Introduction
Hart-en vaatziekten nog steeds de belangrijkste doodsoorzaak wereldwijd 1,2. Niet alleen de linker ventrikel (LV) de musculaire kamer, verantwoordelijk voor het pompen van bloed van het hart naar het lichaam 3 is een gemeenschappelijke cardiale verwonding post- myocardiaal infarct 4. Linker ventrikel weefsel dood resulteert vaak in systolische hartfalen. Diermodellen van hart-en vaatziekten zijn noodzakelijk voor de vooruitgang van het biomedisch cardiovasculair onderzoek. De C57BL / 6 stam van muizen hebben een populaire keuze voor dierlijke modellen als gevolg van hun snelle broedtijd, lage kosten en gemak in de genetische veranderingen. De meeste chirurgische murine modellen voor de studie van hartkwaal omvatten occlusie van de LAD tak van de linker kransslagader. De LAD wordt ook wel de linker stompe marginale 5,6. De LAD levert bloed naar het linker ventrikel anterior en antero-laterale wanden. LAD occlusie studies zijn gericht op het induceren van anterior infarcten, soms uitstrekt into de inferieure en laterale wandgebieden 7.
Twee modellen die vaak worden gebruikt myocardinfarct studies omvatten chronische occlusie myocardiaal infarct en myocardiale ischemie / reperfusie schade. Chronische occlusie wordt gecreëerd door chirurgisch hechten rond en permanent blokkeren van de bloedstroom door de LAD. De ischemie / reperfusie schade ontstaat veel op dezelfde wijze alleen met zijn doorgaans 30-60 min, ischemie. Om tijdelijke ischemie bereiken, het afsluitende hechtdraad banden rond de LAD en een kleine PE-10 buis die evenwijdig aan de LAD op het epicardiale oppervlak van het hart geplaatst, gevolgd door een reperfusie periode waarin de buis en occlusie hechtingen verwijderd en bloed liet opnieuw stromen door de slagader en in het myocardium. De ischemie / reperfusie operatie wordt geacht klinisch relevant zijn door de aard van reperfusieschade parallel de behandeling van humane infarcten die omvat prompt coronaire angioplastie en stenting van de slagader of coronaire bypass. Typisch tijdens deze operaties, ischemie van de LV in een muizenhart wordt bevestigd door zichtbare bleekheid van de myocardiale wand. Echter, door simpelweg uitvoeren van operaties op een elektrocardiogram (ECG) onderlegger onder voortdurende controle omstandigheden zichtbare veranderingen kunnen worden waargenomen in de ECG-golfvorm, waardoor ischemie en reperfusie van de hartspier muis bevestigd.
Hoewel het hart muizen is vergelijkbaar met het menselijk hart in vele opzichten, waaronder de vier kamers structuur, het hart ook verschillen. Een duidelijk verschil is de gemiddelde hartslag in rust van volwassen muizen is 600-700 slagen per minuut (bpm), terwijl die van de volwassen mensen wordt ~ 60-100 bpm 8,9. Bovendien, bij muizen de repolarisatie golven, J en T, vaak fuseren met de depolarisatie QRS-complex het maken van een duidelijke ST-segment moeilijk te onderscheiden 10. Om het proces van electrocardiographicall complicereny bevestiging myocardiale ischemie, is de verhoging van de T-golf en de ST-segment dat wordt gebruikt als markers voor de diagnose van ischemie en myocardiaal infarct letsels bij mensen, klinisch aangeduid als ST e levation m yocardial i nfarction of STEMI. Een van de belangrijkste verschillen tussen mensen en muizen golfvormen is dat S-golf wordt onmiddellijk gevolgd worden van een J-golf die direct overbrengt in een negatieve T-golf. Tijdens acuut myocard ischemie bij muizen de amplitude van de S-golf afneemt en wordt direct gevolgd door een abnormale J-wave en een omgekeerde T-top 11. De T-golf lijkt niet een aanzienlijk deel van de repolarisatie vertegenwoordigen muizen 11. Ondanks nomenclatuur en muis vs. menselijke verschillen, ECG bevestiging van muizen ischemie en reperfusie is nog steeds haalbaar en relatief eenvoudig. Omwille van de vereenvoudiging golfvorm interpretatie, wordt het segment tussen de SJT aangeduid als ST-segment hierin.
STEMI richtlijnen gepubliceerd in 2013 aan een patiënt door-to-balloon van minder dan 90 min 12 .Dit houdt in dat de tijd na de identificatie van kransslagader occlusie van de patiënt totdat de slagader wordt geopend moet lager zijn dan 90 min. Het kloppend hart is voortdurend bezig en daarom heeft een hoge oxidatieve metabolisme en een hoog niveau van zuurstofverbruik 3. Hierin te voorzien, een netwerk van capillairen waarover elke myocyten 3. Het duurt slechts een hart een paar slagen om de zuurstof en voedingsstoffen uitputten. In een 90 minuten venster, zal een ischemische hartziekte gebied in een menselijk zijn geblokkeerd van het ontvangen tussen 5400 en 9000 hartslag waarde van zuurstofrijk bloed. In datzelfde 90 min raam, zou een muis moeten 54.000 tot 63.000 hartslagen. Experimentele tijdstippen voor murine ischemie / reperfusieschade typisch tussen 30 en 60 minuten.
