Medicine

चूहे में क्रमादेशित बिजली उत्तेजना

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

क्रमादेशित बिजली की उत्तेजना दिल के प्रवाहकत्त्व गुणों का निर्धारण करने की क्षमता है, और संभावना को प्रेरित करने के लिए और विभिन्न पेसिंग प्रोटोकॉल का उपयोग कर हृदय arrhythmias समाप्त प्रदान करता है. ट्रांसवेनस कैथेटर का प्रयोग, intracardiac electrogram रिकॉर्डिंग क्रमादेशित बिजली की उत्तेजना प्रोटोकॉल arrhythmogenic substrates की पहचान के बाद चूहों में प्राप्त किया जा सकता है.

Abstract

आनुवंशिक संशोधित चूहों एक बेहतर पशु मॉडल के रूप में आणविक प्रवाहकत्त्व असामान्यताएं, आलिंद और ventricular arrhythmias, और अचानक हृदय मौत की अंतर्निहित तंत्र का अध्ययन में उभरा है.

Protocol

भाग 1. सर्जिकल तैयारी

मामले में क्रमादेशित बिजली की उत्तेजना प्रयोगों अस्तित्व सर्जरी के रूप में चूहों में प्रदर्शन कर रहे हैं बाँझ शर्तों के लिए आवश्यक हो जाएगा. हालांकि, प्रयोग के सबसे आम प्रकार प्रकृति में टर्मिनल है जिसके लिए पर्याप्त नियमित रूप से स्पष्ट शल्य चिकित्सा तकनीक,.
माउस anesthetized है 0.5 एल / 100% ₂ हे मिनट में दो isoflurane% का उपयोग करते हुए.
बालों कतरनी neckline से मध्य सीने स्तर पर फर दाढ़ी के लिए उपयोग किया जाता है.
anesthetized माउस एक लापरवाह स्थिति में रखा गया है, के साथ अपने अंगों को एक हीटिंग बोर्ड (सिंधु उपकरण, ह्यूस्टन, TX) में शामिल ईसीजी इलेक्ट्रोड पर टेप. और शल्य चिकित्सा क्षेत्र के 10% Povidone आयोडीन के साथ कीटाणुरहित किया हुआ है. एक सिफारिश प्रणाली गुदा तापमान एक thermoanalyzer प्रणाली द्वारा नियंत्रित एक हीटिंग पैड जुड़ा जांच ऐसी है कि शरीर का तापमान 37.0 पर बनाए रखा है डिग्री सेल्सियस ± 1.0 डिग्री सेल्सियस,

भाग 2. Cannulation और सही atrium और वेंट्रिकल में EP कैथेटर की प्रविष्टि

एक पैर के अंगूठे चुटकी है कि माउस पूरी तरह से anesthetized है द्वारा पुष्टि करने के बाद, एक 1 / 2 इंच चीरा हंसली के स्तर पर दुम टर्मिनस साथ midline के अधिकार के लिए किया जाता है.
चमड़े के नीचे ऊतक, लार की गिल्टी, और लसीका ऊतकों कुंद विच्छेदन के माध्यम से अलग कर रहे हैं करने के लिए सही गले नस कल्पना है.
नस के प्रॉक्सिमल अंत 6-0 सीवन के साथ बंधा हुआ है. इस सिवनी पर धीरे पुलिंग आंतरिक कंठ का शिरा सीधे रख जबकि कैथेटर डालने. एक और सिवनी नस के तहत कल्पना खंड के बाहर का अंत में रखा गया है. यह सीवन कैथेटर के आसपास बंधे हो जाएगा एक बार कैथेटर बेहतर दिल के भीतर रखा है, hemostasis सुनिश्चित करने और बनाए रखने के इच्छित स्थान (चित्रा 1 ) में कैथेटर.
अब कंप्यूटर आधारित डाटा अधिग्रहण सतह ईसीजी और intracardiac electrograms एक साथ (यानी, IOX 2 अधिग्रहण सॉफ्टवेयर, Emka टेक्नोलॉजीज, VA, संयुक्त राज्य अमेरिका) के 4 सुराग रिकॉर्ड शुरू कर दिया है. Intracardiac electrogram रिकॉर्डिंग के लिए, कैथेटर पर इलेक्ट्रोड को "रिकॉर्डिंग" मोड (यानी, मॉडल STG3008, multichannel सिस्टम, Reutlingen, जर्मनी) में एक बाहरी उत्तेजक औधधि के लिए जुड़े हुए हैं.
माइक्रो कैंची का प्रयोग, एक छोटा सा चीरा नस के अनुदैर्ध्य दिशा में किया जाता है, और 1.1F octapolar कैथेटर (EPR-800, मिलर उपकरण, ह्यूस्टन, TX) नस के माध्यम से सही atrium में उन्नत है. धीरे प्रॉक्सिमल सीवन पर खींच सीधे आंतरिक कंठ का शिरा रखने में मदद और सही atrium और वेंट्रिकल में कैथेटर की आसान पारित होने की अनुमति होगी. उचित कैथेटर स्थिति सही वेंट्रिकल के आधार सही वेंट्रिकल, atrioventricular नोड, और सही atrium, क्रमशः (चित्रा 2) के शीर्ष स्तर पर 4 intracardiac electrograms के waveforms के दृश्य द्वारा सत्यापित है.
बाहर का सिवनी अब से बंधा हुआ है कैथेटर की स्थिति सुरक्षित है और संभव खून बह रहा को रोकने के.

