Методическая статья

Оптическая система для оценки механики предсердий и желудочков сердца мыши при перфузии по методу Лангендорфа

DOI:

10.3791/72264

⸱

14 августа 2026 г.

 , 
1Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Monterrey

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

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

В данном протоколе описывается процедура извлечения и каннюляции сердца мыши, а также подготовка и настройка системы ретроградной перфузии по Лангендорфу. Экспериментальная установка сопряжена с оптической системой высокого разрешения, предназначенной для оценки механических реакций предсердий и желудочков при сохранении их естественной динамики.

Аннотация

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

Сердце мыши служит широко используемой моделью в сердечно-сосудистых исследованиях благодаря достижениям в области инженерных технологий. Однако оценка сократимости предсердий и желудочков остается сложной задачей из-за малого размера сердца мыши. В данной работе представлена новая методика оценки сократимости и частоты сердечных сокращений в интактном изолированном сердце. Использование сердца мыши с перфузией по Лангендорфу в сочетании с оптической системой высокого разрешения позволяет оценивать сократимость предсердий и желудочков. Экспериментальная установка решает проблемы, связанные с малым размером сердца и высокой скоростью сокращений, обеспечивая при этом получение сигналов высокого разрешения. Синхронизация между частотой стимуляции и частотой сердечных сокращений в диапазоне от 420 до 660 ударов в минуту (bpm) соответствовала результатам, полученным ауксотоническим методом. Кроме того, измерения укорочения желудочков и динамических сигналов предсердий позволяют определить предсердно-желудочковую сократимость. Данный метод подходит для оценки сократимости и частоты сердечных сокращений в интактном изолированном сердце без фармакологического или системного воздействия. Эти результаты демонстрируют, что оптическая система позволяет измерять ответы по укорочению желудочков и предсердий.

Введение

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

Физиология сердца предоставляет множество возможностей для открытий; такие ключевые процессы, как водитель активность сердца и электромеханическое сопряжение, являются центральными постулатами, которые постоянно изучаются1. Хотя влияние биологического шума на сократимость сердца2 и водительную активность остается недостаточно изученным1, новые методы оптической визуализации позволили представить новые парадигмы3,4.

Две экспериментальные методики с использованием системы Лангендорфа внесли неоценимый вклад в измерение функции сердца. Первая — метод изоволюметрического сокращения, при котором сигнал регистрируется с помощью небольшого баллона, введенного в левый желудочек5,6,7. Вторая — метод ауксотонической записи, при котором сигнал получают, пришивая один конец нити к верхушке сердца, а другой — к механическому регистрирующему устройству для измерения ауксотонических сокращений вдоль оси сердца2,8. Тем не менее, оценка сократимости предсердий и желудочков сердца мыши затруднена из-за его малого размера. Кроме того, подготовка требует определенной осторожности, так как сердце подвержено повреждениям9,10,11,12,13.

Оптическая система для оценки механической динамики сердец мышей обладает несколькими новыми характеристиками и преимуществами. Во-первых, данный метод подходит для оценки сократимости и частоты сердечных сокращений в интактном изолированном сердце в отсутствие фармакологических или системных воздействий. Протокол также может быть эффективно использован в экспериментах по оценке ишемически-реперфузионного повреждения при изучении методов лечения, основанных на фармакологическом воздействии, регенерации клеток или кислородной терапии.

В данной работе мы представляем протокол записи биофизических параметров сократительной функции сердца мыши с использованием оптической системы высокого разрешения. Этот метод позволяет оценивать сократительную способность и частоту сердечных сокращений в интактном изолированном сердце. Кроме того, он позволяет проводить оценку сократимости предсердий и желудочков. Препарат сердца мыши по методу Лангендорфа включает усовершенствование в виде небольшой модификации, позволяющей минимизировать потерю температуры перфузата и двигательные артефакты, не подавляя при этом сокращения мышц.

Протокол

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

Все процедуры с животными проводились в соответствии с Федеральными правилами проведения экспериментов и ухода за животными и были одобрены Комитетом по уходу за животными CINVESTAV (CINVESTAV Zacatenco, D.F., Мексика). В данном исследовании использовались самцы мышей линии C57BL/6J весом 28–34 g и возрастом 8–14 недель. Все материалы и оборудование, используемые в протоколе, перечислены в Таблице материалов. В Дополнительных файлах 1–11 представлены вспомогательные диаграммы, руководства по программному обеспечению, программы анализа, данные стимуляции и файлы приложений для данного протокола.

1. Приготовление стоковых растворов

  1. Заранее приготовьте два стоковых раствора и храните их в холодильнике при 4 °C: (1) Стоковый раствор I, 1 L (в деионизированной воде; в г/L: 76.13 NaCl, 4.02 KCl, 1 MgCl2(6H2O), 0.4 NaH2PO4) и (2) Стоковый раствор II, 0.1 L (в деионизированной воде; в г/L: 73.5 CaCl2(2H2O)).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Растворы можно использовать в течение 30 дней после приготовления. Хранить при 4 °C.

2. Подключение и очистка системы Лангендорфа

  1. Подключите резервуар (1), термостат для резервуара (2), перфузионный насос (3), серпентин (4), рециркулятор серпентина (5), систему мониторинга (6) и дренажную систему (8), как показано на Рисунок 1A.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Соединение системы мониторинга с дренажной системой более детально показано в Дополнительный файл 1.
  2. Заполните систему Лангендорфа 1 л деионизированной воды при 50 °Cзатем запустите насосы перфузии и дренажа (Дополнительный файл 1, дренажная система)Примерно через 20–30 мин удалите жидкость из системы, затем перейдите к следующему этапу.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь в отсутствии утечек или падения давления в системе. При обнаружении подобных проблем не приступайте к эксперименту.
  3. Заполните систему 1 л 1% раствора уксусной кислоты (растворенной в деионизированной воде), затем выключите насосы перфузии и дренажа и подождите 60 мин, после чего включите насосы, чтобы удалить жидкость.
  4. Повторите шаг 2.2 дважды.
  5. Заполните систему 70%-ным этанолом (растворенным в деионизированной воде), чтобы предотвратить адгезию компонентов раствора.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Систему перфузии Лангендорфа необходимо очищать каждые десять экспериментов или ежемесячно. Протокол очистки перед проведением эксперимента описан в раздел 4В то время как протокол очистки после завершения эксперимента подробно описан в раздел 8.

