La estimulación eléctrica programada en ratones

Summary

Estimulación eléctrica programada ofrece la posibilidad de determinar las propiedades de conducción del corazón, y la posibilidad de inducir arritmias cardíacas y terminar utilizando varios protocolos de estimulación. El uso de un catéter intravenoso, grabaciones electrograma intracardíaco se puede obtener en ratones después de programar protocolos de estimulación eléctrica para identificar los sustratos arritmogénicos.

Abstract

Los ratones genéticamente modificados se han convertido en un modelo animal preferible para estudiar los mecanismos moleculares que subyacen a alteraciones de la conducción, arritmias auriculares y ventriculares y muerte súbita cardíaca.

Protocol

Parte 1. Preparación quirúrgica

1. En el caso de experimentos de estimulación eléctrica programada se realizan cirugías como la supervivencia en ratones condiciones estériles será necesario. Sin embargo, el tipo más común de la experimentación es la terminal en la naturaleza, para el que regularmente las técnicas quirúrgicas claro es suficiente.
2. El ratón se anestesia con isoflurano 2% en 0,5 l / min 100% de O _2.
3. Cortar el pelo se utilizan para afeitar la piel del escote a la altura del pecho medio.
4. El ratón anestesiado se coloca en una posición de decúbito supino, con sus miembros grabado en los electrodos de ECG incorporados en un tablero de calefacción (Indo Instruments, Houston, TX). Y el área quirúrgica se desinfecta con povidona yodada al 10%. Un sistema recomendado incluye una sonda de temperatura rectal conectado a una almohadilla de calefacción controlado por un sistema thermoanalyzer, de tal manera que la temperatura del cuerpo se mantiene en 37,0 ° C ± 1,0 ° C.

Parte 2. Canulación y la inserción del catéter en la aurícula derecha del Parlamento Europeo y el ventrículo

1. Después de confirmar por un dedo del pie-pinch que el ratón está completamente anestesiado, una incisión de 1 / 2 pulgada se hace a la derecha de la línea media con el término del caudal en el nivel de la clavícula.
2. Tejido subcutáneo, las glándulas salivales y los tejidos linfáticos están separados por medio de disección roma para visualizar la vena yugular derecha.
3. El extremo proximal de la vena se ata con una sutura de 6-0. Tirando suavemente de esta sutura se mantendrá la vena yugular interna derecha mientras la inserción del catéter. Otra sutura se coloca en la vena en el extremo distal del segmento visualizado. Esta sutura se ata alrededor de la sonda una vez que el catéter se coloca de forma óptima en el corazón, para asegurar la hemostasia y mantener el catéter en la posición deseada (Figura 1).
4. La adquisición de equipo basado en los datos es ahora comenzó a registrar el ECG de superficie y 4 derivaciones de intracardiacos al mismo tiempo (es decir, IOX-2 de adquisición de software, las tecnologías de Emka, VA, EE.UU.). Para el registro de electrogramas intracardiacos, los electrodos del catéter se conecta a un estimulador externo en "grabación" de modo (es decir, el modelo STG3008, sistemas multicanal, Reutlingen, Alemania).
5. Utilizando micro-tijeras, una pequeña incisión en la dirección longitudinal de la vena y el catéter octapolar 1.1f (EPR-800, Millar Instruments, Houston, TX) avanza a través de la vena en la aurícula derecha. Tirando suavemente de la sutura proximal ayudará a mantener la vena yugular interna derecha y facilitará el paso del catéter en la aurícula y el ventrículo derechos. Correcta posición del catéter se comprueba mediante la visualización de las formas de onda de los 4 intracardiacos en el nivel del ápex del ventrículo derecho, la base del ventrículo derecho, el nodo auriculoventricular y la aurícula derecha, respectivamente (Figura 2).
6. La sutura distal está atado para asegurar la posición del catéter y evitar posibles hemorragias.

