Bowditch Efekt incelenmesi: Basınç Hacim İlişkisi Tedbir Fare Kardiyak Kateterizasyon
Summary
This article describes the measurement of murine left ventricular function via pressure/volume analysis at different heart rates.
Abstract
Insan kalp bozuklukları taklit hayvan modelleri potansiyel tedavi stratejileri test etmek için yaratılmıştır. Bu stratejileri değerlendirmek için bir anahtar bileşen kalp fonksiyonu üzerindeki etkilerini incelemektir. In vivo kardiyak mekaniği (örneğin, ekokardiyografi, basınç / hacim ilişkileri, vs.) ölçmek için çeşitli teknikler vardır. Ekokardiyografi ile karşılaştırıldığında, kateterizasyon aracılığıyla gerçek zamanlı sol ventrikül (LV) basınç / hacim analizi LV fonksiyonu değerlendirmede daha hassas ve anlayışlı olduğunu. Ayrıca, LV basınç / hacim analizi anında kontraktilite (örneğin, β-adrenerjik stimülasyon) ve patolojik hakaret (örneğin, iskemi / reperfüzyon hasarı) manipülasyonlar sırasında değişiklikleri kaydetmek için yeteneği sağlar. Maksimum ek olarak (+ dP / dt) ve minimum (-dP / dt) LV basınç değişim oranı, çeşitli yük bağımsız indeksler üzerinden LV fonksiyonu doğru bir değerlendirme (örneğin, son sistolik basınçhacim ilişkisi ve önyükleme askere almalarla stroke work) elde edilebilir. Kalp hızı, kalp hızında artış kardiyak çıkışı (yani, Bowditch etkisi) artırmak için birincil mekanizma öyle ki LV kontraktilite üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Deney grupları arasında hemodinamiği karşılaştırırken Böylece, benzer kalp hızı bilgisi için gereklidir. Ayrıca, birçok kardiyomiyopati modelleri damgasını kontraktil rezervi azalma (yani, Bowditch etkisi azalmış). Sonuç olarak, hayati bilgiler kasılma kalp hızı artan etkilerinin belirlenmesi ile elde edilebilir. Bizim ve diğerleri veriler nöronal nitrik oksit sintaz (NOS1) nakavt fare azalan kasılma olduğunu göstermiştir. Burada NOS1 nakavt fare modeli kullanılarak kalp hızları artan LV basınç / hacim ölçme prosedürü açıklar.
Introduction
kalbin amacı organizmanın metabolik ihtiyaçlarını karşılamak için vücuda kan pompalamak için. Bu taleplerin sürekli (egzersiz sırasında örneğin,) dalgalanan olduğundan, kalp (yani kalp debisini artırmak) uyum gerekir. Kalp bu feat gerçekleştirmek için sayısız yollar icat etti. Kalp başarır Başbakan şekilde kalp hızında artışa (yani, Bowditch etkisi) 1 üzerinden. Yani kişinin kalp hızı arttıkça, bu kontraktilitede bir artış ve kalp debisi artış ile sonuçlanır olduğunu. Böylece, kalp fonksiyonu kalp hızı üzerine son derece bağlıdır. Ne yazık ki, kalp hastalığı (örneğin, miyokard enfarktüsü, hipertrofisi, vb) kötü kalp fonksiyonu sonuçları hangi kalp dolayısıyla vücudun metabolik ihtiyaçlarını karşılamak için mümkün olmayacaktır. Kalp hastalıkları, Batı toplumunda morbidite ve mortalitenin ana nedenidir. Bir çok insan cardiomy özetlemek hayvan modelleriopathies moleküler mekanizmalarının incelenmesi için ve potansiyel tedaviler test etmek için kullanılır. Bir terapi uygulanabilir olabilir eğer bu mekanizmaları ayırt ve belirlemek için, araştırmacılar in vivo kalp fonksiyonlarının değerlendirilmesi gerekir.
Ancak, bu parametreler ardyük, preload ve kalp hızı yüksek ölçüde bağlıdır rutin ejeksiyon fraksiyonu ölçmek in vivo kalp fonksiyonunu değerlendirmek için çeşitli yollar (örneğin, ekokardiyografi, MR, vb), fraksiyonel kısalma, kardiyak output, vb vardır kontraktilite 2 ek. Kasılma Ölçme kendi doğal ortamında kalbin içsel özelliklerini kavramak için vazgeçilmezdir. Basınç geliştirme maksimum (dP / dt max) oranı bir adım daha yaklaştı kasılma anlamak için bize getiriyor. Ne yazık ki, dP / dt, kalp hızı ve yükleme koşulları 3 bağlıdır. Bu nedenle teknikleri bel bkz yükü (ve kalp hızını ölçmek için geliştirilmiştirkumaşla) miyokard kontraktilite bağımsız endeksleri (yani uç sistolik basınç hacim ilişkisi (ESPVR) ve önyükleme askere almalarla stroke work (PRSW)) 4-6. ESPVR herhangi bir LV ses seviyesinde ventrikül tarafından geliştirilen edilebilir maksimum basınç açıklanır. ESPVR eğimi sistol sonu elastans (Ees) temsil eder. PRSW diyastol sonu hacmi ile inme çalışmaları (PV döngü çevrili alan) lineer regresyon olduğunu. Bu prosedürler gibi ejeksiyon fraksiyonu, kardiyak output ve atım hacminde olarak hemodinamik parametrelere göre kontraktilitenin daha doğru ve hassas ölçüm vardır. ESPVR ve PRSW inferior vena cava (IVC) geçici bloke yoluyla elde edilebilir. IVC Engelleme kalp fonksiyonu üzerinde intraplevral basınç değişen etkisini önlemek için kapalı göğüs ile yapılabilir.