3. Приготовление раствора Тайрода во время эксперимента

  1. Приготовьте 1 л раствора со следующим составом (в мМ): 130,25 NaCl, 5,4 KCl, 0,53 MgCl2(6H2O), 0,33 NaH2PO4, 1,8 CaCl2(2H2O), 10 D-глюкозы, 10 HEPES; доведите pH до 7,35 ± 0,05 с помощью NaOH.
    1. Смешайте 100 мл Стока I с 700 мл деионизированной воды при постоянном перемешивании, затем нагрейте раствор до 37 °C; обеспечьте оксигенацию раствора, подключив баллон с O2 к аэратору, как показано на Рисунке 1A(1).
    2. Добавьте 3,6 мл Стока II и 96,4 мл деионизированной воды, чтобы получить концентрацию 1,8 мМ CaCl2(2H2O), затем добавьте NaOH для доведения pH до 7,35 ± 0,05.
    3. Доведите объем деионизированной водой до 1 л для получения раствора Тайрода.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Рекомендуется хранить 100 мл раствора в холодильнике при 4 °C; этот объем потребуется позже на этапе 6.

4. Подготовка системы Лангендорфа

ПРИМЕЧАНИЕ: Если в день проведения эксперимента система Лангендорфа не заполнена этанолом, выполнять процедуру не рекомендуется; вместо этого повторите раздел 2.

  1. Включите перфузионный и дренажный насосы. Установите скорость потока перфузионного насоса на 3 mL/min, а дренажного — на 10 mL/min. Осуществите слив из системы.
  2. Заполните систему 1 L деионизированной воды при 37 °C, затем слейте воду.
  3. Заполните систему раствором Тайрода, приготовленным в шаге 3, и поддерживайте раствор при физиологической температуре и постоянной оксигенации.
  4. Включите термостаты резервуара и серпентинный рециркулятор. Установите температуру резервуара (Рисунок 1A (2)) на 38 °C для поддержания раствора в физиологических условиях. Установите температуру серпентина (Рисунок 1A (5)) на 40 °C. Это компенсирует потерю температуры раствора в системе Лангендорфа.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если температура раствора Тайрода на выходе из системы не является физиологической (37 ± 0.5 °C), отрегулируйте температуру серпентинного рециркулятора. Не рекомендуется переходить к шагу 6 до тех пор, пока температура не стабилизируется на соответствующем значении.
  5. Включите монитор давления (Дополнительный файл 1, система мониторинга) и откалибруйте его в диапазоне 0–200 mmHg. Для калибровки системы можно использовать приложение для мониторинга и стимуляции (Дополнительный файл 3 и Дополнительный файл 11).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Необходимо убедиться в отсутствии потерь давления и пузырьков воздуха в системе. Если в системе есть пузырьки, временно перекройте нижний выход серпентина и откройте верхний клапан; это приведет к заполнению колонки, что позволит пузырькам выйти наружу. Не рекомендуется продолжать эксперимент до тех пор, пока данное условие не будет подтверждено.

5. Оптическая система14

  1. Соберите КМОП-камеру (Рисунок 1A, 10), регулируемый объектив камеры (LC) и систему освещения.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Система освещения состоит из двух светодиодов (Рисунок 1A, 9), двух плоско-выпуклых линз освещения (LI), блока управления освещением (Рисунок 1A, 11), карты захвата (Дополнительный файл 1, система мониторинга) и опорных деталей, созданных с помощью 3D-проектирования (Дополнительный файл 1).
  2. Поместите эталонный объект объемом примерно 1,000 mm3 на расстоянии 100–200 mm от объектива камеры (центр Рисунка 1A).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Объект должен быть расположен в позиции сердца в системе Лангендорфа. Эта позиция показана на Рисунке 1B, в частности, в центре изображения, куда падают световые лучи.
  3. Запустите программное обеспечение для захвата изображений с камеры, затем настройте камеру с субдискретизацией 4x (4 пикселя = 1 субпиксель). Установите область интереса (ROI) размером 200 x 200 субпикселей (Дополнительный файл 2).
    ПРИМЕЧАНИЕ: При данной конфигурации возможно достижение временного разрешения 750 кадров в секунду (fps).
  4. Включите систему освещения (Дополнительный файл 1), отрегулируйте световые лучи так, чтобы они были сфокусированы на эталонном объекте, и добейтесь однородного освещения (Рисунок 1B).
  5. Отрегулируйте интенсивность света на эталонном объекте, чтобы избежать переэкспонирования изображения.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Изображение должно выглядеть как на Рисунке 2A (или на Рисунке 1C, ПК контроллера). Блики на поверхности объекта (сердца) должны быть максимально уменьшены без потери четкости его контура. Это можно сделать путем регулировки мощности блока управления освещением или сокращения времени экспозиции в настройках камеры.
  6. Сфокусируйте объектив камеры для получения четкого изображения эталонного объекта (Рисунок 1C, ПК контроллера). Убедитесь, что эталонный объект занимает 80% поля зрения (Рисунок 2A), чтобы получить масштаб преобразования примерно 61 µm на субпиксель.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Оптическая система автоматически активирует систему освещения, когда камера переведена в режим захвата (Рисунок 1A и Дополнительный файл 2). Рекомендуется держать камеру в режиме ожидания, чтобы система освещения оставалась выключенной и активировалась только во время периодов сбора экспериментальных данных во избежание перегрева.