भाग 3. क्रमादेशित बिजली उत्तेजना

चयनात्मक आलिंद पेसिंग के मामले में इलेक्ट्रोड atrium के अंदर स्थित जोड़ी "recoding के मोड" से "उत्तेजना" मोड बंद है, जबकि अन्य इलेक्ट्रोड जोड़े "रिकॉर्डिंग" मोड में रहते हैं.
पता लगाएँ कि क्या एक माउस atrial arrhythmias के लिए एक बढ़ा जोखिम है, सही atrium के क्रमादेशित बिजली की उत्तेजना किया जाता है. सबसे पहले, आलिंद पेसिंग दहलीज पर विभिन्न बुनियादी चक्र लंबाई (बीसीएल) पर दो एमएस वर्तमान दालों (कम से कम 50) लागू करने के लिए प्रोत्साहन कब्जा की निरंतरता के लिए परीक्षण द्वारा निर्धारित किया जाता है. प्रारंभिक पल्स ट्रेन का बीसीएल आंतरिक बीसीएल की तुलना में थोड़ा कम है, और एमएस 10 (उदाहरण के लिए, 100 एमएस, 90 एमएस, एमएस 80, और 70 एमएस) की कमी हुई. ठेठ वर्तमान उत्तेजना पर कब्जा करने के लिए आवश्यक आयाम 100-200 μA है.
साइनस नोड वसूली समय (SNRT) 100 एमएस के एक बीसीएल पर एक 15-आलिंद पेसिंग ट्रेन लगाने के बाद मापा जाता है. SNRT पेसिंग ट्रेन में पिछले उत्तेजना और पहली सहज साइनस हरा की शुरुआत के बीच अंतराल के रूप में परिभाषित किया गया है.
आलिंद प्रभावी दुर्दम्य अवधि (AERP) एक युग्मित कम S2 समयपूर्व उत्तेजना के साथ एक निश्चित BCLs (यानी, 100 एमएस) आलिंद पेसिंग गाड़ियों की श्रृंखला को लागू करने के द्वारा निर्धारित किया जाता है. S1-S2 अंतराल उत्तरोत्तर प्रत्येक पेसिंग 70ms से 20ms के लिए ट्रेन में 2-MS से कम है. AERP सबसे लंबे समय तक S1-S2 atria के लिए युग्मन अंतराल है कि S2 (नियमित रूप से ट्रेन पल्स जा रहा है, S1, और S2 समयपूर्व उत्तेजना) के साथ एक प्रचार हरा उत्पन्न करने में विफल रहा है के रूप में परिभाषित किया गया है. प्रत्येक उत्तेजना प्रोटोकॉल के बीच, वहाँ कम से कम 30 सेकंड के एक वसूली की अवधि थी.
atrioventricular के प्रभावी दुर्दम्य अवधि (ए वी) नोड (AVNERP) 100 एमएस के बीसीएल एक युग्मित S2 समयपूर्व उत्तेजना के साथ आलिंद पेसिंग गाड़ियों की श्रृंखला को लागू करने के द्वारा निर्धारित किया जाता है. S1-S2 अंतराल उत्तरोत्तर कम है2 एमएस प्रत्येक पेसिंग 70 से 20 एमएस एमएस के लिए ट्रेन से. AVNERP सबसे लंबे समय तक S1-S2 युग्मन अंतराल, जिस पर समय से पहले atrium के लिए दिया उत्तेजना उनकी क्षमता, लेकिन एक क्यूआर जटिल द्वारा नहीं द्वारा पीछा किया जाता है के रूप में परिभाषित किया गया है. प्रत्येक उत्तेजना प्रोटोकॉल के बीच, वहाँ कम से कम 30 सेकंड के एक वसूली की अवधि थी.
Atrial fibrillation (वायुसेना) सहित atrial arrhythmias, Inducibility फट पेसिंग Verheule एट अल द्वारा वर्णित प्रोटोकॉल का उपयोग कर परीक्षण किया जा ^सकता है 2 2 दूसरा फटने की एक श्रृंखला atrial arrhythmias के inducibility निर्धारित करने के लिए लागू किया जाता है. पहले 2 दूसरी फट 40 एमएस के एक चक्र की लंबाई (सी.एल.) है, और प्रत्येक उत्तरोत्तर 2 दूसरी फट 20 एमएस के अंतिम सी.एल. तक पिछले फट से कम 2-एमएस के सी.एल.,. एक arrhythmogenic सब्सट्रेट के अभाव में, दिल पेसिंग प्रोटोकॉल के बाद साइनस लय को तुरंत फिर से शुरू होगा. Atrial स्पंदन के मामले में तेजी से एक atrial electrogram पर देखा तरंगों का एक नियमित पैटर्न हो सकता है, जबकि निलय प्रतिक्रिया की आवृत्ति आमतौर पर धीमी है, के रूप में निलय electrogram पर देखा. Atrial fibrillation के मामले में, सतह ईसीजी पी लहरों के अभाव में अनियमित अंतराल आरआर दिखाएगा. इसके अतिरिक्त, आलिंद electrogram तेजी से और अनियमित एक तरंगों पता चलता है, जबकि निलय electrogram अनियमित और धीमी निलय तरंगों (चित्रा 3) प्रकट होगा. अतालता प्रेरण प्रोटोकॉल आम तौर पर तीन प्रतियों में प्रदर्शन कर रहे हैं, और एक अतालता मौजूद माना जाता है अगर यह कम से कम 2 3 परीक्षणों के बाहर में पैदा किया जा सकता है ^3,4.

भाग 4. कैथेटर का हटाया

आखिर पेसिंग प्रोटोकॉल खत्म हो रहे हैं, डाटा अधिग्रहण बंद कर दिया है. कैथेटर के बाहर अंत में सिवनी धीरे काट रहा है, क्रम में कैथेटर रिहाई.
टर्मिनल EP अध्ययन के मामले में, गाँठ धीरे कैथेटर रिहाई ढीला है.
अध्ययन के निष्कर्ष में, माउस humanely जबकि isoflurane तहत ग्रीवा अव्यवस्था का उपयोग euthanized होगा.

प्रतिनिधि परिणाम

भूतल ईसीजी और intracardiac electrograms vivo इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी अध्ययन में भर में एक साथ दर्ज हैं, कर रहे हैं और सभी प्रोटोकॉल के पूरा होने के बाद में विस्तार से समीक्षा. आधारभूत electrophysiological मापदंडों पीआर अंतराल, PQ अंतराल, क्यूआर अवधि, क्यूटी अंतराल, और क्यूआर आकारिकी शामिल हैं. इन मानकों को मैन्युअल रूप से मापा जा सकता है, या स्वचालित रूप से डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर IOX-2 या ईसीजी - ऑटो (Emka टेक्नोलॉजीज, VA, संयुक्त राज्य अमेरिका) का उपयोग कर.

SNRT, AERP, और AVNERP साइनस नोड "पेसमेकर" समारोह, आलिंद, और ए वी नोडल प्रवाहकत्त्व गुणों, क्रमशः के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं. Atrial fibrillation के पेसिंग प्रेरित एपिसोड के उदाहरण Chelu एट अल द्वारा कागज में पाया जा सकता है ^है 4 .

