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Medicine

Methoden zur EKG-Auswertung der Indikatoren des Cardiac Risk, und die Anfälligkeit für Aconitin-induzierten Arrhythmien in Ratten nach Status epilepticus

doi: 10.3791/2726 Published: April 5, 2011

Summary

Techniken zur Messung der elektrischen Aktivität des Herzens durch Elektrokardiogramm (EKG), und die Analyse der kardialen Risikofaktoren und die Anfälligkeit für Herzrhythmusstörungen folgenden Status epilepticus (SE) in der Ratte beschrieben.

Abstract

Lethal Herzrhythmusstörungen beitragen, die Sterblichkeit in einer Reihe von pathologischen Zuständen. Mehrere Parameter aus einem nicht-invasive, leicht zu erhalten Elektrokardiogramm (EKG) gewonnen werden gegründet, prognostische Indikatoren des kardialen Risikos bei Patienten mit einer Reihe von Kardiomyopathien gut validiert. Erhöhte Herzfrequenz, verringerte Herzfrequenz-Variabilität (HRV) und erhöht die Dauer und die Variabilität der kardialen ventrikulären elektrischen Aktivität (QT-Intervall) sind alle Anzeichen für verbesserte kardiale Risiko 1-4. In Tiermodellen, ist es wertvoll, um diese EKG-abgeleiteten Variablen und die Anfälligkeit für experimentell induzierten Arrhythmien zu vergleichen. Die intravenöse Infusion von der arrhythmogene Agent Aconitin wurde häufig verwendet, um die Anfälligkeit für Arrhythmien in einer Reihe von experimentellen Bedingungen, einschließlich Tiermodellen der Depression 5 und 6 Hypertonie zu bewerten, folgende Übung 7 und Exposition gegenüber Luftschadstoffen 8, sowie die Bestimmung der antiarrhythmischen Wirksamkeit von pharmakologischen Wirkstoffen 9,10.

Anzumerken ist, dass QT-Dispersion in den Menschen ein gewisses Maß an QT-Intervall Unterschiede zwischen den vollen Satz von Leads aus einer Standard-12-Kanal-EKG ist. Folglich ist das Maß der QT-Dispersion von der 2-Kanal-EKG bei der Ratte in diesem Protokoll beschriebenen anders als die von der menschlichen EKG-Aufzeichnungen berechnet. Dies stellt eine Einschränkung in der Übersetzung der Daten von Nagetieren auf den Menschen klinischen Medizin erhalten.

Status epilepticus (SE) ist ein einziger Anfall oder eine Reihe von immer wiederkehrenden Anfällen, die länger als 30 min 11,12 11,12, und die Ergebnisse in der Sterblichkeit in 20% der Fälle 13. Viele Menschen überleben die SE, aber sterben innerhalb von 30 Tagen 14,15. Der Mechanismus (s) dieser verzögerten Mortalität ist noch nicht vollständig verstanden. Es wurde vorgeschlagen, dass tödliche ventrikuläre Arrhythmien, viele dieser Todesfälle 14-17 beitragen. Neben SE, sind Patienten, bei denen spontan wiederkehrende Anfälle, zB Epilepsie, bei Gefahr des vorzeitigen plötzlichen und unerwarteten Tod mit Epilepsie (SUDEP) 18 verbunden. Wie bei SE, sind die genauen Mechanismen der Vermittlung SUDEP nicht bekannt. Es wurde vorgeschlagen, dass ventrikuläre Anomalien und die daraus resultierenden Herzrhythmusstörungen einen wesentlichen Beitrag 18-22 machen.

Zur Untersuchung der Mechanismen der Beschlagnahme im Zusammenhang mit Herztod, und die Wirksamkeit der kardioprotektive Therapien ist es notwendig, sowohl EKG-abgeleitete Indikatoren des Risikos zu erhalten und zu bewerten Anfälligkeit für Herzrhythmusstörungen in Tiermodellen von Anfallsleiden 23-25. Hier beschreiben wir Verfahren zur Implantation EKG-Elektroden in der Sprague-Dawley Laborratte (Rattus norvegicus), nach SE, Sammlung und Analyse von EKG-Aufzeichnungen, und die Induktion von Arrhythmien während iv Infusion von Aconitin.

Diese Verfahren können verwendet werden, um direkt die Beziehungen zwischen werden EKG-derived Maßnahmen der Herz-elektrische Aktivität und die Anfälligkeit für ventrikuläre Arrhythmien in Ratten-Modelle von Krampfanfällen oder einer Erkrankung mit einem erhöhten Risiko für einen plötzlichen Herztod assoziiert.