6. Хирургические процедуры и канюляция

  1. Гепаринизация и анестезия
    1. Приготовьте анестетическую смесь, содержащую тилетамин-золазепам (40 mg/kg массы тела мыши) и ксилазин (10 mg/kg массы тела мыши), затем разведите ее физиологическим раствором до объема 200 µL.
    2. Введите анестетическую смесь внутрибрюшинно, используя иглу 27 G. Дождитесь наступления глубокой анестезии у мыши.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь в отсутствии рефлекса в ответ на раздражитель в конечностях или хвосте (обычно достаточно 10 мин).
    3. Введите 200 UI нефракционированного гепарина внутрибрюшинно, используя иглу 27 G, и подождите примерно 5 мин перед продолжением эксперимента.
  2. Извлечение и каннюляция
    1. Положите мышь на спину, удалите шерсть и кожу с области грудной клетки с помощью хирургических ножниц.
    2. Сделайте разрез брюшной стенки ниже диафрагмы, стараясь сохранить ее целостность.
    3. Выполните поперечный разрез диафрагмы и быстро проведите двустороннюю восходящую торакотомию через ребра, затем удалите реберную стенку.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Будьте осторожны, чтобы не повредить сердце. Если сердце было задето или повреждено в ходе процедуры, рекомендуется прекратить проведение эксперимента.
    4. Аккуратно зафиксируйте верхние структуры сердца с помощью тонкого пинцета: дугу аорты и прилегающие сосуды. Осторожно приподнимите их, чтобы сделать разрез снизу вверх, и извлеките сердце вместе с легкими.
    5. Быстро перенесите сердце в чашку Петри с 50 mL раствора Тайрода при 4 °C для первичной промывки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: С момента разреза диафрагмы у животного начнется респираторный дистресс; с этого момента есть 60 с для выполнения этапов 6.2.3–6.2.6. Превышение этого временного лимита может вызвать ишемическое повреждение.
    6. Удалите легкие и излишки жировой ткани, чтобы обнажить дугу аорты, используя стереомикроскоп и тонкие ножницы.
      ПРИМЕЧАНИЕ: При очистке тканей следите за тем, чтобы не повредить дугу аорты. Если аорта будет перерезана ниже плечеголовной артерии, каннюляция будет затруднена, что может привести к утечке давления.
    7. Перенесите сердце в специально изготовленное основание для каннюляции, содержащее 50 mL буфера Тайрода при 4 °C, и вставьте конец аорты в каннюлю, изготовленную из иглы 20 G (Supplementary File 1).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Будьте осторожны, чтобы не повредить аортальный клапан. При повреждении клапана сердце отекает, и коронарная циркуляция не будет осуществляться должным образом.
    8. Завяжите два узла каннюляции с помощью шелковой нити 4/0: первый — в углублении дистальнее кончика каннюли, второй — перед плечеголовным стволом (Supplementary File 1).
    9. Медленно введите раствор Тайрода с помощью шприца объемом 1 mL, заполненного буфером комнатной температуры. Убедитесь, что ткани коронарных сосудов осветляются, что подтверждает правильность каннюляции.
    10. Удалите жировую ткань, чтобы обеспечить доступ к желудочкам и предсердиям.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Время каннюляции не должно превышать 5 мин для сохранения жизнеспособности сердца.
    11. Перенесите сердце в систему Лангедорфа и дайте ему стабилизироваться в течение 30 мин.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Сердце помещают в центр системы (Figure 1A,B), подвешивая его вертикально. При подвешивании сердца соблюдайте крайнюю осторожность, чтобы предотвратить образование пузырьков воздуха. В случае их появления давление поднимется выше 140 mmHg, сердце начнет отекать и станет нежизнеспособным.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Сборка по Лангедорфу считается завершенной, когда сердце демонстрирует механически стабильный ответ, естественную частоту колебаний примерно 360 ударов в минуту (BPM) и перфузионное давление от 60 до 110 mmHg.

7. Протокол задания темпа и видеозапись

  1. Жизнеспособность сердца
    1. Убедитесь, что коронарное давление находится в диапазоне 60–110 mmHg при использовании перфузионного насоса с расходом 3 mL/min. Если давление коронарной перфузии падает ниже 60 mmHg, немного увеличьте скорость потока перфузионного насоса (низкое давление приведет к тому, что сердце станет бледным и дряблым). И наоборот, если давление превышает 110 mmHg, немного уменьшите скорость потока насоса (чрезмерное давление вызовет отек тканей и прогрессирующее повышение давления до наступления остановки сердца).}
      ПРИМЕЧАНИЕ: Поддержание давления перфузии вне вышеуказанного оптимального диапазона в течение длительного времени приведет к необратимому нарушению жизнеспособности сердца.
    2. Поместите сердце в фронтальное положение так, чтобы в объективе камеры был получен полный фронтальный вид. Отрегулируйте положение так, чтобы оба предсердия были видны на экране камеры (Рисунок 2A).
    3. Осторожно поместите платиновые электроды поверхностно на верхнюю часть правого предсердия в области водителя ритма. Используйте изображение с камеры в качестве ориентира, чтобы ввести электроды в поле зрения. Расположите электрод так, чтобы он не перекрывал правое предсердие. Наблюдая за изображением с камеры в реальном времени, медленно продвигайте электрод до контакта с тканью предсердия, стараясь не оказывать чрезмерного давления (что привело бы к сплющиванию правого предсердия на изображении).
      ПРИМЕЧАНИЕ: При правильном выполнении вид с камеры будет соответствовать Рисунку 2A.
    4. Запустите приложение для мониторинга и стимуляции (Дополнительный файл 11) и включите карту сбора данных (Рисунок 1A (6)). Установите значения параметров стимула: амплитуда 2 V, частота 420, 540 и 720 импульсов в минуту (PPM) с прямоугольным импульсом длительностью 7 ms (вставка на Рисунке 2A).
    5. Проведите стимуляцию для проверки жизнеспособности, начиная с самой низкой частоты, используя длительность стимуляции 20 s с последующим периодом восстановления (времени покоя) 20 s между событиями.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Оценивайте жизнеспособность сердца с помощью мониторинга камерой. Если орган физиологически функционален, будет наблюдаться синхронизация между приложенным стимулом и сердечным ответом, сопровождаемая правильной координацией между камерами сердца. Напротив, отсутствие жизнеспособности будет проявляться потерей координации камер или исключительно наличием изолированных сокращений предсердий.
    6. Закройте дверь камеры, так как эксперимент чувствителен к комнатному свету и температурным колебаниям (Рисунок 1C).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Дверь камеры должна оставаться закрытой во время эксперимента. Контролируйте жизнеспособность сердца с помощью камеры и давления перфузии.
  2. Запись данных
    1. Примените протокол стимуляции, который состоит из серий прямоугольных импульсов длительностью 30 s, за которыми следует 30 s без сигнала. Установите значения параметров стимула для каждой серии стимуляции: амплитуда 2 V, длительность импульса 7 ms и частота в диапазоне от 360 до 720 PPM.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Протокол стимуляции начинается с 360 PPM и увеличивается на 60 PPM в каждой временной точке (вставка на Рисунке 2A).
    2. Непрерывно записывайте видео динамики фронтального вида сердца в формате .avi с помощью программного обеспечения для захвата видео (Дополнительный файл 2). Сделайте видеозапись длительностью 20 s для каждой серии стимуляции. Запишите 20-секундный сегмент, начинающийся через 5 s после начала стимуляции. Репрезентативная необработанная запись представлена в Дополнительном видео 1.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Компьютер одновременно записывает серию приложенных стимулов (.xls, Дополнительный файл 9) к каждому записанному видео (.avi), которые генерируются приложением для мониторинга и стимуляции и программным обеспечением для захвата видео соответственно (Дополнительный файл 2 и Дополнительный файл 3).
    3. Проверьте жизнеспособность сердца, сравнив первое видео, записанное до начала протокола стимуляции, со вторым видео, записанным после применения протокола (Рисунок 2B).

