Medicine

Программируемая Электрическая стимуляция у мышей

Published: May 26, 2010 doi: 10.3791/1730

¹Department of Molecular Physiology and Biophysics, Baylor College of Medicine (BCM), ²The Margaret M. and Albert B. Alkek Department of Medicine, Baylor College of Medicine (BCM)

Summary

Программируемая электрическая стимуляция дает возможность определить свойства проводимости сердца, а также возможность вызывать и прекращать сердечные аритмии с использованием различных протоколов стимуляции. Использование трансвенозной катетер, записи внутрисердечных электрограмме могут быть получены у мышей после запрограммированной электрической стимуляции протоколов для выявления аритмогенной субстратов.

Abstract

Генетически модифицированные мыши появились в качестве предпочтительной модели животных для изучения молекулярных механизмов, лежащий в основе нарушения проводимости, предсердных и желудочковых аритмий и внезапной сердечной смерти.

Protocol

Часть 1. Хирургическая подготовка

В случае, если запрограммировано электрической стимуляции эксперименты проводятся, как выживание операций у мышей стерильных условиях будет необходимо. Тем не менее, наиболее распространенный тип эксперимента терминала в природе, для которых регулярная ясно хирургические методы достаточно.
Мышь анестезией с использованием 2% изофлуран в 0,5 л / мин 100% O _2.
Приборы для стрижки и используются для бритья меха от шеи до середины уровня груди.
Наркозом мышь находится в лежачем положении, с его конечностей выявляется на ЭКГ электродов включены в отопительный платы (Инд инструменты, Хьюстон, Техас). И хирургическое область дезинфицируют 10% повидон йод. Рекомендуется система включает в себя ректальным датчиком температуры подключен к грелку контролируется системой thermoanalyzer, например, что температура тела поддерживается на уровне 37,0 ° C ± 1,0 ° C.

Часть 2. Катетеризация и введение EP катетера в правое предсердие и желудочек

После подтверждения от ног-пинча, что мышь полностью под наркозом, 1 / 2 дюйма надрез справа от средней линии с хвостовым концом на уровне ключицы.
Подкожной клетчатки, слюнных желез и лимфатических тканей разделены с помощью тупой диссекции визуализировать правой яремной вены.
Проксимальный конец вены связана с 6-0 шва. Осторожно потянув на этом шов будет держать внутреннюю яремную вену прямо во время вставки катетер. Другой шов под вены на дистальном конце визуализируется сегмент. Этот шов будет привязана вокруг катетера раз катетер оптимально в сердце, для обеспечения гемостаза и поддерживать катетера в нужное положение (рис. 1).
Компьютерный сбор данных в настоящее время приступили к записи ЭКГ и 4 приводит внутрисердечной электрограмм одновременно (то есть, IOX-2 приобретение программного обеспечения, Эмка технологий, Вирджиния, США). Для записи электрограмме внутрисердечных, электроды на катетера подключены к внешним стимулятором в "записи" режиме (то есть, модель STG3008, многоканальных системах, Ройтлинген, Германия).
Использование микро-ножницы, маленький разрез производится в продольном направлении вену, и 1.1f катетер octapolar (ЭПР-800, Миллар инструменты, Хьюстон, Техас) выдвигается через вены в правое предсердие. Осторожно потянув за проксимальный шов поможет сохранить внутреннюю яремную вену прямо и позволит облегчить прохождение катетера в правое предсердие и желудочек. Правильное положение катетера проверяется визуализации сигналов от 4 внутрисердечной электрограмм на уровне вершины правого желудочка, база правого желудочка, атриовентрикулярного узла, а правое предсердие, соответственно (рис. 2).
Дистальный шов теперь связаны с обеспечение катетер положения и предотвращения возможного кровотечения.

