Bekräftelse av ischemi och reperfusion skada i möss med användning av Surface Pad Elektrokardiografi

Introduction

Hjärtsjukdom är den främsta dödsorsaken i världen ^1,2. Inte bara är den vänstra kammaren (LV) den mest muskulösa kammare, som ansvarar för att pumpa blod från hjärtat till hela kroppen ^3, är det en vanlig hjärtskada plats efter hjärtinfarkt ^4. Vänsterkammar vävnadsdöd resulterar ofta i systoliskt hjärtsvikt. Djurmodeller av hjärtsjukdom är absolut nödvändigt för att främja biomedicinsk kardiovaskulär forskning. C57BL / 6-stammen av möss har varit ett populärt val för djurmodeller på grund av deras snabba avel tid, låg kostnad och lätthet i genetiska förändringar. De flesta murina kirurgiska modeller för studiet av hjärtsjukdomar involverar ocklusion av LAD grenen av den vänstra kransartären. LAD kallas ibland den vänstra trubbiga marginella ^5,6. Den LAD levererar blod till vänster kammar främre och antero-laterala väggar. LAD ocklusion studier syftar till att inducera främre infarkter, ibland sträcker sig into de lägre och sidoväggområdena ^7.

Två modeller som används ofta för hjärtinfarkt studier inkluderar kronisk ocklusion hjärtinfarkt och ischemi / reperfusionsskada. Den kroniska ocklusion skapas genom att kirurgiskt suturering runt och permanent blockera blodflödet genom LAD. Ischemi / reperfusionsskada skapas mycket på samma sätt endast med en övergående, vanligen 30-60 min, ischemiska perioden. För att uppnå övergående ischemi, de ockluderande sutur banden runt LAD och en liten PE-10 rör, som är placerade parallellt med LAD på epikardiella ytan av hjärtat, följt av en reperfusionsperiod där slangen och ockluderande sutur avlägsnas och blod är tillåts att återigen strömma genom artären och in i hjärtmuskeln. Ischemi / reperfusion kirurgi har bedömts vara kliniskt relevant på grund av arten av reperfusionsskada parallellt behandling av humana infarkter som inkluderar prompt koronar angioplastik och stentning av artären, eller koronar bypass. Typiskt under dessa operationer, är ischemi i LV i en mus hjärta bekräftas genom synliga blekhet av hjärtmuskelväggen. Men genom att helt enkelt utföra de operationer på ett elektrokardiogram (EKG) pad under konstanta betingelser övervaknings, kan observeras synliga förändringar i EKG-kurvan, vilket bekräftar ischemi och reperfusion av musen myokardiet.

Även om den murina hjärtat liknar det mänskliga hjärtat i många avseenden, bland annat dess fyra-chambered struktur, hjärtan har också skillnader. En uppenbar skillnad är den genomsnittliga vilopuls av vuxna möss är 600 - 700 slag per minut (bpm), medan den för vuxna människor är i ~ 60-100 bpm ^8,9. Dessutom, i möss repolariserings vågor, J och T, samman ofta med depolarisation QRS-komplex att göra en tydlig ST-segmentet svårt att urskilja ^10. För att komplicera processen för electrocardiographically bekräftar myokardischemi, det är höjden av den T-vågen och ST-segmentet som används som markörer för diagnos av ischemi och myokardinfarkt skada i människor, kliniskt kallad ST e levation m yocardial jag nfarction eller STEMI. En av de viktigaste skillnaderna mellan humana och murina vågformer är att S-vågen följs omedelbart vara en J-våg som överför direkt i en negativ T-vågen. Under akut myokardial ischemi hos möss amplituden hos S-våg minskar och detta följs av en onormal J-våg och en inverterad T-vågen ^11. T-vågen verkar inte representera en betydande del av den repolarisering i möss ^11. Trots nomenklatur och mus mot människors olikheter, är EKG bekräftelse på mus myokardischemi och reperfusion fortfarande möjligt och relativt enkelt. För tydlighetens enklare tolkning vågform, är segmentet mellan SJT kallad ST-segment häri.