8. Очистка системы перфузии Лангендорфа после завершения эксперимента

  1. Извлеките стимулятор и платиновые электроды ЭКГ. Выньте сердце из системы и слейте все остатки растворов Тайрода.
  2. Выключите оптическую систему и закройте клапан O2.
  3. Промойте систему 1 L деионизированной воды при 37 °C, затем слейте воду из системы.
  4. Повторите шаги 2.4 и 2.5.
  5. Выключите все системы и оборудование.

9. Обработка видео

  1. Начните с импорта каждого видео в компьютерное программное обеспечение и применения функции нормализации видео15.
  2. Выберите область интереса (ROI), включающую область сердца. Выполните сегментацию изображения, чтобы удалить фоновый шум, электроды и канюлю (Дополнительный файл 4).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Для правильного выбора области изображения, подлежащей удалению, обратитесь к Дополнительному файлу 10.
  3. Проведите глобальный анализ механической динамики (Дополнительный файл 5). Примеры вариабельности и сигналов представлены на Дополнительном рисунке S1, Дополнительном рисунке S2 и Дополнительном рисунке S3.
    1. Примените морфологические операторы к каждому кадру видео для определения периметра сердца, затем примените алгоритм заполнения кадра для создания маски15.
    2. Подсчитайте количество пикселей в сегментированной области в каждом кадре, затем нормализуйте это число по общему количеству пикселей в изображении для получения динамического сигнала (вставка на Рисунке 2B и Дополнительном рисунке S3).
    3. Примените к полученному сигналу двунаправленный фильтр Баттерворта 5-го порядка в диапазоне от 3 до 100 Hz для подавления высокочастотного шума и артефактов от капель перфузии15.
    4. Нормализуйте сигналы во всех видео, используя зафиксированные максимальные и минимальные значения.
    5. Определите частоту сердечных сокращений, рассчитав интервал между двумя значениями максимальной амплитуды (IAA (s)) для каждого динамического сигнала и сигнала стимуляции.
    6. Вычислите частоту в BPM по следующей формуле:
      figure-protocol-1
    7. Постройте карты Пуанкаре на основе данных IAA для иллюстрации вариабельности в краткосрочных и долгосрочных периодах16,17,18 (Дополнительный рисунок S1 и Дополнительный рисунок S2).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для получения более подробной информации обратитесь к Дополнительному файлу 10.
  4. Проведите сегментарный анализ механической динамики желудочков (Дополнительный файл 6).
    1. Примените бинаризацию изображения. Используйте морфологические операторы для разграничения области желудочков, приводя ее к эллиптической геометрии без нарушения границ ROI15.
    2. Впишите минимальный эллипс в область желудочков в каждом кадре. Извлеките координаты набора дистальных точек в кадре. Используйте набор из 10–20 точек в каждом экстремуме вдоль оси Y (Рисунок 3A). Репрезентативный результат оценки эллипса представлен в Дополнительном видео 2.
    3. Рассчитайте сокращение желудочков как среднее расстояние между экстремальными точками вдоль оси Y в каждом видео19.
    4. Примените к полученному сигналу двунаправленный фильтр Баттерворта 5-го порядка в диапазоне от 3 до 100 Hz для подавления высокочастотного шума и артефактов от капель перфузии15.
    5. Нормализуйте сигнал сокращения желудочков относительно всех видео, полученных для каждой стимуляции, и рассчитайте частоту сердечных сокращений и задержку, как в шагах 9.3.5–9.3.6.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Получаются такие параметры, как продолжительность желудочкового цикла (DVE), продолжительность релаксации (DVW), межжелудочковый интервал (IVV) и амплитуда сокращения желудочков (VA) (Рисунок 3A).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для получения более подробной информации обратитесь к Дополнительному файлу 10.
  5. Проведите сегментарный анализ механической динамики предсердий (Дополнительный файл 7).
    1. Используйте две области ROI для разграничения предсердий (Рисунок 3C).
    2. Анализируйте каждое предсердие в отдельности.
      1. Используйте морфологические операторы для очерчивания предсердий, корректируя их без нарушения границ ROI15. Используйте алгоритм повышения контрастности для очерчивания каждого предсердия20,21.
      2. Примените бинаризацию изображения и количественно определите число пикселей, отличных от нуля, в каждом кадре для получения динамического сигнала предсердий.
      3. Примените к полученным сигналам двунаправленный фильтр Баттерворта 5-го порядка в диапазоне от 3 до 100 Hz для подавления высокочастотного шума и артефактов от капель перфузии15.
      4. Рассчитайте среднее значение двух сигналов предсердий (Рисунок 3D).
    3. Нормализуйте сигнал сокращения предсердий относительно всех видео, полученных для каждой стимуляции, и рассчитайте частоту сердечных сокращений и задержку, как в шагах 9.3.5–9.3.6.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Получаются такие параметры, как продолжительность предсердного цикла (DAE), межпредсердный интервал (IAT) и амплитуда сокращения предсердий (AA) (Рисунок 3D). Для получения более подробной информации обратитесь к Дополнительному файлу 10.
  6. Проведите электромеханический анализ13,22 (Дополнительный файл 8).
    1. Сравните данные стимуляции с сигналами предсердий и желудочков (Рисунок 3D).
    2. Рассчитайте время распространения импульса в проводящей системе сердца, определив задержку между событиями в предсердиях и желудочках (AVD), принимая примененный стимул за точку отсчета.