Artan kalp hızı da kasılma ve gevşeme 1 artırır. Böylece, experimenta arasında kalp fonksiyonu karşılaştırarakl grupları (örneğin, ± dP / dt), kalp atım hızı benzer olması gerekir. Bununla birlikte, benzer bir kalp hızı, genellikle çeşitli koşullara bağlı (hastalığın, araştırma müdahale, vb), her bir hayvanda gerçekleşmez. Bu (enjekte edilebilir ve inhalasyon) ile anestezi kalp hızını azalttığı dikkate alınmalıdır. Kalp atış hızı kasılmasının önemli belirleyicisi gibi, anestezi önemli kasılma etkileyecektir. Bu nedenle, bizim prosedürü açıklayan. Ayrıca, birçok kardiyomiyopatilerin bir işaretidir (yani, bir azalma Bowditch etkisi) bir azalma kasılma rezerv olduğunu. Bu nedenle, kalbin işlevi kalp atış hızlarının bir aralığında ölçülür. İşte bu etkileri elde etmek için (kapalı göğüs ile) stimülatörü nasıl kullanılacağı açıklanmaktadır.
Kalp atış hızı ek olarak, nitrik oksit (NO), aynı zamanda kontraktilite 7 arasında önemli bir modülatörüdür. NO enzimler ile NO sentaz (NOS) olarak adlandırılan üretilir. Bu ve diğer nöronal NOS boşaltma ile farelerin (NOS1 göstermiştir <sYukarı> – / -) köreltmişti miyosit daralma ve in vivo kardiyak hemodinami 8,9. Bu fare, çeşitli kalp hızlarında gerçekleştirilen LV basınç / hacim analizi prosedürü yoluyla sol ventrikül kasılmasının ölçümünü göstermek için kullanılacaktır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kontraktilitenin güvenilir bir ölçü elde etmek için bu teknik için kritik bir adım LV içine doğru kateter yerleştirilmesidir. LV sözleşmeleri ne zaman kateter, doğru yerleştirilmemiş ise duvarları düzensiz şekilli PV döngüler neden çok yüksek ve fizyolojik değil, basınç değerleri elde kateter ile irtibata geçebilirsiniz. Gerekirse, kateter doğru yerleştirilmesini sağlamak için döndürülebilir. Bu teknik için önemli bir adım fare uygun anestezi emin olmaktır. Fare anestezi üzerinde i…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by NIH grants HL091986 (JPD) and HL094692 (MTZ).
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Xlyzine 100mg/ml | Ana Sed | 4821 | |
| Katamin 50mg/ml | Ketalar | 310006 | |
| Heparin | APP Pharmaceuticals | 6003922 | |
| 4-0 silk thread | Surgical specialties | SP102 | |
| 6-0 silk thread | Surgical specialties | MBKF270 | |
| Forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | |
| Curve forceps | Fine Science Tools | 11274-20 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14090-09 | |
| Vascular clamp | Fine Science Tools | 18555-03 | |
| Microscope | World precision instruments | PZM-3 | |
| Pressure catheter | Millar instruments | SPR-839 | |
| Pressure and volume system | Millar instruments | MPVS-300 | |
| PowerLab4/35 | AD instruments | N12128 | |
| LabchartPro 7 | AD instruments | ||
| Temperature controller | CWE | TC-1000 | |
| Stimulator | Grass | SD-5 | |
| Sterile glove | Micro-Touch | 1305018821 | |
| Hair remover lotion | Nair | ||
| Betadine surgical scrub | Veterinary | NDC 6761815401 | |
| Acohol | Decon Laboratories | 2801 | |
| Bovie cautery | Bovie | AA29 | |
| 1ml Syringe(26G needle) | BD | 8017299 |
References
- Janssen, P. M. Myocardial contraction-relaxation coupling. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 299, H1741-H1749 (2010).
- Roman, M. J., Devereux, R. B. Comparison of noninvasive measures of contractility in dilated cardiomyopathy. Echocardiography. 8, 139-150 (1991).
- Hamlin, R. L., del Rio, C. dP/dt(max)–a measure of ‘baroinometry. J Pharmacol Toxicol Methods. 66, 63-65 (2012).
- Feneley, M. P., et al. Comparison of preload recruitable stroke work, end-systolic pressure-volume and dP/dtmax-end-diastolic volume relations as indexes of left ventricular contractile performance in patients undergoing routine cardiac catheterization. J Am Coll Cardiol. 19, 1522-1530 (1992).
- Kass, D. A., et al. Comparative influence of load versus inotropic states on indexes of ventricular contractility: experimental and theoretical analysis based on pressure-volume relationships. Circulation. 76, 1422-1436 (1987).
- Nemoto, S., DeFreitas, G., Mann, D. L., Carabello, B. A. Effects of changes in left ventricular contractility on indexes of contractility in mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 283, H2504-H2510 (2002).
- Ziolo, M. T., Kohr, M. J., Wang, H. Nitric oxide signaling and the regulation of myocardial function. J Mol Cell Cardiol. 45, 625-632 (2008).
- Barouch, L. A., et al. Nitric oxide regulates the heart by spatial confinement of nitric oxide synthase isoforms. Nature. 416, 337-339 (2002).
- Wang, H., et al. Neuronal nitric oxide synthase signaling within cardiac myocytes targets phospholamban. Am J Physiol Cell Physiol. 294, C1566-C1575 (2008).
- Georgakopoulos, D., et al. In vivo murine left ventricular pressure-volume relations by miniaturized conductance micromanometry. Am J Physiol. 274, H1416-H1422 (1998).