STEMI riktlinjer 2013 rekommenderar en patient dörr till ballong på mindre än 90 min ¹² .Detta innebär att tidsramen från identifieringen av patientens kransartärtilltäppning tills artären öppnas igen bör vara mindre än 90 minuter. Beating heart arbetar ständigt och därför har en hög oxidativ metabolism och en hög nivå av syreförbrukning ^3. För att åstadkomma detta, är tillgänglig för varje myocyte ³ ett nätverk av kapillärer. Det tar bara ett hjärta några slag att uttömma sitt syre och näringstillförsel. I en 90 min fönster, kommer en ischemisk hjärtregionen i en människa har blockerats från att ta emot mellan 5400 och 9000 hjärtslag värde av syrerikt blod. I samma 90 min fönster skulle en mus har 54.000 till 63.000 hjärtslag. Experimentella tidpunkter för murin ischemi / reperfusionsskada är typiskt mellan 30 och 60 min.

Vikten av att utvecklaing en kompletterande metod för att bekräfta myokardischemi och reperfusion i en musmodell har djupgående konsekvenser på enhetlighet och reproducerbarhet av data i myokardischemi / reperfusion studier. Nuvarande praxis visuellt observera hjärta för en förändring i vävnads färg är inte tillräckligt som en fristående diagnostik. Dessutom är reperfusion efter avlägsnande av slangen och sutur inte garanterad. Även artären inte längre bunden av, kan artären har lidit skada under förfarandet och kan bli omöjligt att reperfundera. Det skulle vara fördelaktigt att ha ett register över elektrokardiografiska förändringar för att bekräfta reperfusion snarare än att förlita sig på observationer av hjärtinfarkt blekhet och rodnad (röd färg). Hjärtan som inte visar de markörer för ischemi / reperfusionsskada kan sedan snabbt flaggas och ett beslut om hur man ska gå kan göras av utredarna.

Slutligen, inrättande av en förteckning över EKG-förändringar från baslinjen hela the ischemiska och reperfusion perioder kan utredarna att fortsätta att övervaka hjärtat efter den första operationen. Utredare förlorar närvarande åsynen av hjärtat så snart som operationen är avslutad. EKG är ett enkelt sätt att få insikt i de förändringar som sker i hjärtmuskeln timmar till dagar efter operationen. EKG registreras vid tidpunkter efter operationen kunde avslöja sent utveckla Q-vågor indikerar fortsatt eller förvärrad vävnadsdöd. Men för att effektivt gage nya eller förvärrade elektrokardiografiska markörer, ett EKG måste vara tillgängliga för jämförelse.

Detta protokoll kommer att visa hur man förbereder, erhålla och tolka EKG för att bekräfta ischemi och reperfusion av musen hjärtat med hjälp av 8-12 veckor gamla C57BL / 6 möss.

Protocol

Alla kirurgiska ingrepp utförs på djur bör utföras i enlighet med Guide för vård och användning av försöksdjur ¹³ eller andra lämpliga etiska riktlinjer. Protokoll bör godkännas av djurskyddskommittén vid lämplig institution innan du fortsätter.

1. Förberedelser för EKG

OBS: Innan du börjar, don personlig skyddsutrustning inklusive handskar, glasögon och en ren laboratorierock eller engångs klänning.

1. Rengöra EKG dynan med användning av ett icke-alkohol och icke-blekmedel baserade dekontamineringslösning. Använd försiktigt en grannlaga uppgift torka att sudda bort överflödig lösning för att säkerställa att elektrodplattan inte skadas.
2. Om EKG plattan har en värme funktion, använd den. Sövda möss tenderar att förlora kroppsvärme snabbt. Värma pad till 40-42 ° C för att bibehålla normotermisk kroppstemperatur på 37 ° C under hela operationen ^14. Övervaka kropp humörratur med användning av en rektal termometer. Justera pad temperatur som behövs för att upprätthålla kroppstemperaturen ~ 37 ° C.
3. Eftersom de flesta torakotomi utförs med musen liggande på rygg (liggande), se till att växla vänds till "liggande" inställning. Många EKG kuddar har en funktion för att växla mellan liggande och liggande positioner. Underlåtenhet att välja rätt riktning kan resultera i förvrängning av elektrokardiografiska händelser.
4. Söva musen med 5% inhaleras isofluran och ett L / min syre. När musen är sövda, överföring musen EKG pad utrustad med en anestesi noskonen och minska isofluran till 2% och ett L / min syre. Bekräfta korrekt anestesi genom att musen inte reagerar när musen fot kläms med pincett.
5. Applicera ett tunt lager av ögonsmörj salva över mus ögon för att förhindra torrhet och skador på hornhinnan medan sövd.
6. Rengör musens tassar med en våtservett för att ta bort allt synligt sängklädersom kan vara fastnat på tassar eller kan störa överföringen av elektriska impulser från tassarna till EKG dynan. Torra tassar med torka.
7. Använda en liten mängd (något mindre än en USD dime) av hög ledningsförmåga elektrolyt gel för var och en av de fyra metalliska elektroderna på EKG pad.
   Obs: Var noga med att endast använda en liten mängd gel som alltför mycket gel gör det svårt att hålla tassarna till dynan med tejp. Dessutom, tassar kommer sannolikt att glida ut ur återhållsamhet under operation om de var våta innan de ansöker tejp.
8. Med musen i ryggläge, använda tydlig medicinsk tejp för att hindra varje tass till dess motsvarande elektrod (Figur 1). Tryck först på varje tass sin bit tejp och sedan fästa bandet till EKG dynan. Se till att varje återhållen tass är i kontakt med elektrolyten gelén och elektroden.