Результаты

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

Эксперименты по изучению механической функции сердца проводятся с использованием аппарата Лангендорфа, как показано на Рисунке 1A (сверху). Системы мониторинга и оптики позволяют осуществлять видеозапись при срабатывании управления освещением, как показано на Рисунке 1A (снизу). На Рисунке 1C представлен внешний вид термостатируемого шкафа, предназначенного для изоляции сердца от внешних температурных колебаний и света. Как показано на Рисунке 1B, изолированное сердце расположено в качестве базового объекта в экспериментальной установке, состоящей из аппарата Лангендорфа, оптической системы и систем стимуляции.

Как показано на Рисунке 2A, изолированное сердце было расположено таким образом, чтобы обеспечить четкий фронтальный вид предсердий и желудочков при ретроградной перфузии. Использование дренажного основания (Дополнительный файл 1, дренажная система) было необходимо для уменьшения артефактов движения, вызванных капанием перфузионной жидкости, и для стабилизации регистрируемых сигналов. Протоколы стимуляции состояли из серий импульсов (2 V, 7 ms) с частотой от 360 до 720 bpm, продолжительностью каждой серии 30 s.

Оптическая система регистрирует изменения в области сердца (HA). Этот динамический сигнал также позволяет определить временной интервал между пиками (IAA) (вставка в Рисунок 2B). Жизнеспособность модели оценивали путем сравнения средней частоты сердечных сокращений до (Начало) и после (Конец) протокола стимуляции в когорте из n = 6 сердец. Значимых различий в средних частотах сердечных сокращений выявлено не было (Начало: 385 ± 38 уд/мин против конца: 372 ± 18 BPM, студенческий вариант t-t-критерий P > 0,05), что указывает на то, что экспериментальная процедура не повлияла на функцию сердца (Рисунок 2B).

На рисунке 2C представлена частотная характеристика сердца при семи различных частотах стимуляции, демонстрирующая четкую линейную зависимость2 (R2 = 0.98 ± 0.01, режим 1:1). Минимальное значение частоты стимуляции ограничено физиологическими характеристиками мыши (360 bpm)22,23. Сердце, перфузируемое по методу Лангендорфа, демонстрирует тахикардический профиль. Репрезентативные стимулы стимуляции и соответствующие ответы показаны на врезках к рисунку 2C.

Впоследствии, для оценки динамики камер сердца применяются специальные методы сегментации. Параметры укорочения желудочков были получены на основе оптических записей (Рисунок 3A). На вставке на Рисунке 3A показано нормализованное укорочение желудочков. Из этого динамического сигнала получают четыре параметра: амплитуду укорочения желудочков (VA), временной интервал между сокращениями желудочков (IVV), продолжительность сокращения желудочков (DVE) и продолжительность расслабления желудочков (DVW).

Рисунок 3B показывает амплитуду сокращения желудочков при семи значениях частоты стимуляции. Синие столбцы представляют данные настоящего исследования. Оранжевые столбцы соответствуют данным, полученным с помощью метода ауксотонической регистрации2. Статистический анализ проводился с использованием двухфакторного ANOVA с последующим тестом Сидака. Амплитуда сокращения желудочков (VA) для более высоких значений стимуляции, 600 PPM и 660 PPM, соответственно, значительно увеличивается (P < 0.05*, P < 0.005**). VA (ref. 15 против 360 P > 0.05, ref. 15 против 420 P > 0.05, ref. 15 против 480 P > 0.05, ref. 15 против 540 P > 0.05, ref. 15 против 600 P < 0.005, ref. 15 против 660 P < 0.05, ref. 15 против 720 P > 0.05).

Для определения площади предсердий применяются специальные методы сегментации (Рисунок 3C). В каждом предсердии определяется область интереса (ROI). На Рисунке 3D показаны средний сигнал предсердий и сокращение желудочков. На основе этого динамического сигнала определяются два параметра: амплитуда сокращения предсердий (AA) и интервал времени между сокращениями предсердий (IAT). Путем сравнения сигналов желудочков и предсердий определяется задержка между событиями в предсердиях и желудочках (AVD).

figure-results-1
Рисунок 1. Экспериментальная установка для изолированного сердца по Лангендорфу и оптическая система, смонтированные в шкафу. (A) Схематическая диаграмма системы ретроградной перфузии по Лангендорфу с постоянным потоком, соединенной с оптической системой. Система Лангендорфа (сверху) включает: (1) резервуар, содержащий непрерывно оксигенированный раствор Тайрода. Температура перфузата поддерживается на уровне 37 °C с помощью (2) термостата-резервуара и (5) змеевикового рециркулятора. (3) Перистальтический перфузионный насос обеспечивает постоянный поток 3 mL/min. (8) Дренажная система удаляет раствор. (4) Охлаждающая спираль служит одновременно теплообменником и ловушкой для пузырьков. Мониторинг давления и электрическая стимуляция контролируются (6) системой мониторинга. Оптическая система (снизу) обеспечивает синхронизацию между (11) контроллером освещения, (10) высокоскоростной камерой с телецентрическим объективом и двумя источниками света (LED). Объектив камеры позволяет осуществлять ручную фокусировку в диапазоне 100–200 mm. (9) Два LED, в сочетании с плоско-выпуклым объективом (LI), обеспечивают однородное освещение сердца. Данные стимуляции регистрируются с помощью приложения для мониторинга и стимуляции (Supplementary File 11). (7) Управляющий ПК подключен к камере и приложению для мониторинга и стимуляции для одновременной записи данных (видео и электрической стимуляции). (B) Вид интерьера шкафа. Вертикальное положение сердца показано с помощью референсного объекта. Показаны остальные элементы аппарата Лангендорфа. (C) Вид шкафа снаружи. Шкаф термоизолирован, а черные внутренние и внешние стенки минимизируют отражения и воздействие внешнего света. Показан компьютер, на котором запущены приложения для мониторинга и захвата видео. Сокращения: LC = телецентрический объектив; LEDs = светоизлучающие диоды; LI = осветительный объектив; PC = персональный компьютер. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-2
Рисунок 2Монтаж сердца мыши и валидация оптической системы. (A) Фронтальный вид сердца, на котором показаны предсердия, желудочки, электростимуляция и электроды ЭКГ. Изображение соответствует кадру при частоте стимуляции 420 уд/мин (Дополнительный видеоматериал 1). На вставке показано применение электростимуляции. Видео было записано в интервале от 5 до 25 с протокола стимуляции. (B) Тест на жизнеспособность сердца. Для определения частоты осцилляций записываются два видео: одно до применения протокола стимуляции и одно после. Рассчитывается частота отклика. Студенческий тбыл применен тест (P > 0,05). Различие между группами не является статистически значимым. Данные представлены в виде средних значений ± стандартное отклонение (n = 6). На вставке показана площадь сердца (HA), полученная на этапе 9.3 протокола, и примененная стимуляция. (С) Реакция частоты сердечных сокращений на примененную стимуляцию. Синие столбцы указывают на ответ сердца на семь значений стимуляции (R2 = 0,98 ± 0,01). Оранжевые столбцы соответствуют данным, представленным Peña-Romo2На врезке показаны типичные кривые отклика. Статистический анализ проводили с помощью двухфакторного дисперсионного анализа (ANOVA) с последующим тестом Сидака. Различие между группами не является значимым (P > 0,05). Данные представлены в виде средних значений ± стандартное отклонение (n = 6). Сокращения: ANOVA = дисперсионный анализ; BPM = удары в минуту; ECG = электрокардиограмма; HA = область сердца; PPM = пульс в минуту. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-3
Рисунок 3. Анализ механического ответа предсердий и желудочков. (A) Укорочение желудочков. Изображение соответствует кадру при стимуляции 420 bpm (Дополнительное видео 1). Красный эллипс позволяет оценить укорочение желудочков (VS) (Дополнительное видео 2). VS рассчитывается путем усреднения максимальных и минимальных значений по набору из 10–20 линий вдоль главной оси (NV; оранжевые линии). Нормированное укорочение желудочков показано на вставке. Может быть получен набор параметров: продолжительность укорочения (DVE), продолжительность расслабления (DVW), временной интервал между сокращениями желудочков (IVV) и амплитуда укорочения желудочков (VA). (B) Показана амплитуда сердечного ответа VA в зависимости от частоты стимуляции. Синие столбцы представляют данные настоящего исследования. Оранжевые столбцы соответствуют данным, полученным методом ауксотонической регистрации2. Применялся статистический анализ с использованием двухфакторного ANOVA с последующим тестом Сидака. Амплитуда укорочения желудочков (VA) при более высоких значениях стимуляции, 600 PPM и 660 PPM, значимо увеличивается (P < 0.05*, P < 0.005**), соответственно. VA (ref. 15 vs. 360 P > 0.05, ref. 15 vs. 420 P > 0.05, ref. 15 vs. 480 P > 0.05, ref. 15 vs. 540 P > 0.05, ref. 15 vs. 600 P < 0.005, ref. 15 vs. 660 P < 0.05, ref. 15 vs. 720 P > 0.05). Данные представлены как средние значения ± стандартное отклонение (n = 6). (C) Сегментация предсердий. Изображение соответствует кадру при стимуляции 420 bpm (Дополнительное видео 1). На изображении показаны области интереса, примененные к правому предсердию (желтый круг) и левому предсердию (синий круг). Механический сигнал предсердий получается путем усреднения обеих ROI. (D) Динамика предсердий и желудочков. Показаны усредненная площадь предсердий (черная линия), нормированные ответы укорочения желудочков (синяя линия) и стимуляция (красная линия) при 420 bpm. Может быть получен набор параметров: временной интервал между сокращениями предсердий (IAT), средняя амплитуда предсердий (AA) и предсердно-желудочковая задержка (AVD). Сокращения: AA = амплитуда предсердий; ANOVA = дисперсионный анализ; AVD = предсердно-желудочковая задержка; DVE = продолжительность укорочения желудочков; DVW = продолжительность расслабления желудочков; IAT = интервал между сокращениями предсердий; IVV = межжелудочковый интервал; NV = количество линий желудочков; PPM = импульсов в минуту; ROI = область интереса; VA = амплитуда укорочения желудочков; VS = укорочение желудочков. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Дополнительное видео 1. Видео при стимуляции 420 PPM.Запись изолированного сердца мыши, полученная с пространственным разрешением 200 x 200 субпикселей и временным разрешением 750 fps. Сокращения: fps = кадров в секунду; PPM = ударов в минуту.Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.

Дополнительный ролик 2. Репрезентативное видео оценки эллипса для определения укорочения желудочка. Демонстрация алгоритма сегментации с использованием записи из Дополнительного ролика 1, передискретизированной до 75 fps. Сокращение: fps = кадров в секунду.Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.

Дополнительный рисунок S1. Анализ вариабельности интервалов площади сердца. (A) Базальное состояние без стимуляции, (B) 360 PPM, (C) 420 PPM и (D) 480 PPM. Краткосрочная и долгосрочная вариабельность рассчитывались как дисперсия относительно среднего значения данных, что показано красным эллипсом. Сокращения: IAA = интервал площади сердца; PPM = ударов в минуту; SD1 = краткосрочная вариабельность; SD2 = долгосрочная вариабельность.Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.

Дополнительный рисунок S2. Анализ вариабельности интервалов площади сердца. (A) 540 PPM, (B) 600 PPM, (C) 660 PPM и (D) 720 PPM. Краткосрочная и долгосрочная вариабельность рассчитывались как дисперсия относительно среднего значения данных, что отмечено красным эллипсом. Сокращения: IAA = интервал площади сердца; PPM = импульсов в минуту; SD1 = краткосрочная вариабельность; SD2 = долгосрочная вариабельность.Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.

Дополнительная фигура S3. Временной график нормированных сигналов, полученных в ходе анализа сократительной динамики. Применяемый стимул составил 420 PPM (красный цвет); ответы включают динамику общей площади сердца (черный цвет), укорочения желудочков (синий цвет) и площади предсердий (желтый цвет). Сокращение: PPM = количество импульсов в минуту.Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.

