Medicine

Farelerde Programlı Elektrik Stimülasyon

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

Programlı elektrik stimülasyonu, kalp iletim özellikleri belirlemek için yeteneği ve çeşitli pacemaker protokolleri kullanarak kardiyak aritmiler neden ve sona erdirme imkanı sağlar. Transvenöz bir kateter yardımıyla, intrakardiyak elektrogram kayıtları, programlı elektrik stimülasyonu protokolleri aritmojenik substratlar tanımlamak için aşağıdaki farelerde elde edilebilir.

Abstract

Genetiği değiştirilmiş farelerde, iletim bozuklukları, atriyal ve ventriküler aritmiler ve ani kardiyak ölüm altında yatan moleküler mekanizmaları çalışmak için tercih edilen bir hayvan modeli olarak ortaya çıkmıştır.

Protocol

Bölüm 1. Cerrahi hazırlık

Steril koşullarda, programlı elektrik stimülasyonu deneylerde farelerin hayatta kalma ameliyatları yapılmaktadır durumda gerekli olacaktır. Ancak, deney en yaygın türü olan düzenli açık cerrahi teknikler yeterli, doğa terminal.
Izofluran% 2, 0,5 L / dk% 100 _O 2 kullanarak fare anestezi .
Saç kesme makineleri, kürk yaka orta göğüs seviyesine tıraş için kullanılır.
Bacaklarda ısıtma kartı (İndus Instruments, Houston, Teksas) dahil EKG elektrotları üzerine bantlanmış anestezi fare, yatar pozisyonda yerleştirilir. Ve cerrahi alanında% 10 Povidon İyot ile dezenfekte edilir. Önerilen sistem, vücut ısısı 37.0 tutulur böyle ° C ± 1.0 ° C bir thermoanalyzer sistem tarafından kontrol edilen bir ısıtma yastığı bağlı bir rektal ısı probu,

Bölüm 2. Sağ atriyum ve ventrikül içine kanülasyonu ve EP kateter yerleştirilmesi

Fare tamamen uyuşturulduktan sonra, bir ayak-tutam tarafından onayladıktan sonra, 1 / 2 inç bir kesi klavikula düzeyinde kaudal uçla orta hatta sağa doğru yapılır.
Subkutan doku, tükürük bezleri ve lenfatik dokular sağ juguler ven görselleştirmek için künt diseksiyon ile ayrılır.
Ven proksimal ucunu 6-0 sütür ile bağlıdır. Kateter takarken bu dikiş hafifçe çekerek, internal juguler ven düz devam edecektir. Başka bir dikiş görüntülenmiştir segmentin distal ucunda ven altına yerleştirilir. Bu dikiş kateter kalbin içinde en iyi konulduğunda, hemostaz sağlamak ve istenen pozisyona (Şekil 1) kateter korumak için, kateter çevresinde bağlı olacaktır.
Bilgisayar tabanlı veri toplama, yüzey EKG ve eş zamanlı intrakardiyak electrograms (yani, Iox-2 kazanım yazılım, Emka Teknolojileri, VA, USA) 4 yol açar kayıtlarına başladı. Intrakardiyak elektrogram kayıt için "kayıt" modunda (yani modeli STG3008, Çok Kanallı Sistemler, Reutlingen, Almanya) bir dış stimülatörü, kateter elektrotlar bağlanır.
Mikro-makas kullanarak, ven uzunlamasına yönde küçük bir kesi yapılır ve 1.1F octapolar kateter (EPR-800, Millar Instruments, Houston, Teksas), sağ atrium içine damar yoluyla ileri düzeydedir. Proksimal sütür hafifçe çekerek, internal juguler ven düz tutmaya yardımcı olacaktır ve sağ atrium ve ventrikül içine kateter kolay geçişine olanak sağlayacaktır. Doğru kateter pozisyonu sırasıyla sağ ventrikül, sağ ventrikül, atriyoventriküler düğüm ve sağ atrium temel (Şekil 2) zirvesine düzeyinde 4 intrakardiyak electrograms dalga görselleştirme tarafından doğrulandı.
Distal sütür kateter pozisyonu güvence altına almak ve olası kanama önlemek için kapalı bağlıdır.