Часть 3. Программируемая Электростимуляция

В случае селективной стимуляции предсердий, пары электродов расположены внутри атриума переключается из "перекодирование" режим "стимуляции" режиме, в то время как другие пары электродов остаться в "записи" режиме.
Для определения того, мышь имеет повышенную уязвимость к предсердной аритмии, запрограммированной электрической стимуляции правого предсердия не выполняется. Во-первых, порог стимуляции предсердий определяется путем применения 2-мс импульсов тока (по крайней мере 50) при различных длинах основной цикл (BCL), чтобы проверить на предмет соответствия стимула захвата. BCL начальных импульсов несколько ниже, чем внутренняя BCL, и уменьшается на 10 мс (например, 100 мс, 90 мс, 80 мс и 70 мс). Типичная амплитуда тока, необходимое для захвата стимул составляет 100-200 мкА.
Восстановление синусового узла времени (SNRT) измеряется после применения 15-х предсердий поезда ходить на BCL 100 мс. SNRT определяется как интервал между последним стимулом ходить поезда и начало первой спонтанной бить пазухи.
Предсердий эффективный рефрактерный период (AERP) определяется путем применения серии предсердий поезда ходить по фиксированной BCLs (т.е. 100 мс) со связанной короче S2 преждевременной стимул. S1-S2 интервал постепенно снижается на 2-мс в каждом ходить поезда от 70 мс до 20 мс. AERP определяется как самый длинный S1-S2 связи интервал для предсердий, что не удалось создать распространяется биться с S2 (S1 быть регулярными импульсов, и S2 преждевременной стимула). Между каждым стимуляции протокол, не было периода восстановления, по крайней мере 30 секунд.
Эффективный рефрактерный период атриовентрикулярного (АВ) узел (AVNERP) определяется путем применения серии предсердий поезда ходить на BCL 100 мс со связанной S2 преждевременной стимул. S1-S2 интервал постепенно снижаетсяна 2 мс каждый ходить поезда от 70 мс до 20 мс. AVNERP определяется как самый длинный S1-S2 связи интервал, с которым преждевременной стимуляции доставлены в атриуме следуют Его потенциал, но не комплекс QRS. Между каждым стимуляции протокол, не было периода восстановления, по крайней мере 30 секунд.
Индуцируемость предсердной аритмии, в том числе фибрилляцией предсердий (ФП), могут быть протестированы с использованием протокола взрыв ходить описывается Verheule и соавт. ² серии из 2 вторая очередь применяется для определения Индуцируемость предсердной аритмии. Первые 2 второй вспышки имеет цикл длины (CL) 40 мс, а каждый последующий 2 секунды взрыв имеет КЛ 2-мс меньше, чем предыдущий взрыв, до окончательного CL 20 мс. При отсутствии аритмогенного субстрата, сердце возобновит синусового ритма сразу после стимуляции протокола. В случае трепетания предсердий, будет закономерность быстрого волны видны на предсердия электрограмме, тогда как частота желудочкового ответа, как правило, медленнее, как видно на желудочка электрограмме. В случае фибрилляции предсердий, ЭКГ покажет, нерегулярными интервалами RR в отсутствие Р-волн. Кроме того, предсердная электрограмме покажет быстрого и нерегулярные волны, в то время как желудочковая электрограмме покажет нерегулярно и медленнее желудочка волн (рис. 3). Протоколы индукции аритмии как правило, выполняются в трех экземплярах, и аритмия считается настоящим, если оно может быть вызвано, по крайней мере 2 из 3 испытаний. ^3,4.

Часть 4. Удаление катетера

Ведь ходить протоколов закончите, сбор данных будет остановлен. Шва на дистальном конце катетера аккуратно отрезать, для того, чтобы выпустить катетером.
В случае терминал исследования Е. П., узел осторожно ослабила выпустить катетером.
По завершении исследования, мышь будет гуманно усыпляют, находясь под изофлуран использованием шейки дислокации.

Представитель Результаты

Поверхностная ЭКГ и внутрисердечных электрограмм записываются одновременно на всем в изучении естественных электрофизиологии, и подробно рассмотрены после завершения всех протоколов. Базовые электрофизиологические параметры включают в себя PR-интервала, интервала PQ, QRS продолжительность, интервалы QT и QRS морфологии. Эти параметры могут быть измерены вручную или автоматически с помощью программного обеспечения сбора данных IOX-2 или ЭКГ-АВТО (Эмка технологий, Вирджиния, США).

SNRT, AERP и AVNERP представить информацию о синусового узла "водителя ритма" функции предсердий и AV свойства узловой проводимости, соответственно. Примеры ходить вызванных эпизодов фибрилляции предсердий может быть найден в работе Chelu и др. ^4.

Рисунок 1. Иллюстрация внутрисердечной катетеризации для исследования электрофизиологии у мышей. A. Право внутреннюю яремную вену выделяют и канюлю. Дистальный конец вены связана с когда-то правильное положение катетера достигнута. B. Мышь находится в лежачем положении для этой процедуры. С. мультфильм изображением внутрисердечной положение катетера. Пара электроды расположены на уровне вершины правого желудочка, база правого желудочка, атриовентрикулярного узла, а правое предсердие, соответственно. D. Крупный план 1.1f octapolar катетер. Рис редактировался Матур и соавт. с разрешения Circ Arrhtyhm Electrophys ^5.

