. 9, 19-30 (2006).
  22. Nei, M. EEG and ECG in sudden unexplained death in epilepsy. Epilepsia. 45, 338-345 (2004).
  23. Dudek, F. E., Clark, S., Williams, P. A., Grabenstatter, H. L. Models of Seizures and Epilepsy. Pitkanen, A., Schwartzkroin, P. A., Moshe, S. L. , Elsevier. 415-432 (2006).
  24. Turski, W. A. Limbic seizures produced by pilocarpine in rats: behavioral electroencephalographic, and neuropathological study. Behav. Brain Res. 9, 315-335 (1989).
  25. Kulkarni, S. K., George, B. Lithium-pilocarpine neurotoxicity: a potential model of status epilepticus. Methods Find. Exp. Clin. Pharamacol. 17, 551-567 (1995).
  26. Stein, P. K., Bosner, M. S., Kleiger, R. E., Conger, B. M. Hart rate variability: a measure of cardiac autonomic tone. Am. Heart J. 127, 1376-1381 (1994).
  27. Metcalf, C. S., Poelzing, S., Little, J. G., Bealer, S. L. Status epilepticus induces cardiac myofilament damage and increased susceptibility to arrhythmias in rat. Am. J. Physiol. 297, H2120-H2127 (2009).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

QTSprague Dawley

Похожие статьи