Het belang van de ontwikkeling vaning een aanvullende methode voor het bevestigen van ischemie en reperfusie in een muizenmodel heeft ingrijpende gevolgen voor de consistentie en reproduceerbaarheid van de gegevens in myocard ischemie / reperfusie studies. De huidige praktijk visueel observeren het hart van een verandering in weefsel kleur is niet geschikt als een stand-alone diagnostisch. Bovendien wordt reperfusie na verwijdering van de buis en de hechting niet gegarandeerd. Hoewel de slagader niet langer wordt afgebonden, kan de slagader blijvende schade tijdens de procedure en kunnen onmogelijk reperfusie worden. Het zou gunstig zijn voor een record van veranderingen in het elektrocardiogram moet reperfusie bevestigen plaats van te vertrouwen op observaties van het myocard bleekheid en rubor (rode kleur) zijn. Harten die de markers van ischemie / reperfusie schade vertonen kan dan snel worden gemarkeerd en een besluit over hoe verder te gaan kan worden gemaakt door de onderzoekers.
Tot slot, de oprichting van een record van ECG veranderingen ten opzichte van baseline in heel the ischemische en reperfusie kunnen onderzoekers blijven het hart volgen na de eerste operatie. Onderzoekers moment uit het oog verliezen hart, zodra de operatie is voltooid. ECG is een eenvoudige manier om inzicht in veranderingen in het myocardium uren tot dagen na de operatie krijgen. ECG geregistreerd op tijdstippen na de operatie kon openbaren laat de ontwikkeling van Q-waves aangeeft voortgezet of verergering van dood weefsel. Echter, om effectief gage nieuwe of verergerende elektrocardiografische markers, een baseline ECG moet ter vergelijking beschikbaar zijn.
Dit protocol zal laten zien hoe te bereiden, te verkrijgen en te interpreteren ECG ischemie en reperfusie van het hart met behulp van muis 8 bevestigen - 12 weken oude mannelijke C57BL / 6 muizen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle chirurgische ingrepen uitgevoerd op dieren dienen in overeenstemming met Gids voor de Zorg en gebruik van proefdieren 13 of andere passende ethische richtlijnen worden uitgevoerd. Protocollen dient te worden goedgekeurd door het dierenwelzijn commissie op de juiste instelling voordat u verder gaat.
1. Voorbereiding van de ECG
LET OP: Voordat u begint, don persoonlijke beschermingsmiddelen zoals handschoenen, brillen en een schone labjas of wegwerp jurk.
- Reinig het ECG pad met een niet-alcohol en niet-bleekmiddel decontaminatie oplossing. Voorzichtig gebruik maken van een delicate taak veeg overtollige oplossing uit te wissen om ervoor te zorgen dat de elektrode pad niet beschadigd wordt.
- Als de ECG-pad heeft een verwarming functie, gebruik het. Verdoofde muizen hebben de neiging om lichaamswarmte snel verliezen. Verwarm de pad 40-42 ° C om normotherme lichaamstemperatuur van 37 ° C te handhaven gedurende de operatie 14. Monitor lichaam temperARD met behulp van een rectale thermometer. Pas pad temperatuur nodig om de lichaamstemperatuur ~ 37 ° C te houden.
- Zoals de meeste thoracotomie worden uitgevoerd met de muis liggend op zijn rug (rugligging), ervoor zorgen dat de schakelaar is gespiegeld aan de "liggende" setting. Veel ECG-pads hebben een functie om te schakelen tussen de buikligging en rugligging. Als u de juiste richting te kiezen kan leiden tot een verkeerde voorstelling van elektrocardiografische evenementen.
- Verdoven muis met behulp van 5% isofluraan geïnhaleerd en 1 l / min zuurstof. Zodra de muis wordt verdoofd, overdracht muis om ECG pad uitgerust met een verdoving neuskegel en vermindering van isofluraan tot 2% en 1 l / min zuurstof. Bevestig de juiste verdoving door te zorgen voor de muis niet reageert wanneer de voet van de muis wordt geknepen met een pincet.
- Breng een dun laagje van het oog van de smering zalf over de ogen van de muis tot droog en het hoornvlies schade te voorkomen tijdens het verdoofd.
- Reinig de poten van de muis met een vochtig doekje om alle zichtbare beddengoed verwijderendie kunnen vast aan de poten of kan interfereren met de transmissie van elektrische impulsen van de poten aan de ECG pad. Droog poten met een doekje.
- Een kleine hoeveelheid (iets kleiner dan USD dime) zeer geleidend elektrolyt gel aan elk van de vier metalen elektroden op het ECG pad.