Bölüm 3. Programlı elektriksel uyarı

Seçici atriyal pacing durumda, diğer elektrot çiftleri "kayıt" modunda devam ederken, atrium içinde bulunan elektrot çifti, "recoding" modundan "stimülasyon" modunda açılır.
Bir fare atriyal aritmiler için artmış bir güvenlik açığı olup olmadığını belirlemek için, sağ atrium programlı elektrik stimülasyonu yapılmaktadır. İlk olarak, atriyal pacing eşik uyaran yakalama tutarlılığını test etmek için farklı temel döngü uzunlukları (BCL) (en az 50) 2 ms akım darbeleri uygulayarak belirlenir. Ilk darbe tren BCL içsel BCL göre biraz daha düşük ve 10 ms (örneğin, 100 ms, 90 ms, 80 ms ve 70 ms) azalır. Uyaran yakalamak için gerekli tipik geçerli genliği 100-200 uA.
Sinüs düğümü toparlanma zamanı (SNRT) 100 ms BCL 15-atriyal pacing tren uyguladıktan sonra ölçülür. SNRT pacing tren son uyarıcı ve ilk spontan sinüs ritmi başlangıcı arasındaki zaman aralığı olarak tanımlanır.
Atriyal efektif refrakter dönemi (AERP) birleştiğinde kısa S2 erken uyaran bir sabit BCLs (yani, 100 ms) atriyal pacing tren dizi uygulayarak belirlenir. S1-S2 aralığı giderek 20ms 70ms gelen her Pacing tren 2-ms azalır. AERP S2 (düzenli tren darbe S1, S2 erken uyaran) ile yayılır yendi oluşturmak için başarısız kulakçıklar için uzun S1-S2 bağlantı aralığı olarak tanımlanır. Her stimülasyon protokolü arasında, en az 30 saniye bir iyileşme dönemi vardı.
Efektif refrakter dönemde atriyoventriküler (AV) düğüm (AVNERP) birleştiğinde S2 erken bir stimulus ile 100 ms BCL atriyal pacing tren dizi uygulayarak belirlenir. S1-S2 aralığı giderek azalır2 ms 70 ms 20 ms her Pacing tren. AVNERP atriyuma teslim erken uyarılma değil bir QRS kompleksi Onun potansiyeli olan en uzun S1-S2 bağlantı aralığı olarak tanımlanır. Her stimülasyon protokolü arasında, en az 30 saniye bir iyileşme dönemi vardı.
, Atriyal fibrilasyon (AF) de dahil olmak üzere atriyal aritmiler, Inducibility Verheule ve arkadaşları tarafından açıklanan burst pacing protokolünü kullanarak test ^edilecek. 2 2 saniyelik atışlarla bir dizi atriyal aritmi inducibility belirlemek için uygulanır . Ilk 2 ikinci patlama 40 ms siklus uzunluğu (CL), ve son CL 20 ms kadar birbirini izleyen 2 ikinci patlama, bir önceki patlamada kısa 2-ms CL. Aritmojenik substrat yokluğunda, kalp pacing protokolü hemen sinüs ritmi devam edecektir. Durumda atriyal flutter, ventriküler elektrogram görüldüğü gibi ventriküler yanıt frekans, tipik olarak yavaş ise atriyal elektrogram görülen hızlı A dalgaların düzenli bir desen var olacaktır. Atriyal fibrilasyon durumunda, yüzey EKG'de P dalgalarının yokluğu düzensiz RR aralıkları gösterecektir. Ayrıca, atriyal elektrogram ventriküler elektrogram düzensiz ve yavaş ventriküler dalgaları (Şekil 3) ortaya çıkaracaktır ise, hızlı ve düzensiz dalgalar ortaya koyacaktır. Aritmi indüksiyon protokolleri genellikle üç nüsha olarak yapılır ve 3 çalışmaların en az 2 uyarılmış olabilir aritmi olarak kabul edilir. ^3,4.

Bölüm 4. Kateterin çıkarılması

Tüm pacemaker protokolleri tamamladıktan sonra, veri toplama durdurulur. Kateterin distal ucunda dikiş yavaşça kateter serbest bırakmak amacıyla kesilir.
Terminali EP çalışmaları durumunda, düğüm kateter yavaşça serbest bırakmak için gevşetti.
Çalışmanın bitiminde, fare, izofluran altında servikal dislokasyon kullanırken insanca ötenazi olacaktır.