2. Förvärv EKG

1. Beroende på den utrustning som används för EKG förvärv, configure maskinen så att EKG-kurvan kan visualiseras i realtid. För EKG-inspelningar med de fysiologiska övervakningsinställningar på en ekokardiografi maskin, kommer en levande B-mode bilden har EKG-kurvan som löper längs botten av skärmen.
   Obs: Se individuella maskinanvändarhandböcker för att avgöra hur man bäst kan konfigurera utrustningen.
2. Aktivera realtid visualisering av EKG-kurvan genom att trycka på B-lägesknappen på en ekokardiografi maskin eller motsvarande på andra EKG inspelningsenheter.
   1. Justera upplösningen att ta hänsyn till skillnader i amplitud. Om toppen av R-vågen eller tråget (dal) av Q-vågen är ur den visuella ramen, justera upplösningen tills kan observeras hela höjden av vågformen.
      Obs: Detta kan göras under fliken fysiologiska inställningar på en ekokardiografi maskin. Klicka på ökning eller minskning pilarna tills hela vågformen är synlig.
3. Varje gång som en bild är att vara OBTained, rensa EKG dyna av verktyg. Vidröra musen under EKG-registrering med pincett eller fingrar kommer att störa vågformen. Se till att musen är stilla och orörd på EKG plattan innan du spelar några EKG.
4. Använd maskinens "record" eller "butik" -funktionen innan några kirurgiska snitt på musen. Den här bilden kommer att användas som utgångspunkt för jämförelse senare.