Рисунок 2. Представитель поверхности ЭКГ и внутрисердечной электрограмм в мышь. () Поверхностная ЭКГ в свинце II конфигурации показывает регулярный синусовый ритм с частотой 540 ударов в минуту. (BE) Биполярное записи внутрисердечных электрограмме на уровне правого предсердия (Б), атриовентрикулярного узла (С), и базы правого желудочка (D), а вершины правого желудочка (Е) соответственно. Обратите внимание, что внутрисердечной-волны в панели B соответствует P-волны на ЭКГ. V-волны на желудочка электрограмме соответствует волне QRS на ЭКГ.

Рисунок 3. Представитель поверхности ЭКГ и внутрисердечных электрограмм в мышь, которая разработана фибрилляции предсердий после предсердной стимуляции лопнуть.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Во время катетеризации сердца, обширные кровотечения во время катетеризации может привести к увеличению частоты сердечных сокращений из-за гиповолемии. В этом случае, при введении препарата в стерильного физиологического раствора (0,3 1,0 мл) может нормализовать давление наполнения и снижение гемодинамического стресса в мышь.

Воздействие ИФ более 2 часов, или более высокие концентрации изофлуран (> 2%) может подавлять сердечной и дыхательной функции мыши. Поэтому, рекомендуется, чтобы все исследования будут завершены менее чем за 2 часа. Кроме того, важно, чтобы температура тела всегда поддерживается в пределах нормы 37,0 ± 1,0 ° C. Оба гипотермии и гипертермии повлияет на ритм сердца и возможное присутствие аритмогенного субстрата.

Каждый эксперимент следует начать с определения предсердий пороги захвата. В случае предсердной стимуляции, мерцательная порог, SNRT, AERP и AVNERP должны быть определены, чтобы оценить, является ли проведение свойства синусового узла, AV узла и мерцательная тканей в норме.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

XHTW является WM Keck Фонд Уважаемые молодого ученого в области медицинских исследований, а также поддерживается NIH / NHLBI грантов R01-HL089598 и R01HL091947 и мышечной дистрофии ассоциации грант № 69238. Эта работа также при частичной финансовой поддержке Альянса Фонд Leducq для CaMKII сигнализации в сердце. NL является получателем 2009-2010 Мишель Мировски Международного братства в кардиостимуляции и электрофизиологии сердца от общества Ритм и 2009-2012 Американской ассоциации сердца постдок стипендий.

References

Nattel, S., Shiroshita-Takeshita, A., Brundel, B. J., Rivard, L. Mechanisms of atrial fibrillation: lessons from animal models. Prog Cardiovasc Dis. 48, 9-9 (2005).
Verheule, S., Sato, T., Everett, T. t, Engle, S. K., Otten, D., Rubart-von der Lohe, M., Nakajima, H. O., Nakajima, H., Field, L. J., Olgin, J. E. Increased vulnerability to atrial fibrillation in transgenic mice with selective atrial fibrosis caused by overexpression of TGF-beta1. Circ Res. 94, 1458-1458 (2004).
Sood, S., Chelu, M. G., Oort, R. J. van, Skapura, D., Santonastasi, M., Dobrev, D., Wehrens, X. H., H, X. Intracellular calcium leak due to FKBP12.6 deficiency in mice facilitates the inducibility of atrial fibrillation. Heart Rhythm. 5, 1047-1047 (2008).
Chelu, M. G., Sarma, S., Sood, S., Wang, S., van Oort, R. J., Skapura, D. G., Li, N., Santonastasi, M., Muller, F. U., Schmitz, W. Calmodulin kinase II-mediated sarcoplasmic reticulum Ca2+ leak promotes atrial fibrillation in mice. J Clin Invest. 119, 1940-1940 (2009).
Mathur, N., Subeena, S., Wang, S., van Oort, R. J., Sarma, S., Li, N., Skapura, D., Bayle, J. H., Valderrabano, M., Wehrens, X. H. Sudden Infant Death Syndrome in Mice With an Inherited Mutation in RyR. Circ Arrhythmia Electrophysiol. , Forthcoming (2009).