चित्रा 1 इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी अध्ययन के लिए चूहों में intracardiac कैथीटेराइजेशन के चित्रण ए राइट आंतरिक कंठ का शिरा और अलग है cannulated. नस के बाहर का अंत से बंधा हुआ है एक बार उचित कैथेटर की स्थिति हासिल की है बी. सी. कार्टून कैथेटर की intracardiac स्थिति चित्रण. माउस इस प्रक्रिया के लिए एक लापरवाह स्थिति में रखा गया है . इलेक्ट्रोड की जोड़ी सही वेंट्रिकल, सही वेंट्रिकल के आधार atrioventricular नोड, और सही atrium के शीर्ष स्तर पर तैनात हैं, क्रमशः विकास.. 1.1F octapolar कैथेटर के ऊपर बंद. माथुर एट अल से संशोधित चित्रा. Circ Arrhtyhm Electrophys ⁵ की अनुमति के साथ .

चित्रा 2. एक माउस में प्रतिनिधि भूतल ईसीजी और intracardiac Electrograms. (ए) भूतल सही atrium के स्तर पर प्रति मिनट () द्विध्रुवी intracardiac electrogram रिकॉर्डिंग के 540 धड़कता (बी), atrioventricular नोड (सी), और के आधार के एक आवृत्ति के साथ नियमित रूप से साइनस लय दिखा नेतृत्व द्वितीय विन्यास में ईसीजी सही वेंट्रिकल (डी), और सही वेंट्रिकल (ई) के शीर्ष क्रमशः. ध्यान दें कि पैनल बी में एक लहर intracardiac पी सतह ईसीजी लहर से मेल खाती है. निलय electrogram पर वि लहर सतह पर क्यूआर लहर ईसीजी से मेल खाती है है.

चित्रा 3. एक चूहा है कि atrial फट पेसिंग बाद atrial fibrillation विकसित में प्रतिनिधि सतह ईसीजी और intracardiac electrograms.

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Discussion

कार्डियक कैथीटेराइजेशन के दौरान, कैथीटेराइजेशन के दौरान व्यापक खून बह रहा दिल hypovolemia करने के लिए कारण दर बढ़ा सकता है. इस मामले में, बाँझ खारा की intraperitoneal इंजेक्शन (0.3 1.0 एमएल) भरने के दबाव सामान्य और माउस में hemodynamic तनाव को कम सकता है.

Isoflurane अब से 2 घंटे, या isoflurane के उच्च सांद्रता (> 2%) करने के लिए एक्सपोजर माउस में हृदय और सांस कार्यों को दबाने सकता है. इसलिए, यह सिफारिश की है कि सभी अध्ययनों से कम से कम 2 घंटे में पूरा किया जाना है. इसके अलावा, यह आवश्यक है कि शरीर का तापमान हमेशा सामान्य श्रेणी 37.0 ± 1.0 डिग्री सेल्सियस के भीतर बनाए रखा है दोनों हाइपोथर्मिया और अतिताप दिल ताल और एक arrhythmogenic सब्सट्रेट के संभावित उपस्थिति को प्रभावित करेगा.

प्रत्येक प्रयोग atrial कब्जा थ्रेसहोल्ड निर्धारण द्वारा शुरू करना चाहिए. आलिंद पेसिंग, आलिंद दहलीज, SNRT, AERP, और AVNERP के मामले में आकलन है कि साइनस नोड, ए वी नोड, और atrial ऊतक के चालन गुण सामान्य हैं निर्धारित किया जाना चाहिए.

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Acknowledgments

XHTW चिकित्सा अनुसंधान में एक WM उबकना फाउंडेशन गणमान्य युवा विद्वान है, और भी NIH / NHLBI R01 HL089598 और R01HL091947 अनुदान, और पेशी Dystrophy एसोसिएशन 69238 # अनुदान द्वारा समर्थित है. यह काम भी दिल में Fondation CaMKII सिग्नलिंग लिए Leducq एलायंस द्वारा भाग में समर्थित है. NL कार्डिएक और हार्ट रिदम सोसायटी और 2009-2012 अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन postdoc फैलोशिप से पेसिंग इलैक्ट्रोफिजियोलॉजी में 2009-2010 मिशेल Mirowski इंटरनेशनल फैलोशिप के प्राप्तकर्ता है.

References

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