3. kirurgiska ingrepp och inspelning EKG

1. Injicera sövda mus med smärtstillande (buprenorfin, 1,5 mikrogram, intraperitoneal) innan du börjar. Detaljerna i ischemi / reperfusion kirurgiska ingrepp kan också hittas någon annanstans ^5.
2. Ta bort håret runt operationsområdet kemiskt eller mekaniskt och desinficera området med Betadine lösning. Använda en skalpell för att göra ett vertikalt snitt parallellt till matstrupen och luftstrupen. Rör försiktigt lymfkörtlarna till vardera sidan av snittet tills den tunna vävnad som täcker luftstrupen ärexponerad. Använd pincett, försiktigt separera vävnaden tills de vita broskringarna i luftstrupen är synliga.
   Obs: Vi använder i allmänhet Nair hårborttagning lotion. Lotionen appliceras på operationsområdet för ~ 1 min. Nair sedan tvättas noggrant bort med saltlösning eller vatten. Denna metod är att föredra i vårt laboratorium, eftersom hög upplösning ekokardiografi (som kan detektera hårsäckar) utförs före och efter operation. Dock bör försiktighet iakttas för att undvika känsliga områden såsom könsorgan, och sedan noggrant tvätta Nair av att undvika eventuella brännskador på huden.
3. Snabbt ta bort musen näsa från noskonen och sätt ventilationsslangen in i munnen av musen och mot halsen. När spetsen av ventilationsslangen är synlig genom den exponerade halsområdet, rikta röret med starten av luftstrupen. vicka försiktigt röret sida till sida samtidigt som trycket uppåt tills slang glider in i luftstrupen som kan bekräftas visuellt through den genomskinliga luftstrupen.
4. Se till att musen förblir sövd under intubering förfarande. Paus från intubation och återgå musen till noskonen om det börjar röra på sig.
5. Med hjälp av en slinga av snöre, haka musens två framtänder genom öglan och tejpa strängen slutar till EKG-pad för att stabilisera huvudet av musen och se till att ventilationsslangen inte rör sig under operationen. Snabbt fästa ventilations slangen till gnagare ventilator och justera ventilations inställningar efter vikten på musen. Tape ventilationsslangen på plats.
6. Täck musen exponerade luftstrupen med en kompress indränkt i varm saltlösning för att hålla vävnad torkar.
7. Göra ett vertikalt snitt med användning av en skalpell längs den vänstra sidan av bröstbenet.
8. Använd pincett, försiktigt separera fascian lagret från muskellagret. Skär försiktigt den underliggande muskeln lagren utan att skära synliga blodkärl.
9. Använd pincett, ta tag i tredje revbenet och drauppåt försiktigt. Bibehålla grepp om ribban med ena handen och använda kirurgisk sax för att noggrant skära interkostala vävnaden mellan den tredje och fjärde revbenet. Se till att lungorna inte är skadade.
   Notera: Lungor kommer att dras tillbaka djupt in i brösthålan nästan omedelbart efter det att brösthålan punkteras av det kirurgiska snittet på grund av förlusten av tryckgradienten. Vänta tills lungorna har indragna innan du fortsätter.
10. Använd pincett att greppa och försiktigt separera det tunna lagret av hjärtsäcken, som omger hjärtat.
11. Infoga sårhakar eller manuellt använder pincett som ribb upprullningsdon att förflytta ribborna till en position där hjärtat är synlig mellan revbenen.
    Obs: Det är vanligt att flytta musen nedre vänstra tass så att den överlappar den nedre högra tass under placeringen av ligatur. Detta bidrar till att placera hjärtat så att den vänstra förmakets bihang, eller ytteröra, är väl synlig under placeringen av ligatur. Var medveten om att giltig EKG waveforms kommer inte erhållas medan den nedre vänster tass är avstängd av elektroden. Av denna anledning är det lämpligt att återföra tassen till dess elektroden efter suturering ligatur leds genom hjärtmuskelvävnaden, men innan en knut åtdrages.
12. Leta upp LAD visuellt, under den vänstra förmaket. Snabbt sätta in en 7-0 silke avsmalnande suturering nålen i myokardiet djupt nog för att passera under LAD men inte så djupt som att penetrera LV kaviteten. Dra suture ligatur igenom tills det är ca 4 cm av suturering siden kvar på den fria (icke-nål) änden av suturering ligatur.
13. Börja knyta en enkel sutur knut. När den fria änden av suture siden har dragits genom öglorna för att bilda knut, paus.
14. Håll i båda de fria och nål ändarna av suturering siden med pincett, sätt en ~ 1 cm delen av PE-10 slang under formnings knut och ovanpå den epikardiella ytan.
15. Om musens vänstra tass korsas tillbaka tassen sin proper elektrod. Dra åt knut så att PE-10 slang sutureras till hjärtat. Släpp all fysisk kontakt med musen för att låta EKG som ska spelas in.
16. Låt EKG-kurvan att gå igenom för ~ 10 sekunder. Kontrollera EKG-kurvan visuellt och spela vågform som "Time ocklusion". Om T-vågen inte ökar i amplitud inom en min, omvärdera placering av ligatur.
    1. Om T-vågen amplitud inte ökar, antingen kasta djuret från studien eller försöka korrigera ligatur placering.
17. Kontrollera visuellt färgen på hjärtmuskulaturen för att bekräfta ischemisk paling av LV.
18. Om EKG-förändringar och hjärtfärgförändringar indikerar ischemi, dubbelknut suturen runt PE-10 slang.
19. Täcka den öppna brösthålan med varm saltlösning gasväv.
20. Record EKG varje 5-10 min för varaktigheten av den ischemiska perioden.