Дополнительные файлы 1–11. Алгоритмы и техническая документация. Сжатая папка, содержащая: 1) Изображения и спецификации деталей, напечатанных на 3D-принтере. 2) Подробные руководства по программному обеспечению для захвата изображений с камеры. 3) Подробные руководства по приложениям для мониторинга и стимуляции. 4) Вычислительная программа для нормализации и сегментации видео (этапы 9.1–9.2). 5) Вычислительная программа для расчета общей механики сердца (этап 9.3). 6) Вычислительная программа для сегментированного расчета механики желудочков (этап 9.4). 7) Вычислительная программа для сегментации механики предсердий (этап 9.5). 8) Вычислительная программа для расчета атриовентрикулярной задержки (этап 9.6). 9) Электрическая стимуляция, примененная к Дополнительному видео 1. 10) Подробное руководство по работе с вычислительными программами (файлы 4–7). 11) Приложение для мониторинга и стимуляции. Кроме того, для работы вычислительных программ требуются пять внешних функций (AumCont, filterPeaks, FucCordenada, FucMaskIm, FucPoincare).Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.

Обсуждение

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

Сердце мыши очень чувствительно к температурным колебаниям2,9,10,11,22. В данном эксперименте перфузируемое сердце располагали вертикально. Мы внесли небольшое изменение в метод перфузии по Лангендорфу, чтобы минимизировать потерю температуры перфузата и артефакты движения. В змеевик был добавлен рециркуляционный насос для поддержания температуры перфузата на уровне 37 ± 0.5 °C, а также установлено дренажное основание для уменьшения артефактов движения. Кроме того, использовался термоизоляционный шкаф, оснащенный оптической системой и двумя светодиодными источниками света с регулируемой интенсивностью, расположенными по обеим сторонам для равномерного облучения сердечной ткани, как показано на Рисунке 1.

Для исследования возможности применения данной экспериментальной установки была проведена серия экспериментов по отслеживанию изменений площади сердца при различных условиях стимуляции. Был получен диапазон синхронизации между стимуляцией и частотным откликом сердца, соответствующий области синхронизации, описанной Peña-Romo2, который использовал метод ауксотонической регистрации8. Можно сделать вывод, что данная оптическая экспериментальная установка достаточна для дальнейших экспериментальных исследований укорочения желудочков (Рисунок 2).

Мы далее исследовали, позволяют ли сигналы сокращения желудочков и динамики площади предсердий анализировать электромеханическое сопряжение сердца. Сигналы желудочков и предсердий позволяют определить длительность задержки предсердно-желудочкового сокращения (AVD). При частоте стимуляции 420 PPM было получено значение 53 ± 14 ms (среднее ± SD). Этот результат согласуется с данными VanderBrink24, который сообщает об интервале PR 44 ± 6 ms, измеренном с помощью электрокардиограммы (ECG).

Данный метод также имеет некоторые ограничения; погрешность в определении атриовентрикулярной задержки по сравнению с методами ЭКГ и амплитуды сокращения желудочков по сравнению с результатами, полученными методом ауксотонической записи, как показано на Рисунке 3B, может быть обусловлена внешними артефактами движения.

Данный метод способствует оценке сократимости и частоты сердечных сокращений в изолированном сердце без фармакологического или системного воздействия. Эти результаты показывают, что оптическая система позволяет измерять сокращение желудочков и предсердий сердца, что подчеркивает ее полезность для изучения аритмий, нарушающих атриовентрикулярную координацию, или для оценки фармакологических эффектов.

Данный метод также имеет ряд ограничений. Во-первых, поскольку это 2D-аппроксимация, измерение силы сокращения, как при использовании ауксотонического метода, невозможно. Этот метод также полезен для уменьшения артефактов движения, вызванных каплями раствора, и для контроля температуры раствора. Во-вторых, половые различия в моделях мышей существенно влияют на достоверность, воспроизводимость и безопасность биомедицинских исследований. Исторически исследователи отдавали предпочтение самцам мышей, чтобы избежать вариабельности данных, вызванной эстральным циклом у самок, однако впоследствии эта предпосылка оказалась в значительной степени ошибочной25,26. В зависимости от типа исследования данный протокол может быть применен в работах с использованием мышей-самцов или мышей-самок.

Раскрытие информации

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

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

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

Данная работа была поддержана грантом Секретариата по науке, гуманитарным наукам, технологиям и инновациям (SECIHTI) № LN-2025-C-23.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Шприц 1 mLBD Plastipak302485Хирургическая процедура
Игла 20 GNIPROAH-2032Аортальная канюля
Регулируемая линза 25 mm с увеличением 8x-100xGenericN/AОбъектив камеры оптической системы; упоминается как регулируемый объектив камеры
Игла 27 GBD PrecisionGlide302358Хирургическая процедура
Опорные детали, разработанные в 3DCINVESTAVN/AСпециально разработанные 3D-опорные детали
Шелковая шовная нить 4-0AMERICAN SUTURETGSN0901Аортальная канюля
Блок питания 40-ASTERENPRL-25Блок питания для светодиодов
Аэрационный каменьN/AN/AОксигенация раствора Тайрода
CaCl2 (2H2O)Sigma-AldrichC3306Раствор Тайрода
D-глюкозаJ.T. Baker1916-01Раствор Тайрода
Дренажный насосCINVESTAVN/AСпециальный дренажный насос; упоминается как дренажный насос
Плоско-выпуклая линза F = 25.4 mmTHORLABSLA1951-AЛинза освещения оптической системы; упоминается как плоско-выпуклая линза освещения
Ледяная уксусная кислотаSigma-Aldrich695092Очистка системы Лангендорфа
ГепаринPiSA060M91Антикоагулянт
HEPESSigma-AldrichH3375Раствор Тайрода
Мощные светодиодыLuminiusCBT-90-G-L11-C12Светодиодный источник света
Система освещенияCINVESTAVN/AСпециальная система освещения; упоминается как система освещения
KClCTR SCIENTIFICCTR02196Раствор Тайрода
Программное обеспечение LabVIEW версия 2018NATIONAL INSTRUMENTSN/AПО для работы приложения мониторинга и стимуляции; упоминается как приложение для мониторинга и стимуляции
Программное обеспечение MATLABThe MathWorksN/AВычислительное ПО для программ нормализации, сегментации и анализа видео; упоминается как вычислительное ПО
Медицинский кислородGRUPO INFRAN/AОксигенация раствора Тайрода
MgCl2 (6H2O)CTR SCIENTIFICCTR02104Раствор Тайрода
Мини-насос с переменным потокомCONTROL COMPANY3385Перфузионный насос
Хирургический набор для мышейKent ScientificINSMOUSEKITХирургическая процедура
NaClSigma-AldrichS5886Раствор Тайрода
NaH2PO4DEQDEQF290400250Раствор Тайрода
NaOHCTR SCIENTIFICCTR03108Регулировка pH
NI USB-6009NATIONAL INSTRUMENTS779026-01Карта сбора данных
Платиновые электроды, диам. 0.25 mmSigma-Aldrich349402Электроды для электрической стимуляции
Блок питания (12 V, 30 A)KarnickPTA-12V30AБлок питания рециркулятора
Монитор давленияCINVESTAVN/AСпециальный монитор давления; упоминается как монитор давления
Датчик давленияLA BOUVETB17295Монитор давления системы Лангендорфа
Чистый этиловый спиртSigma-Aldrich493511Этанол для очистки системы
Рециркуляционный термостат (LXC)PolyScienceL113A0412Рециркулятор резервуара
ФизрастворPiSA1118480.9% раствор хлорида натрия (NaCl)
Змеевиковый термостатCINVESTAVN/AСпециальный змеевиковый рециркулятор/термостат
СтереомикроскопN/AN/AХирургическая процедура
Освещение стереомикроскопаN/AN/AХирургическая процедура
Программное обеспечение uEye CockpitIDS Imaging Development System GmBHN/AПО для захвата изображений с камеры; упоминается как ПО для захвата изображений с камеры
UI-3360CP-NIR-GL Rev.2IDSAB00624Высокоскоростная CMOS-камера; упоминается как CMOS-камера
КсилазинPiSA4001211Анестетик
Zoletil 100Virbac83048907Тилетамин-золепаземовый анестетик; упоминается как смесь анестетиков