Protocol

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Discussion

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Zwei Aspekte der beschriebenen Verfahren sind von entscheidender Bedeutung. Erstens muss die Rate von Aconitin Verwaltung des Herzens gleichwertig über Tiere. Dies erfordert die konsequente Positionierung der Halsschlagader Katheter Tipps in Bezug auf das Herz, und die sorgfältige Anpassung der Infusionsrate. Die Rate der Aconitin Auslieferung an die Herzen werden muss, um angemessen zu bewerten das Auftreten von ventrikulären Arrhythmien in Bezug auf veränderte Empfänglichkeit gleich. Wenn Aconitin Lieferung schwankt, dann ist die Latenz zu Herzrhythmusstörungen können aufgrund von Unterschieden in Wirkstoffkonzentration und nicht Veränderungen der Herzfunktion. Zweitens müssen Vorbereitung und Platzierung der EKG-Aufzeichnung Elektroden Artefakt-freie Aufnahmen mit klar erkennbaren P, QRS und T-Wellen ergeben. Während die Herzfrequenz, HRV, und das Auftreten von ventrikulären Arrhythmien von QRS-Wellen allein bestimmt werden kann, muss QTc und QTD aus Aufnahmen mit klaren Q-wave Beginn, und T-Welle Kündigung berechnet werden.

Eine offensichtliche Einschränkung dieser Techniken ist, dass sie in narkotisierten Tieren durchgeführt werden. Dies ist jedoch aus zwei Gründen notwendig. 1) Da die EKG-Elektroden in Skelettmuskelgewebe implantiert werden, unterliegen sie Artefakte während der Bewegung in wachen Ratten produziert. Diese nicht-kardialen Signale häufig obskuren die EKG-Aktivität notwendig für eine angemessene Analyse der Herzfunktion. 2) Aconitin Arrhythmien erhöhen eine mögliche ethische Problem, wenn in wachen Tieren hervorgerufen.

Diese Verfahren erlauben die Quantifizierung von mehreren gut angenommen prognostische Indikatoren für SCD, zusammen mit der direkten Analyse der Anfälligkeit für ventrikuläre Arrhythmien in demselben Tier. Diese Techniken werden zur Bestimmung der relativen kardialen Risiko sowie die Wirksamkeit der kardioprotektive Therapien, in Anfallsleiden wertvoll, und jede Pathologie mit tödlichen ventrikulären Arrhythmien, die in das Nagetier modelliert werden kann assoziiert.

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Disclosures

Wir haben nichts zu offenbaren.

Acknowledgments

Diese Arbeit wurde durch einen Zuschuss von der Citizens United for Research in Epilepsy (CURE), um SLB unterstützt.