Parte 3. Estimulación eléctrica programada

1. En el caso de la estimulación auricular selectiva, el par de electrodos situados en el interior del atrio se cambia de "recodificación" a modo de "estímulo" el modo, mientras que los pares de electrodos otros permanecen en "grabación" de modo.
2. Para determinar si un ratón tiene una mayor vulnerabilidad a arritmias auriculares, la estimulación eléctrica programada de la aurícula derecha se lleva a cabo. En primer lugar, el umbral de estimulación auricular se determina mediante la aplicación de 2 ms de pulsos de corriente (por lo menos 50) a diferentes longitudes de ciclo básico (BCL) para poner a prueba la consistencia de la captura de estímulo. El BCL del tren de pulso inicial es ligeramente menor que el valor intrínseco BCL, y se redujo en un 10 ms (por ejemplo, 100 ms, 90 ms, 80 ms y 70 ms). La amplitud típica de corriente necesaria para la captura de estímulo es de 100-200 mA.
3. El nódulo sinusal tiempo de recuperación (SNRT) se mide después de la aplicación de un tren de 15 s de estimulación auricular en un BCL de 100 ms. SNRT se define como el intervalo entre el último estímulo del tren de estimulación y la aparición de la primera ceñida sinusal espontánea.
4. El período refractario efectivo auricular (PREA) se determina mediante la aplicación de una serie de trenes de estimulación auricular a un BCLs fijo (es decir, 100 ms), junto con un menor estímulo prematuro S2. El intervalo S1-S2 se reduce progresivamente por 2 ms en cada tren ritmo de 70 ms a 20 ms. El PREA se define como el mayor intervalo de acoplamiento S1-S2 para aurículas que no ha podido generar un golpe propagan con S2 (S1 es el tren de pulsos regulares, y S2 el estímulo prematuro). Entre cada protocolo de estimulación, se produjo un período de recuperación de al menos 30 segundos.
5. El período refractario efectivo del nódulo auriculoventricular (AV) (AVNERP) se determina mediante la aplicación de una serie de trenes de estimulación auricular a BCL de 100 ms con un acoplamiento estímulo prematuro S2. El intervalo S1-S2 se reduce progresivamente2 ms por cada tren ritmo de 70 ms y 20 ms. El AVNERP se define como el mayor intervalo de acoplamiento S1-S2 en el que se siguió a la estimulación precoz entregado a la aurícula por su potencial, pero no por un complejo QRS. Entre cada protocolo de estimulación, se produjo un período de recuperación de al menos 30 segundos.
6. Inducibilidad de arritmias auriculares, incluyendo la fibrilación auricular (FA), se puede evaluar utilizando el protocolo descrito por el ritmo explosión Verheule et al. ² Una serie de explosiones de dos segundos se aplica para determinar la inducibilidad de arritmias auriculares. Los 2 primeros segunda ráfaga tiene una longitud de ciclo (LC) de 40 ms, y cada dos sucesivas segunda ráfaga tiene un CL de 2 ms corta que la explosión anterior, hasta que el CL final de 20 ms. En ausencia de un sustrato arritmogénico, el corazón se reanudará el ritmo sinusal inmediatamente después del protocolo de estimulación. En el caso del aleteo auricular, habrá un patrón regular de ondas de una rápida vista en el electrograma auricular, mientras que la frecuencia de la respuesta ventricular es típicamente más lento, como se ve en el electrograma ventricular. En el caso de la fibrilación auricular, el ECG de superficie se muestra irregular intervalos RR en la ausencia de ondas P. Además, el electrograma auricular revelará rápido e irregular Un olas, mientras que el electrograma ventricular revelará olas ventricular irregular y lenta (Figura 3). Protocolos de inducción de arritmias son generalmente realizados por triplicado, y una arritmia se considera presente si puede ser evocado en al menos 2 de cada 3 intentos. ^3,4.