Opmerking: Zorg ervoor dat u slechts een kleine hoeveelheid van de gel zoals teveel gel maakt het moeilijk om de poten te beperken om de pad met tape. Bovendien, poten waarschijnlijk out van het beveiligingssysteem te glijden tijdens de operatie als ze nat worden voor het aanbrengen van tape waren. - Met de muis in rugligging Gebruik duidelijke medische tape aan elke poot beperken tot de overeenkomstige elektrode (figuur 1). Druk eerst op elke poot aan haar stuk tape en dan houden de tape om de ECG pad. Zorgen dat elke poot ingehouden is in contact met het elektrolyt gel en de elektrode.
2. verwerven van de ECG
- Afhankelijk van de gebruikte voor ECG-acquisitie, conf apparatuurIGUUR de machine, zodat de ECG-curve kunnen worden gevisualiseerd in real time. Voor ECG-opnamen met behulp van de fysiologische controle-instellingen op een echocardiografie machine, zal het een live-B-modus de ECG-curve langs de onderkant van het scherm te hebben.
Opmerking: Zie ook de individuele machine gebruikershandleidingen om te bepalen wat de beste manier om die apparatuur te configureren. - Enable real time visualisatie van de ECG-curve door op de B-mode-toets op een echocardiografie machine of het equivalent van andere ECG-opname-apparaten.
- Pas de resolutie om rekening te houden met verschillen in de amplitude. Als de piek van de R-golf of de trog (dal) van de Q-golf buiten het visuele frame, de resolutie aan totdat de gehele hoogte van de golfvorm waar te nemen.
Opmerking: Dit kan onder het tabblad fysiologische instellingen worden gedaan op een echocardiografie machine. Klik op de stijging of pijlen te verlagen totdat de gehele golfvorm zichtbaar is.
- Pas de resolutie om rekening te houden met verschillen in de amplitude. Als de piek van de R-golf of de trog (dal) van de Q-golf buiten het visuele frame, de resolutie aan totdat de gehele hoogte van de golfvorm waar te nemen.
- Elke keer dat een beeld OBT te zijnained, schakelt u het ECG pad van gereedschap. Aanraken van de muis tijdens ECG-registratie met een tang of vingers de golfvorm verstoren. Zorg ervoor dat de muis is nog steeds onaangetast en op het ECG pad voor de opname elke ECG's.
- Gebruik van de machine "record" of "store" functie voor het maken van een chirurgische incisies op de muis. Deze afbeelding wordt gebruikt als een basislijn ter vergelijking later.
3. Chirurgische Procedure en opnemen ECG
- Injecteren verdoofde muis met pijnstillende (buprenorfine, 1,5 ug, intraperitoneaal) voordat u begint. De data van het ischemie / reperfusie chirurgische procedure kan ook elders worden 5 gevonden.
- Verwijder haar rond de operatiewond chemisch of mechanisch en te ontsmetten het gebied met betadine-oplossing. Gebruik een scalpel om een verticale insnijding parallel aan de slokdarm en de luchtpijp te maken. Beweeg de lymfeklieren aan elke kant van de insnijding tot de dunne weefsel dat de tracheablootgesteld. Met behulp van een tang voorzichtig het weefsel te scheiden, tot het witte kraakbeen ringen van de luchtpijp zijn zichtbaar.
Let op: We gebruiken over het algemeen Nair ontharen lotion. De lotion wordt aangebracht op de operatieplaats gedurende ~ 1 minuut. Nair wordt vervolgens grondig afgespoeld met behulp van een zoutoplossing of water. Deze methode heeft de voorkeur in ons laboratorium omdat hoge resolutie echocardiografie (dat haarzakjes kunnen detecteren) wordt vóór en na de operatie uitgevoerd. Echter, moet voorzichtigheid worden genomen om gevoelige gebieden zoals genitaliën te vermijden, en vervolgens grondig wassen van de Nair af om mogelijke brandwonden te voorkomen. - Snel verwijderen van de neus van de muis uit de neus-cone en steek ventilatie slang in de mond van de muis en naar de keel. Wanneer de punt van de ventilatie buis zichtbaar is door de blootgestelde nek Zet de buis met het begin van de luchtpijp. Voorzichtig wiebelen de buis van links naar rechts, terwijl de toepassing opwaartse druk totdat de slang dia's in de luchtpijp die visueel kan worden bevestigd through de doorschijnende trachea.
- Zorg ervoor dat de muis onder narcose blijft tijdens de intubatie procedure. Pauze van intubatie en de terugkeer van de muis om de neuskegel als het begint te roeren.
- Een lus touw, haak voortanden van de muis door de lus en plak de string eindigt de ECG pad om het hoofd van de muis te stabiliseren en de ventilatie- buis niet beweegt tijdens de operatie te waarborgen. Snel hechten ventilatie slang aan knaagdieren ventilator en ventilatie instellingen aan te passen op basis van het gewicht van de muis. Tape ventilatie buizen op hun plaats.
- Bedek de muis blootgesteld luchtpijp met een gaasje gedrenkt in warme zoutoplossing om weefsel van het drogen te houden.
- Maak een verticale insnijding met behulp van een scalpel langs de linkerkant van het borstbeen.
- Met behulp van een tang voorzichtig scheiden de fascia laag van de spierlaag. Knip voorzichtig de onderliggende spieren lagen zonder te snijden zichtbare bloedvaten.
- Met behulp van een tang, pak de derde rib en trekboven zachtjes. Handhaaf grip op de rib met de ene hand en het gebruik van chirurgische schaar zorgvuldig knippen de intercostale weefsel tussen de derde en vierde rib. Zorg ervoor dat de longen niet beschadigd.
Opmerking: Longen wordt diep in de borstholte trekken vrijwel direct na de borstholte wordt geperforeerd door de chirurgische incisie door het verlies van de drukgradiënt. Wacht tot de longen voordat u verder hebben teruggetrokken. - Gebruik een tang te grijpen en voorzichtig scheiden van de dunne laag van hartzakje, die het hart omringt.
- Plaats oprolmechanismen of handmatig tang rib oprolmechanisme aan de ribben verplaatsen naar een positie waar het hart zichtbaar tussen de ribben.
Opmerking: Het is gebruikelijk lager linkerpoot de muis verplaatst zodat deze over de onderste rechterpoot tijdens de plaatsing van de ligatuur. Dit helpt om het hart te plaatsen zodat het linker hartoor of oorschelp is gemakkelijk toegankelijk tijdens het plaatsen van de ligatuur. Wees ervan bewust dat geldig ECG waveforms niet worden verkregen onder de linker poot is off van de elektrode. Daarom is het raadzaam om de poot weer naar de elektrode na het hechten ligatuur door het hartspierweefsel maar voordat een knoop wordt aangetrokken afgelopen. - Zoek de LAD visueel, onder de linker oorschelp. Snel plaats een 7-0 zijden taps hechten naald in het myocard diep genoeg door te geven onder de LAD, maar niet zo diep als de LV holte dringen. Trek de hechten ligatuur door tot er ongeveer 4 cm van het hechten zijde links op de vrije (non-naald) uiteinde van de hechten ligatuur.
- Begin met een eenvoudige hechting knoop. Zodra het vrije uiteinde van de hechtmiddelen zijde is door de lussen getrokken om de knoop te vormen, onderbreken.
- Het houden van zowel de vrije en naald uiteinden van de hechten zijde met een tang, plaatst u een cm sectie ~ 1 van de PE-10 buizen onder de vorming van knoop en bovenop de epicardiale oppervlak.
- Als linkerpoot van de muis wordt overschreden, de terugkeer van de poot aan de proper elektrode. Draai de knoop zodat de PE-10 buis wordt gehecht aan het hart. Vrijlating van alle fysiek contact met de muis om ECG op te nemen.
- Laat ECG-curve te doorlopen voor ~ 10 sec. Controleer ECG golfvorm visueel en opnemen golfvorm als "Time occlusie". Als de T-golf niet toeneemt in amplitude binnen 1 minuut, opnieuw te beoordelen plaatsing van ligatuur.
- Als de T-golf amplitude niet toeneemt, ofwel gooi het dier uit de studie of een poging om de ligatuur plaatsing te corrigeren.
- Controleer visueel de kleur van het myocard ischemische paling van de LV te bevestigen.
- Als ECG veranderingen en myocard kleurveranderingen geven ischemie, dubbele knoop de hechtdraad rond de PE-10 buizen.
- Bedek de open borstholte met warme zoutoplossing gaas.
- Neem ECG elke 5-10 minuten voor de duur van de ischemische periode.
4. Bevestiging van reperfusie gebruiken ECG
- Verwijder zoutoplossing gaas covering de borstholte en visualiseer het hart.
- Gebruik een zaag om de hechtmiddelen zijde boven de PE-10 buis gesneden. Zodra de ligatuur wordt gesneden, verwijder dan het deel van PE-10 buizen en verwijder voorzichtig het hechten ligatuur van de hartspier.
- Laat alle fysieke contact met de muis en laat de ECG-curve ~ 10 sec om te fietsen. Record golfvorm als "Time of reperfusie." Blijf ECG-golfvormen op te nemen elke 5-10 minuten totdat de gewenste experimentele tijdstip wordt bereikt.
- Resolutie aanpassen op veranderingen in amplitude nodig. Als de T-golf niet verandert bij verwijdering van de PE-10 buis en ligatuur wordt reperfusie niet bevestigd.
- Als de T-golf verandert niet bij verwijdering van de slang, ofwel gooi het dier uit de studie of een poging om de ligatuur plaatsing te corrigeren.
- Voer een visuele inspectie myocard om extra te bevestigen reperfusie door terugkeer naar rode kleur.
- Dichtbij borstholte door het hechten van de intercostale ruimte met een 5-0zijden hechtdraad terwijl het toepassen van lichte druk op de borst van de muis om overtollige lucht die tijdens de operatie is aangegaan te verdrijven. hechten dan de spierlagen en tenslotte huid. Opmerking: Druk uitoefenen op de borstholte mogelijk niet voldoende om de borstholte lucht geëvacueerd alle muizen. Daarom moet de spuit en naald Werkwijze evacuatie worden toegepast om te waarborgen dat alle lucht uit.
- Noteer de laatste ECG alvorens geïnhaleerd verdoving uit en het verwijderen van de poten van de muis van de elektroden. Verhogen zuurstof tot 2 l / min en ventilatie te handhaven totdat de muis herwint bewustzijn.
- Laat de muis om te herstellen in een constante temperatuur gecontroleerde omgeving, bijvoorbeeld verwarming pad of warm incubator, om infarct variabiliteit te voorkomen. Behandel muis met buprenorfine 24 uur na de operatie en vervolgens zo nodig zoals aangegeven door de muis grimas schaal.
Opmerking: Procedure voor reperfusie wordt ook in detail besproken door Xu et al 5.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Een normale muizen ECG wordt weergegeven in figuur 2 met alfabetische merkers voor elektrische gebeurtenissen P, Q, R, S, T. J en P is de eerste atriale depolarisatie. QRS is de golf van depolarisatie over de ventrikels. J is vroeg repolarisatie en T staat voor heterogene repolarisatie ook wel bekend als het herstel 11. Opgemerkt wordt dat vele laboratoria niet het J-wave naamgevingregels en in plaats daarvan betrekking op de SJT-segment als ST-segment 10,15-17. Hier, resultaten en analyses representatief zijn en gebaseerd off van het laboratorium observaties van 40 muizen. De meeste muizen vertoonden soortgelijke golfvorm progressie in de loop van de operatie. Muizen die geen vergelijkbare curven vertoonden aan nader onderzoek en werden beschouwd als niet-geïnfarceerde dieren. Vertaald golfvorm resultaten zijn ook beschreven door Jong et al. 15.
Murine harten suffering regionale ischemie door LAD occlusie tonen bijvoorbeeld verhoogde amplitude van de R-golf en hyperacuut piek van de JT-segment gevolgd door eventuele verhoging van het ST-segment Figuur 3 toont de eerste tekenen van acute myocardiale ischemie.; hyperacute een hoogtepunt bereiken van de T-golf. Zoals te zien is in deze figuur heeft de T-golf amplitude van baseline omstandigheden. Dit is echter nog niet ST-elevatie omdat de S-golf wordt nog diep en negatief projecteren als op de basislijn golfvorm.
Baseline ECG configuratie toont een negatief projecteren S-wave (figuur 2). Naarmate de tijd vordert, worden veranderingen in het ECG genoteerd. Het ST-segment is gedefinieerd als het segment tussen het einde van de S-golf en het begin van de T-golf. Deze ST-segment is duidelijk bij de mens. Vanwege de hoge hartslag, wordt dit segment samengevoegd bij muizen en een extra vroege repolarisatie "J-wave" septemberarates de S- en T-golven. Daarom moet de verhoging van de S-golf naar het iso-elektrische lijn of hoger wordt beschouwd als de murine versie van ST-segment elevatie. In figuur 4 het verloop van ischemie vroeg infarct kan worden gezien door ST-elevatie. Hier is de S-golf wordt weergegeven bij verhoogde amplitude, boven de iso-elektrische lijn. De J-golf wordt ook verhoogd, vooral in vergelijking met de basislijn golfvorm (figuur 2). Daarom is het ST-segment verhoogd hetgeen wijst op schade / 10 infarct.
Figuur 5 volgt de progressie van één muis van de uitgangswaarde helemaal door reperfusie. De eerste golfvorm wordt een normaal sinusritme, die de opgenomen basislijn was. De tweede golfvorm geeft de ECG 1 min na de ligatuur werd vastgebonden en de slagader werd afgesloten. De rode cirkel op deze regel toont hyperacute T-wave piek. In vergelijking with "basislijn" is het duidelijk dat de T-golf wordt verhoogd. De derde golfvorm toont de complete ST-segment elevatie op het 5 min tijdstip. In het beeld "1 min ischemie", was de S-golf nog projecteren negatief, het passeren van de iso-elektrische lijn. Echter, op 5 minuten van de S gedeelte van het complex niet tot negatief moet hij voor- vordert in het J- en T-golven bereiken. Dit wordt beschreven als ST-segment elevatie, omdat het segment tussen de S- en T-golven wordt verhoogd van het iso-elektrische lijn. Andere elektrofysiologische marker regionale ischemie wordt verbreding van het QT-interval 16 die zich vanaf het begin van het QRS-complex en gaat door tot het einde van de T-golf. Op 20 min van ischemie, heeft het QT-interval verbreed en de ST-segment is nog steeds verhoogd. Na 45 minuten van ischemie, het QT-interval blijft verbreed en de ST-segment blijft opgeheven.
Reperfusie van de hartspier die moetischemische al 30 minuten of minder zou moeten leiden tot ECG keert terug naar uitgangssituatie in een muis. Preda en Burlacu vestigde een correlatie tussen de muizen veranderingen in het elektrocardiogram, ischemische tijd, en infarct ernst 17. Waargenomen werd dat ischemische periode van 30 minuten geen permanente ECG veranderingen veroorzaakte dat ischemische perioden van 1 uur leverde permanente ECG veranderingen. Bovendien reperfusie van de afgesloten arterie na 24 uur van ischemie had geen effect salvage 17. Normaal kunnen Q-golven worden geïdentificeerd als de lichte neerwaartse projectie vlak voor de depolarisatie QRS-complex. Aanzienlijke of pathologische Q-golven kunnen ontwikkelen kort na het begin van ischemie en aanzienlijke spier dood begint te stellen in 10. Significante Q-golven worden verstaan ten minste 1/3 van de hoogte van de overeenkomstige R-golf of hun langwerpige tijd, hetgeen leidt tot sterk Q-wave. De significante Q-wave resultaten uit een gebied van dode hartspier afbuigen electrical stromen vanaf de elektrode 7. Na 5 min reperfusie, bewijs van diepe aanzienlijke Q-golven beginnen te verschijnen (figuur 5). Bovendien, de T-golf terug naar het iso-elektrische lijn (Figuur 5). Na 30 min reperfusie, de negatieve Q-golven blijven en waarschijnlijk tonen blijvende schade. Op dit tijdstip, de Q-golven breed en diep, en geven aan dat de stervende hartweefsel wordt afbuigen elektrische stroom rond het beschadigde gebied (Figuur 5).
Na voortdurende ischemie, de progressie naar letsel en infarct leidt tot een verhoogde negatief T-wave projectie (figuur 5, 30 min reperfusie, tweede rode cirkel). Deze verbeterde T-wave projectie door een echte infarct zal gewoonlijk permanent 7. De tweede rode cirkel in de 30 min reperfusie golfvorm laat zien wat lijkt op een omgekeerde T-golf (figuur 5) zijn. Indien de 5 and 30 min T-golven worden vergeleken blijkt dat de T-golf negatiever projecteert. Dit, in combinatie met de grote Q-waves levert bewijs voor permanente weefselbeschadiging bij dit hart. Opgemerkt zij dat geïnhaleerde isofluraan verlaagt de hartslag en verhoogt daardoor QT-interval. Echter, de amplitude van het herstel van T-golven blijft onaangetast 18.
De bovengenoemde wijzigingen kunnen kwantitatief worden geanalyseerd in termen van spanning. Figuur 6 laat zien dat het exporteren fysiologische gegevens als een CSV-bestand zal een zeer grote hoeveelheid gegevens te verstrekken. Naast het aanbieden van ECG waarden (amplitudes) van fracties van milliseconden-tarieven kunnen er mogelijkheden zijn om andere gegevens van ademhaling, temperatuur sondes, bloeddrukmanchetten etc. omvatten indien gewenst. Deze kwantitatieve gegevens worden getekend zie figuur 7. Grafiek een reeks golfvormen van P-golf naar P-golf visualiseert een ECGconfiguratie trend. De periode van 500 ms is een goede tijd om te visualiseren aangezien elk minder tijd niet kan leiden tot voldoende golfvormen en eventuele extra tijd zal de grafiek te maken lijken rommelig en elektrofysiologische gebeurtenissen kunnen worden gemist of moeilijk te herkennen als ze op een standaard computer monitor .
Figuur 1:. Correcte plaatsing van de Muis op ECG Pad Deze muis is gepositioneerd in rugligging. Elk van de poten van de muis worden geplakt met de overeenkomstige elektroden op de ECG oppervlak pad. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Normaal Muizen BaselineECG-curve. De normale muizen basislijn ECG wordt aangeduid met de letters P, Q, R, S, J en T, die worden gebruikt om elektrische gebeurtenissen in het hart te beschrijven. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3:. T-wave Elevation Ook bekend als hyperacute T-wave of piek. De T-golf wordt versterkt en hoger dan de basislijn T-wave (figuur 2). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4:. ST-segment elevatie Dit cijfer displays ST-segment elevatie die kan worden waargenomen als de ST-segment is hoger dan het iso-elektrische punt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5:. Typische ECG-veranderingen in de loop van een ischemie / reperfusie Surgery Dit cijfer volgt een muis over de duur van het myocard ischemie / reperfusie chirurgie. De eerste golfvorm wordt een normaal sinusritme, die de opgenomen basislijn (Baseline) was. De tweede golfvorm (1 min ischemie) toont de golfvorm 1 min na de ligatuur werd vastgebonden en de slagader werd afgesloten. De rode cirkel op deze lijn toont hyperacute T-wave piek. De rode cirkel op de derde golfvorm (5 min ischemie) geeft de volledige ST-segment elevatie. De rode cirkel op de fou Rth golfvorm (20 min ischemie) geeft een verwijd QT-interval en de S-golf wordt nog verhoogd. De rode cirkel op de vijfde golfvorm (45 min ischemie) displays verbreed QT-segment en verhoogde ST-segment. De zesde golfvorm (1 min reperfusie) geeft geen significante veranderingen versus 45 min ischemia.The rode cirkel op de zevende golfvorm (5 min reperfusie) geeft diepe, belangrijke Q-golfvorm. De eerste rode cirkel in de achtste golfvorm (30 min reperfusie) geeft significante Q-golven, terwijl de tweede rode cirkel geeft mogelijk T-wave enhancement. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6:. Fysiologische gegevens Deze figuur toont de fysiologische gegevens als het wordt geëxporteerd als CSV-bestand naar spreadsheet.ref = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/54814/54814fig6large.jpg" target = "_ blank"> Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 7:. Getekende mV waarden De weergegeven in deze figuur grafiek laat mV waarden van drie opeenvolgende golfvormen en volledig met de fysiologische gegevensbestand (figuur 6). De grafiek is een eenvoudige lijngrafiek met behulp van punten af van de fysiologische gegevensbestand. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Gebruik ECG veranderingen als een extra methode voor het bevestigen van myocardiale ischemie en reperfusie zorgt voor de nauwkeurige plaatsing van de afsluitende ligatuur. Nauwkeurigheid van ligatuur plaatsing is van cruciaal belang voor het verminderen van data variatie tussen dieren. De LAD in een muis hart is een moeilijke slagader te visualiseren. Daarom, ter aanvulling van visuele bleekheid met elektrocardiografische veranderingen zullen helpen zorgen voor de juiste plaatsing van de ligatuur en de daaruit voortvloeiende weefselschade.
Aangezien de ECG pad biedt een niet-invasieve weergave van het hart, kunnen meerdere ECG's worden gedurende het verloop van de studie. Dit kan bijdragen tot een beter begrip van cardiale veranderingen die optreden tijdens en na de operatie. Het is cruciaal om een baseline ECG voor vergelijkingen na de chirurgische procedure te verkrijgen. Later stadium dood weefsel en zelfs ventriculaire aneurysma kan worden waargenomen door de verlegging van elektrofysiologische signalen en ECG wijzigingen in de configuratie. Dit kan inzicht gevenin de progressie van hartfalen.
De voordelen van het gebruik echocardiografische meten ECG machine onder het gelijktijdig meten van structurele en functionele parameters van het hart voor of na de ischemie / reperfusie chirurgie. De beperkingen van het systeem op te nemen ECG zijn de hoge kosten voor een echocardiografie machine te kopen. Maar als de experimenten vereist constante ECG over meerdere dagen, er zijn verschillende inrichtingen beschikbaar voor ECG inclusief remote telemetrische ECG eenheden met bijbehorende software kan worden geprogrammeerd opnemen en golfvormen op verschillende tijdstippen geanalyseerd. Veel van de ECG telemetrie apparaten vereisen een implantatieprocedure of gespecialiseerde habitats. Daarnaast hebben veel alteratief elektrode opties bestaan inclusief elektrode clips en naalden. Ischemie / reperfusie chirurgie via thoracotomie is een zeer invasieve procedure. Voordelen aan het gebruik van de ECG pad met een echocardiografie machine omvatten niet-invasieve procedure zonder kabels van het dier tijdens de operatie en zonder extra chirurgische procedure. Toch moet de onderzoekers de beste uitrusting voor hun laboratorium en experimentele behoeften te bepalen.
Zoals eerder vermeld, isofluraananesthesie verlaagt de hartslag. Bovendien kan isofluraan cardioprotectieve via activering van KATP kanalen en reduceren infarctgrootte, zoals is gevonden bij honden 19. Algemene anesthesie in muizen kan worden geïnduceerd injecteerbare middelen. Inhalatie-anesthesie heeft zorgen voor een grotere veiligheid, met name voor langdurige procedures. Echter, inhalatie-anesthesie vereist complexe en dure apparatuur zoals precisie vaporizers en flowmeters, specifieke ademhaling systemen, en efficiënte afvoersystemen om vervuiling te voorkomen. De nadelen van injecteerbare anesthetica omvatten moeilijkheden bij het kiezen van een initiële dosering, geen kans moduleren nauwkeurig de diepte van langdurige anesthesia, langdurig herstel, etc. De keuze van de anesthesie moet worden aangepast aan de lengte van de procedure en het doel van de studie 20.
Met behulp van ECG als een aanvullende methode voor het bevestigen van ischemie / reperfusie schade bij muizen zal helpen bij het verbeteren consistentie en reproduceerbaarheid van infarcten, maar opent ook de mogelijkheid voor toekomstige toepassingen van de techniek door middel van het vaststellen van kwantitatieve trends. Onderzoekers kunnen soortgelijke ECG configuraties binnen bepaalde experimentele groepen opmerken. Zo kan een genetisch gemodificeerde diergroep ongewoon grote QT-interval vertonen na operatie in vergelijking met het wildtype. Deze informatieve gegevens zou hebben gemist als onderzoekers gebruiken myocard kleur verandert als enige bevestiging van ischemie en reperfusie letsel. Voor vergelijkende studies tussen wild type en transgene muizen, kan overwegingen aan de Lambeth verdragen richtlijnen ook waardevol zijn, vooral met betrekking tot leeftijd, geslacht, Verblindende en randomisatie van de dieren 21.
Tot slot, aanvullende bevestiging van ischemie / reperfusie letsel biedt meerdere voordelen. Met behulp van ECG als een extra techniek kan helpen bij het vaststellen consistentie in de chirurgie. Dit kan helpen het aantal gebruikte dieren te verminderen, terwijl het verstrekken van een hogere kwaliteit van de gegevens. Het maakt het ook mogelijk onderzoekers cardiale letsel, dood weefsel en / of verbouwen van een niet-invasieve in de tijd te volgen. Ten slotte, met behulp van ECG als een bevestiging van ischemie / reperfusie biedt de mogelijkheid om kwantitatieve elektrofysiologische trends.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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 |
References
- Kochanek, K. D., Murphy, S. L., Xu, J. Deaths: Final Data for 2011. Natl Vital Stat Rep. 63 (3), 1-120 (2015).
- World Health Organization. The 10 leading causes of death in the world. , Available from: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs310/en/ (2012).
- Klabunde, R. E. Cardiovascular Physiology Concepts 2edn. , Wolters Kluwer Health Lippincott Williams & Wilkins. Philadelphia. 243 (2012).
- Bhardwaj, R., Kandoria, A., Sharma, R. Myocardial infarction in young adults-risk factors and pattern of coronary artery involvement. Niger Med J. 55 (1), 44-47 (2014).
- Xu, Z., Alloush, J., Beck, E., Weisleder, N. A murine model of myocardial ischemia-reperfusion injury through ligation of the left anterior descending artery. J Vis Exp. (86), (2014).
- Fernández, B., et al. The coronary arteries of the C57BL/6 mouse strains: implications for comparison with mutant models. J Anat. 212 (1), 12-18 (2008).
- Thaler, M. S. The Only EKG Book You'll Ever Need. , Lippincott Williams & Wilkins. Philadelphia. 4 edn (2003).
- Poirier, P. Exercise, heart rate variability, and longevity: the cocoon mystery? Circulation. 129 (21), 2085-2087 (2014).
- Boudoulas, K. D., Borer, J. S., Boudoulas, H. Heart Rate, Life Expectancy and the Cardiovascular System: Therapeutic Considerations. Cardiology. 132 (4), 199-212 (2015).
- Wehrens, X. H., Kirchhoff, S., Doevendans, P. A. Mouse electrocardiography: an interval of thirty years. Cardiovasc Res. 45 (1), 231-237 (2000).
- Boukens, B. J., Rivaud, M. R., Rentschler, S., Coronel, R. Misinterpretation of the mouse ECG: 'musing the waves of Mus musculus. J Physiol. 592 (21), 4613-4626 (2014).
- O'Gara, P. T., et al. ACCF/AHA guideline for the management of ST-elevation myocardial infarction: executive summary: a report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines: developed in collaboration with the American College of Emergency Physicians and Society for Cardiovascular Angiography and Interventions. Catheter Cardiovasc Interv. 82 (1), E1-E27 (2013).
- Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , National Academies Press. Washington DC. 8 edn (2011).
- Gao, S., Ho, D., Vatner, D. E., Vatner, S. F. Echocardiography in Mice. Curr Protoc Mouse Biol. 1, 71-83 (2011).
- Jong, W. M., et al. Reduced acute myocardial ischemia-reperfusion injury in IL-6-deficient mice employing a closed-chest model. Inflamm Res. 65 (6), 489-499 (2016).
- Nadtochiy, S. M., et al. In vivo cardioprotection by S-nitroso-2-mercaptopropionyl glycine. J Mol Cell Cardiol. 46 (6), 960-968 (2009).
- Preda, M. B., Burlacu, A. Electrocardiography as a tool for validating myocardial ischemia-reperfusion procedures in mice. Comp Med. 60 (6), 443-447 (2010).
- Speerschneider, T., Thomsen, M. B. Physiology and analysis of the electrocardiographic T wave in mice. Acta Physiol (Oxf. 209 (4), 262-271 (2013).
- Kersten, J. R., Schmeling, T. J., Pagel, P. S., Gross, G. J., Warltier, D. C. Isoflurane mimics ischemic preconditioning via activation of K(ATP) channels: reduction of myocardial infarct size with an acute memory phase. Anesthesiology. 87 (2), 361-370 (1997).
- Gargiulo, S., et al. Mice anesthesia, analgesia, and care, Part I: anesthetic considerations in preclinical research. ILAR J. 53 (1), E55-E69 (2012).
- Curtis, M. J., et al. The Lambeth Conventions (II): guidelines for the study of animal and human ventricular and supraventricular arrhythmias. Pharmacol Ther. 139 (2), 213-248 (2013).