References

  1. Chugh, S. S. Determinants of prolonged QT interval and their contribution to sudden death risk in coronary artery disease: The Oregon sudden unexpected death study. Circulation. 119, 663-670 (2009).
  2. Darbar, D. Sensitivity and specificity of QTc dispersion for identification of risk of cardiac death in patients with peripheral vascular disease. BMJ. 312, 874-878 (1996).
  3. Bruyne, M. C. de QTc dispersion predicts cardiac mortality in the elderly: The Rotterdam study. Circulation. 97, 467-472 (1998).
  4. Malik, M. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Circulation. 93, 1043-1065 (1996).
  5. Grippo, A. J. Increased susceptibility to ventricular arrhythmias in a rodent model of experimental depression. Am. J. Physiol. 286, H619-H626 (2004).
  6. Li, M., Wang, J., Xie, H. H., Shen, F. M., Su, D. F. The susceptibility of ventricular arrhythmia to aconitine in conscious hypertensive rats. Acta. 28, 211-215 (2007).
  7. Beig, M. I. Voluntary exercise does not affect stress-induced tachycardia, but improves resistance to cardiac arrhythmias in rats. Clin. Exp. Pharm. Physiol. Forthcoming (2010).
  8. Hazari, M. S., Haykai-Coates, N., Winsett, D. W., Costa, D. L., Farraj, A. K. A single exposure to particulate or gaseous ari pollution increases the risk of aconitine-induced cardiac arrhythmia in hypertensive rats. Toxicol. Sci. 112, 532-542 (2009).
  9. Amran, M. S., Hashimoto, K., Homma, N. Effects of sodium-calcium exchange inhibitors, KB-R7943 and SEA0400, on aconitine-induced arrhythmias in guinea pigs in vivo, in vitro, and in computer simulation studies. J. Pharmacol. Exp. Ther. 310, 83-89 (2004).
  10. Klekot, A. A. Antiarrhythmic activity of a membrane-protecting agent Sal'magin in rats with aconitine-induced arrhythmias. Bull. Exp. Biol. Med. 142, 209-211 (2006).
  11. Lowenstein, D. H., Alldredge, B. K. Status Epilepticus. New England J. Med. 338, 970-976 (1998).
  12. Walker, M. Status epilepticus: an evidence based guide. BMJ. 331, 673-677 (2005).
  13. Shorvon, S. Status epilepticus: its clinical features and treatment in children and adults. Cambridge University Press. (1994).
  14. Boggs, J. G. Hemodynamic monitoring prior to and at the time of death in status epilepticus. Epilepsy Res. 31, 199-209 (1998).
  15. Walton, N. Y. Systemic effects of generalized convulsive status epilepticus. Epilepsia. 34, Suppl 1. S54-S58 (1993).
  16. Boggs, J. G., Painter, J. A., DeLorenzo, R. J. Analysis of electrocardiographic changes in status epilepticus. Epilepsy Res. 14, 87-94 (1993).
  17. Painter, J. A., Shiel, F. O., DeLorenzo, R. J. Cardiac pathology findings in status epilepticus. Epilepsia. 34, Suppl 6. 30-30 (1993).
  18. Lathers, C. M., Schraeder, P. L. Clinical pharmacology: drugs as a benefit and/or risk in sudden unexpected death in epilepsy. J. Clin. Pharmacol. 42, 123-126 (2002).
  19. Dashieff, R. M. Sudden unexpected death in epilepsy: a series from an epilepsy surgery program and specualtion of the relationship to sudden cardiac death. J. Clin. Neurophysiol. 8, 216-222 (1991).
  20. Tigaran, P. -C. odrea, Dalager-Pedersen, S., Baandrup, S., Dam, U., M,, Vesterby-Charles, A. Sudden unexpected death in epilepsy: is death by seizures a cardiac event. Am. J. Forensic Med. Pathol. 26, 99-105 (2005).
  21. Leung, H., Kwan, P., Elger, C. E. Finding the missing link between ictal bradyarrhythmia, ictal asystole, and sudden unexpected death in epilepsy. Epilepsy and Behavior. 9, 19-30 (2006).
  22. Nei, M. EEG and ECG in sudden unexplained death in epilepsy. Epilepsia. 45, 338-345 (2004).
  23. Dudek, F. E., Clark, S., Williams, P. A., Grabenstatter, H. L. Models of Seizures and Epilepsy. Pitkanen, A., Schwartzkroin, P. A., Moshe, S. L. Elsevier. 415-432 (2006).
  24. Turski, W. A. Limbic seizures produced by pilocarpine in rats: behavioral electroencephalographic, and neuropathological study. Behav. Brain Res. 9, 315-335 (1989).
  25. Kulkarni, S. K., George, B. Lithium-pilocarpine neurotoxicity: a potential model of status epilepticus. Methods Find. Exp. Clin. Pharamacol. 17, 551-567 (1995).
  26. Stein, P. K., Bosner, M. S., Kleiger, R. E., Conger, B. M. Hart rate variability: a measure of cardiac autonomic tone. Am. Heart J. 127, 1376-1381 (1994).
  27. Metcalf, C. S., Poelzing, S., Little, J. G., Bealer, S. L. Status epilepticus induces cardiac myofilament damage and increased susceptibility to arrhythmias in rat. Am. J. Physiol. 297, H2120-H2127 (2009).
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Bealer, S. L., Metcalf, C. S., Little, J. G. Methods for ECG Evaluation of Indicators of Cardiac Risk, and Susceptibility to Aconitine-induced Arrhythmias in Rats Following Status Epilepticus. J. Vis. Exp. (50), e2726, doi:10.3791/2726 (2011).More

Bealer, S. L., Metcalf, C. S., Little, J. G. Methods for ECG Evaluation of Indicators of Cardiac Risk, and Susceptibility to Aconitine-induced Arrhythmias in Rats Following Status Epilepticus. J. Vis. Exp. (50), e2726, doi:10.3791/2726 (2011).

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