O cateterismo cardíaco em camundongos para medir o volume Pressão do relacionamento: Investigando o efeito Bowditch
Summary
This article describes the measurement of murine left ventricular function via pressure/volume analysis at different heart rates.
Abstract
Os modelos animais que imitam desordens cardíacas humanas foram criadas para testar potenciais estratégias terapêuticas. Um componente-chave para avaliar estas estratégias é examinar os seus efeitos sobre a função cardíaca. Existem várias técnicas para medir em mecânica vivo cardíacos (por exemplo, ecocardiografia, relações pressão / volume, etc.). Em comparação com a ecocardiografia, ventricular em tempo real à esquerda (LV) Pressão / análise de volume através de cateterismo é mais precisa e perspicaz na avaliação da função do VE. Além disso, a análise do VE pressão / volume fornece a capacidade de gravar instantaneamente alterações durante as manipulações de contractilidade (por exemplo, estimulação β-adrenérgico) e insultos patológicos (por exemplo, isquemia / reperfusão). Para além da máxima (+ dP / dt) e mínimo (-dP / dt) taxa de variação de pressão no VE, uma avaliação precisa da função ventricular esquerda através de vários índices independentes de carga (por exemplo, a pressão sistólica finalrelação volume e pré-carga de trabalho do curso recrutável) pode ser alcançado. A frequência cardíaca tem um efeito significativo na contractilidade do VE de tal modo que um aumento no ritmo cardíaco é o principal mecanismo para aumentar o débito cardíaco (isto é, efeito Bowditch). Assim, quando se comparam hemodinâmica entre os grupos experimentais, é necessário dispor de frequências cardíacas semelhantes. Além disso, uma característica de muitos modelos de cardiomiopatia é uma diminuição da reserva contrátil (isto é, uma diminuição do efeito Bowditch). Consequentemente, a informação vital pode ser obtida através da determinação dos efeitos de aumento da frequência cardíaca na contractilidade. Os nossos dados e outros tem demonstrado que o óxido nítrico sintase neuronal (NOS1) rato de abate diminuiu contractilidade. Aqui nós descrevemos o procedimento de medição de pressão LV / volume com o aumento da freqüência cardíaca, utilizando o modelo knockout rato NOS1.
Introduction
A finalidade do coração de bombear o sangue é todo o corpo para satisfazer as necessidades metabólicas do organismo. Uma vez que estas exigências são constantemente flutuante (por exemplo, durante o exercício), o coração tem de se adaptar (ou seja, aumentar o débito cardíaco). O coração criou numerosas vias para realizar esta façanha. A maneira privilegiada no coração consegue isso é através de um aumento da freqüência cardíaca (isto é, efeito Bowditch) 1. Isto é, como um aumento da frequência cardíaca, isso resulta em um aumento da contractilidade e um aumento do débito cardíaco. Assim, a função do coração é extremamente dependente da freqüência cardíaca. Infelizmente, a doença de coração (por exemplo, enfarte do miocárdio, hipertrofia, etc) resulta no mau funcionamento do coração em que o coração não será, consequentemente, capaz de satisfazer as necessidades metabólicas do corpo. A doença cardíaca é a principal causa de morbidade e mortalidade na sociedade ocidental. Os modelos animais que recapitulam muitos cardiomy humanoopathies são utilizados para investigar os mecanismos moleculares e para testar terapias potenciais. Para discernir esses mecanismos e determinar se a terapia pode ser viável, os investigadores devem avaliar a função cardíaca in vivo.
Existem várias maneiras de avaliar a função cardíaca in vivo (por exemplo, o ecocardiograma, ressonância magnética, etc.), que rotineiramente medir a fração de ejeção, fração de encurtamento, o débito cardíaco, etc. No entanto, estes parâmetros são altamente dependentes de pós-carga, pré-carga e freqüência cardíaca Além disso a contractilidade 2. Medindo contratilidade é indispensável para compreender as propriedades intrínsecas do coração em seu ambiente nativo. A taxa máxima (dP / dt max) de desenvolvimento de pressão nos leva um passo mais perto de compreender a contratilidade. Infelizmente, dP / dt é também dependente da frequência cardíaca e condições de carga 3. Por isso foram desenvolvidas técnicas para medir a carga (e frequência cardíaca, consulte below) índices independentes de contratilidade do miocárdio (ou seja, o volume sistólico final relação de pressão (ESPVR) e pré-carga recrutável trabalho acidente vascular cerebral (PRSW)) 4-6. ESPVR descreve a pressão máxima que pode ser desenvolvida pelo ventrículo em qualquer dado volume do VE. A inclinação da ESPVR representa a elastância sistólica final (EEE). PRSW é a regressão linear de trabalho acidente vascular cerebral (área fechada pelo laço PV) com o volume diastólica final. Estes procedimentos são uma medida mais exata e precisa da contratilidade em comparação com parâmetros hemodinâmicos tais como fração de ejeção, débito cardíaco e volume sistólico. ESPVR PRSW e pode ser obtido através do bloqueio temporário da veia cava inferior (IVC). O bloqueio da VCI pode ser realizada com uma caixa fechada para evitar o efeito da alteração da pressão intrapleural sobre a função cardíaca.
O aumento da freqüência cardíaca também aumenta a contração e relaxamento 1. Assim, quando se compara a função cardíaca entre experimentaOs grupos L (por exemplo, ± dP / dt), as frequências cardíacas precisa ser semelhante. No entanto, as taxas similares do coração normalmente não ocorrem em cada animal devido a várias condições (doença, intervenção investigação, etc.). Deve notar-se que a anestesia (injectável e inalado) diminui a frequência cardíaca. Como a frequência cardíaca é um dos principais determinantes da contratilidade, a anestesia irá afectar consideravelmente a contratilidade. Por esta razão, nós descrevemos o nosso procedimento. Além disso, uma característica de muitas cardiomiopatias é uma diminuição da reserva contrátil (isto é, um efeito de diminuição da Bowditch). Por conseguinte, a função cardíaca deve ser medida ao longo de uma gama de frequências cardíacas. Aqui nós descrevemos como usar um estimulador (com uma caixa fechada) para conseguir estes efeitos.
Além disso a frequência cardíaca, o óxido nítrico (NO) é também um importante modulador da contractilidade 7. O NO é produzido por meio de enzimas denominadas NO sintase (NOS). Nós e outros mostraram que camundongos com nocaute de neuronal NOS (NOS1 <sup> – / – contração dos miócitos) ter anulado e in vivo hemodinâmica cardíaca 8,9. Este rato irá ser utilizado para demonstrar a medição da contractilidade do ventrículo esquerdo via o procedimento de análise de pressão LV / volume realizada em várias frequências cardíacas.
Protocol
Representative Results
Discussion
Um passo crítico para esta técnica para obter uma medida confiável da contratilidade é a colocação do cateter adequado para a LV. Se o cateter não é colocado corretamente, quando o LV contrai as paredes podem entrar em contato com o cateter, resultando em valores muito elevados, e não fisiológico, causando pressão laços PV de forma irregular. Se necessário, o cateter pode ser girada para realizar o posicionamento correcto. Outro passo chave para esta técnica é certificar-se o mouse receberam anestesia ade…
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
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