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Guarina L et al. Biological noise is a key determinant of the reproducibility and adaptability of cardiac pacemaking and EC coupling. J Gen Physiol. 2022;154(9):e202012613.
  2. Peña-Romo A et al. Noise enhanced the electrical stimulation-contractile response coupling in isolated mouse heart. Int J Cardiol. 2016;221:155-60.
  3. Bychkov R et al. Synchronized cardiac impulses emerge from heterogeneous local calcium signals within and among cells of pacemaker tissue. JACC Clin Electrophysiol. 2020;6(8):907-31.
  4. Clancy CE, Santana LF. Evolving discovery of the origin of the heartbeat: a new perspective on sinus rhythm. JACC Clin Electrophysiol. 2020;6(8):932-4.
  5. Asamudo EU, Ng YH, Bers DM. Langendorff isolated heart perfusion model for functional studies in mice. In: Chandrasekera DNK, Katare R, editors. Cardiomyocytes: Methods and Protocols. Springer Nature; New York; 2025. p. 111-24.
  6. Louradour J et al. Simultaneous assessment of mechanical and electrical function in Langendorff-perfused ex vivo mouse hearts. Front Cardiovasc Med. 2023;10:1293032.
  7. Noly PE et al. Assessment of ex vivo murine biventricular function in a Langendorff model. J Vis Exp. 2022;(190):e64384.
  8. Beckett PR. The isolated perfused heart preparation: two suggested improvements. J Pharm Pharmacol. 1970;22(11):818-22.
  9. Ihara K et al. Electrophysiological assessment of murine atria with high-resolution optical mapping. J Vis Exp. 2018;(132):e56478.
  10. King DR, Hardin KM, Hoeker GS, Poelzing S. Reevaluating methods reporting practices to improve reproducibility: an analysis of methodological rigor for the Langendorff whole heart technique. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2022;323(3):H363-77.
  11. Lang D, Sulkin M, Lou Q, Efimov IR. Optical mapping of action potentials and calcium transients in the mouse heart. J Vis Exp. 2011;(55):e3275.
  12. Liao R, Podesser BK, Lim CC. The continuing evolution of the Langendorff and ejecting murine heart: new advances in cardiac phenotyping. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2012;303(2):H156-67.
  13. Sung YL, Tsai YS, Chang CL, Hu YF. Protocol for high-resolution optical mapping of ex vivo rat heart for electrophysiological studies. STAR Protoc. 2025;6(2):103734.
  14. Lee P et al. Low-cost optical mapping systems for panoramic imaging of complex arrhythmias and drug-action in translational heart models. Sci Rep. 2017;7:43217.
  15. Laughner JI et al. Processing and analysis of cardiac optical mapping data obtained with potentiometric dyes. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2012;303(7):H753-65.
  16. Hao X et al. TGF-β1-mediated fibrosis and ion channel remodeling are key mechanisms in producing the sinus node dysfunction associated with SCN5A deficiency and aging. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2011;4(3):398-406.
  17. Pizzo E et al. Heart rate variability reveals altered autonomic regulation in response to myocardial infarction in experimental animals. Front Cardiovasc Med. 2022;9:843144.
  18. Tayel MB, AlSaba EI. Poincaré plot for heart rate variability. Int J Biomed Biol Eng. 2015;9(9).
  19. Bazan C, Barba DT, Blomgren P, Paolini P. Image processing techniques for assessing contractility in isolated adult cardiac myocytes. Int J Biomed Imaging. 2009;2009:352954.
  20. Christoph J, Luther S. Marker-free tracking for motion artifact compensation and deformation measurements in optical mapping videos of contracting hearts. Front Physiol. 2018;9:1483.
  21. Lebert J, Ravi N, Kensah G, Christoph J. Real-time optical mapping of contracting cardiac tissues with GPU-accelerated numerical motion tracking. Front Cardiovasc Med. 2022;9:787627.
  22. Larsen TS et al. The isolated working mouse heart: methodological considerations. Pflugers Arch. 1999;437:979-85.
  23. Vornanen M. Basic functional properties of the cardiac muscle of the common shrew (Sorex araneus) and some other small mammals. J Exp Biol. 1989;145:339-51.
  24. VanderBrink BA et al. Assessment of atrioventricular nodal physiology in the mouse. J Interv Card Electrophysiol. 1999;3(3):207-12.
  25. Shansky RM, Murphy AZ. Considering sex as a biological variable will require a global shift in science culture. Nat Neurosci. 2021;24(4):457-64.
  26. Shansky RM. Are hormones a “female problem” for animal research? Science. 2019;364(6443):825-6.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Видео скоро будет доступно

Похожие статьи