4. Bekräftelse av Reperfusion Använda EKG

1. Ta bort saltlösning gasväv covering brösthålan och visualisera hjärtat.
2. Använd ett blad för att skära suture silke ovanpå PE-10 slangar. När ligatur skärs bort den del av PE-10 slang och försiktigt bort sutureligaturen från hjärtmuskeln.
3. Frigöra all fysisk kontakt med musen och tillåta ECG-vågformen ~ 10 sek till cykel. Record vågform som "Time of reperfusion." Fortsätta att registrera EKG-vågformer varje 5-10 min tills den önskade försökstiden är nådd.
4. Justera upplösning för förändringar i amplitud som behövs. Om T-vågen inte ändras vid avlägsnande av PE-10 slang och ligatur, är reperfusion inte bekräftat.
   1. Om T-vågen inte ändras vid avlägsnande av slangar, antingen kassera djuret från studien och försök att korrigera den ligatur placeringen.
5. Inspektera hjärtmuskeln att ytterligare bekräfta reperfusion återgång till röd färg.
6. Nära brösthålan genom att sy den interkostalrummet med en 5-0siden sutur medan ett lätt tryck på musens bröstkorg att utvisa överflödig luft som har kommit in under operation. sutur då muskelskikt och slutligen huden. Notera: applicering av tryck på brösthålan kanske inte är tillräckligt för att evakuera brösthålan av luft i alla möss. Därför bör sprutan och nålen metod evakuering användas för att säkerställa att all luft försvinner.
7. Anteckna sista EKG innan du slår inhalerad anestesi av och ta bort musens tassar från elektroderna. Öka syre till 2 L / min och upprätthålla ventilation tills musen återfår medvetandet.
8. Låt musen för att återhämta sig i en konstant temperatur kontrollerad miljö, t.ex. värmedyna eller varm inkubator, för att undvika infarkt variabilitet. Behandla mus med buprenorfin 24 h efter operationen och sedan efter behov som indikeras av musen grimas skala.
   Obs: Förfarande för reperfusion diskuteras också i detalj av Xu et al ^5.

Representative Results

En normal murin EKG visas i figur 2 med alfabetiska markörer för elektriska händelser P, Q, R, S, J och T. P är den initiala förmaksdepolariseringen. QRS är den våg av depolarisering över kamrarna. J är tidigt repolarisation och T betecknar heterogena repolarisation även känd som återvinning ^11. Det bör noteras att många laboratorier inte använder J-våg nomenklaturen och i stället hänvisa till SJT-segmentet ST-segmentet ^10,15-17. Här, resultat och analyser är representativa och bygger ut av laboratorie observationer av 40 möss. De flesta möss uppvisade liknande följder vågformsdata under loppet av operationen. Möss som inte uppvisar liknande vågformer har flaggat för ytterligare analys och ansågs icke-infarkt djur. Liknande resultat vågform har också rapporterats av Jong et al. ^15.

Murina hjärtan suffering från regional ischemi på grund av LAD ocklusion visar typiskt ökad amplitud av R-vågen samt hyperakut topp av JT-segmentet följt av eventuell höjning av ST-segmentet Figur 3 visar det första tecknet på akut myokardischemi. hyperakut topp av T-vågen. Som kan ses i denna figur, har T-vågen ökade i amplitud från huvudscenariot. Detta är dock ännu inte ST-höjning, eftersom S-vågen fortfarande skjuter djupt och negativt som det gör på baslinjen vågformen.

Baseline EKG-konfiguration visar en negativt utskjutande S-våg (Figur 2). Eftersom tiden går, är EKG-förändringar noteras. ST-segmentet definieras som segmentet mellan den änden av S-vågen och början av T-vågen. Detta ST-segmentet är tydlig i människor. På grund av hög puls, är detta segment samman i möss och ytterligare en tidig repolarisering "J-våg" Septemberarates S- och T-vågor. Därför bör upphöjningen för S-vågen till den isoelektriska linjen eller högre betraktas som den murina versionen av ST-höjning. I figur 4 progressionen av ischemi till tidig infarkt kan ses av ST-höjning. Här S-vågen visar vid förhöjd amplitud, över den isoelektriska linjen. J-våg är också förhöjd, särskilt jämfört med baslinjen vågform (fig 2). Därför är ST-höjnings vilken är indikativ för skada / infarkt ^10.