Parte 4. Retirada del catéter

1. Después de todos los protocolos de estimulación terminado, la adquisición de datos se detiene. La sutura en el extremo distal del catéter se introduce cuidadosamente cortados, con el fin de liberar la sonda.
2. En el caso de la terminal de los estudios de EP, el nudo se afloja suavemente para liberar el catéter.
3. A la conclusión del estudio, el ratón, con humanidad, mientras que la eutanasia bajo isoflurano por dislocación cervical.

Resultados representante

ECG de superficie y electrogramas intracavitarios se registraron simultáneamente en todo el estudio in vivo de electrofisiología, y se revisan en detalle tras la finalización de todos los protocolos. Los parámetros electrofisiológicos de referencia incluyen el intervalo PR, intervalo PQ, QRS, intervalo QT, y la morfología de QRS. Estos parámetros se pueden medir de forma manual o automáticamente utilizando el software de adquisición de datos IOX-2 o ECG-AUTO (Tecnologías de la Emka, VA, EE.UU.).

El SNRT, PREA, y AVNERP proporcionar información sobre el nodo sinusal "marcapasos" función, auricular y AV propiedades de conducción nodal, respectivamente. Ejemplos de la estimulación inducida por los episodios de fibrilación auricular se puede encontrar en el documento de Chelu et al ^4.

Figura 1. Ilustración de cateterismo intracardíaco para los estudios de electrofisiología en ratones. A. vena yugular interna derecha se aísla y se canulado. El extremo distal de la vena se liga una vez que la posición del catéter a tu gusto. B. El ratón es colocado en posición supina para este procedimiento. Caricatura C representa la posición del catéter intracardíaco. Par de electrodos se colocan en el nivel del ápex del ventrículo derecho, la base del ventrículo derecho, el nodo auriculoventricular y la aurícula derecha, respectivamente. D. Close-up de la sonda octapolar 1.1f. Figura modificada de Mathur et al. con el permiso de Circ Arrhtyhm Electrophys ^5.

Figura 2. Representante de ECG de superficie y electrogramas intracardíacos en un ratón. (A) en el ECG de superficie principal de configuración II que muestra ritmo sinusal regular con una frecuencia de 540 latidos por minuto. (BE) Bipolar grabaciones electrograma intracardiaco a nivel de la aurícula derecha (B), el nodo auriculoventricular (C), y la base de la ventrículo derecho (D), y el ápex del ventrículo derecho (E), respectivamente. Tenga en cuenta que la intracardíaca onda A en el panel B corresponde a la onda P en el ECG de superficie. El V-ola en el electrograma ventricular corresponde a la onda QRS en el ECG de superficie.

Figura 3. Representante de ECG de superficie y electrogramas intracardíacos en un ratón que se desarrollaron fibrilación auricular después de la estimulación auricular explosión.

Discussion

Durante el cateterismo cardíaco, sangrado abundante durante la cateterización podría aumentar la frecuencia cardíaca debido a la hipovolemia. En este caso, una inyección intraperitoneal de solución salina estéril (0,3 ml 1,0) podría normalizar la presión de llenado y reducir el estrés hemodinámico en el ratón.

La exposición a isoflurano más de 2 horas, o más altas concentraciones de isoflurano (> 2%) puede suprimir las funciones cardiaca y respiratoria en el ratón. Por lo tanto, se recomienda que todos los estudios se completará en menos de 2 horas. Por otra parte, es esencial que la temperatura del cuerpo se mantiene siempre dentro del rango normal 37,0 ± 1,0 ° C. Tanto la hipotermia y la hipertermia se afectar el ritmo cardíaco y la posible presencia de un sustrato arritmogénico.

Cada experimento debe comenzar por determinar los umbrales de captura auricular. En el caso de la estimulación auricular, umbral auricular, SNRT, PREA, y AVNERP se debe determinar para determinar si las propiedades de conducción del nódulo sinusal, el nódulo AV y el tejido auricular es normal.