Temsilcisi Sonuçlar

Yüzey EKG ve intrakardiyak electrograms in vivo elektrofizyoloji çalışma boyunca aynı anda kayıt altına alınır ve tüm protokolleri tamamlanmasının ardından ayrıntılı olarak gözden geçirilmiştir . Bazal elektrofizyolojik parametreler, PR aralığı, PQ aralığı, QRS süresi, QT aralıkları ve QRS morfolojisi içerir. Bu parametreler, elle ölçülen ya da otomatik veri toplama yazılımı Iox-2 veya EKG-AUTO (Emka Teknolojileri, VA, USA) kullanılarak olabilir.

SNRT, AERP ve AVNERP sinüs düğümü "kalp pili" fonksiyonu, atriyal, AV nodal iletim özellikleri, sırasıyla hakkında bilgi verir. Atriyal fibrilasyon indüklenen pacemaker bölüm örnekleri kağıt Chelu ve arkadaşları tarafından bulundu. ⁴

Şekil 1 farelerde elektrofizyoloji çalışmaları için intrakardiyak kateterizasyon İllüstrasyon A. sağ internal juguler ven izole ve kanüle. Uygun kateter pozisyonu sağlandıktan sonra ven distal ucuna bağlıdır. B. Fare, bu işlem için bir yatar pozisyonda yerleştirilir. C. Cartoon kateter intrakardiyak konumunu resmeden . Elektrot çifti, sırasıyla, sağ ventrikül, sağ ventrikül tabanı, atriyoventriküler düğüm ve sağ atrium apeks düzeyinde konumlandırılmış . 1.1F octapolar kateter-up kapatın. Mathur et al değiştirilmiş Şekil. Circ Arrhtyhm Electrophys ⁵ izni ile.

Şekil 2. Fare Temsilcisi Yüzey EKG ve İntrakardiyak Electrograms. (A) 540 sağ atrium seviyesinde dakika (BE) Bipolar intrakardiyak elektrogram kayıtları başına atım (B), atrioventriküler düğüm (C), ve baz bir frekans ile normal sinüs ritmi gösteren kurşun II yapılandırma Yüzey EKG sağ ventrikül (D) ve (E) sağ ventrikül apeks, sırasıyla. Panel B intrakardiyak bir dalga yüzey EKG'de P-dalga karşılık geldiğini unutmayın. Ventriküler elektrogram V-dalga yüzey EKG'de QRS dalgası karşılık gelir.

Şekil 3. Atriyal fibrilasyon, atriyal burst pacing sonra geliştirilen bir fare Temsilcisi yüzey EKG ve intrakardiyak electrograms .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kateterizasyon sırasında yoğun kanama, kardiyak kateterizasyon sırasında hipovolemi nedeniyle kalp hızı artırabilir. Bu durumda, (0.3 1.0 mL) steril serum fizyolojik intraperitoneal dolum basıncı normale olabilir ve fare hemodinamik stresi azaltmak.

Izofluran 2 saatten daha uzun ya da izofluran, yüksek konsantrasyonlarda (>% 2) maruz kalmak kalp ve solunum fonksiyonları fare bastırmak. Bu nedenle, tüm çalışmalar, en az 2 saat içinde tamamlanmış olması tavsiye edilir. Ayrıca, vücut ısısı 37.0 ± 1.0 ° C normal sınırlar içinde her zaman devam esastır Hem hipotermi ve hipertermi, kalp ritmi ve aritmojenik substrat potansiyel varlığı etkileyecektir.

Her deney atriyal yakalama eşikleri belirlenirken başlamalıdır. Atriyal pacing, atriyal eşik, SNRT, AERP ve AVNERP durumda sinüs düğümü, AV düğüm ve atriyal doku iletim özellikleri normal olup olmadığını değerlendirmek için tespit edilmelidir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

XHTW WM Keck Tıp Araştırma Vakfı Seçkin Genç Bilim İnsanı ve aynı zamanda, Ulusal Sağlık Enstitüsü / NHLBI hibe R01-HL089598 ve R01HL091947 ve Müsküler Distrofi Birliği hibe # 69.238 tarafından destekleniyor. Bu çalışma aynı zamanda CaMKII Sinyalizasyon Kalp Vakfı Leducq Alliance tarafından kısmen destekleniyor. NL Kalp Pili Kalp Ritmi Derneği ve 2009-2012 Amerikan Kalp Derneği Doktora Sonrası Bursu ve Elektrofizyoloji 2009-2010 Michel Mirowski Uluslararası Bursu alıcı.

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).