Figur 5 följer utvecklingen av en mus från baslinjen hela vägen genom reperfusion. Den första vågformen visar en normal sinusrytm som var den inspelade baslinjen. Den andra vågformen visar EKG 1 min efter ligatur bands och artären blev tilltäppt. Den röda cirkeln på denna linje indikerar hyperakut T-våg topp. Om man jämför with "Baseline", är det klart att T-vågen är förhöjd. Den tredje vågformen visar hela ST-höjning på 5 min tidpunkt. I "1 min ischemi" bild, var S-vågen fortfarande skjuter negativt, passerar den isoelektriska linjen. Men vid 5 min för S-delen av komplexet inte når så långt negativ som det ska innan fortskrida in i de J- och T-vågor. Detta beskrivs som ST-höjning eftersom segmentet mellan S- och T-vågor är förhöjd från den isoelektriska linjen. En annan elektro markör för regional ischemi breddning av QT-intervallet ^16, som sträcker sig från början av QRS-komplexet och fortsätter fram till slutet av T-vågen. Vid 20 min ischemi, har QT-intervallet breddas och ST-segmentet fortfarande förhöjd. Efter 45 minuter av ischemi, QT-intervallet lämningar breddas och ST-segmentet förblir förhöjda.

Reperfusion av myokardium som harvarit ischemisk under 30 minuter eller mindre bör resultera i EKG återvänder till utgångsläget i en mus. Preda och Burlacu etablerat en korrelation mellan murina elektrokardiografiska förändringar, ischemisk tid och infarkt svårighetsgrad ^17. Det konstaterades att ischemiska perioder av 30 minuter inte orsaka permanenta EKG-förändringar, medan ischemiska perioder av en timme vållade permanenta EKG-förändringar. Dessutom, reperfusion av tilltäppta artären efter 24 h av ischemi hade ingen bärgning effekt ^17. Normalt kan Q-vågor identifieras som den lilla nedåtriktade utsprånget strax innan depolarisation QRS-komplexet. Betydande eller patologiska Q-vågor kan utvecklas kort efter starten av myokardischemi lika stor muskel död börjar att ställa in ^10. Signifikanta Q-vågor definieras som åtminstone 1/3 av höjden av motsvarande R-våg eller vid deras långsträckt tid, vilket resulterar i ett stort Q-våg. De signifikanta Q-våg resultat från en region av död hjärtmuskeln avböjande electrical strömmar bort från elektroden ^7. Efter 5 min av reperfusion, bevis på djup, signifikanta Q-vågor börja visas (Figur 5). Dessutom returnerar T-vågen till den isoelektriska linjen (figur 5). Efter 30 minuter av reperfusion, de negativa Q-vågor återstår och kommer sannolikt att visa permanenta skador. Vid denna tidpunkt, Q-vågor är brett och djupt, och indikerar att den döende hjärtvävnad är avböjande elektriska strömmar runt det skadade området (Figur 5).

Efter kontinuerlig ischemi, progression till skada och infarkt leder till ökad negativ T-våg projektion (Figur 5, 30 min reperfusion, andra röda cirkeln). Denna förbättrade T-våg projektion på grund av en verklig infarkt vanligtvis permanent ^7. Den andra röda cirkeln i 30 min reperfusion vågform visar vad som verkar vara en inverterad T-våg (Figur 5). Om 5and 30 min T-vågor jämförs det är uppenbart att T-vågen projicerar mer negativt. Detta, i kombination med de stora Q-vågor utgör bevis för permanent vävnadsskada till detta hjärta. Det bör noteras att inhalerat isoflurananestesi minskar hjärtfrekvensen, och därför ökar QT-intervall. Men amplitud återhämtning T-vågor förblir opåverkad ^18.

Dessa ändringar kan kvantitativt analyseras i termer av spänning. Figur 6 visar att exportera fysiologiska data som en CSV-fil kommer att ge en mycket stor mängd data. Förutom att erbjuda EKG-värden (amplituder) vid fraktioner-of-millisekund avgiften kan det finnas alternativ för att inkludera andra uppgifter från andetag, temperatursonder, blodtrycksmanschetter etc. om så önskas. Dessa kvantitativa data kan plottas såsom visas i figur 7. Plotta en serie av vågformer från P-vågen till P-vågen hjälper visualisera ett EKGkonfiguration trend. Tidsperioden på 500 ms är en bra tidsram för att visualisera eftersom alla mindre tid inte kan resultera i tillräckligt vågformer och ytterligare tid kommer att göra grafen verkar rörigt och elektrofysiologiska händelser kan missas eller svårt att känna igen när de visas på en vanlig datorskärm .

Figur 1:. Korrekt placering av musen på EKG vadderar Denna mus är placerad i ryggläge. Var och en av musens tassar är tejpade till motsvarande elektroderna på EKG ytan pad. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 2: Normal Murin BaselineEKG-kurvan. Den normala murina baslinjen EKG märkt med bokstäverna P, Q, R, S, J och T som används för att beskriva elektriska händelser i hjärtat. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3:. T-våg Höjd Även känd som hyperakut T-vågen eller topp. T-vågen förstärks och högre än baslinjen T-våg (Figur 2). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 4:. ST-höjning Denna siffra deplays ST-höjning som kan observeras som ST-segmentet är högre än den isoelektriska punkten. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 5:. Typiska EKG-förändringar under loppet av en ischemi / reperfusion kirurgi Denna siffra följer en mus under hela myokardischemi / reperfusion kirurgi. Den första vågformen visar en normal sinusrytm som var den inspelade baslinjen (baslinje). Den andra vågformen (1 min ischemi) visar vågformen 1 min efter ligatur bands och artären blev tilltäppt. Den röda cirkeln på denna linje visar hyperakut T-våg topp. Den röda cirkeln på den tredje vågformen (5 min ischemi) visar hela ST-höjning. Den röda cirkeln på fou RTH vågform (20 min ischemi) visar ett vidgat QT-intervallet och S-vågen fortfarande förhöjd. Den röda cirkeln på femte vågformen (45 min ischemi) visar breddas QT-segmentet och förhöjt ST-segment. Den sjätte vågformen (1 min Reperfusion) visar inga signifikanta förändringar jämfört med 45 min ischemia.The röd cirkel på sjunde vågformen (5 min Reperfusion) visar djup, signifikant Q-vågformen. Den första röda cirkeln i den åttonde vågformen (30 min Reperfusion) visar signifikanta Q-vågor, medan den andra röda cirkeln visar möjlig T-våg förbättring. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 6:. Fysiologiska data Denna figur visar fysiologiska data som exporteras som CSV-fil till kalkylblad.ref = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/54814/54814fig6large.jpg" target = "_ blank"> Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 7:. Plottas mV Värden Grafen visas i denna figur visar mV värden från tre på varandra följande och fullständiga vågformer med hjälp av fysiologiska datafilen (Figur 6). Grafen är en enkel linjediagram med punkter från den fysiologiska datafilen. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Discussion

Med användning av EKG-förändringar som en kompletterande metod för bekräftelse av myokardischemi och reperfusion säkerställer noggrann placering av ockluderande ligaturen. Noggrannhet av ligatur placering är avgörande för att minska uppgifter variationsrikedomen bland djur. LAD i en mus hjärta är en svår artär att visualisera. Därför kommer komplettera visuell blekhet med EKG förändringar bidrar till den korrekta placeringen av ligatur och resulterande vävnadsskada.

Eftersom EKG dynan erbjuder en icke-invasiv vy av hjärtat, kan flera EKG erhållas under loppet av studien. Detta kan bidra till att ge en bättre förståelse av hjärt förändringar som sker under och efter operationen. Det är kritiskt att erhålla en baslinje-EKG som ska användas för jämförelse efter den kirurgiska proceduren. kan observeras senare död scenen vävnad och även kammar aneurysm genom omläggningar av elektrofysiologiska signaler och EKG konfigurationsändringar. Detta kan ge insiktin fortskridandet av hjärtsvikt.

Fördelarna med att mäta EKG med ekokardiografisk maskiner är exempelvis den samtidiga mätningen av strukturella och funktionella parametrar av hjärtat före eller efter ischemi / reperfusion kirurgi. Begränsningarna i systemet för att spela in EKG inkluderar den höga kostnaden för att köpa en ekokardiografi maskin. Men om experimenten kräver konstant EKG-övervakning över flera dagar, det finns en mängd olika apparater tillgängliga för EKG-registrering, inklusive fjärr telemetriska EKG enheter med motsvarande programvara som kan programmeras för att spela in och analysera vågformer vid olika tidsintervall. Men många av de EKG telemetri enheter kräver en implantation förfarandet eller specialiserade livsmiljöer. Dessutom har många alterative elektrod alternativ finns bland annat elektrod klipp och nålar. Ischemi / reperfusion kirurgi via torakotomi är en mycket invasiv procedur. Fördelar med att använda EKG pad med en ekokardiografi macHine inkluderar icke-invasiv förfarande utan kablarna som leder till djuret under operationen och ingen extra kirurgiskt ingrepp. Dock bör utredare avgöra den bästa utrustningen för deras laboratorium och experimentella behov.

Som tidigare nämnts, isoflurananestesi minskar pulsen. Dessutom kan isofluran vara cardioprotective via aktivering av ^KATP-kanaler och därmed minska infarktstorlek, som har visat sig hos hundar ^19. Allmän anestesi hos möss kan framkallas med hjälp av injicerbara medel. Inhalationsanestesi ger större säkerhet, särskilt för en förlängd handläggningstid. Kräver dock inhalationsanestesi komplicerad och dyr utrustning såsom precision förångare och flödesmätare, specifika andningssystem och effektiva renhållningssystem för att förhindra föroreningar. Nackdelarna med injicerbara bedövningsmedel inkluderar svårt att välja en initial dos, ingen chans att exakt modulera djup långvarig anesthesia, utdragen återhämtning, etc. Valet av anestesi måste anpassas till längden på förfarandet och syftet med studien ^20.

Med hjälp av EKG som en kompletterande metod för att bekräfta ischemi / reperfusionsskada i möss bidrar till att förbättra konsekvens och reproducerbarhet infarkter men öppnar också möjligheten för framtida tillämpningar av tekniken genom att bestämma kvantitativa trender. Utredarna kan märka liknande EKG-konfigurationer inom vissa experimentella grupper. Till exempel kan en genetiskt modifierad djurgrupp uppvisar ovanligt breda QT-intervall efter kirurgi jämfört med vildtypen. Denna informativa uppgifter skulle ha missat om utredarna använder hjärtfärgförändringar som en enda bekräftelse av ischemi och reperfusionsskada. För jämförande studier mellan vildtyp och transgena möss, kan överväganden till Lambeth Konventioner riktlinjerna också vara värdefull, särskilt med avseende på ålder, kön, Bländande och randomisering av djur ^21.

Sammanfattningsvis, extra bekräftelse av ischemi / reperfusionsskada erbjuder flera fördelar. Med hjälp av EKG som en kompletterande teknik kan bidra till att skapa konsekvens i kirurgi. Detta kan hjälpa till att minska antalet djur som används, samtidigt som data av högre kvalitet. Det gör det också möjligt utredare att övervaka hjärtskada, vävnadsdöd och / eller ombyggnad icke-invasivt med tiden. Slutligen, med hjälp av EKG som en bekräftelse på ischemi / reperfusion erbjuder möjligheten att upprätta kvantitativa elektro trender.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Vevo 1100	Fujifilm Visual Sonics		Echocardiography Machine
Mouse Handling Plate	Fujifilm Visual Sonics		Heated ECG plate
Signa-Gel			Highly Conductive Multi-
Electrode Gel	Parker	15-25	Purpose Electrolyte
Transpore Medical Tape	3M	1527-0
PI-Spray II	Pharmaceutical Innovations	NDC 36-2013-25	Cleaning agent for ECG plate
C57Bl6 Mice	The Jackson Laboratory	000664	Male, 8 - 12 wk
IsoThesia-Isoflurane	Henry Schein	NDC 1169-0500-1
Excel	Microsoft
Systane Nighttime Lubricant Eye Ointment	Alcon	65050935
7-0 Perma-Hand Silk Sutures	Ethicon	640.O32
5-0 Perma-Hand Silk Sutures	Ethicon	K809.O32
Surgical Scissors	ROBOZ	RS-5881
Forceps	Fine Science Tools	11052-10
Gauze	Bio Nuclear Diagnostics Inc	DIS-022B
Needle Holder	Fine Science Tools	12565-14
Buprenex CIII	Patterson Veterinary	0-891-9756	Buprenorphine Hydrochloride Analgesic
Betadine	Purdue Products	67618-150-08
Nair	Church and Dwight Co.	NRSL-22339-05