Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Metodi per la valutazione ECG degli indicatori di rischio cardiaco, e suscettibilità a Aconitina indotte aritmie nei ratti dopo stato epilettico

Published: April 5, 2011 doi: 10.3791/2726

Summary

Tecniche per la misurazione dell'attività elettrica del cuore con elettrocardiogramma (ECG), e l'analisi dei fattori di rischio cardiaci e predisposizione alle aritmie seguenti stato epilettico (SE) nel ratto sono descritti.

Abstract

Aritmie cardiache letali contribuiscono alla mortalità in una serie di condizioni patologiche. Diversi parametri ottenuti da un non-invasiva, elettrocardiogramma facilmente ottenibile (ECG) sono stabilite, ben validati indicatori prognostici di rischio cardiaco in pazienti affetti da una serie di cardiomiopatie. Aumento della frequenza cardiaca, diminuzione della variabilità della frequenza cardiaca (HRV), e una maggiore durata e la variabilità di attività elettrica cardiaca ventricolare (intervallo QT) sono indicativi di aumentato rischio cardiaco 1-4. Nei modelli animali, è importante confrontare questi ECG derivati ​​variabili e predisposizione alle aritmie indotte sperimentalmente. L'infusione endovenosa del aconitina agente aritmogena è stato ampiamente utilizzato per valutare la suscettibilità alle aritmie in una serie di condizioni sperimentali, tra cui modelli animali di depressione 5 e ipertensione 6, a seguito dell'esercizio 7 e l'esposizione agli inquinanti atmosferici 8, così come la determinazione del antiaritmici l'efficacia di agenti farmacologici 9,10.

Va notato che la dispersione QT negli esseri umani è una misura della variazione dell'intervallo QT in tutto il set completo di porta da uno standard di ECG a 12 derivazioni. Di conseguenza, la misura della dispersione QT dal 2-ECG nel ratto descritti in questo protocollo è diverso da quello calcolato da uomo registrazioni ECG. Questo rappresenta un limite nella traduzione dei dati ottenuti dai roditori umano medicina clinica.

Stato di male epilettico (SE) è un attacco singolo o una serie di continuo crisi ricorrenti di durata superiore a 30 min 11,12 11,12, ed i risultati della mortalità nel 20% dei casi 13. Molti individui sopravvivere alla SE, ma muoiono entro 30 giorni 14,15. Il meccanismo di (s) di questo mortalità ritardo non è del tutto chiaro. È stato suggerito che le aritmie ventricolari letali contribuire a molte di queste morti 14-17. Oltre a SE, pazienti con crisi epilettiche spontaneamente ricorrenti, epilessia cioè, sono a rischio di morte prematura improvvisa e inattesa associata a epilessia (SUDEP) 18. Come per SE, i precisi meccanismi che mediano SUDEP non sono noti. E 'stato proposto che le anomalie e le aritmie ventricolari risultante dare un contributo significativo 18-22.

Per studiare i meccanismi di crisi legate alla morte cardiaca, e l'efficacia delle terapie cardioprotettivi, è necessario ottenere entrambi gli indicatori ECG derivati ​​di rischio e valutare suscettibilità alle aritmie cardiache in modelli animali di disturbi convulsivi 23-25. Qui si descrivono i metodi per l'impianto di elettrodi ECG nella Sprague-Dawley di laboratorio ratto (Rattus norvegicus), a seguito di SE, raccolta e analisi di registrazioni ECG, e induzione di aritmie durante l'infusione endovenosa di aconitina.

Queste procedure possono essere utilizzati per determinare direttamente i rapporti tra ECG derivate misure di attività elettrica cardiaca e suscettibilità alle aritmie ventricolari nei modelli di ratto di disturbi convulsivi o qualsiasi patologia associata ad un aumentato rischio di morte cardiaca improvvisa.

Protocol

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Due aspetti delle procedure descritte sono di importanza critica. In primo luogo, la velocità di somministrazione aconitina al cuore devono essere equivalenti tra gli animali. Ciò richiede il posizionamento coerente delle punte catetere venoso giugulare rispetto al cuore, e la regolazione accurata delle velocità di infusione. Il tasso di consegna aconitina al cuore deve essere uguale per valutare adeguatamente l'insorgenza di aritmie ventricolari rispetto alla suscettibilità alterata. Se la consegna aconitina varia, poi la latenza di aritmie possono essere dovute a differenze di concentrazione di farmaco non e alterazioni della funzione cardiaca. In secondo luogo, la preparazione e il posizionamento di elettrodi di registrazione dell'ECG deve cedere senza artefatti e registrazioni con chiaramente distinguibile P, QRS, e le onde T. Mentre la frequenza cardiaca, HRV, e la presenza di aritmie ventricolari può essere determinata solo dalle onde QRS, QT e QTd deve essere calcolato a partire da registrazioni contenenti chiare onde Q insorgenza, e T-wave di terminazione.

Un limite evidente di queste tecniche è che sono condotti in animali anestetizzati. Tuttavia, ciò è necessario per due ragioni. 1) Dato che gli elettrodi ECG sono impiantati nel tessuto muscolare scheletrico, sono soggetti ad artefatti prodotti durante il movimento nei ratti cosciente. Questi segnali non cardiaca frequentemente oscurare l'attività ECG necessari per un'adeguata analisi della funzionalità cardiaca. 2) Aconitina aritmie indotte sollevare un potenziale problema etico quando evocato in animali coscienti.

Queste procedure consentono la quantificazione di alcuni indicatori prognostici ben accettato di morte cardiaca improvvisa, insieme con l'analisi diretta dei suscettibilità alle aritmie ventricolari nello stesso animale. Queste tecniche sono utili per determinare relativo rischio cardiaco, così come dell'efficacia delle terapie cardioprotettivi, in disturbi convulsivi, e di altre patologie con aritmie ventricolari letali che possono essere modellate nei roditori.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Non abbiamo nulla da rivelare.

Acknowledgments

Questa ricerca è stata sostenuta da una sovvenzione dal Uniti Cittadini per la ricerca in Epilessia (CURE) per SLB.

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).

Tags

Medicina Numero 50 cardiache disturbi convulsivi QTc QTd aritmie cardiache ratto
Metodi per la valutazione ECG degli indicatori di rischio cardiaco, e suscettibilità a Aconitina indotte aritmie nei ratti dopo stato epilettico
Play Video
PDF DOI

Cite this Article

Bealer, S. L., Metcalf, C. S.,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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter